Brevet FR2450464A1 — publié le 19800926

La présente invention, due aux travaux de Monsieur Jean Raoul GUIBERT, concerne des disco actifs de protection des lieux et des biens contre les intrusions ainsi que des dispositifs de comptage, par un détecteur de proximité basé sur la modification d'un champ électrique. On connaît déjà de nombreux dispositifs de protection contre les intrusions, En particulier, des dispositifs de protection volumétriques utilisant les ondes hyperfréquences ou ultrasonores, des dispositifs de protection à détection photoélectrique basés sur le rayonnement visible ou invisible, et des dispositifs de protection par modification de l'état d'un circuit électrique utilisant par exemple des contacts dissimulés dans les sols, les portes et fenêtres. Ces différents systèmes peuvent d'ailleurs être combinés. Ces dispositifs connus possèdent évidemment des avantages, mais également des limitations liées à leur principe et leur mode d'action. Certains d'entre eux ont un champ d'action mal défini et sont perturbés par l'environnement, par exemple par des vibrations de cloisons, par des réflexions de parois ou par des sources de chaleur. Certains peuvent également être neutralisés par des brouillards intempestifs. La présente invention a pour objet un mode de détection de proximité par modification d'un champ électrique régnant dans un espace déterminé. Le mode de détection selon la présente invention permet de réaliser des dispositifs pouvant être appliqués à la surveillance ou à la protection des lieux et des biens et permet également de réaliser des dispositifs de comptage d'objets. Le dispositif de protection d'un objet ou d'un espace déterminé selon la présente invention comprend une première électrode isolée électriquement qui est reliée au point sensible d'un capacimètre capable de détecter des variations de capacité. Le dispositif de protection comprend en outre une seconde électrode, dite électrode de garde. Cette seconde électrode délimite ledit espace déterminé, est maintenue à un potentiel fixe et est couplée capacitivement au point de référence du capacimètre. De plus, elle entoure partiellement ou complétement ladite première électrode. Selon la présente invention un corps se déplaçant à l'extérieur de la zone de couplage capacitif entre lesdites electrodes ne provoque aucune variation de capacité alors que toute pénétration d'un corps dans ladite zone ou toute détérioration du dispositif ou modification de ladite zone provoque une variation de capacité détectée par ledit capacimètre, Selon la présente invention, lesdites électrodes sont de préférence métalliques ou métallisées, de surface ou volume plein ou continu, de dimensions et forme appropriées aux formes et dimensions des lieux ou des objets à protéger. Elles peuvent en outre être yisibles ou cachées, De plus, ces électrodes sont de forme, de dimensions et de dispositions telles que l'état électrique initiale n'est pas changé par les variations intervenant à l'extérieur du volume, du champ ou plus généralement de l'espace unidimensionnel ou multidimensionnel qu'elles délimitent. Par contre, l'équilibre électrique initial est modifié lorsqu'un corps est introduit dans l'espace délimité à l'intérieur de l'espace à protéger, que ce corps soit plus ou moins conducteur ou isolant électrique, Selon la présente invention, la ou les électrodes maintenues à un potentiel fixe peuvent être reliées au point référence dudit capacimètre qui peut lui-même être au potentiel de la terre. On notera que le fonctionnement du système est indépendant de la vitesse de déplacement des corps introduits, mais que les traitements électriques classiques des signaux permettent de choisir tous les modes d'alarmes ou d'informations désirés, Selon la présente invention, si l'on veut protéger un objet, il est préférable que ce dernier constitue au moins en partie ladite première électrode isolée électriquement. Il est également possible que ladite première électrode entoure au moins partiellement l'objet à protéger, ce dernier étant maintenu, comme ladite seconde électrode, à un potentiel fixe ou de référence, Dans ce cas, un corps pénétrant ou se déplaçant à l'intérieur de la zone de couplage capacitif entre lesdites électrodes ou pénétrant ou se déplaçant à l'intérieur de la zone de couplage capacitif entre l'objet et ladite première électrode, ou toute détérioration du dispositif ou modification de l'une desdites zones, provoque une variation de la capacité détectée par ledit capacimètre. Selon la présente invention, il est également possible de réaliser un dispositif de comptage d'objets basé sur le même mode de détection que les dispositifs de protection selon la présente invention Ce dispositif de comptage d'objets comprend une première électrode isolée électriquement et relié au point sensible d'un capacimètre capable de déceler des variations de capacité et il comprend en outre une seconde électrode entourant au moins partiellement ladite première électrode et maintenue à un potentiel fixe ou de référence, Dans ce dispositif de comptage, tout déplacement dudit objet ou d'un corps quelconque à l'extérieur de la zone de couplage capacitif entre lesdites électrodes ne provoque pas de variation de capacité, alors que la pénétration dans cette zone ou tout franchisse- ment de cette dernière par l'objet a compter provoque une variation de capacité détectée par ledit capacimètre. De la même manière que précédemment, ladite deuxième électrode et le point référence du capacimètre du dispositif de comptage selon la présente invention peuvent être maintenus au même potentiel, par exemple celui de la terre. Le dispositif de comptage ainsi réalisé selon la présente invention peut être relié à un appareil de comptage adapté. Le principe d'action des dispositifs de protection ou de comptage selon la présente invention réside dans la modification de la capacité électrique entre la ou les électrodes reliées au point sensible du capacimètre et la ou les électrodes maintenues à un potentiel fixe ou de référence lorsqu'un corps vient modifier la répartition du champ électrique entre les électrodes soit par l'effet de son pouvoir inducteur spécifique, soit par l'effet de sa conducti vîté électrique qui modifie la répartition des équipotentiels et donc modifie la yaleur de la capacité électrique initiale que mesure le capacimètre sans hypotbèse restrictive sur la nature du corps introduit, La présente inyention sera mieux comprise à l'étude de dispositifs de protection et de comptage selon la présente invention décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins sur lesquels la figt 1 représente un premier dispositif de protection d'un objet, selon la présente invention; la fig, 2 représente un deuxième dispositif de protection d'un objet, selon la présente invention; et la fig, 3 représente un dispositif de comptage selon la présente invention. Le dispositif de protection représenté sur la fig. 1 comprend une électrode l entourant à distance un objet 2 à protéger. Il comprend en outre une électrode 3 qui entoure à distance ladite électrode l, Les électrodes l et 3 sont métalliques ou métallisées. Dans l'exemple représenté sur la fig. l, l'objet 2 ainsi que l'électrode 3 sont au potentiel de la terre 4. Par contre, l'électrode 1 est isolée électriquement par des moyens non représentés et est reliée au point sensible d'un capacimètre 5 par un conducteur 6. Le point de référence du capacimètre 5 est également au potentiel de la terre 4. Dans l'exemple représenté sur la fig. l, les électrodes l et 3 sont des lames métalliques ou métallisées qui peuvent être visibles ou cachées par exemple dans un élément de décoration du sol, du plafond ou des cloisons. Mais ces électrodes peuvent également être par exemple des rambardes. L'objet 2 à protéger peut être par exemple un coffre. Le capacimètre 5 peut être relié à un dispositif d'alarme quelconque qui n'a pas été représenté. Le fonctionnement du dispositif de protection représenté sur la fig. l fonctionne de la manière suivante. Si un objet ou une personne se déplace à l'extérieur de l'électrode 3, il ne modifie pas le champ électrique existant entre l'électrode 1 et l'électrode 3 ou entre l'objet 2 et l'électrode 1. En conséquence, le capacimètre 5 n'enregistre aucune variation.Par contre, si un objet pénètre ou se déplace à l'intérieur de l'espace délimité par l'électrode 3, par exemple dans la zone entre l'électrode 1 et l'électrode 3 ou dans la zone entre l'électrode 1 et l'objet 2, ou si on cherche à détériorer ou déplacer l'un des éléments du dispositif de protection ou l'objet 2! le champ électrique entre l'électrode 1 et l'électrode 3 ou entre l'électrode l et l'objet 2 est modifié et ainsi provoque une variation de capacité qui peut alors être détectée par le capacimètre 5 qui commandera le dispositif d'alarme qui lui est connecté. Qn obtient donc dans l'exemple représenté sur la fig. 1, un espace délimité par l'électrode 3 qui est entièrement protégé contre toute intrusion, Dans l'exemple représenté sur la fig, 2, l'objet 7 à protéger est posé sur une console 8, t'objet 7 et la console 8 sont disposés à l'intérieur d'une vitrine repérée d'une manière générale par la référence 9 qui les entoure complétement. ta console 8 est métallique ou métallisée de manière à former une électrode et est isolée électriquement de la vitrine 9. Cette console 8 est reliée au point sensible d'un capacimètre 10 par un conducteur isolé 11. La vitrine 9 est munie de parties métalliques telles que par exemple des fils, de manière à former une électrode et est reliée à la terre 12. Le point de référence du capacimètre 10 est également relié à la terre 12. Le capacimètre 10 peut être soit à l'extérieur du vitrage 9, soit à l'intérieur et est relié à un dispositif d'alarme quelconque non représenté sur la figure. Dans l'exemple représenté sur la fig. 2 tout déplacement à l'extérieur de la vitrine 9 ne provoque aucune variation du champ électrique existant entre la console 8 et la vitrine 9 et en conséquence ne provoque aucune variation de capacité décelable ou décelée- par le capacimètre 10 alors que tout déplacement à l'intérieur de la vitrine 9 ou tout bris, même partiel, de cette dernière modifie le champ électrique entre la console 8 et la vitrine 9 et ainsi provoque une variation de capacité décelable par le capacimètre 10 qui peut ainsi commander ledit dispositif d'alarme. Dans les dispositifs de protection représentés sur les fig, 1 et 2, comme dans tout dispositif analogue, il est préférable de tarer soit le capacimètre, soit le dispositif d'alarme pour que le dispositif d'alarme n'agisse que pour certaines intrusions. La fig. 3 représente un dispositif de comptage d'objets 13, Ce dispositif comprend une première électrode 14 métallique ou Xétalliaéç et isolée électriquement d'une électrode 15 reliée à la terre lui t'électrode 15 est en forme de U et l'électrode 14 est disposée entre les branches dudit U, L'électrode 14 est reliée au point sensible d'un capacimètre 17 par un conducteur isolé 18. Le point de référence du capacimètre 17 est également relié à la terre 16. Le dispositif de comptage représenté sur la fig, 3 fonctionne de la manière suivante. Si un corps se déplace à l'extérieur de la zone de couplage entre l'électrode 14 et l'électrode 15, il ne provoque aucune variation de capacité décelable par le capacimètre 17. Par contre, lorsqu'un objet 13 pénètre dans la zone de couplage entre l'électrode 14 et l'électrode 15, il provoque une variation de champ électrique entraînant une modification de la capacité décelable par le capacimètre 17 qui peut alors commander un appareil de comptage adapté. Dans l'exemple représenté sur la fig. 3, l'objet 13 est en contact avec les branches du U 15 et l'électrode 14. L'objet 13 pourrait cependant se déplacer à distance de l'électrode 14 et de l'électrode 15, Dans un tel dispositif de comptage, il est préférable de tarer soit le capacimètre, soit l'appareil de comptage pour que le comptage ne soit enregistré que si l'objet 13 pénètre de façon suffisante dans la zone de couplage de l'électrode 14 et de l'électrode 15 car la zone de couplage n'est pas parfaitement définie au voisinage des extrémités des branches de l'électrode 15. Le dispositif de comptage représenté sur la fig. 3 peut être appliqué au comptage d'objets transportés par des bandes transporteuses. Mais il pourrait être appliqué au comptage des véhicules automobiles. La présente invention ne se limite pas aux exemples cidessus décrits. On peut concevoir des dispositifs de protection de toute forme et de toute dimensions dépendants néanmoins des objets ou des lieux à surveiller ou protéger, puisque les dispositifs selon la présente invention permettent une protection volumétrique, superficielle ou linéaire, tout en limitant son champ d'action, REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection d'un objet ou d'un espace déterminé caractérisé par le fait qu'il comprend une première électrode isolée électriquement et reliée au point sensible d'un capacimètre capable de détecter des variations de capacité, et une seconde électrode dite électrode de garde délimitant ledit espace, maintenue à un potentiel fixe, couplée capacitivement au point de référence du capacimètre et entourant au moins partiellement ladite première électrode, un corps se déplaçant à l'extérieur de la zone de couplage capacitif entre lesdites électrodes ne provoquant aucune variation de capacité alors que toute pénétration d'un corps dans ladite zone ou toute détérioration du dispositif ou modification de ladite zone provoquant une variation de capacité détectée par ledit capacimètre, 2.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite première électrode est constituée par l'objet à protéger ou un support de celui-ci. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite première électrode entoure au moins partiellement ledit objet qui est maintenu, comme ladite seconde électrode, à un potentiel fixe, un corps pénétrant ou se déplaçant à l'intérieur de la zone de couplage capacitif entre l'objet et ladite première électrode ou toute modification de cette deuxième zone provoquant une variation de capacité détectée par ledit capacimètre. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ladite seconde électrode ou électrode de garde et le point de référence dudit capacimètre sont au même potentiel, par exemple celui de la terre. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit objet, ladite deuxième électrode et le point de référence dudit capacimètre sont au même potentiel~, par exemple celui de la terre. 6, Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit capacimètre est relié à un dispositif d'alarme d'un type connu. 7. Dispositif de comptage d'objets caractérisé par le fait qu'il comprend une première électrode isolée électriquement et reliée au point sensible d'un capacimètre capable de déceler des variations de capacité et une deuxieme électrode entourant au moins partiellement ladite première électrode et maintenue à un potentiel fixe, tout déplacement d'un objet ou d'un corps quelconque à l'extérieur de la zone de couplage capacitif entre lesdites électrodes ne provoquant pas de variation de capacité alors que la pénétration et le franchissement de cette zone par l'objet à compter provoque une variation de capacité détectée par ledit capacimètre. 8, Dìspositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite deuxième électrode et le point de référence du capacimètre sont au même potentiel, par exemple celui de la terre. 9q Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que ledit capacimètre est relié à un appareil de comptage adapté,