Brevet FR2425067A1 — publié le 19791130

La présente invention concerne les appareils de détection de la présence de gaz dangereux dans les galeries de mines et de signalisation du danger que représente un tel gaz lorsque sa concentration dans I'atmosphère d'une mine atteint un seuil prédéterminé. On connaît de nombreux dispositifs de détection et de signalisation parmi lesquels on peut citer les détecteurs en pont dont la- sensibilité correspond aux normes de sécurité imposées dans les mines des pays d'Europe Occidentale. L'invention vise a créer un appareil de mesure et de signalisation appelé quelquefois "lampe grisouscopique" qui, tout en ayant des performances répondant aux normes en vigueur, soit d'un emploi particulièrement commode et d'une construction relativement simple et permette d'alléger l'équipement du mineur. Elle a donc pour objet un appareil de détection et de signalisation de la présence d'un gaz dangereux dans une atmosphère, comprenant des moyens de détection dudit gaz et des moyens de signalisation lorsque la teneur en gaz dépasse un seuil prédéterminé, ca ractérisé en ce que lesdits moyens de détection et lesdits moyens de signalisation sont logés dans un boîtier commun et connectés par un conducteur bifilaire à une source d'alimentation séparée. D'autres caractéristiques de l'invention apparaltront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples - la Fig.l est un schéma électrique du dispositif de détection et de signalisation suivant l'invention; - la Fig.2 est une vue en perspective d'un casque auquel est incorporé le dispositif de l'invention; - la Fig.3 représente un autre mode de réalisation du dispositif de l'invention. Le circuit représenté à la Fig.l comprend un ensemble 1 de détection et de déclenchement délimité par un rectangle en trait mixte, alimenté à partir d'une source de tension continue 2 constituée par exemple par une batterie d'accumulateur au plomb ou au cadmium-nickel, par l'intermédiaire d'un circuit 3 de régulation de tension. Le circuit de régulation 3 est connecté à la batterie 2 par un commutateur 4 à trois positions. Une lampe de veille 5 est connecte à l'une desdites positions du commutateur. A la sortie du circuit 1 de détection est de déclenchement est connecté un circuit 6 de commande de clignotement dune lampe 7r cette lampe faisant également office de lampe e 7 nclairage. Le circuit 1 de détection et de déclenchement comprend un pont de WEeatstone 8 dont deux branches 9 et 10 sont constituées par un filament détecteur Fd et un filament compensateur Fc. Les deux autres branches Il et 12 du pont 8 comprennent chacune une résistance X, Y et une partie d'un potentiomètre P dont le curseur constitue une borne de la diagonale du pont. Dans la branche 12 est en outre branchée une résistance 13, en série avec la résistan- ce Y et de valeur R = X-Y. Dans la diagonale du pont 8 est connecté par ses deux en trées, un amplificateur opérationnel 14 dont la sortie qui constitue la sortie du circuit 1 est connectée à l'entrée du circuit de commande 6. La résistance 13 fait en outre partie d'un diviseur detension qui comporte également une résistance 15 connectée entre la sortie de l'amplificateur 14 et le point de jonction des résistan- ces 12 et 13. Le circuit 6 de commande de clignotement est un multivibrateur as table destiné à provoquer la coupure intermittente du cou rant d'alimentation de la lampe d'éclairage 7. On voit donc que le dispositif dont le circuit électrique est représenté à la Fig.1 et dont le fonctionnement sera décrit en détail par la suite, permet d'assurer la double fonction d'éclairage normal et de signalisation d'un excès de gaz dans l'atmosptnere environnante. La Demanderesse a donc été amenée à incorporer ce disposi- tif à un seul et même ensemble. A la Fig.2 on a représenté un casque 16 qui comporte audessus de sa visière 17, un boîtier 18 venu de moulage. Dans sa partie intérieure le boîtier 18 est muni d'un hublot 19 par lequel on aperçoit la lampe d'éclairage 7 et la lampe de veille 5 du circuit de la Fig.1. Selon une caractéristique particulière de l'invention, lWen- semble du circuit de la Fig.1, à l'exception de la batterie 2 est logé dans le boîtier 18 qui présente une zone étanche contenant les lampes 5 et 7 et une zone pouvant recevoir du gaz1 contenant les filaments 9 et 10 du détecteur. La zone pouvant recevoir du gaz est mise en communication avec l'extérieur par des ouïes 20 en métal fritté. Le circuit contenu dans le boîtier 18 est alimenté par la batterie non représentée, par l'intermédiaire d'un câble bifilaire 21. La liaison bifilaire entre la batterie et le casque contenant le circuit de détection et de signalisation est une cmracte- rustique importante de l'invention. L'appareil représenté à la Fig.3 comporte l'ensemble des éléments du circuit de la Fig.l mais au lieu d'être incorporé à un casque, il est logé dans un boitier séparé 22 pourvu dans sa partie antérieure d'un compartiment étanche 23 dans lequel sont logées les lampes 5 et 7 de veille et d'éclairage, et d'un compartiment 24 communiquant avec l'atmosphère environnante par des ouïes 25 et contenant l'ensemble des circuits électroniques. Le boîtier comporte enfin un systeme 26 de fixation à un casque ou autre. L'appareil de la Fig.3 présente en fait l'aspect d'une lampe de mineur classique, mais à cette lampe sont associés les moyens de détection et de signalisation indispensables au travail en atmosphère grisouteuse. On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif représenté à la Fig.l. Lorsque le commutateur 4 est placé sur sa position infé- rieure représentée à la Fig.l, la lampe de veille 5 est le seul élément du dispositif qui soit connecté à la batterie 2. Elle fournit donc unelumière de faible intensité, le reste du dispositif étant inactif. Lorsque le commutateur 4 est placé sur sa position supé- rieure, il y a mise en circuit de l'ensemble du dispositif et coupure de l'alimentation de la lampe 5. En atmosphère normale, la lampe 7 est alimentée en courant directement à partir de la batterie 2 et fournit un éclairage normal continu. Quant au pont détecteur 1, alimenté par le régulateur de tension 3, il mesure en permanence la teneur de l'atmosphère environnante,en méthane par exemple. Les résistances 13, 12, 11 et le potentiomètre P forment un diviseur de tension branché aux bornes du régulateur 3. Le potentiomètre P permet donc de modifier la valeur de la tension de référence du diviseur et, de ce fait le niveau de déclen- chement du dispositif, c'est-à-dire sa sensibilité à la teneur en gaz de l'atmosphère environnante. Les filaments 9 et 10 sont en contact avec l'atmosphère contenant le gaz à détecter, mais seul le filament 9 s'échauffe en présence du gaz. Le filament 10 a uniquement pour but de compenser les variations d'humidité, de pression et de température ambiante. En l'absence de gaz, le potentiel aux bornes du filament 10 est égal à celui aux bornes du filament 9. Le potentiel à l'entrée + de l'amplificateur 14 est supérieur au potentiel à son entrée -. Lorsque le filament 9 s'échauffe en présence de gaz, sa résistance augmente et la tension à l'entrée - de l'amplificateur 14 augmente. Le potentiel de sortie de l'amplificateur 14 reste positif jusqu'à ce que le potentiel à son entrée -devierme supérieur au potentiel à son entrée +. Alors le potentiel de sortie de l'amplificateur 14 devient négatif et introduit dans la résistance 13 de valeur R,une chute de tension fonction de R et de la valeur K de la résistance 15. Cette modification entraîne une diminution du potentiel à l'entrée + de l'amplificateur 14 qui provoque le déclenchement du multivibrateur 6. Celui-ci commande le clignotement de la lampe 7. La fréquence du clignotement est telle qu'elle ne gène pas le porteur de la lampe du fait de la briéveté du temps de non-eclairement. Des essais ont montré que l'appareil suivant l'invention présente une précision supérieure à + 0,1% de CH4. La batterie 2 d'alimentation de l'appareil placée sur la ceinture de l'utilisateur peut être avantageusement une batterie type "T" (OLDHATI 13 Ah) qui permet une autonomie analogue à celle des lampes chapeaux classiques. Dans les modes de réalisation qui viennent d'être décrits, la signalisation est assurée par clignotement d'une lampe. On con çoit cependant que cette signalisation peut être assurée par tout autre moyen, tel qu'un transmetteur de vibrations par voie osseuse, placé sur le casque à hauteur de l'os mastoïde de l'utilisateur. - REVENDICATIONS - 1 - Appareil de détection et de signalisation de la présence d'un gaz dangereux dans une atmosphère, comprenant des moyens de dét ection dudit gaz et des moyens de signalisation lorsque la teneur en gaz dépasse un seuil prédéterminé logés dans un boftier commun et connectés à une source d'alimentation séparée, caractérisé en ce que ledit bottier commun est un boîtier (18 ; 22j de lampe de casque et en ce que lesdits moyens de détection 1,8,9,10) et lesdits moyens de signalisation (6, 7) sont connectés à ladite source d'alimentation séparée par un conducteur bifilaire. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de signalisation comprennent une lampe (7) qui fait partie de l'équipement d'éclairage portatif, contenu dans ledit bofiier (18 ; 22) et des moyens (6)- de commande de clignotement pour interrompre à une cadence prédéterminée le courant d'alimentation de ladite lampe en réponse à un signal de déclenchement émis par lesdits moyens de détection (1,8,9,10). 3 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection comprennent un pont de mesure (8) dont une branche au moins comprend un filament (9) de détection catalytique de la présence dudit gaz, ledit pont de mesure étant alimenté par ladite source (2) par l'intermédiaire d'un régulateur de tension 533 et comportant un comparateur (14) à deux entrées connectées chacune à une borne de la diagonale du pont de mesure, la sortie dudit comparateur (14) étant connectée à l'entrée des moyens de commande de clignotement (6). 4 - Appareil suivant 1 'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdits moyens (6) de commande de clignotement sont constitués par un circuit multivibrateur. 5 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4,caractérisé en ce que ledit boftier (18 ; 22) de lampe de casque est pourvu d'un compartiment l23) étanche au gaz contenant au moins ladite lampe d'éclairage (7) et un compartiment (24) communiquant avec l'atmosphère par des ouïes (20 ; 25) et contenant au moins lesdits moyens de détection (9, 10) 6 - Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit boiter (18) fait partie intégrante d'un casque (16).