Brevet FR2323410A1 — publié le 19770408

La présente invention concerne un dispositif destiné a détecter l'apparition d'une flamme générée par un début d'incendie. Ce dispositif utilise les propriétés qu'ont certaines photocathodes d'étire particulièrement sensibles a la couleur ultra-violette émise par une flamme. Ainsi la photocathode utilisée ici et qui est couramment vendue dans le commerce, a la propriété de voir son impédance électrique varier lorsqu'elle est soumise un rayonnement ultra o violet dont le spectre s'étale de 1900 a 2700 A. Cette photocathode qui est alimentée par une source de courant alternative de 220 V, voit donc son courant qui la traverse varier dès l'apparition du rayonnement ultra-violet émise par une flamme. Cette photocathode constitue la partie sensible du détecteur comportant en outre une alimentation électrique, une électronique d'amplification et un traitement logistique du signal. L'ensemble constitue un dispositif original objet de la présente invention. On connait de nombreux détecteurs d'incendie basés sur des principes physiques différents. Rappelons le détecteur de fumées utilisant la différence d'ionisation produite par une fumée sur l'air de l'atmosphère dlun local, le détecteur thermique, sensible à l'élévation anormale de la température d'un local ou de son environnement, les détecteurs chimiques à oxyde de carbone ou a gaz carbonique affichant une alarme lorsque le taux de ces produits de combustion dépasse un seuil d'alerte. Tous ces dispositifs présentent de multiples inconvénients tels que : déclenchement de fausse alerte intempestive, temps de réponse important, sensibilité anormale aux agents de pollution. Le dispositif objet du brevet permet d'obvier a ces nombreux inconvénients et surtout de confirmer unealerte annoncée par un détecteur de type précédemment cité. Ainsi la certitude que l'alerte corresponde a un début d'incendie, le détecteur peut être utilisé comme organe de commande déclenchant les moyens propres a détruire l'effet du début du sinistre (alerte générale, ouverture de vannes d'eau, déverrouyage d'extincteur). Connaissant les conditions d'utilisation et de service de ce type de détecteur, nous pouvonspréciser les qualités exigées a ce dispositif. Elles sont - un fonctionnement exempt de fausse alerte, - une grande sensibilité l'émission du rayonnement ultra-violet produit par une flamme, - un temps de réponse le plus bref possible. Ces qualités ne sont que partiellement réunies lorsque l'on utilise une photocathode alimentée en par l'intermédiaire d'un transformateur classique. Ce montage électrique résistance-self présente de nombreux inconvénients et notamment - il consomme une énergie importante pour maintenir son effluve, - il accentue les difficultés rencontrées dans le traite ment du signal. En effet, le courant issu de la photocathode et correspondant au signal de détection est repris par un pont diodes puis utilisé pour provoquer l'alarme. Ce principe électrique provoque un important bruit de fond confondu avec le signal de détection. Ce phénomène est accentué par le fait que la cellule est alimentée par un signal de 12 KHZ entretenant l'effluve, fréquence très proche de celle du signal de détection - I1 crée de fausses alarmes d'origine électriques. En effet, les commutations successives produisent des surtensions qui sont des sources de déclenchement anormal. Le montage utilisé dans notre dispositif permet d'obvier a ces inconvénients en utilisant sur le circuit de la photocathode choisie pour être sensible aux rayonnements ultra-violet, un réseau capacité-résistance dont la constante de temps est préréglée. En outre, ce dispositif permet d'intégrer la tension d'amorçage du tube, éliminant ainsi tous les phénomènes de surtension. L'ensemble du circuit comprenant la photocathode est ali menté par une source de courant alternatif de fréquence égale à 100 KHZ. Le circuit de conversion courant continu - courant alternatif est autonome. Sur le circuit de la photocathode les variations de courant du a une détection de rayons ultra-violet sont transformées en impulsions qui peuvent être comptées. Ces impulsions sont mémorisées pendant un temps déterminé par la valeur d'un circuit résistance-capacité. L'alerte est déclenchée pour un nombre d'impulsions correspondant une durée déterminée à l'avance. Le traitement impulsionnel des information est réalisé par un circuit analogique. Deux comparateurs exploitent ces impulsions, l'un jouant le rôle d'intégrateur et l'autre de remise zéro; transformant ces informations en commandes électriques. Ce dispositif objet du présent brevet possede de nombreux avantages et notamment - une grandefiabilitédans l'alerte avec élimination totale des fausses alertes d'origines électriques, - un réglage aisé des niveaux d'alerte désirés, - une souplesse de fonctionnement caractérisé par l'interchangeabilité des tubes photocathodiques de caractéristiques différentes, - un auto-contrle permanent du circuit informant le défaut de ce dernier. L'invention sera mieux comprise grâce aux dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. En se reportant à la figure 1 de la planche I/2, on trouve le convertisseur "courant continu-courant alternatif" alimenté par les bornes + et Le primaire 2-5 de ce convertisseur est piloté par le transistor T3 isolé du pole négatif par la résistance R10 de 1509. La base du transistor T3 est connectée à une capacité chimique C3 et isolée de la polarité négative par la résistance Rg de 10 KQ.Les résistances R1 et R3 d'une vaLeUr de 19 Knassurent la liaison avec le pôle positif de T3. L'enroulement secondaire 3-4 du convertisseur alimente directement le tube à une fréquence de 100 KHZ et sur une seule phase grâce à la diode1 protégée par R6 suivant le principe de l'oscillateur bloqué. Le circuit C1 R8 jouant le rôle de constante de temps vis à vis du tube photocathodique. La capacité C1 jouant le rôle d'intégrateur. Le niveau de l'alimentation et sa fréquence sont maintenus constants par les transistors T1 et T2 montés en cascade et la capacité chimique C2 reliant directement les pôles + et - à travers R3. L'alimentation du tube est stabilisée par le pont diviseur R4 et R5 de 4 M#, les transistors T1 et T2 et le circuit résistance-capacité R3 C2. En se reportant à la planche II/2, on trouve l'électronique du traitement des informations. I1 est réalisé en analogique par 2 compteurs dont l'un est représenté par les résistances R29 et P et la capacité C13 branchés sur le transistor T20 qu'ils amorcent. Le seuil de ce dernier est réglé et l'ensemble R29 P C13 T20,intègre le nombre d'impulsions. Le deuxième compteur représenté par la résistance R34 et la capacité C14,constitue un circuit RC dont la constante de temps détermine la durée d'intégration du nombre d'impulsions à compter. Le circuit transistor T30 shunté par R32 et R31 est isolé et fonctionne comme un circuit de remise à zéro que commande R34 et C14. Le voyant L signale l'alarme lorsque les circuits des comparateurs ont enregistré plus de 6 impulsions en 30-secondes. FONCTIONNEMENT Le tube photocathodique est alimenté par le convertisseur secondaire T1-. Ce secondaire fourni une tension donnée de l'ordre de 300 Volts, subdivisée par R5 et R4 qui à l'aide de T2, T1 Z1 et R3, asservi la tension d'alimentation de l'oscillateur bloqué. Le capacité C1 intègre les impulsions de l'oscillateur bloqué et permet l'amorçage du tube lors d'une effluve. La résistance R6 limitant le courant a d'entretien du tube. Les informations sont données par les impulsions issues de C1 et Rg, stockées par C13 à travers D11 R29 P et T10. Le comparateur est réglé par R27 et R28 P permettant d'augmenter le nombre d'impulsions admises pour le déclenchement. Le second comparateur constitué de T40 R34 C14 joue le rôle d'horloge, il est réglé par R31, R32 et T30 lui-même commandé par T10. Durant un temps fixé à 30 secondes pour notre cas si le nombre d'impulsions est inférieur à 6, C13 est réuni au pôle - et l'ensemble est remis à zéro. Par contre, lorsque le nombre d'impulsions est supérieur à 6, le premier comparateur bascule et commande T50 qui allume L et fournit l'information d'alarme au tableau par R36 D132 l'ensemble est stabilisé par R37 et. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de détection de flammes générées au début d'un incendie caractérisé en ce qu'il comporte un tube photocathodique sensible au rayon ultra-violet, alimenté par un convertisseur courant continu-courant alternatif couplé à un circuit capacité-résistance qui intègre le circuit d'alimentation de la photocathode, la tension d'alimentation est régulée par un jeu de transistors, une diode zener et un diviseur potentiométrique tandis que les variations de courant issues de la photocathode fonctionnant en détection sont traitées sous forme d'impulsions par un jeu de deux comparateurs l'un fonctionnant en intégrateur et l'autre en déclenchement de remise à zéro toutes les 30 secondes les impulsions sont comptées et une alarme est déclenchée si ce nombre dépasse 6. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la détection s'effectue au moyen d'une photocathode sensible au rayon ultra-violet dans le domaine des longueurs o d'ondes de 1900 à 2700 A. 3 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que la cellule est mise en fonctionnement continu au moyen d'un convertisseur courant continu-courant alternatif générant un courant électrique sous une fréquence de 100 KHZ. 4 - Dispositif selon les revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que les surtensions créées sur le tube cathodique par le coavertisseur DC AC sont eliminées au moyen dlune capacité de 0,1 pF et d'une résistance de iOOKn connectées en parallèle sur l'alimentation de la photocathode. 5 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les impulsions de courant générées par le photocathode, provenant d'une détection sont comptées au moyen de deux comparateurs électroniques l'un intégrant leur nombre pendant que le second ramène le circuit à zéro au bout de 30 secondes après la 1ère impulsion reçue. 6 - Dispositif selon les revendications 1 à 5tcaractéri- sé par le fait que le comparateur intégrateur intègre le nombre d'impulsions au moyen d'un circuit résistance-capacité destiné à amorcer un transistor dont le seuil est fixe par un second circuit de résistances. 7 - Dispositif selon les revendications 1, 5 et 6 carac térisé par le fait que le comparateur de remise à zéro fonctionne avec un circuit résistance-capacité dont le temps de charge électrique est égal à 30 secondes et qu'au delà de ce délai la décharge de ce circuit amorce un transistor et remet le compteur d'impulsions à zéro. 8 - Dispositif selon les revendications 1, 5, 6 et 7 caractérisé par le fait que l'alarme s'effectue au moyen d'un voyant lumineux qui comme l'ensemble du circuit est alimenté en basse tension (24 Volts par exemple). 9 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le retrait du tube photocathodique est signalé au moyen d'un thyristor qui verrouilé,allume le voyant lumineux.