Brevet FR2398515A1 — publié le 19790223

La présente invention concerne un appareil électronique pour détecter la fumée dans un incendie - La présente invention a pour but de constituer un systeme détecteur pratique et efficace des fumées d'incendies servant de système d'alarmes est caracterisé essentiellement par une cham- bre dtionisation double, équipée de deux circuits d'alarme inde pendants, de moyens pour le filtrage de la fumée, de moyens électriques pour la simulation de l'effet de la fumée dans le but de contrôler le fonctionnement correct du détecteur, de moyens pour la signalisation du fonctionnement éventuellement irrégulier du détecteur et d'un système électronique de transmission à un tableau central de contrôle de signalisation de fonctionnement irrégulier du détecteur La description ci-apres se rapporte à un exemple de réalisation de l'invention, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 montre le schéma électrique de l'appa- reil, iflå figure 2 montre un détail en coupe de quelques pièces de l'appareil w - la figure 3 montre une vue en coupe concernant le montage desdites pièces dé'la figure 2 L'appareil détecteur de fumées suivant les dessins annexés exploite le phénomène d'ionisation de l'air engendré par une source de rayons "alf", 'intensité de l'ordre du microcurie La présence éventuelle dans l'air de particules de carbone en suspension (fumée) entralane une réduction de la concen- tration d'electrons dans llenvironnement de la source radioactive Le fonctionnement du détecteur est illustré à l'aide d'un schéma à blocs de la figure 1 Un stabilisateur de tension 1, réalisé par un régleur de tension a état solide 23, est alimenté par une batterie, par exemple à + 24 Volts et donne une tension stabilisée par exemple de + 15 Volts pour l'alimentation des circuits électroniques Un circuit d'entrée 3 est composé de deux "chambres d'ionisation" constituées chacune par un corps cylindrique creux en tétrafluoréthylène Les deux corps cylindriques précités sont désignés respectivement par 8 et 9 Sur la face supérieure intérieure métallique de chaque chambre est fixée une source radioactive du type décrit précédemment, 81, 82 Les deux chambres 8 et 9 sont montées selon un même axe La face inférieure de la première chambre (8) et la face supérieure de la deuxième chambre (9) sont constituées par deux côtés d'un m8me petit disque métallique 10, par exemple en cuivre, sur lequel les corps cylindriques 8 et 9 sont collés par exemple par de la résine époxy La chambre supérieure 8, est formée , La chambre inférieure 9 présente en bas Une ouverture protégée par un treillage métallique 11, permettant à la fumée de pénétrer La série des deux chambres 8 et 9 est alimentée, selon exemple considéré, à + 15 volts En l'absence de fumée, le courant provoqué par la récolte des charges d'ionisation (électrons) sur la surface métallique supérieure dans la chambre fermée est pratiquement le même que dans la chambre inférieure Il en résulte que les disques métalliques 10 reliés en commun avec le point "0" prennent une tension de l'ordre de 15/2 Volts Ladite tension est appliquée à l'électrode de commande du transistor, du type MoOoSoFaEoTo - T1 - et détermine une certaine conduction électrique à travers de celui-ci Dans le cas où des fumées pénètrent dans la chambre inférieure 9, elles engendrent un effet de captation des électrons libres de la part des particules de carbone et le courant correspondant à la récolte des électrons dans la chambre inférieure tend à diminuer Cet effet est automatiquement compensé du fait que la tension aux bornes de la chambre inférieure 9 tend à augmenter Le déplacement progressif de la tension du point "0" a comme effet de faire varier le courant dans le transistor T1 c'est-à-dire que, dans exemple représenté, le courant passant par T1 est réduit en valeur, ce qui entraîne une diminution de la tension aux bornes de la résistance R39 Cette diminution de tension constitue le signal de détection de la fumée La chambre supérieure 8 peut être reliée avec la masse et la chambre inférieure 9 avec la tension La présence de fumée agit à l'égard du courant du MoOoSoFoE9T9 - T1 - en sens oppose. La référence 4 désigne un adaptateur d'impédance. Le signal de détection est amplifié en puissance par l'amplificateur opérationnel en contre-réaction 12. Par 5 est repéré dans son ensemble un circuit d'alarme. Le signal est envoyé à l'entrée =gi de l'amplificateur opérationnel 13, lequel opère en réaction positive par l'entrée "+". Dans l'anneau de réaction est insérée la diode D2 dont la valeur d'ammorçage pour la réaction positive est réglée par l'intermédiaire du potentiomètre P, réglé de l'extérieur à l'aide d'une vis. A travers le connecteur coaxial 14a il est possible de brancher un voltemètre pour le controle direct de la sensibilité, à l'aide de la mesure de la tension existant entre le curseur du potentiomètre P et la sortie de l'amplificateur 12 Selon l'exemple considéré, alors que la valeur de la tension à l'entrée "-" de l'amplificateur opérationnel 13 descend audessous de la valeur de tension de seuil établie par la position du curseur de P, ledit élément 13 passe à la condition conductive maximale (à cause de la réaction positive).En conséquence, le transistor T2 commandé par la sortie de l'amplificateur 13, provoque l'allumage d'un voyant L1 et la fermeture d'un relais 15 contrôlant le réseau extérieur de signalisation d'alarme La situation d'alarme, reste indéfinitivement maintenue tant que n'intervient pas, de l'extérieurt une coupure de la tension d'alimentation L'instrument comprend en outre un oscillateur (encadré en tireté en 6) pilotant à intermittence le voyant lumineux L2 de controle Les valeurs de la résistance et de la capacité dudit oscillateur sont choisies de manière à obtenir une pulsation régulière du voyant dans les conditions normales (absence de fumée et fonctionnement régulier). Sous l'effet de la fumée à la sortie de l'amplificateur 128 la tension s'abaissee et cette variation est transmise à l'entrée E de l'oscillateur 6 (par exemple un oscillateur à réaction cathodique). De cette manière, la fréquence d'extinction du voyant L2 s'abaisse jusqu'à une condition d'allumage continu. Cette indication d'alarme est emplacée sur l'appareil lui-même et ne poursuit pas, une fois cessée la condition d'alarme Si la tension à l'entrée E de l'oscillateur augmente de valeur, la fréquence d'oscillation augmente jusqu'à ce que, pour une augmentation de l'ordre de deux Volts la valeur normale de la conduction électrique par le voyant d'alerte lumineux L2 est dûe à l'allumage du transistor T5, et la lumière dudit signal L2 devient continue De cette manière, on obtient que les variations éventuelles de caractéristiques du M,O,S.,F,E,T, d'entrée qui pourraient conduite à une fausse alarme ou à la mise hors d'usage du détecteur, sont immédiatement signalées à l'extérieur.Ladite signalisation ést transmise au tableau de contrôle par le circuit repéré dans son ensemble par -7, réalisé suivant le schéma représenté au dessin annexé. Chaque variation positive ou négative de la tension -de sortie par rapport de la valeur d-épassant la valeur de seuil des diodes D3 et D4 respectivement, est transmise au tableau de contrôle central. Une variation éventuelle dans l'alimentation, fournie par le stabilisateur de tension 1, est signalée par des irrégularités dans les conditions de fonctionnement de la lampe du voyant d'alarme L2, et en conséquence par l'allumage de la lampe de centrale au tableau de controle central. Un circuit d'épreuve 2 permet de simuler électroniquement les conditions de présence de fumée. Ce résultat est obtenu, si la tension d'alimentation extérieure est élevée d'environ deux volts. La diode Zener Dl provoque alors la conduction des transistors T4 et T3. Le courant passant- en conséquence par la résistance Ri augmente la tension du treillis de filtre 11, ce qui entraîne l'interruption du courant dans la chambre inférieure 9 et donc engendre l'alarme. L'essai ne fonctionne pas si la tension d'alimentation extérieure est inférieure à une valeur préalablement établie au niveau de la valeur nominale d'alimentation, et cet essai garantit que l'entier système fonctionne régulièrement. te circuit oscillateur repéré dans son ensemble particulier par 6, peut erre supprimé pour réduire la puissance electrique absorbée par l'appareil détecteur par exemple alors que l'appareil en conséquence d'une manque d'alimentation de réseau, fonctionne à batterie. Ceci est obtenu automatiquement à l'aide du circuit repéré en particulier par 25 à la figure 1, qui exclut l'alimenta= tion de l'oscillateur alors que la tension est inférieure à une valeur au niveau de la sortie due la diode D5. Les figures 2 et 3 montrent le détail mécanique de la connexion entre le treillis de filtre 11 et la résistance Rl. Notamment, par 20 est repéré le corps du détecteur, tandis que par 19 est repéré un isolateur dont la surface inférieure est métallisée et par 22 est repéré un fil de connexion électrique. Par Il, comme déjà mentionné, est repéré un treillis métallique. En outre sont prévus un anneau isolant 18, une virole de serrage 17 et un disque 21 perforé pour le passage des fumées. REVENDICATIO~NS 1 ) Appareil électronique de détection de la fumée engendrée par un incendie, caractérisé par une double chambre d'ionisation, équipée de deux circuits d'alarme indépendants, de moyens pour le filtrage de la fumée, de moyens électroniques pour la simulation de l'effet de la fumée dans le but de contrôler le fonctionnement correct du détecteur, de moyens pour la signalisation d'un éventuel fonctionnement incorrect du détecteur, et d'un système électronique de transmission à un tableau central de con trôle de signalisation de fonctionnement irrégulier du détecteur 20) Appareil suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit d'alarme apte à activer un signalisateur lumineux extérieur du détecteur, ledit signal lumineux étant intermittent dans les conditions normales et se transformant en une lumière fixe lors de la condition d'alarme, maintenue pendant toute la durée de la présence de fumée dans l'ambiance en quantité supérieure à une valeur minimale de sensibilité du détecteur, une remise spontanée s'effectuant dès que les conditions d'alarme cessent. 30) Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le système pour le filtrage de la fumée permet l'enlèvement du treillis du filtre pour les opérations de nettoyage, ledit treillis étant maintenu en position par le serrage d'une vis et d'une virole extérieure (17)- ainsi qu'un anneau isolant (18) contre le disque isolateur (19), la face du disque étant en contact avec le support du treillis métallisé et étant reliée avec un circuit d'épreuve, pour permettre à la tension de varier par rapport à la masse dudit treillis, l'augmentation de tension étant la cause d'une diminution de courant dans la chambre d'ionisation ouverte analogue à celle provoquée par la présence de fumée, le serrage imparfait de ladite virole (17) ou la tentative de le dévisser alors que l'appareil est sous tension, provoquant l'alarme ou en tous cas étant signalé par une variation de la tension de sortie par rapport à la tension normale. 40) Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le voyant lumineux intermittent de l'alarme locale est commandé par un circuit oscillant dont la fréquence d'oscillation est directement contrôlée par la valeur de seuil de tension à la sortie de l'adapter d'impédance (4), lequel reproduit la valeur de tension à l'entrée (point "0" de 33 et est réglé de manière à produire une lumière continue pour un certain niveau de signal et une condition de fonctionnement irrégulièreO 50) Appareil suivant la revendication 4* caractérisé en ce qu'il comprend des moyens à l'aide desquels le circuit oscillateur est éxclu automatiquement lorsque la valeur de tension d'alimentation de l'appareil est inférieure à une valeur préala blement établie. 60) Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'allumage du circuit d'essai n'est pas effectué à l'aide d'une autre connexion avec la centrale de contrôle; mais il est obtenu par un fil d'alimentation accroissant la tension d'alimentation au-dessus d'une valeur préalablement choisie pendant un temps suffisamment long. 70) Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens par lesquels, lorsque la tension d'alimentation dépasse le seuil d'une diode (Dans est engendrée la conduction d'un ou de plusieurs transistors et qui établissent un courant à travers la résistance reliée avec la surface métalli- - sée de l'isolateur, la tension n'étant augmentée dans le treillis qui est isolé de la masse comme spécifié précédemment, que si la tension d'alimentation est inférieure à la valeur d'une quantité préalablement établie, auquel cas le circuit d'essai ne fonctionne pas