Brevet FR2335009A1 — publié le 19770708

L'invention, due à fladimir Alexnndrovich MUEILy et Vladimir Alennndrovich SHTYCOV, concerne des dispositifs de comman- de ou contrdle du trafic de véhicules et, plus précisément, des détecteurs de présence des véhicules dans la zone d'action de ces détecteurs. Ceux-ci peuvent être utilisés, dans des systèmes auto matis tes de régulation de la circulation, dans des équipements d'étude des trafics, ainsi que dans des dispositifs de commande utilisant ltinformation sur la présence ou le passage des véhicules. On connatt des détecteurs ultrasonores de présence des véhicules qui comportent un transducteur électroacoustique, un générateur d'ultra-sons piloté et un amplificateur dont la sortie est reliée à un dispositif de sortie. le rayonnement du transducteur électroacoustique est dirigé vers la zone de contrôle de la présence d'un véhicule.Le générateur d'ultra-sons est piloté par un générateur d'impulsions de rythme et est relié à I 'amplificateur. Afin d'assurer un bon fonctionnement, la fréquence du générateur à ultra-sons dans le dispositif connu doit coïncider exactement avec la fréquence propre des oscillations du transducteur électroacoustique, et ceci durant toute la vie du détecteur malgré les changements climatiques, ce qui complique considérablement la réalisation d'un tel dispositif. La zone d'insensibilité du détecteur (distance minimale de détection d'un véhicule) est déterminée dans ce cas par le temps de fonctionnement du générateur d'ultra-sons piloté et par le temps d'amortissement des oscilla- tions du transducteur.Le temps de fonctionnement du générateur piloté peut etre réduiteb Cependant, dans ce cas, il faut augmenter la tension appliquée au transducteur électro-acouqtique afin de le mettre en marche. Comme ltentrée du détecteur connu est attaquée tant par le signal réfléchi (d'information) que par le signal émis, le détecteur doit avoir une large gamme dynamique (signal réfléchi: millivolts et fractions de millivolts ; signal rayonné : centaines de volts). La réalisation d'un tel amplificateur s'avère très difficile. L'invention vise à mettre au point un détecteur de présence d'un véhicule qui soit de construction simple sans exiger un réglage précis ni une stabilisation rigoureuse des régimes de service. Le problème posé est résolu par le fait que, dans un détecteur de présence de-véhicules où un générateur d'impulsions de rythme est relié à un générateur d ' ultra-sons qui est raccordé à un amplificateur mis en série avec un dispositif de sortie, le rayonnement du générateur d t ultra-sons étant dirigé vers la zone de contrôle de la présence des véhicules, selon l'in- vention, la sortie du générateur d'ultra-sons est reliée à un circuit de commutation dont la sortie est branchée sur l'amplificateur et I'entrée de commande du circuit de commutation est reliée à une des sorties du générateur d'impulsions de rythme. Il est avantageux que le générateur d'ultra-sons soit réalisé sous la forme d' un circuit d'excitation de choc comportant un condensateur réservoir dont une sortie est reliée à une résistance et à un circuit de commutation et dont une autre sortie est branchée sur un récepteur-émetteur drultrasons, la résistance étant reliée à une source de tension raccordée au circuit de commutation et au récepteur-émetteur d 'ultrasons. le circuit de commutation peut comporter un premier transformateur dont le primaire'est mis en parallèle sur le récepteurémetteur d'ultrasons du générateur d'ultrasons et dont chaque sortie du secondaire est reliée à travers des diodes aux sorties du primaire dtun deuxième transformateur, dont le secondaire est branché sur l'entrée de l'amplificateur, les prises milieu du secondaire du premier transformateur et du primaire du deuxième transformateur étant reliées au générateur d'impulsions de rythme. L'invention ressortira plus clairement de la description dtun exemple d'exécution donné à titre non limitatif et schématisé sur les dessins annexés dont : la figure t représente un schéma synoptique du détecteur de présence de véhicules selon l'invention la figure 2 représente un schéma de principe électrique du générateur d'ultrasons et du circuit de commutation du détecteur selon l'invention. le détecteur de présence de véhicules comporte un générateur d'impulsions de rythme 1 (figure t) dont une sortie est reliée à un générateur 2 d t ultra-sons dont un récepteur-émetteur d'ultra-sons 3 sert d'élément de conversion. Sur le récepteur-émetteur d'ultrasons 3 est branché un circuit de commutation 4, en plus du généra- teur 2. La sortie du circuit de commutation 4 est mise en série avec un amplificateur 5 et avec un dispositif de sortie 6. Selon l'invention, le générateur 2 d'ultrasons est un circuit dt excitation de choc qui comporte un condensateur réservoir 7 (figure 2, dont une sortie est reliée à une résistance 8 et à un circuit de commutation utilisant un thyristor 9, tandis que la deuxième sortie du condensateur est reliée à un transducteur piézo-électrique tO du récepteur-émetteur d'ultra-sons 3 (figure 1). le circuit de commutation 4 comporte un premier transforma teur 11 dont le primaire 12 est mis en parallèle avec le transduc- teur 10. les sorties du secondaire 13 du transformateur 11 sont reliées respectivement à deux diodes 14 et 15. le circuit de commu tation 4 comporte un deuxième transformateur 16 dont le primaire 17 est relit aux diodes 14 et 15 et dont le secondaire 18 est branché sur l'entrée de l'amplificateur 5 (figure 1). les prises milieu 19 et 20 (figure 2) du secondaire tA et du primaire t7 sont reliées au générateur d'impulsions de rythme 1. La résistance 8 est branchée sur une source d'alimentation 21. Le détecteur de présence de véhicules fonctionne de la façon suivante. le récepteur-emetteur d'ultrasons est installé au-dessus de ~la row hauteur depassant le gabarit maximal d'un véhicule de arçon que le faisceau d'ultra-sons drrigé vers le bas soit traversé par les véhicules passants. Le générateur d'impulsions de rythme 7 fournit les impul sions de polarité positive et négative. Le condensateur réservoir 7 se charge à travers la résis tance 8 jusqu'à une haute tension +U. Dès qu'une brève impulsion positive, fournie par le générateur itispulaions de rythme t, attaque un électrode de commande du thyristor 9, ce dernier devient conducteur et le condensateur 7 se décharge rapidement sur le transducteur piézo-électrique 10 du récepteur-émetteur 3 (figure t), Par suite, le transducteur piézo-électrique 10 fournit une impulsion ultrasonique puissante amortie dans le temps dont la fréquence est égale à la fréquence propre d' oscillations du transducteur piézo électrique 10. Le récepteur-émetteur d'ultra-sons 3 émet une brève impuLsion ultrasonique puissante amortie dans le temps, cette impulsion est réfléchie par la surface qui se trouve sur son trajet et revient au récepteur-émetteur d'ultra-sons 3, s'y trouve convertie à l'aide du transducteur piézo-électrique 10 en un signal électrique qui attaque le primaire 12 du transformateur tl du circuit de c- mutations Entre les prises milieu 19 et 20 des enroulements 13 et 17, arrive une impulsion négative (un potentiel négatif sur la prisé 20 par rapport à la prise 19) å partir du générateur d'impulsions de rythme 1, simultanément avec l'impulsion qui débloque le thyristor 9. Cette impulsion négative bloque les diodes 14 et t5 et le signal puissant apparaissant àIce moment-li sur le tranaducteur piézo-électrique 10 ne passe pas vers l'entrée de l'amplifica- teur 5, ce qui assure la protection du circuit d'entrée de l'amplificateur 5 contre les surtensions et la réalisation de ce dernier devisent plus simple. La durée de l'impulsion négative du générateur d'impulsions de rythme 1 est choisie telle que le circuit de commutation 4 (figure 1) soit fermé pour tout le temps d'émission. le signal réfléchi qui vient après Il émission passe à travers les diodes débloquées 14 et 15 pour aboutir au secondaire 18 du transformateur 16 branché sur l'amprificateur 5.Le signal amplifié est formé par le dispositif de sortie 6 qui, durant tout le temps de la présence d'un véhicule dans la zone d'action, 'délivre le signal de sa présence dans le système de commandé du trafic ou dans un autre dispositif (non montré sur le dessin), La période de répétition des imposions du générateur d'impulsions de rythme l est choisie,de façon que la mise en marche du générateur 2 d'ultra-sons soit faite au moment d'arrivée de I' impulsion réfléchie par la surface de la route. A ce moment-li, le circuit de commutation est bloqué et le signal réfléchi par la route ne passe pas dans I'amplificateur 5. Le signal réfléchi par un véhicule arrive avant celui réfléchi par la route et, par conséquent, passe à travers le circuit de commutation 4 débloqué. Ainsi, gracie à la construction proposée du détecteur de présence de voitures, la réalisation de l'amplificateur protégé contre les surtensions par le circuit de communitation devient plus simple, le pouvoir de résolution du détecteur s'élève par suite de l'excitation du convertisseur piézo-électrique par une brève impulsion puissante due au courant de décharge du condensateur réservoir, et les réglages précis du générateur d'ultra-sons sur la fréquence propre du convertisseur piézo-électriques deviennent inutiles. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu rà ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. IoeVENDICATlO NS 1. Détecteur de présence de véhicules dans lequel un générateur d impulsions de rythme est relié à un générateur d' ultra-sons branché sur un amplificateur mis en série avec un dispositif de sortie, alors que le faisceau d'ultrasons issu du générateur d'ultra-sons est dirigé vers la zone de contrble de présence des véhicules, caractérisé en ce que la sortie du générateur d' ultra-sons (2) est reliée à un circuit de commutation (4') dont la sortie est reliée à l'amplificateur (5) et dont l'entrée de commande est branchée sur une des sorties du générateur dtimpulsions de rythme (1). 2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur d'ultra-sons est réalisé sous la forme d'un circuit d'excitation de choc qui comporte un condensateur réservoir dont une sortie est reliée à une résistance et à un circuit de commutation et dont l'autre sortie est branchée sur un récepteurémetteur d'ultra-sons, la résistance étant reliée à une source de tension qui aliménte aussi le commutateur et le récepteurémetteur atultra-sons. 5. Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le circuit de commutation comporte un premier transformateur dont le primaire est mis en parallèle sur le récepteur-émetteur d'ultra-sons du générateur d'ultra-sons, et en ce qu'aux deux sorties du secondaire sont reliées respectivement des diodes connectées aux sorties du primaire d'un deuxième transformateur, le secondaire de ce deuxième transformateur étant relié à 1 'entrée de l'amplificateur, alors que les prises milieu du secondaire du premier transformateur et du primaire du deuxième transformateur sont reliées au générateur d'impulsions de rythme.