Brevet FR2339919A1 — publié le 19770826

Llinvention se rapporte à un appareil électronique de détection pour le contrôle à distance d'une anomalie entraînant une montée de température ainsi que la montée de température elle-meme, prévu en particulier pour chambres froides Il existe actuellement des moyens de contrôle de température pour chambres froides qui déclenchent une-alarme lorsque la température monte et dépasse un seuil déterminé. Ces dispositifs utilisent une technologie déjà ancienne et comportent un interrupteur bilame employé comme détecteur de température. Cette commande agit à travers un ensemble d'amplification sur des moyens avertisseurs lumineux et sonores. Il existe également des dispositifs électroniques utilisant comme moyens de détection la variation de résistance que présentent certains composants en fonction de la température (thermistance). On fait correspo-ndre à cette variation de résistance une variation de tension qui, lorsqu'elle dépasse un certain seuil, déclenche un signal avertisseur. Ces réalisations antérieures présentent tout d'abord et, en particulier pour les premières, une fiabilité douteuse, en second lieu, elles ne permettent qu'un contrôle de température et nécessitent donc des recherches quant à l'origine de la cause de montée de température. L'objet de la présente invention comporte des possibilités bien supérieures et permet par des moyens de visualisation dtindiquer la nature et éventuellement la cause de l'anomalie. A cet effet, l'appareil selon l'invention est remarquable en ce qu'il comprend un circuit détecteur de températwre associé à un détecteur de mauvais fonctionnement de dégivrage et à un circuit détecteur d'ouverture et de francs chissement de porte relié chacun à l'entrée d'un circuit de commande alarme commun fonctionnant par absence de signal à son entree, fournissant d'une part un signal d'alarne de durée constante et, d'autre part, un signal continu nécessitant pour son arrêt une intervention manuelle sur place, à l'aide d'un interrupteur à clé. Cette invention présente de nombreux avantages. Tout d'abord, on prévoit un champ d'application particuliàrement vaste : chambres froides et bacs réfrigérés de toute catégorie, camions frigorifiques, entrepôts... De plus,4l présente une grande fiabilité de par son automatisme - on élimine les risques de givrage par mauvais fonctionnement du dégivrage - on élimine les risques de décongelation par fonctionnement excessif des organes de dégivrage - on prend en compte un nombre important d'informations - le dispositif fonctionne sur alimentation autonome - présence de plusieurs alarmes simultanées - le signal d'alarme verrouille le témoin d'alarme lumineux - possibilité d'alerte par message téléphonique. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif d'un mode de réalisation de l'invention en référence aux dessins, dans lesquels - la figure 1 est un schéma synoptique illustrant la structure fonctionnelle interne de l'appareil selon l'invention, - la figure 2 est un schéma électrique d'un exemple de réalisation du circuit d'alerte de porte et de passage, - la figure 3 est un schéma électrique d'un exemple de réalisation du circuit d'alerte de dégivrage, - la figure 4 est un schéma électrique d'un exemple de réalisation du circuit d'alerte de dépassement du seuil de température, - la figure 5 est un schéma électrique d'un exemple de réalisation du circuit de commande d'alarme, - les figures 6a et 6b sont des exemples de réalisation de circuits avertisseurs. Les circuits du détecteur selon i ' nvention sont réalisés dans la pratique par circuits imprimés sur une seule carte. Les cartes snnt assembles sur un supprt porte-carte comportant les circuits annexes et les alimentations de toute l'installation. L'alimentation ] se coma se d'une fac,on général n e ra le d'un circuit d'alimentatiiin stahili 9ei !, i reuit de charge et de commutation 3 d'une batterie 4 et d'un interrupteur à clé 5 pour la coupure et l'application des tensions d'alimentation. Comme on l'a vu précédemment, le detecteur selon l'invention présente tous ses circuits sur une seule carte telle que 6 rassemblant les circuits de détection d'ouverture et de passages-porte, de dégivrage et de température respectivement 7, 8 et 9 reliés chacun à des capteurs spécifiques tels que le capteur d'ouverture et de franchissement de porte 10 formé d'un élément photosensible il éclairé par une source lumineuse I2 placé de part et d'autre de la porte 13 de communication avec l'extérieur d'une chambre froide 14 ainsi que représenté en figure I, tels que les capteurs de température 15 et de degivrage 16. Ces circuits sont connectés à un circuit général de commande d'alarme 17 alimentant des organes avertisseurs tels que source lumineuse 18, sirène 19, poste téléphonique po... On examinera ci-après les différents circuits de détection comme indiqué, ceux-ci sont situés sur une même plaquette de circuits imprimés et reliés d'une part aux capteurs et, d'autre part, au circuit de commande d'alarme. On examinera, tout d'abord, le circuit de détection d'ouverture porte et de passage-porte représenté en figure 2. il comporte un circuit d'entrez monté en pont de wheastone 21 comportant deux résistances fixes 22 et 23, une résistance variable 24 et une diode photosensible 25 utilise comme capteur photosensible Il et logée par exemple dans un des chants verticaux de la porte 13 de communication avec l'exte- rieur de la chambre froide 14 en regard de la source lumineuse 12 tel que représenté en figure 1. Les branches de ce pont sont reliés dune part au réseau de tension continue d'alimentation et, d'autre part, aux deux entrées d'un amplificateur différentiel 26 dont la sortie se trouve raccordée à l'entrée positive de'un deuxième amplificateur différentiel 27 d'une part par une première branche 28 d'autre part, par une deuxième branche 29 formée pour la pre mière d'une cellule à circuit impulsionnel 30 a diode 31 connectee à la grille d'un transistor à effet de champ 32 dont la source charge d'une part une résistance 33 et, d'autre part par l'intermédiaire d'une diode 34 un condensateur de charge 35, la deuxième branche est constituée d'une résistance 36 et diode 37 en série attaquant un montage amplificateur-inverseur de courant 38 formé de deux transistors 39 et 40, d'une résistance 43 et un condensateur parallèle 42, d'une résistance 41. Le dernier transistor attaque à travers une cellule à circuit impulsionnel tel que 30, la grille d'un transistor s effet dè 45 champ 44 dont la s-ortie est reliée à une résistance/et au condensateur de charge 35 par une diode 46. La tension présente aux bornes du condensateur de charge 35 est reportée par une liaison directe 47 à l'entrée positive de l'amplificateur 27 dont l'entrée négative est con nectée au point milieu d'un pont de résistances 48. Le circuit de charge de l'amplificateur différentiel est constitué de deux résistances de base 49 et 50 et d'un transistor 51. Le point intermédiaire des résistances 49 et 50 est rappelé à la masse par un condensateur 52. Le circuit émetteur du transistor 51 comporte un circuit de décharge formé par un transistor à effet de champ 53 monté grille à la masse et .présentant dans son circuit drain un groupe de résistances tel que 54. 47 La liaison/est rappelée à la masse par un montage 55 à un seul transistor tel que représenté en figure 2 et au pole de l'alimentation par un condensateur 56. La sortie de ce montage c'est-à-dire l'émetteur du transistor 51 est connecté à un point A par une liaison série diode-résistance 57. La sortie du premier amplificateur différentiel alimente un témoin lumineux 58 à travers un montage à transistor 59. On décrira, maintenant, le circuit de détection d'anomalie de dégivrage-, circuit référencé 8et représenté en figure 3. Il comporte dans son entrée le capteur de dégivrage 16 branché au point milieu d'un pont de résistance 60 connecté à l'entrée inverseuse d'un amplificateur différentiel 61, 1 t entrée positive étant polarisée par un pont de résistances 62. La sortie dudit amplificateur se trouve branchée à la grille d'un transistor à effet de champ 63 à travers une cellule à circuit impulsionnel tel que 30 à diode série 64. La sortie dudit transistor 63 est connectée à l'entrée positive d'un dernier amplificateur différentiel 65 à travers une diode 66 dont les bornes sont rappelées à la masse par la résistance de charge 67 du transistor à effet de champ et un condensateur 68, 1ventrée négative étant reliée au point milieu d'un pont de polarisation résistif 69. La sortie de l'amplificateur différentiel 65 est branchée à travers deux résistances de base 70 et 71 à un transistor amplificateur de commande 72. Le point intermédiaire desdites résistances 70 et 71 est rappelé à la masse par un condensateur de temporisation 73. Le circuit émetteur de ce transistor comporte un circuit de décharge 74 comme en figure 2. L'entrée positive de l'amplificateur 65 est rappelée à la masse par le montage 55 avec son condensateur 56. La sortie du montage est prise sur l'émetteur du transistor 72 et reliée au point A à travers la liaison série diode-résistance 57. Le témoin lumineux d'anomalie de dégivrage 75 est placé dans un montage à transistor 76 à la sortie de l'amplificateur différentiel 61. On examinera maintenant le dernier et le plus important des circuits de détection : le circuit indicateur du dépassement d'un seuil de temp-érature %représenté en figure 4. On utilise comme capteur dans son circuit d'entrée un transistor 77, dont les électrodes, base et collecteur sont courtcircuitées, transistor polarisé par une résistance 78. On utilise la tension base-émetteur reportée à la grille d'un transistor à effet de champ 79 à travers une résistance 80. Ce transistor 79 comporte une résistance 81, 82 dans chaque circuit drain et source. Sa sortie sur la source alimente l'entrée négative d'un amplificateur différentiel 83 à gain variable reliée à sa sortie par une boucle de contre réaction comportant une résistance variable 85 et dont l'entrée positive se trouve polarisée à niveau variable par un pont 84. L'amplificateur 83 possède une résistance de charge 86 et sa sortie est reliée à travers une diode au point B et à l'entrée positive 'un deuxieme amplificateur différentiel 87, dont l'entrée négative est polarisée à niveau variable par un pont de résistances 88. La sortie de cet amplificateur se trouve reliée à un voyant lumineux 89 de défaut de tEmpérature par un montage amplificateur en courant 90. La sortie C alimente également à travers une diode 91 un circuit retardateur 92 dont la sortie aboutit au point A à travers la liaison série diode-résistance 57. On recueille en B et C, sorties des amplificateurs différentiels 83 et 87, des modifications de tension en progressif et en tout ou rien traduisant une modification de température et le dépassement d'une valeur, utilisable pour d'autres buts : affichage de température, contrôle et régulation des groupes frigorifiques et des organes de dégivrage. Ce point A constitue l'entrée du circuit de commande d'alarme référencé 17 et représenté en détail en figure 5. Il rassemble les sorties des différents circuits de détection débitant sur un groupe de résistances d'entrée 93. Il se trouve relié à l'entrée inverseuse d'un amplificateur différentiel 94, dont l'entrée positive est polarisée par un pont de résis tances 95. Sa sortie est reliée à la grille d'un transistor à effet de champ 96 à travers une cellule de circuit à circuit impulsionnel tel que 30, par une diode comme représenté en figure 4. La sortie dudit transistor à effet de champ 96 est reliéeà la masse par une résistance 97 et à travers une diode 98 à l'entrée positive d'un deuxième amplificateur différentiel 99, la diode chargeant une capacité 100 réglant la durée du signal alarme, l'entrée inverseuse étant polari sée par un pont de résistance 101. L'entrée positive de cet amplificateur est également reliée au montage 55 et à son condensateur 56 pour éviter un déclenchement inutile de l'alarme à la mise sous tension (mise en service au départ ou apres une alarme) La sortie de l'amplificateur est reliee d'une part à un point D vers un circuit d'alarme à durée constante à travers une diode 102 et, d'autre part vers un circuit de verrouillage de l'alarme 1-03 de sortieE à travers une diode i 04. Le circuit 103 se compose d'un pont résistif 105 à condensateur parallèle 106 polarisant l'entrée positive d'un amplificateur différentiel 107 de sortie E à boucle de contreréaction résistive 108 sur son entrée positive, son entrée négative étant polarisée par un pont résistif 109. La sortie E est con:flectée à un témoin lumineux 110 à travers un montage amplificateur de courant 111 auto entretenu par le montage 103 jusqu'à coupure de l'alimentation à l'aide de l'interrupteur à clé 5 On dispose donc en E d'une sortie pour signaux d'alarme verrouillés en position aetive jusqu'à l'intervention manuelle. Les circuits d'alarme proprement dits (figures 6a et & ) sont branchés au point D. Il s'agit d'une part, d'un amplificateur inverseur depuissaneell2 à trois transistors 113, 114 et 115, alimen tant le bobinage 116 d'un relais, le transistor de commande étant- protégé par une diode et une capacité 117 et 1I8 placées aux bornes du bobinage 116. Il s'agit d'autre part, d'un amplificateur de courant 119, type Darlington à transistorsl20, 121, alimentant un aver tisseur sonore 122 sirène ou autre présentant une diode de protection 123 à ses bornes comme on l'a déjà vu ci-dessus lors de l'examen du schéma synoptique de l'appareil Chaque capteur est relié à son circuit propre de détection pouvant d'ailleurs se situer à une distance importante de la chambre froide sans risque de détections parasites, ce & grace aux informations fournies en courant continu. Différents circuits complémentaires assurent des fonctions annexes par exemple, extinction des voyants, en cas de fonctionnement sur batterie, affichage de la tempéra- ture. On expliquera maintenant sommairement les différentes phases de fonctionnement de l'appareil de détection et de contrôle selon l'invention. Les circuits de détection aboutissent au point A et comme on le verra ci-après l'alarme ne se déclenchera que lorsque les trois circuits ne présenteront plus de tension simultanément, Ceci permet par le jeux de temporisation à durée réglable de ne déclencher l'alarme qu'un certain temps après que certaines conditions soient réunies (température anormale5 porte ouverte, pas de degivrage...) la tEmperature -anormale agissant comme condition prioritaire. En éffet, il serait tout à fait contre indiqué de permettre un déclenchement d'alarme pour une ou plusieurs ouvertures momentanées de porte (passage de contrôle, de chargement et déchargemént sans que la température soit anormale). Une montée de température fera décroître la tension base-émetteur du ou des transistors capteurs de température 15, cette chute de tension réduira la polarisation~ du transistor à effet de champ 79 et se répercutera à l'entr-ée de l'amplificateur différentiel 83 et provoquera une chute de tension et son blocage ,le niveau de tension sur son entrée positive sera inférieur à la polarisation de son entrée négative. Cette modification fera chuter brusquement la tension à la sortie du deuxième amplificateur différentiel 87 fonctionnant en tout ou rien. Cette chute de tensionse téper cutera -avec un certain retard au point A. L'alarme peut alors se déclencher. La sortie B du premier amplificateur différentiel 83 peut alimenter une régulation de température proportionnelle à la variation de celle-ci. La sortie C du deuxième amplificateur différentiel 87 peut servir de commande en tout ou rien pour une régulation de température. Pour le circuit de détection d'ouverture porte ou dè passages-porte (figure 2), il consiste à mesurer la tension aux bornes d'une photodiode en fonction de l'intensité de son éclairement. Cette modification d'éclairement provoquera un désé ouilibre à l1entrée de l'amplificateur différentiel et donc des impulsions à sa sortie qui, quelque soit leur sens de variation, chargeront le condensateur 35. La charge du condensateur 3r produira pendant sn certain temps le déséquilibre de liamplificateur différentiel 27 qui chargera le condensateur 52 extrêmement lentement (deux heures par exemple). La décharge de ce condensateur dans la base eu tran sistor 51 chargé par le circuit 53, 54 bloque le déclenchement de l'alarme pendant un temps déterminé (plusieurs heure par ex. Le circuit de détection du mauvais fonctionnement du dégivrage fonctionne de façon identique au circuit de contrôle ouverture et passage porte, cependant ltimpulsion ne peut être transmise que lors du passage de l'Etst non conducteur à la'état conducteur du premier amplificateur différentiel 61. La charge du condensateur 73 est instantanée et indépendante du temps de conduction du deuxième amplifi cateur différentiel Le circuit de commande d'alarme réagit par I'absence d'une tension en A, c'est- -dite à son entrée. Normalement, une tension positive est appliquée âlSentrée inverseuse de l'amplificateur différentiel 94 celui-ci est donc bloqué. En cas d'alarmes donc d'absence de tension positive A, l'amplificateur différentiel 94 va conduire et on va recueillir une impulsion à la source du transistor à effet de champ 96 qui chargera le condensateur 100 et rendra l'amplificateur 99 conducteur tant que la charge du condensateur 100 sera suffisante. On dispose, ainsi, sur la sortie d'une commande temporisée d'alarme de durée déterminée par la valeur de la capacité 100. Lorsque l'amplificateur 99 est conducteur, il polarise fortement l'entrée- positive du dernier amplificateur différentiel 107 qui passe à; l'état conducteur et reste dans cet état par la présence de la boucle résistive 108 de contre réaction. L'arrêt du signal d'alarme auto entretenue nécessite la coupure de l'alimentation à laide de l'interrupteur à clé 5. Lors de la mise en route de l'appareil à la mise-en service ou après une alarme, l'application de la tension déclencherait l'alarme par la charge du condensateur 100 ou son équivalent. On évite cet inconvénient grâce aux circuits 55 dont le transistor devient conducteur -à la mise en route j usq'uà ce que le condensa- teur 56 soit chargé puis se bloque. Cette conduction envoie l'im- pulsion de mise en route à la masse et évite la charge du condensateur 100 et ses équivalents ne dclenchant aucune alarmes. Comme on l'a vu les alarmes sont déclenchées par suite de l'absence de tension positive en A. Lorsque la température est normale, lorsoue le cycle de dégivrage est correct et lorsque l'ouverture de la porte ou un passage est détecté une tension se trouve appliquée en A. Il suffit ou'un seul des circuits conduise pour que l'alarme ne puisse se déclencher. Le cas typique de déclenchement de l'alarme est le suivant : température anormale, pas de cycle de dégivrage en route, pas de porte ouverte, pas de passage. L'invention a été décrite en détail, mais il est bien entendu qu'elle ne se trouve pas limitée à la seule composition des circuits mentionnés, et que des substitutions et des modifications simples entrent dans son cadre. REVENDiCATIONS 1. Appareil de sécurité pour la détection et le contrôle d'anomalies et d'oublis et la régulation de tempe rature l alimentation autonome, en particulier pour chambres froides, présentant une grande sécurité de fonctionnement, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit détecteur de température 9 associé à un détecteur de mauvais fonctionnement de dégivrage 8 et à un circuit detecteur d'ouverture et de pass-age porte 7 relies chacun au point A, entrée d'un circuit de commande d'alarme commun 17 fonctionnant par absence de signal à son entrée fournissant d'une part un signal d'alarme de durée constante et d'autre part un signal continu néces si tant pour son arrêt une intervention manuelle sur place à l'aide d'un interrupteur à clé. 2. Appareil selon la revendication I, caractérisé en ce que son circuit de détection de température utilise comme détection de température la valeur du potentiel base-émetteur d'un ou de plusieurs transistors capteurs 77 appliqué à la grille d'un transistor à effet de champ 79 fournissant son signal à l'entrée positive d'un amplificateur differentiel 83 à boucle 85 de contre réaction résistive variable sur son entrée inver seuse polaris ée à seuil réglable par un pont résistif 84, la sortie dudit amplificateur alimentant l'entrée positive d'un deuxième amplificateur différentielen boucle ouverte dont l'entrée négativeet polarisée à niveau règlable et dont la sortie alimente d'une part un témoin 89 à travers un montage amplificateur de courant 90 et se trouve reliée d'autre part à travers un circuit retardateur 92 rail'entrée A du circuit de commande d'alarme 17. 3. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit de détection d'anomalie de dégivrage 8 possède un capteur 16 relié au circuit de commande des organes de dégivrage agissant sur l1entree inverseuse d'un amplifica teur différentiel 61, l'entrée positive étant polarisée en tension continue par un pont résistif 62 dont lia sortie est reliee d'une part à un témoin lumineux 75 et, autre part à travers 30 un réseau de composants passifs/ un transistor à effet de champ 63 aux bornes d'un condensateur 68 et à'l'entrée positive d'un amplificateur différentiel 65 la sortie de celui-ci chargeant un condensateur de durée de dégivrage 73 aux bornes duquel est branché un circuit de décharge 74 et d'amplification 72 connecté au point A, entrée du circuit de commande d'alarme et en ce que l'on prévoit en dérivation à l'entrée de l'amplificateur 65 un circuit d'annulation d-e l'alarme/-}5ors dela mise en route. 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de détection ouverture et passage-porte possède à son entrée un circuit en pont de wheastone comportant un capteur sous la forme d'une photodiode 25 dont le courant de déséquilibre alimente un amplificateur différentiel en boucle ouverte 26 dont la sortie alimente un voyant 58 dont les impulsions chargent un condensateur 35 sur l'une ou l'autre branche selon leur ses de variation en tension, ledit condensateur étant branché à 11 entrée positive d'un deuxième amplificateur différentiel 27 dont la sortie charge un condensateur de durée d'ouverture porte se déchargeant dans'un circuit final analogue à celui du circuit de détection d'anomalie de dégivrage pour aboutir au point A. 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande d'alarme 17 possède une entrée reliée à ltentree inverseuse d'un amplificateur différentiel 94, circuit se poursuivant de façon identique à celui du circuit de détection d'anomalie de dégivrage jusqu'à la sortie de l'avant dernier amplificateur différentiel 99, la capacité 100 fixànt la durée du signal d'alarme, la sortie de llamplifica- teur 99 aboutissant à une utilisation directe et à un circuit 103 de verrouillage de l'alarme formé d'un amplificateur différentiel 107 à boucle de contre-réaction résistive 108 sur son en trée positive et de ses circuits annexes alimentant un témoin continu d'alarme nécessitant pour sa coupure une intervention manuelle sur place à l'aide d'un interrupteur à clé. 6. Appareil selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la détection de température s'effectue par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs capteurs transformant une variation de température en variation de tension ou de résistance associés chacun à la première partie du circuit de détection de température de sortie B.