Brevet FR2480442A1 — publié le 19811016

Procédé et circuit de repérage de personnes ensevelies. La présente invention concerne un procédé de repérage de personnes ensevelies fonctionnant selon le principe d'une sonde active, selon lequel l'émetteur provoque la formation d'un champ électro-magnétiue qui est reçu par un récepteur, par exemple au moyen d'une antenne ferrite, dans le but de repérer l'émetteur et dont l'amplitude du signal de réception constitue une mesure de la distance séparant l'émetteur du récepteur. Les chances de survie de personnes ensevelies par des avalanches sont essentiellement déterminées par la durée qui separe leur ensevelissement et leur libération. Cette durée est déterminée de façon décisive par la durée de la recherche et par la précision du repérage. Les sondes d'avalanche habituelles fonctionnant selon le principe d'une sonde active ont besoin en général d'une durée de recherche de 3 minutes pour une précision du repérage de quelques mètres. Le procédé revendiqué ici permet d'obtenir, pour une durée de recherche divisée approximativement par deux, une meilleure précision du repérage (inférieure à 1 mètre), liée éventuellement à une expérience suffisante du chercheur en ce qui concerne l'évaluation de la profondeur à laquelle la personne est ensevelie. Contrairement aux procédés connus jusqu'ici, on peut déterminer la direction dans laquelle se trouve la personne ensevelie. Cette amélioration considérable est obtenue du fait que l'amplitude du signal de réception fait naître par l'intermédiaire d'un convertisseur amplitude-fréquence une oscillation située dans la zone d'audibilité, dont la fréquence constitue de ce fait une indication sur la distance séparant l'émetteur du récepteur, et du fait que l'amplification du récepteur sélectif est régulée de manière que des modifications rapides de l'intensité du champ magnétique reçu conduisent d une forte amplification tandis que des modifications lentes conduisent à une faible amplification. L'invention prévoit que l'émetteur envoie un signal en courant permanent non modulé. Les sondes d'avalanche connues travaillent, comme celle qui est décrite ici, à une fréquence d'environ 2000 HZ et elles utilisent comme éléments émetteur et récepteur une bobine de ferrite. L'amplitude du signal reçu varie en fonction de la distance et de la disposition dans l'espace de la barre de ferrite. Habituellement, ce signal de réception est reçu par l'intermédiaire d'un casque écouteur et l'intensité sonore de ce signal constitue-une indication sur l'éloignement. Selon l'invention, l'amplitude variable est convertie en une fréquence sonore variable, un convertisseur amplitude-fréquence supplémentaire étant incorporé pour ce faire dans le récepteur.Du fait que l'oreille est nettement plus sensible à des modifications de fréquence qu'à des modifications de niveau sonore, la sonde équipée de cet élément additionnel est si sensible que des modifications de direction de l'antenne peuvent également être déterminées et que de ce fait la recherche s'effectue en fonction de la direction et directement vers la personne ensevelie. Du fait qu'en cas de panique le système de recherche mis en oeuvre quand on utilise des sondes d'avalanche habituelles s'effectue selon un réseau hortogonal qui n'est pas la plupart du temps suffisamment respecté, l'utilisation de la sonde qui va être décrite ci-dessous apporte un avantage supplémentaire quand elle est utilisée réellement. Grâce au procédé de l'invention, il est possible de choisir une fréquence d'émission plus élevée; de ce fait, et en dehors d'une diminution des dimensions de la bobine électrique, on augmente suffisamment la fréquence des séquences des impulsions pour que même quand le dispositif fonctionne par impulsions et en établissant la moyenne sur plusieurs impulsions, on puisse obtenir une vitesse des signaux indicateurs suffisante à la recherche de la direction. L'invention concerne également un circuit de repérage de personnes ensevelies et fonctionnant selon le principe de la sonde active, comprenant un émetteur à repérer qui crée un champ électro-magnétique et un récepteur, ce dernier étant constitué par un circuit série consistant en une antenne sensible à la direction, un amplificateur sélectif, un redresseur, un convertisseur tension-fréquence et un dispo- sitif de signalisation, de préférence un convertisseur électro-acoustique, ui sert a la mise en oeuvre du procédé dont il est question ci-dessus, et qui est caractérisé en ce que l'amplitude du signal reçu provoque par l'intermédiaire d'un convertisseur amplitude-fréquence une oscillation dans la zone d'audibilité dont la fréquence indique de ce fait la distance entre l'émetteur et le récepteur et en ce que l'amplification du récepteur sélectif est régulée de manière que des mofidifications rapides de l'intensité du champ magnétique reçu conduisent à une forte amplification tandis que des modifications lentes conduisent à une faible ampli- fication. De ce fait, on a lBavantage que lamplitude du signal indicateur (par exemple un on audible) est proportionnelle a l1intensité du champ qui est reçue. Du fait que l'oreille humaine ne peut que difficilement faire la différence entre des modifications dgintens7te sonore puisquelle ne trans- fère les sons que logarithmiquement, on prévoit le convertisseur tension-fréquence pour convertir le signal de l'intensité du champ magnétique qui est reçu et amplifié en un signal dont la fréquence, et de ce fait l'intensité sonore, est proportionnelle à 1 intensité du champ magné- tique reçu.La précision du repérage est alors améliore car 1 oreille humaine réagit avec beaucoup de sensibilité à des modifications de l'intensité sonore Grâce au dispositif de régulation prévu selon l'inven- tion, la précision de l'évaluation apportée par le circuit est nettement plus élevée. L'idée qui est à la base de la presente invention consiste à réguler automatiquement la sensibilité ou' l'ampli- fication du récepteur sélectif de manière que le récepteur puisse traiter une plage dynamique nettement plus importante de ses signaux d'entrée. Les récepteurs connus jusqu'ici ont appel à un réglage manuel de la sensibilité, ce qui prend trop de temps quand il.y a danger et est la cause de fausses manoeuvres. L'antenne réceptrice du récepteur qui est constituée par exemple par une bobine de ferrite reçoit une tension induite qui est proportionnelle à l'intensité du champ de la surface effective de l'antenne. En modifiant la surface effective de l'antenne, c'est-à-dire en faisant pivoter l'antenne, on modifie l'amplitude de la tension induite, ce qui permet de déterminer la direction dans laquelle se trouve l'émetteur. Du fait que l'intensité du champ au voisinage de l'émetteur varie selon le cube de la distance de l'émetteur, une plage dynamique importante du signal de réception du recepteur doit être traitée pour que le rayon d'action soit important et la précision du repérage élevée. Du fait que lorsqu'il s'agit de trouver rapidement une personne-ensevelie la connaissance de la direction par rapport à l'endroit où se trouve le récepteur est plus importante que la connaissance de la distance le séparant du récepteur, il est nécessaire que des modifications rapides de l'intensité du champ magnétique reçu, telles qu'elles apparaissent lorsqu'on fait pivoter l'antenne, soient plus fortement mises en évidence ou plus nettement signalées que des modifications lentes de l'intensité du champ reçu, telles qu'elles apparaissent quand le récepteur se rapproche de l'émetteur. Le dispositif de régulation de la sensibilité du récepteur, et de ce fait de l'amplification de l'amplificateur, est conçu de manière que des modifications rapides de l'intensité du champ reçu conduisent à une forte amplification tandis que des modifications lentes de l'intensité du champ reçu conduisent à une faible amplification. Grâce au récepteur dont il est question ici, l'intensité sonore du signal avertisseur ne se modifie que légèrement quand il y a augmentation lente de l'intensité du champ (lorsqu'on se rapproche de l'émetteur), alors qu'il y a modification importante de l'intensité sonore lorsque des modifications rapides de l'intensité du champ apparaissent quand on fait pivoter le récepteur. Quand on opère la recherche de la direction, la totalité de la plage dynamique du signal d'entrée peut être traitée indépendamment de la distance de l'émetteur. Selon une forme de réalisation de l'invention, l'amplitude maximale du signal reçu et amplifié pendant qu'on fait pivoter l'antenne est temporairement emmagasinée, le réglage en augmentation de l'amplification s'effectuant très lentement mais le réglage en diminution s'effectuant plus rapidement. Lorsqu'on se rapproche de l'émetteur, le récepteur n"est pas surchargé et on remarque immédiatement la distance le séparant de l'émetteur. Pour des raisons de stabilité du circuit de réglage et pour supprimer des impulsions perturbatrices, le réglage en diminution de l'amplificateur s'effectue cependant à une vitesse réduite. En outre, il est possible grâce à l'invention d'utiliser un signal d'émission continu aussi bien qu'un signal d'émission par impulsions. De toute manière, il est préférable que la tonalité de luémission soit constante car on évite ainsi un abaissement du seuil d'audibilité. Pour éviter que des oscillations harmoniques du convertisseur amplitude-fréquenee perturbent le récepteur, la fréquence démission doit être choisie de manière que la fréquence de la tonalité soit supérieure au signal d'émis- sion. La présente invention s' applique en particulier à des "dispositifs de recherche en cas d'avalanches" mais elle convient cependant de façon générale à la recherche de personnes ensevelies telles que les victimes de tremblement de terre, les personnes tombées dans des crevasses de glaciers, les plongeurs, les personnes accidentées dans des mines, les marins tombés par dessus bord, ou encore à la recherche d'animaux qui se dissimulent ou pour découvrir l'endroit précis où il y a bouchage dans des conduites tubulaires. Inversement; l'invention peut également être utilisée comme auxiliaire pour des personnes s'étant égarées à la suite du déplacement de signalisations disposées le long d'un parcours. Un appareil avantageux comprend dans le même boîtier aussi bien un émetteur qu'un récepteur, entre lesquels ont peut effectuer à volonté la commutation. Notmalement, l'appareil est commuté sur sa fonction d'émetteur. Si par exemple une personne appartenant à un groupe d'alpinistes est ensevelie dans une avalanche, les autres personnes du groupe commutent leur appareil sur-la fonction réception de manière à pouvoir repérer la personne ensevelie. Le récepteur est constitué par un circuit série consistant en une antenne sensible à la direction, un amplificateur sélectif, un redresseur, un convertisseur tension-fréquence et un dispositif de signalisation, de préférence un convertisseur électro-acoustique. L'amplification du récepteur sélectif est régulée par l'intermédiaire d'un dispositif régulateur de manière que des modifications rapides de l'intensité du champ magnétique reçu conduisent à une forte amplification tandis que des modifications lentes du champ magnétique reçu conduisent à une faible amplification. Le réglage en diminution de l'amplification se déroule rapidement par rapport au réglage en augmentation. Le réglage en diminution s'effectue à une vitesse limitée. En ce qui concerne le dispositif régulateur, il s'agit d'un dispositif régulateur à différence de potentiel (-DP). I1 comprend une mémoire qui emmagasine temporairement l'amplitude maximale du signal de sortie du redresseur et qui se vide lentement quand l'amplitude est faible, le contenu momentané de la mémoire déterminant l'amplification de l'amplificateur. Cet amplificateur est un amplificateur régulable comprenant une entrée de commande, son amplification étant inversement proportionnelle à la tension appliquée à l'entrée de commande; la mémoire est constituee par un condensateur auquel est appliquée la tension de sortie de l'amplificateur et une tension proportionnelle à la tension appliquée au condensateur est envoyée à l'entrée de commande de l'amplificateur. Selon l'invention, le signal de sortie de l'amplificateur est envoyé à la base d'un premier transistor dont le collecteur est appliqué à la tension d'alimentation alors que l'émetteur est relié à un circuit série constitué par trois résistances, le condensateur étant monté entre la première et la seconde résistances et un second transistor étant monté par sa base entre la seconde et la troisième résistance, par son collecteur à la tension d'alimentation et par son émetteur à la masse par l'intermédiaire d'une résistance et dans le même temps à l'entrée de commande de l'amplificateur. L'invention sera maintenant expliquée plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation du circuit, avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: la Fig. î est un schéma par blocs du circuit, et la Fig 2 est un schéma par blocs détaille d'un exemple de réalisation du circuit. Les éléments de ces deux figures qui se correspondent sont désignes par les même références. A la rig. 1, une antenne 1 constituée par une bobine de ferrite peut ctre reliée à volonté par un commutateur 2 soit à un émetteur 3 soit a un récepteur Le récepteur comprend un amplificateur selectif a dont la sensibilité, ou ampli 'ication, pu être réglée au moyen de la tension qui est appliquée à son entrée de commande A la sortie, l'ampli ficateur 4 est relié par l'intermédiaire d'un redresseur 5 et un organe â établissant la moyenne des temps à un convertisseur tension-fréquence 7 dont la sortie est reliée à un casque écouteur 8. La sortie du redresseur 5 est également reliée à un dispositif de réglage 9. La sortie du dispositif de réglage 9 est reliée à l'entrée de commande de l'ampli- ficateur 4. La Fig. 2 représente un exemple de réalisation de la partie réceptrice du circuit de la Fig. 1. L'antenne 1 est reliée à l'électrode de commande d'un transistor à effet de champ (FET) T1. Une électrode du transistor Ti est reliée à la tension d'alimentation positive et l'autre électrode à un point de liaison commun situé entre une résistance R2 et un condensateur r2. L'autre jonction de la résistance R2 est appliquée à la masse ainsi que l'autre jonction de l'antienne 1. L'astre jonction du condensateur C2 est reliée à l'entrée de l'amplificateur 4. La sortie de l'amplificateur 4 est connectée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance R5.En outre, il est relié à un diviseur de tension ohmique et capacitif qui est constitué par un circuit série formé par une résistance R6, un condensateur C8 et un second condensateur C7. Ce circuit série est monté entre la tension d'alimentation positive et la masse. La sortie de l'amplificateur 4 est reliée au point de liaison commun des deux condensateurs C7 et C8. te point de liaison commun de la résistance R6 et du condensateur C8 est relié à l'entrée d'un étage amplificateur 10 dont la sortie est reliée par l'intermédiaire du redresseur 5 et d'un filtre passe-bas 11 à l'entrée du convertisseur tension-fréquence 7. De plus, la sortie du filtre passe-bas 11 est reliée à la base d'un transistor T5. Le collecteur du transistor T5 est relié à la tension d'alimentation positive.L'émetteur du transistor T5 est relié à la masse par l'intermédiaire d'un circuit série constitué par trois résistances R12, R13 et R14. Parallèlement à la seconde et à la troisième résistance R13 et R14 est monté un condensateur C10. Le point de liaison entre les resistances R13 et R14 est relié à la base d'un transistor T6 dont le collecteur est relié à la tension d'alimentation positive et dont l'émetteur est relié à la masse par l'intermédiaire d'une résistance R15. De plus, l'émetteur du transistor T6 est relié à l'entrée de commande de l'amplificateur 4. Le circuit de réglage de la sensibilité de l'amplificateur 4 se trouve donc fermé grâce à ce bouclage à réaction. On expliquera maintenant le fonctionnement du circuit de la Fiy. 2 et on pourra également déduire de cette explication le fonctionnement du circuit de la Fig. 1. Le signal induit dans l'antenne 1 est préalablement amplifié dans le transistor FET T1. Le courant de bruit d'entrée équivalent du transistor T1 est très faible, ce qui permet d'avoir un facteur de bruit proche de O dB. Le transistor Ti fonctionne donc finalement en tant que convertisseur d'impédance (amplificateur de source). Le signal d'entrée est renvoyé par l'intermédiaire du condensateur de couplage C2 à l'amplificateur régulé 4. Le signal de sortie de l'amplificateur est envoye à l'étage d'amplification 10 par l'intermédiaire du diviseur de tension R6, C8 et C7, et dirigé de là vers le redresseur 5 et lisse dans le filtre passe-bas 11.On sait déjà parla demande allemand, DE-OS 27 03 491 que le signal est alors converti dans le convertisseur tension-fréquence 7 et envoyé dns le casque d'écoute 8 où il constitue un signal avertisseur Le réglage de l'amplification de l'amplificateur 4 s'effectue de la façon suivante. Lorsque le signal d'entrée appliqué- à l'amplificateur 4 est faible, le signal appliqué à la base du transistor T5 est également faible et le transistor est alors bloqué.Le potentiel de la base du transistor T6 est de ce fait également faible, ce qui fait que ce transistor se bloque et que le potentiel de son émetteur est également faible. I1 en résulte que le ,ooten- tiel qui est à appliqué à l'entrée de commande de l'amplificateur 4 est faible et que l'amplificateur 4 est régulé de manière telle que sa sensibilité est très élevée, c' est-à- dire que son facteur d'amplification est très important. Si une tension induite va en augmentant dans l'antenne 1, elle entraîne une augmentation de la tension appliquée à la base du transistor T5. Celui-ci se sature. Un courant circule dans les résistances R12, R13 et R14. En outre, le condensateur C10 se charge par l'intermédiaire de la résistance R12. Simultanément, la tension monte à la base du transistor T6 qui devient alors passant, et le potentiel de son émetteur monte. La tension à l'entrée de commande de l'amplifié cateur 4 devient également plus importante et sa sensibilité, ou son amplification, diminue. On supposera que l'antenne a reçu la tension maximale possible et que le condensateur est totalement chargé (Pour des raisons de stabilité, la vitesse de la charge du condensateur C10 est limitée par la résistance R12). Une brusque diminution de la tension induite dans l'antenne 1 provoque l'abaissement de la tension à la base du transistor T5 dans des proportions équivalentes, ce qui fait que le transistor T5 se bloque à nouveau. Du fait que le condensateur C10 est cependant totalement chargé, la tension qui est appliquée à la base du transistor T6 ne baisse pas dans la même mesure. Désormais, le condensateur C10 se décharge par l'intermédiaire des résistances R13 et R14 et par le circuit série qui est monté en parallèle à la résistance R14 et qui est constitué par le parcours baseémetteur du transistor T6 et par la résistance R15. (On peut négliger dans ce cas le courant de commande qui parvient à l'entrée de commande de l'amplificateur 4). Le transistor T6 reste encore largement saturé, la tension de son émetteur s'abaissant dans la mesure où le condensateur C10 se décharge. De ce fait, le réglage en augmentation ou l'augmentation de la sensibilité de l'ampli- ficateur 4 s'effectue plus lentement et ne suit pas directement la modification de la tension induite dans l'antenne 1. Le réglage en diminution, c'est-à-dire la diminution de la sensibilité s'effectue par contre de façon relativement rapide du fait que la tension appliquée à la base du transistor T6 augmente proportionnellement à la tension de charge du condensateur C10 qui, de son côté, est déterminée par la constante de temps provenant de R12 et de C10. La résistance Rl2 est plus faible (par exemple 220 krL) que les résistances R13 et R14 (qui sont par exemple chacune de 1 Won). Dans l'exemple de réalisation de la Fig. 2, le réglage en diminution, c'est-à-dire la diminution de la sensibilité du récepteur, est pratiquement proportionnel à la modification de la tension induite dans l'antenne par le champ électro-magnétique. Le réglage en augmentation, c'est-à-dire l'augmentation de la sensibilité, se fait par contre plus lentement que la modification de la tension dans l'antenne. Le dispositif de régulation a donc un comportement proportionnel quand il s'agit d'un réglage en diminution, et intégral quand il s'agit d'un réglage en augmentation. Pour obtenir l'effet recherché d'un réglage rapide en diminution et d'un réglage lent en augmentation, on peut également utiliser un dispositif régulateur proportionneldifférentiel dans lequel la partie différentielle accélère le réglage en diminution alors que la partie proportionnelle agit sur le réglage en augmentation. L'organe différentiel qui est monté dans un dispositif de régulation de ce type est alors relié à un comparateur dont le signal de sortie indique si la modification de la tension de sortie de l'amplificateur est positive ou négative, c'est-à-dire si la tension induite dans l'antenne augmente ou diminue. En fonction de ce signal, un commutateur peut rendre le signal de sortie de l'organe différentiel actif ou non actif en ce qui concerne l'ensemble du réglage. La partie proportionnelle d'un tel dispositif de réglage peut également etre pourvue, de la même manière que dans l'exemple de réalisation de la Fig. 2, d'un comportement intégral d'atténuation faible, ce qui augmente la stabilité du récepteur. Selon l'invention, toutes les caractéristiques et tous les avantages qui ressortent de la descriptio-, des revendications et des dessins, y compris les particularités constructives et les dispositions utilisées1 peuvent être mis en oeuvre soit individuellement soit selon toute combinaison désirée RLVENOICATIOS 1. Proche de repérage de personnes ensevelies fonctionnant selon le principe d'une sonde active, selon lequel l'émetteur provoque la formation d'un champ électro-magné- tique qui est reçu par un récepteur, par exemple au moyen d'une antenne ferrite(l)dans le but de repérer l'émetteur et dont l'amplitude du signal de réception constitue une mesure de la distance séparant l'émetteur du récepteur, caractérisé en ce que l'amplitude du signal de réception fait naître par l'intermédiaire d'un convertisseur amplitude-fréquence (7) une oscillation située dans la zone d'audibilité, dont la fréquence constitue de ce fait une indication sur la distance séparant l'émetteur du récepteur, et en ce que l'amplification du recepteur sélectif est régulée de manière que des modifications rapides de l'intensité du champ m.agnétique reçu conduisent à une forte amplification tandis que des modifications lentes conduisent à une faible amplification. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émetteur envoie un signal en courant permanent non modulé. 3. Circuit de rez rage de personnes ensevelies et fonctionnant selon le principe de la sonde active, comprenant un émetteur à repérer qul crée un champ électro-magnétique et un récepteur, caracterise en ce que le récepteur est constitué par un circuit série consistant en une antenne (-1-) sensible à 1 direction, un amplificateur sélectif (4), un redresseur (5), un convertisseur tension-fréquence (7) et un dispositif de signalisation, de préférence un convertisseur électrosacoustique (8), et en ce que l'amplification du receptetlr sélectif (4) est régulée par l'intermédiaire d'un dispositif régulateur (9) de manière que des modifications rapides de l'intensité du champ magnétique reçu conduisent à une forte amplification tandis que des modifications lentes du champ magnétique reçu conduisent à une faible amplification 4. Circuit selon la revendication 3, caractérise en ce que le réglage en diminution de l'amplification se déroule rapidement par rapport au réglage en augmentation. 5. Circuit selon la revendication 4 caractérisé en ce le réglage en diminution s'effectue à une vitesse limitée. 6. Circuit selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le dispositif régulateur (9) est un dispositif régulateur à différence de potentiel (DP). 7. Circuit selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le dispositif régulateur (9) comprend une mémoire (10) yui emmagasine temporairement l'amplitude maximale du signal de sortie du redresseur (5) et qui se vide lentement quand l'amplitude est faible, le contenu momentané de la mémoire (C10) déterminant l'amplification de l'amplificateur (4). 8. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'amplificateur (4) est un amplificateur régulable comprenant une entrée de commande, l'amplification de cet amplificateur (4) étant inversement proportionnelle à la tension appliquée à l'entrée de commande, en ce que la mémoire est constituée par un condensateur (C10) auquel est appliquée la tension de sortie de l'amplificateur (4) et en ce qu'une tension proportionnelle à la tension appliquée au condensateur (C10) est envoyée à l'entrée de commande de l'amplificateur (4). 9. Circuit selon la revendication 8, caractérisé en ce que le signal de sortie de l'amplificateur (4) est envoyé à la base d'un premier transistor (T5) dont le collecteur est appliqué à la tension d'alimentation alors que l'émetteur est relié à un circuit série constitué par trois résistances (R12, R13, R14), le condensateur BC10) étant monté entre la première et la seconde résistances (R12, R13) et un second transistor (T6) étant monté par sa base entre la seconde et la troisièlr.e résistances 5R13, R14), par son collecteur à la tension d'alimentation et par son émetteur à la masse par l'intermédiaire d'une résistance (R15) et dans le meme temps à l'entrée de commande de l'amplificateur (4).