Brevet FR2484675A1 — publié le 19811218

1. L'invention se rapporte à un système double de détection de fumée. Il existe essentiellement deux types largement utilisés de détecteurs de fumée, le- type photo-électrique et le type à ionisation, tous les deux étant bien connus et n'ayant pas à être décrits en détail, sauf en ce qui concerne leur sensibilité particulière. Le détecteur photo-électrique est très sensible aux produits de combustion *de débuts d'incendies, par exemple de matelas, de matières plastiques ou de tissus se consumant lentement sans flamme et dont les grandes particules grises ou noires de fumée ont des dimensions comprises approximativement entre 0,1 et 1 pm. Le détecteur de type à ionisation est relativement, sinon dangereusement, insensible à ces produits, mais il est relativement plus sensible aux produits de combustion dont les dimensions sont inférieures à 0,1 micron et qui proviennent d'incendies rencontrés moins fréquemment et proches de la combustion et concernant le bois propre. Les détecteurs à ionisation sont aussi sujets à donner des fausses alarmes dans des atmosphères ménagères contenant des vapeurs de cuisson et des vapeurs d'aérosols auxquelles les détecteurs photo-électriques sont en général insensibles. Il est néanmoins souhaitable d'élargir la plage de dimensions des particules auxquelles le détecteur photo-électrique est sensible de manière qu'elle comprenne la plage des particules auxquelles le détecteur à ionisation est sensible à condition qu'il soit possible de réduire sa sensi- bilité provoquant des fausses alarmes. Il est en principe possible de réaliser un système de détection de particules mettant en oeuvre un détecteur photo-électrique et un détecteur à ionisation pouvant être combinés en un opérateur-logique OU ou en un opérateur logique ET. Dans un système à opérateur logique OU, un- signal d'alarme serait émis à condition que l'un ou l'autre des- détecteurs décèle des particules au-dessus d'un seuil prédéterminé de densité. Dans un opérateur logique ET, il faut que le seuil de densité soit dépassé par les deux détecteurs. La suscepti- bilité aux fausses alarmes de l'un et l'autre des détecteurs demeure dans son intégrité aussi bien dans un circuit logique à opérateur OU que dans un circuit logique à opérateur ET. 2. L'invention a donc pour objet un système à double détecteur (par exemple photo-électrique et à ionisation) qui a la sensibilité des deux détecteurs aux particules dont les dimensions se trouvent dans les plages correspondantes et dont la sensibilité des deux détecteurs aux conditions déclenchant des fausses alarmes est réduite. Le système selon l'invention de détection de particules se compose d'un premier détecteur qui décèle des particules comprises dans une première plage de dimensions et qui produit un premier signal analogique de sortie corres- pondant à la densité des particules décelées, un second détecteur qui décèle les particules comprises dans une seconde plage de dimensions et qui produit un second signal analogique de sortie correspondant à la densité des particules décelées, un circuit de sommation à deux entrées, dont chacune est connectée à la sortie de l'un des deux détecteurs, comprenant un module qui additionne arithmétiquement ces deux signaux, et un circuit à seuil connecté au circuit de sommation et répondant à ce dernier étant destiné à produire un signal d'alarme lorsque la somme arithmétique des deux signaux de sortie dépasse une valeur prédéterminée, ce système étant ainsi capable de détecter des particules dans une plage de dimensions élargie et ayant une sensibilité correspondant à la somme de celles des deux détecteurs, la sensibilité des détecteurs correspondant aux conditions déclenchant de fausses alarmes étant réduite. L'invention va être décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et-sur lequel: - la figure 1. est un schéma fonctionnel d'un système de détection de particules selon l'invention; et 7 les figures 2 et 3 sont des graphiques qui ne sont pas à l'échelle et qui représentent l'intensité des signaux en fonction du temps dans le système selon l'invention et dans d'autres systèmes. Le système à double détection de fumée ou de particules analogues que représente la figure I se compose d'un détecteur photo-électrique: classique 1 tel que décrit 3. dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 863 076 et d'un détecteur 2 à ionisation tel que celui que décrit le brevet des Etats-Unis d'Amérique sn0 4 1.04 619. Chaque détecteur produit un signal analogique en courant (ou en tension) correspondant à la densité de la fumée qu'il décèle. Le détecteur photo-électrique 1 produit un premier signal analo- gique correspondant à la densité des particules relativement grandes qu'il décèle, et le détecteur à ionisation produit un second signal représentant la réponse à la détection de parti- cules plus petites comprises dans la plage différente à laquelle il est sensible. Chaque signal subit une élévation en passant par un amplificateur 3 (de type ICA 1458" ou de type équivalent) qui produit de préférence à la sortie un courant électrique qui est proportionnel à la densité des particules particulières décelées. Le premier signal analogique photo-électrique ainsi que le second signal analogique résultant d'une ionisa- tion sont sous la forme de courants Il et I2 qui sont envoyés à un circuit de sommation N comprenant des diodes Dl et D2 (de type 1N4454) ainsi qu'une jonction de sommation J. Les diodes Dl et D2 constituent deux entrées du circuit de sommation N et elles additionnent arithmétiquement les deux signaux de manière à produire un signal de sommation à la jonction J. La somme arithmétique des courants apparaissant par exemple à la jonction J est envoyée à un amplificateur 4 shunté par une résistance (de type CA3078 ou de type équivalent) qui multiplie la somme des courants Il et I2 par la résistance Rl montée en parallèle avec l'amplificateur 4 de manière qu'apparaisse à la sortie de l'amplificateur une tension V correspondant à V = R (Il + I2). La tension de sortie V de l'amplificateur est envoyée à un détecteur 5 de seuil de tension dont la sensi- bilité est réglée pour une valeur prédéterminée T de la tension d'entrée. Le détecteur de seuil répond à une tension relativement élevée en passant à un état dans lequel son signal de sortie apparaissant à une borne A est un signal d'alarme envoyé à un amplificateur de puissance 6 qui commande un avertisseur H ou autre dispositif d'alarme. 4. Les figures 2 et 3 représentent sous forme de graphique les avantages du système selon l'invention à somma- tion des signaux émis par deux détecteurs sur les systèmes à opérateur logique OU et à opérateur logique ET. La figure 3 représente la réaction du système à sommation selon l'invention à une grande particule, par exemple de fumée grise ou noire (courbe J en trait plein) et celle des systèmes à réponses photoélectriques Il (courbe en trait mixte) et à réponses par ionisation I2 (ligne brisée) combinées avec un opérateur logique OU ou un opérateur logique ET aux mêmes densités de fumée qui augmentent avec le temps. Le signal de sommation J monte plus vite que l'un et l'autre des signaux Il ou I2 à un instant tl lorsqu'il croise le seuil T du détecteur 5. Dans l'exemple de la figure 2, la réponse seule Il du détecteur photoélectrique est plus lente que la réponse résultant de la sommation et ne traverserait pas le niveau de seuil T pendant l'instant t2 avec un retard OU-TD dans le cas d'un système à opérateur logique OU. Dans le cas d'un système à opérateur logique ET, la réponse I2 du détecteur 2 à ionisation est beaucoup plus lente que la réponse photo-électrique Il dans le cas d'une fumée gris-noire et ne produirait un signal d'alarme qu'à la fin d'un temps t3 de retard encore plus grand (ET-TD), car il faut que le signal photo-électrique Il et le signal d'ionisation I2 traversent tous deux le seuil dans un système à opérateur logique ET. La figure 3 représente la réaction des trois mêmes systèmes, c'est-à-dire du système à sommation, du système à opérateur logique OU et du système à opérateur logique ET à un signal de fumée à fines particules auquel un détecteur à ionisation est relativement sensible. Dans ce cas également, la réponse produite par sommation est plus rapide que celle de l'un ou l'autre des systèmes photo-électrique et à ionisation, cette réponse atteignant le seuil d'alarme à l'instant tl. Le signal I2 du détecteur à ionisation traverse le seuil T à la fin d'un temps de retard (OU-TD *) et le signal photo- électrique Il traverse le seuil encore plus tard (avec un retard ET-TD *). - 5. Il apparaît à l'évidence d'après la description qui précède des figures 1 et 2 que (1) la réponse J produite par sommation est plus rapide que l'une ou l'autre des réponses photo- électrique Il et d'ionisation I2; (2) la réponse I2 à ionisation qui déclenche une fausse alarme est réduite car elle ne représente qu'une partie de la réponse produite par sommation; (3) le signal apparaissant à la jonction de sommation J comprend les réponses aux plages de dimensions des parti- cules aussi bien du détecteur photo-électrique 1 que du détecteur 2 à ionisation, mais il n'est pas nécessaire que les particules comprises dans les deux plages soient présentes, comme dans un système à opérateur logique ET; et (4) le système selon l'invention de détection avec sommation est beaucoup plus fiable qu'un système à opérateur logique ET, car le système à sommation détecte la fumée si l'un ou l'autre des détecteurs photo-électrique et à ionisation est défaillant, tandis qu'un système à opéra- teur logique ET est défaillant si l'un ou l'autre des détecteurs l'est. REVENDICATION Système de détection de particules, comprenant un premier détecteur qui décèle des particules comprises dans une première plage de dimensions et qui produit à sa sortie un premier signal analogique correspondant à la densité des particules décelées et un second détecteur qui décèle des particules comprises dans une seconde plage de dimensions et qui produit à sa sortie un second signal analogique corres- pondant à la densité des particules décelées, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de sommation (N) dont les deux entrées sont reliées auxdites deux sorties et qui comporte un opérateur (J) qui additionne arithmétiquement les deux signaux, ainsi qu'un circuit à seuil (5) connecté au circuit de sommation et qui répond à ce dernier en produisant un signal d'alarme lorsque la somme arithmétique desdits deux signaux dépasse une valeur prédéterminée, de manière à détecter des particules dans une plage élargie de dimensions et que la sensibilité des deux détecteurs soit additionnée, la sensibilité de chacun desdits détecteurs à des conditions déclenchant une fausse alarme étant réduite.