Brevet FR2402256A1 — publié le 19790330

L'invention concerne un détecteur, et plus particulièrement un détecteur d'incendie. I1 existe de nombreux types de détecteurs ou d'avertisseurs d'incendie tels que des détecteurs d'élevation de température comportant généralement des thermistances, des détecteurs de radiations émises par une flamme et comportant des cellules photoélectriques ou un tube à effluves et des détecteurs de fumée ou de gaz de combustion. Ces derniers sont basés sur des phénomènes optiques ou comportent au moins une chambre d'ionisation parcourue par un courant qui varie en fonction des gaz qui la traversent. Tous ces dispositifs cont connectés électriquement à un système me d'alerte ou d'alarme commandé par un dispositif qui établit la différence entre une valeur de mesure et une valeur de réfé- rence correspondant a un niveau normal ou tolérable. Ces dispositifs nécessitent généralement une consommation importante de courant ce qui est particulièrement onéreux étant donné leur fonction- nement en continu. En outre, ils sont sensibles aux phénomènes extérieurs perturbateurs et utilisent, pour les détecterus ionisation, des sources radioactives importantes. L'invention propose une électronique particulièrement fiable et de faible consommation. Celle-ci est basée sur une mesure de comparaison entre une valeur mesurée et une valeur de référence. En outre, Invention permet de réaliser un système d'alerte en cas de mauvais fonctionnement du dispositif. Le dispositif selon l'invention est destiné à être adapté à de nombreux types de détecteurs électriques qui comportent un système d'alerte ou d'alarme et deux éléments respectivement de référence et d'analyse dont les impé- dances varient en présence d'une élévation de température et/ou de radiations et/ou de gaz de combustion, l'élément de référence étant isolé complètement ou partiellement de ces facteurs a détecter.Un détecteur selon l'invention est remarquable en ce que les éléments de référence et d'analyse sont montés en série et constituent deux branches adjacentes d'un montage en pont de Wheastone disposées en parallèle sur la diagonale d'alimentation électrique tandis que les deux autres branches sont constituées par des résistances et que la diagonale de mesure ou pont, joignant les points de connexion communs respectivement des résistances et desdits éléments, est connectée au moins un système d'alerte ou d'alarme de telle sorte qu'un déséquilibre du pont actionne ce dernier. De préférence, entre les résistances du pont est aménagée une résistance variable ou potentiomètre dont la sortie constitue l'une des extrémités du pont. Selon un mode préféré de réalisation, les deux extrémités du pont sont connectées respectivement aux deux entrées de deux comparateurs de tension, montés en parallèle et en inverse, reliés chacun a un système d'alerte de telle sorte qu'un déséquilibre du pont crée un signal a la sortie de l'un ou de l'autre comparateur selon le sens du déséquilibre et commande le système d'alerte correspondant.~Avantageusement dans ce cas, une hystérésis est créee entre les deux déclenchements au moyen par exemple d'un pont diviseur de tension aménagé a l'une des entrées de l'un des comparateurs. Les comparateurs-sont par exemple constitués par des amplificateurs linéaires dont le gain est programmable et de préférence par des amplificateurs opérationnels intégrés connus sous les références LM 4250 ou P A 776. -Il est clair que cet électronique est adaptable a de nombreux types de détecteurs et les éléments de référence et d'analyse peuvent être constitués par des tubes effluves sensibles aux radiations ou des thermistances sensibles aux élévations de température ou des chambres d'ionisation sensibles aux gaz de combustion. Selon le cas, le point de connexion commun des deux éléments de référence et d'analyse est suivi d'au moins un dispositif adaptateur d'impédance, tel un transistor a effet de champ. Comme il a déjà été dit, un tel dispositif possède une grande sensibilité due a sa mesure par comparaison, et permet de commander un système d'alerte incendie ou un système d'alerte dérangement selon le sens du déséquilibre du pont. Dans son application aux détecteurs à ionisation, l'invention permet d'utiliser des sources faiblement radioactives, ce qui représente un intérêt considérable étant donné les réglementations strictes dont sont l'objet de telles sources et les risques de contamination qui existent avec des sources de forte radioactivité. L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités appa raieront a la lecture de la description qui va suivre et a l'étude de la figure unique annexée qui montre schématiquement un détec teur de gaz de combustion muni de deux chambres d'ionisation. Les détecteurs a ionisation sont connus et comportent au moins une chambre dans laquelle est disposé une matièreradioactive destinée a ioniser ladite chambre. Lorsqu'une fumée ou des gaz de combustion pénètrent dans la chambre, l'état d'ionisation est modifié de manière telle que le nombre des charges mobiles diminue, ce qui revient a une augmentation de l'impédance interne de la chambre. Dans l'exemple représenté, le dispositif comporte deux chambres d'ionisation 1 et 2 respectivement de référence et d'analyse montées en série. Chacune de ces dernières est pourvue-d'une matière radioactive 3 et-4. Les chambres sont disposées de telle sorte que l'électrode positive 5 de la chambre d'analyse 1 et 11 électrode négative 6 de la chambre de référence sont connectées au point commun B tandis qu'une source de courant est connectée entre les points A et C c'est-à-dire entre les électrodes positive et né gative des chambres req ivement 2 et 1. (Souroe de 18 à 30 V par exemple). Le point commun B est relié électriquement a l'entrée d'un quadripole Q1 lui-même suivi d'un quadripole Q2. Les quadripoles Q1 et Q2 sont des adaptateurs d'impédance destinés 9 abaisser la grande impédance de sortie des chambres. I1 est évidemment possible de n'utiliser qu'un seul quadripole adaptateur d'impédance, tel qu'un transistor à effet de champ par exemple ou tout autre composant équivalent. Trois résistances en série R1, R2 et R3 sont montées en paral lèle entre les points A et C, la résistance R2 étant disposée en potentiomètre. La sortie X du quadripole Q2 et un point Y variable sur la résistance R2 sont connectés respectivement aux entrées négative et positive d'un amplificateur opérationnel A1. La sortie X est en outre connectée par l'intermédiaire d'une résistance R4 à l'entrée positive d'un amplificateur opérationnel A2 tandis que le point Y est relié électriquement à l'entrée négative de ce dernier. Le point Y est donc connecté aux entrées positive et négative respectivement des amplificateurs A1 et A2, par l'-intermédiaire dans l'exemple représenté de dFux résistances d'entrée R6 et R7. Les amplificateurs- opérationnels A1 et A2 utilisés en comparateur sont avantateusement programmables au moyen des résistances RB et Rob'. La résistance R4 disposée entre le point X et l'entrée de l'amplificateur A2 constitue l'une des résistances d'un pont. diviseur R4, R5 dont le point milieu Z est directement connecté à'- l'entrée sus-mentionnée. I1 est clair que les chambres I et 2 constituent deux branches adjacentes d'un pont de Wheastone, les deux autres branches étant formées par les résistances R1, R3 et la résistance variable R2 disposée entre ces dernières tandis que la diagonale de mesure ou pont est compris entre les points X et Y. Les amplificateurs A1 et A2 sont respectivement connectés à deux systèmes d'alerte S1 et S2 comportant notamment des quadripoles Q3, Q4 et des résistances ou bobines relais 7 et 8 destinés à actionner tout moyen convenable lumineux et/ou source et/ou d'autres relais. Lorsque la tension en X est inférieure a la tension d'entrée de l'amplificateur A1, celui-ci bascule et un signal déclenche le système d'alerte S1. Par contre lorsque la tension en Z est supérieure à la tension rentrée de l'amplificateur A2, celui-ci bascule et actionne le système S2. La figure unique montre deux chambres 1 et 2 schématisées. En pratique celles-ci sont disposées dans un boitier éventuellement commun , la chambre d'analyse étant ouverte et la chambre de référence 2 complètement ou partiellement fermée. Le fonctionnement est simple à comprendre. Le potentiomètre R2 est réglé de manière que le pont soit équilibré. Si des phéno- mènes extérieurs autres que des émissions de fumée modifient les impédances des deux chambres, le pont n'est pas déséquilibré et aucun système d'alerte n'est commandé.Par contre si des gaz de combustion pénètrent dans la chambre d'analyse, le courant qui la traverse est modifié et la tension au point Z devient supérieure a la tension d'entrée de l'amplificateur A2, ce qui déclenche le système d'alerte incendie S2. Au contraire, si le déséquilibre du pont a lieu dans l'autre sens, ctest-à-dire si la tension au point X devient inférieure a la tension d'entrée de l'amplificateur A1, c'est le système d'alerte dérangement ou défaillance-S1 qui est declenché. Ce déclenchement a lieu par exemple à la suite d'une détérioration des quadripoles adaptateurs d'impédance Q1' Q2 ou une rupture des branches à résistances ou encore à la suite d'un mauvais réglage du potentiomètre R2 etc. Le pont diviseur R4, R5 permet d'établir un seuil de déclenche ment en décalant le point d'équilibre du pont, de manière à réaliser une hystérésis entre les déclenchements des alertes respectivement incendie et dérangement. Cette disposition permet d'éviter le passage brutal d'un état à l'autre. Dans le dispositif décrit, il est apparu particulièrement avantageux d'utiliser comme composants électroniques pour les amplificateurs A1 et A2 les amplificateurs opérationnels mentionnés ciavant. De même les adaptateurs d'impédance peuvent être réalisés sous la forme d'un seul transistor à effet de champ, du type 2N 4416 par exemple. Au lieu d'utiliser les amplificateurs A1 et A2, il est possible d'imaginer d'autres moyens. Par exemple les deux extrémités du pont peuvent être connectées aux entrées d'un amplificateur différentiel relié à deux systèmes d'alerte aménagés de manière à être actionnés selon respectivement une différence de tension positive ou négative obtenue a la sortie dudit amplificateur. I1 est évident que l'exemple montré n'est nullement limitatif et que l'invention s'applique à d'autres types de détecteurs d'incendie ou non, comme par exemple un détecteur thermovélocimétrique destiné a déclencher une alerte pour une élévation brusque de température. Dans ce cas,les éléments de référence et d'analyse sont constitués par des résistances à coefficient de température. Selon un mode de réalisation conforme à l'invention, les résistances susmentionnées ont avantageusement des valeurs identiques tandis que l'une d'elles est disposée de manière à présenter une certaine inertie thermique de sorte que le pont n'est déséquilibré que pour une variation brusque de température. De préférence les résistances a coefficient de température sont disposées dans un boitier ajouré, l'une d'elles étant sensiblement au milieu et l'autre fixée contre ledit boitier. Dans cette application, l'électronique décrite permet comme précédemment de déclencher un système d'alerte incendie en cas d'élévation brutale de température ouunsystème d'alerte dérangement en cas par exemple de vieillissement ou rupture des résistances,d'un déréglage du potentiomètre etc. REVENDICATIONS 1) Détecteur notamment d'incendie muni d'un système d'alerte et comportant deux éléments respectivement de référence et d'analyse dont les impédances varient en présence d'une élévation de température et/ou de radiations et/ou de gaz de combustion, l'élé- ment de référence étant isolé complètement ou partiellement de ces facteurs à détecter caractérisé en ce que les éléments de référence et d'analyse sont montés en série et constituent deux branches adjacentes d'un montage en pont de Wheastone disposées en parallèle sur la diagonale d'alimentation électrique tandis que les deux autres branches sont constituées par des résistances et que la diagonale de mesure ou pont, joignant les points de connexion communs respectivement des résistances et desdits éléments est connectée à au moins un système d'alerte ou d'alarme de telle sorte qu' un déséquilibre du pont actionne ce dernier. 2) Détecteur selon la revendication.l caractérisé en ce qu'entre les résistances du pont est aménagée une résistance variable au potentiomètre dont la sortie constitue l'une des extrémités du pont. 3) Détecteur selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les deux extrémités du pont sont connectées respectivement aux deux entrées de deux comparateurs de tension, montés en parallèle et en inverse, reliés chacun à un système d'alerte de telle sorte qu'un déséquilibre du pont crée un signal a la sortie de l'un ou de l'autre comparateur selon le sens du déséquilibre et commande le système d'alerte correspondant. 4) Détecteur selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'une hystérésis est créee entre les deux déclenchements au moyen par exemple d'un pont diviseur de tension aménagé a l'une des entrées de l'un des comparateurs. 5) Détecteur selon l'une des revendications 3 et 4 caractérisé en ce que les comparateurs sont constitués par des amplificateurs linéaires dont le gain est programmable et de préférence par des amplificateurs opérationnels intégrés connus sous les références LM 4250 ou,UA 776. 6) Détecteur selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les deux extrémités du pont sont connectées aux entrées d'un amplificateur différentiel relié à deux systèmes d'alerte aménagés de manière à être actionnés selon respectivement une différence de tension positive ou négative obtenue à la sortie dudit amplificateur. 7) Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les éléments de référence et d'analyse sont constitués par des tubes à effluves sensibles aux radiations ou des thermistances sensibles aux élévations de température ou des chambres d'ionisation sensibles aux gaz de combustion. 8) Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 aractErisF en ce que le point de cosmexion oomsn des deux éléments de référence et d'analyse est suivi d'au moins un dispositif adaptateur d'impédance, tel un transistor à effet de champ. 9) Détecteur thermovélocimêtrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel les éléments de référence et d'analyse sont constitués par des résistances à coefficient de température caractérisé en ce que les résistances ont des valeurs identiques et que l'une d'elle est disposée de manière à présenter une certaine inertie thermique de sorte que le pont n'est déséquilibré que pour une variation brusque de température. 10) Détecteur selon la revendication 9 caractérisé en ce que les résistances à coefficient de température sont disposées dans un boitier ajouré, l'une telles étant sensiblement au milieu et l'autre fixée contre ledit boitier.