Brevet FR2389142A1 — publié le 19781124

L'invention concerne les appareils de détection, par écho d'ultrasons, du fond et des obstacles rencontrés en plongée sousmarine, avec mesure directe de leur distance. Les détecteurs d'obstacles par ultrasons actuellement connus sont généralement fixés sous la coque des navires. Les modèles portables sont constitués par un projecteur d'ultrasons ayant la forme d'une torche, portée par le plongeur, reliée par un cable à un émetteur-récepteur et à un bloc d'alimentation en énergie électrique. Les inconvénients des détecteurs actuellement connus résultent de leur conception même : manque de mobilité et d'autonomie, masse et encombrement importants, forte consommation d'énergie. Le sondeur portatif étanche, objet de l'invention, apporte la solution de ces divers inconvénients : il est étanche à l'immersion, complètement autonome, facilement maniable d'une seule main, en raison de sa faible masse et de sa forme. Sa consommation, limitée aux seules périodes d'utilisation, est très faible, en particulier gracie à l'utilisation généralisée de circuits intégrés. Sa forme et ses dispositifs intérieurs sont décrits ciaprès à titre d'exemple non limitatif. (Voir PL.II-2) Le sondeur portatif étanche, objet de l'invention, se présente sous la forme d'une enveloppe étanche "1", cylindrique par exemple, avec une poignée "2", formant un ensemble similaire à un pistolet, contenant tous les éléments nécessaires au fonctionnement, qui seront détaillés ci-après, la batterie de piles ou accumulateurs fournissant l'alimentation en énergie électrique, le transducteur émetteur-récepteur sur la face avant "4", les dispositifs opto-électroniques, affichant directement la distance de l'obstacle, sur la face arrière 5, la poignée "2" étant munie d'une gâchette "3" (ou d'un bouton-poussoir) dont la manoeuvre commande le fonctionnement du sondeur. Le sondeur, objet de l'invention, n'est relié par aucun fil extérieur, ce qui assure sa parfaite maniabilité. Il peut comporter, cependant, un anneau ou mousqueton (ou système équivalent) "6" permettant son arrimage à la ceinture du plongeur, à une embarcation, ou à un point fixe quelconque. En raison de la faible masse de l'ensemble des éléments intérieurs, le volume du sondeur peut entre étudié pour assurer la flottabilité de l'appareil; en cas de chute inopinée dans l'eau. Le fonctionnement du sondeur est automatique dès la manoeuvre de la gâchette de commande. Les éléments électronianes, décrits ci-après à titre d'exemple de réalisation, représentés sur se d gramme PL. I-2 ci-joint, sont les suivants a) Une horloge "7', générateur de signaux rectangulaires, de fréquence 756 Hz, dont chaque période (1,3 ms) correspond au temps mis par les ultrasons pour parcourir dans l'eau un trajet aller et retour de 2 mètres, soit une distance de 1 mètre entre I1 appareil et l'obstacle.Pour tenir compte des diverses vitesses des ultrasons selon le milieu ambiant, en particulier en passant de lteRn douce à l'eau de mer, ou pour permettre l'affichage de la distance de l'obstacle dans une unité différente du mètre (en décimètres, en pieds ou en yards, par exemple) l'appareil peut comporter un commutateur ou une barette à plots, ou moyen équivalent, à deux ou plusieurs positions ou un élément variable ou ajustable tel qne self, résistance ou condensateur, moyen manoeuvrable de l'exterieur de l'appareil ou seulement après ouverture de ltenseloppe étanche, permettant de modifier en conséquence la fréquence d'hor- loge. b) Un diviseur par 256 de la fréquence d'horloge (Repère "8") délivrant un signal rectangulaire de 3 Hz environ, commandant la répétition périodique de la séquence de mesure, pendant tout le temps de la manoeuvre de la gâchette "3". c) Un générateur d'impulsions de commande "9", produisant, à partir du signal 3 Hz ci-dessus - Une impulsion de faible durée, de l'ordre de 10 microsecondes dans la réalisation décrite à titre d'exemple, destinée a la remise à zéro (RAZ) du compteur "14" et du détecteur d'écho "13". - Un créneau de commande (0,5 ms par exemple) de l'émission d'un train d'ultrasons par l'émetteur-récepteur "10". La durée du train est choisie nettement plus brève que le temps de trajet des ultrasons pour la distance mesurable la plus faible (par exemple i mètre). - Un créneau de blocage du détecteur d'écho "13", de mAeme durée que le précédent. d) Un émettear-récepteur "10", générateur dtultrasons à la fréquence de 200 kHz (par exemple); couplé au transducteur 111211 par le transformateur zéroadaptation "11". L'émetteur-récepteur "10" assure également l'amplificatidn sélective de l'écho reçu par le transducteur, après réflexion sur 11 obstacle, et le transmet au détecteur d'écho "13". e) Le détecteur d'écho "13" transmet au compteur 111411 les ordres de début de comptage (lors de l'impulsion de départ "RAZ" et de début d'émission, produite par le générateur "9") et de fin de comptage (lors de la réception du début de l'écho). "13"- délivre egalement un créneau de blocage des décodeurs "15" et "16", de même durée que la commande de comptage. f) Les décodeurs, deux dans exemple représenté, pour l'affichage des distances de 1 à 99 unités ("15" pour les dizaines et "16" pour les unités) alimentent les afficheurs, respectivement "17" et "18", de type opto-électronique à btonnets, à diodes, à cristaux liquides ou de tout autre type équivalent, présent et futur. Le sondeur portatif étanche, selon l'invention, permet aux plongeurs de mesurer, par simple pression sur la gâchette, la distance du fond, d'un obstacle ou d'un mobile immergé. il peut être utilisé également à partir d'une petite embarcation en mettant en contact sa face avant "4 avec la surface de l'eau. REVENDICATIONS 1 - Sondeur sous-marin à ultrasons, détecteur d'obstacles, avec mesure de la distance dudit obstacle, caractérisé par le fait qu'il est entièrement autonome grâce à l'incorporation de tous les moyens nécessaires : émetteur, récepteur d'écho, compteurs, circuits électroniques de commande séquentielle, transducteur, dispositif d'affichage de la distance et batterie d'alimentation, dans une même enveloppe, étanche à l'immersion. 2 - Sondeur sous-marin selon Revendication 1, caractérisé par le fait que le volume et la masse de l'appareil sont déterminés pour assurer sa flottabilité en cas de chute inopinée dans l'eau. 3 - Sondeur sous-marin selon Revendication I ou 2, -caractérisé par le fait que ladite enveloppe étanche est munie d'une poignée formant avec elle une sorte de pistolet, parfaitement maniable d'une seule main, la face avant de l'enveloppe portant le transducteur émetteur-récepteur, la face arrière, tournée vers l'opérateur, les éléments d'affichage de la distance de ltobstacle, ainsi qu'un bouton-poussoir de mise en marche du sondeur, ledit bouton-poussoir pouvant être doublé ou remplacé par une gâchette placée devant la poignée ou dans un logement pratiqué dans celleci. 4 - Sondeur sous-marin selon Revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte, outre un émetteur d'ultrasons et un récepteur d'écho, un générateur de signaux périodiques, dit "Horloge", de fréquence telle qu'une période corresponde au temps mis par les ultrasons pour parcourir, dans le milieu- ambiant envisagé, un trajet aller-et-retour égal à 2 unités de longueur, soit une distance d'obstacle égale à 1 unité de longueur, et un compteur électronique de ces périodes pendant le temps de trajet, avec un moyen d'affichage du nombre d'unités de distance, sur un ou plusieurs dispositifs d'affichage digital, d'un des types actuellement connus ou d'un type futur. 5 - Sondeur sous-marin selon Revendication 4, caractérisé par le fait que le générateur de signaux d'horloge ci-dessus comporte un moyen d'ajustage de sa fréquence, accessible de l'extérieur, ou non accessible sans l'ouverture de l'enveloppe étanche de l'appareil, pour tenir compte des différentes vitesses de propagation des ultrasons selon le milieu ambiant, ou pour afficher la distance de l'obstacle dans une unité différente de celle initiale ment prévue. 6 - Sondeur sous-marin selon Revendica.ion 5, caractérisé par le fait qu'il comporte un générateur d'impulsions de commande, avec oscillateur autonome ou piloté par lthorloge ci-dessus, produisant, en premier lieu, une impulsion de courte durée assurant la remise à zéro du compteur ci-dessus et le début d'un nouveau comptage1 en même temps que le début d'émission d'un train d'ultrasons par l'intermédiaire d'un transducteur, avec désensibilisation concomitante du récepteur, en second lieu, la fin du train d'ultrasons et la resensibilisation du récepteur, enfin, au retour de l'écho, l'arret du comptage et l'affichage de la distance, toutes ces opérations se reproduisant périodiquement, à la cadence choisie, et automatiquement tant que le bouton-poussoir (ou la gâchette) de mise en marche est presse.