Brevet FR2485774A1 — publié le 19811231

DETECTEUR DE POSITION D'UN ORGANE MOBILE NOTAMMENT A DES FINS DE PROTECTION. L'invention concerne un détecteur de la position d'un organe mobile par rapport à un emplacement déterminé. Cet organe ne mobile peut être un organe de travail ou de commande,tel qu'une vanne par exemple ou un organe de fermeture tel qu'une porte ou fenetre dans un immeuble ou un tiroir ou une porte de coffre par exemple. I1 est très important qu'un tel détecteur fonctionne de manière sûre lorsqu'il est notamment destiné à effectuer une protection, en particulier contre le vol. On connait divers dispositifs de détection de position utilisant des contacts de circuit électrique commandés mécaniquement ou magnétiquement par l'organe mobile dont la position est à surveiller. On sait aussi que l'on peut utiliser divers rayonnements, par exemple en lumière visible ou infrarouge, diffusés ou réfléchis par l'organe mobile, qui agissent sur un circuit de traitement électronique. Ces divers dispositifs sont généralement immunisés contre la coupure des câbles de liaison, mais ils sont sans défense contre la simulation de présence de l'organe mobile, qui peut consister par exemple dans le blocage mécanique des contacts de circuit électrique, dans le court-circuit des câbles de liaison, dans l'établissement d'un champ magnétique auxiliaire parasite entraînant par exemple le maintien en état de fermeture des contacts malgré le changement de position de l'organe mobile à surveiller. L'invention se propose d'établir un détecteur de position dont le fonctionnement soit sûr même en présence de tentatives de simulation. Pour cela, selon l'invention, on ne se contente pas de faire jouer au détecteur de position un simple rôle passif tant que le phénomène que l'on choisi de surveiller pour connaître la position de l'organe mobile se maintient, mais on lui adjoint un moyen d'essai qui envoie périodiquement une information de test de fonctionnement à l'élément du détecteur sensible à la position de l'organe mobile par rapport à l'emplacement à surveiller et qui vérifie si la réponse de cet élément sensible à cette information est bien conforme à la réponse correcte que celui-ci doit donner s'il est dans les conditions normales de fonctionnement, c'est-à-dire s'il n'a pas été l'objet d'une tentative de neutralisation. Le test peut notamment consister à provoquer sur l'elé- ment sensible, s'il- donne une réponse correcte, une modification momentanée de l'état qu'il a pris d'après la position de 11 organe mobile. Un système de logique électronique peut alors permettre de déterminer à chacue test si l'on retrouve la réponse correcte attendue. En même temps, cè système peut déterminer de manière permanente si, en dehors de la durée des tests, l'élément sensible est bien dans l'état prévu d'après la position souhaitée de l'organe mobile. Une réalisation particulièrement simple de l'invention consiste en ce que l'état pris par l'élément sensible est celui d'ouverture et de fermeture d'un contact électrique. L'état d'ouverture ou fermeture de ce contact électrique peut être maintenu par une contrainte mécanique ou magnétique no notamment, liée à la position de l'organe mobile et assez faible pour que l'information de test de fonctionnement puisse la surmonter. Le moyen d'essai comprend alors avantageusement une bobine de test qui agit sur le contact électrique à l'encontre de cette contrainte. On peut notamment utiliser un contact à lames souples à commande magnétique placé au centre d'une bobine de test, tandis que l'organe mobile dont on veut surveiller la position agit sur le contact à lames par un aimant permanent solidaire de cet organe mobile. On va décrire plus en détail l'invention à l'aide d'exemples de réalisation donnés à titre non limitatif en se référant aux dessins joints dans lesquels La figure I est un schéma de principe d'un relais à lames souples que lton peut utiliser comme appareil sensible à la présence de l'organe dans la position à surveiller, dans la mise en oeuvre de l'invention La figure 2 est une vue en perspective de ce relais La figure 3 représente schématiquement en perspective une porte dont le chambranle est muni d'un tel relais, pour l'application de l'invention La figure 4 est une coupe d'une portion de porte et du chambranle correspondant à la zone de détection ;; La figure 5 est une coupe d'une portion de porte et du chambranle correspondant dans la zone de détection, dans le cas d'une variante de réalisation de l'invention La figure 6 est une vue en perspective d'un tiroir auquel on a appliqué l'invention La figure 7 est un schéma d'un exemple de circuit électronique du détecteur ; les figures 8,9 et IO montrent, dans trois cas différents, des signaux obtenus dans le circuit du détecteur. On a désigné par les mêmes références les éléments analogues des diverses figures. Sur la figure I, un relais désigné dans son ensemble par I se compose de lames souples ferromagnétiques 2 et 3 reliées à des bornes 4 et 5 respectivement et placées dans une ampoule de verre 6 entourée par une bobine 7 alimentée par des bornes 8 et 9. Sur la figure 2 on a représenté en perspective ce relais I enrobé dans une matière synthetique, avec l'ensemble IO de ses connexions extérieures. Sur la figure 3, une porte il est munie dans sa partie supérieure d'un aimant permanent I2 qui coopère avec un relais I installé dans une position correspondante sur le chambranle 13 de la porte. Sur la figure 4- on a représenté en coupe une portion de porte II avec l'aimant permanent 12, qui se trouve en posi tionde fermeture sur le chambranle I3 muni du relais I, la flèche indiquant le sens d'ouverture de la porte. Sur la figure 5, on a représenté une variante où le relais I est placé sur le chambranle à côté de la porte II et non plus au-dessus d'elle, l'aimant permanent I2 étant porté par une pièce 14 rapportée sur la porte II par des vis, du côté intérieur de la porte. Sur la figure 6, un tiroir 15 porte un aimant permanent 12 tandis que le relais I avec lequel il coopère est encastré dans un meuble 16 à tiroirs. Sur la fgure 7, un générateur pilote I7 émet périodiquement une impulsion pilote sur une ligne I8 et une impulsion de test sur une ligne I9. Dans le cas d'une alimentation autonome sur pile ou batterie, on peut avoir une faible consommation en prévoyant des impulsions d'une durée de IO à I00 millisecondes répétées toutes les IO à 60 secondes, par exemple. Ce générateur pilote peut notamment être constitué par un multivibrateur astable actionnant un relais identique à I pour fournir l'impulsion pilote I8 et alimentant la ligne 19 par un transistor à courant constant. L'impulsion de test, représentée en 40 sur les figures suivantes, alimente la bobine 7. L'action du champ de cette bobine s'oppose au champ magnétique de l'aimant I2 et ouvre le contact de relais ferme par l'aimant I2. Si le contact du relais I était ouvert dans la position de-l'organe mobile à surveiller, la bobine 7 fermerait contact lorsqu'elle est alimentée. La borne 5 est reliée par des résistances 20 et 21 à une source due tension positive 22. La jonction 23 de ces deux résistances est reliée par un inverseur 24 d'une part à une entrée a'un premier élément logique 25 ou exclusif et d'autre part, après passage dans un circuit à résistance 26 et condensateur 27 et un inverseur 28, à une entrée d'un deuxième élément logique 29 ou exclusif dont la sortie 31 est reliée à une bascule 30 de type D servant de mémorisation, reliée à sa sortie 36 ou à sa sortie 36 complémentée à un système d'alarme non représenté. L'entrée 37, provenant du système d'alarme acquitte la bascule 30 après prise en compte de l'alarme. D'autre part, la sortie 31 peut être utilisée soit directement, soit à traveurs un inverseur 38 par la sortie 33 comme alarme fugitive non mémorisée. Enfin, la sortie 34 permet de tester la position du mobile, ce qui laisse une large possibilité d'adaptation à tout système d alarme. L'autre entrée de l'élément 25 est constitué par la ligne I8 et la sortie 32 de l'element 25 est reliée à l'autre entrée de il'élément 29. Le fonctionnement est le suivant. En l'absence de signal de test 40, on a un niveau logique I à la sortie de l'inverseur 24, et un niveau logique I sur la ligne 18 c'est-à-dire au niveau logique O sur la sortie 32. Comme on a aussi un niveau logique O à la sortie de l'inverseur28, l'élément 29 envoie un signal de niveau logique O à la bascule-30. Lorsqu'un signal de test 40 apparaît, si le contact du relais I s'ouvre bien comme prévu, on a un signal de niveau logique 0 à la sortie de l'inverseur 24 et un niveau logique O sur la ligne I8, ce qui donne bien le même niveau logique 0 que précédemment sur la sortie 32, ainsi qu'un signal de niveau logique 0 à l'entrée de la bascule 30, grâce à l'action du condensateur 27. On a indiqué en 41 sur les figures 8 9 et IO, le sg- nal fourni à la sortie de l'inverseur 24. Les figures 8 et 9 correspondent au cas d'un relais I tel que celui représenté dans les dessins, à contact fermé tant que l'organe mobile est dans la position à surveiller. La figure IO correspond au contraire au cas d'un contact ouvert. En 42, on a représenté le signal d'alarme obtenu sur la sortie 31, et, en 43, le signal d'alarme mémorisé obtenu sur la sortie 35. On va d'abord examiner les figures 8 et 9. On a supposé sur ces figures que l'organe mobile était dans la position où l'on doit le surveiller, c'est-à-dire que, par exemple la fermeture de la porte ou du tiroir est déjà effectuée. Dans ces conditions, tant qu'on n'a pas de signal de test, le signal 41 est à son niveau I ; lorsqu'un signal de test apparaît et que la reponse du relais I est normale, le signal 41 passe momentanément au niveau 0, et il n'y a pas d'émission dtun signal d'alarme, comme on l'a expliqué précédemment. Si par contre, à l'instant tl, on ouvre la porte, c'est à-dire qu'on éloigne l'aimant I, le contact du relais I s'ouvre et un signal d'alarme 42 est émis. Il y a lieu de remarquer que, si l'ouverture de la porte coincidait avec l'émis- sion d'un signal de test, il y aurait cèpendant émission d'un signal d'alarme dès la disparition de ce signal de test du fait de la durée de décharge du condensateur 27 supérieur à la durée du signal de test. S'bol y a tentative de neutralisation du relais I par un court-circuit ou par un aimant auxiliaire parasite, à l1 instant t2 d'émission du signal de test qui suit, le contact du relais I ne s'ouvre pas, le signal 41 reste au niveau I et il apparaît un signal de niveau I sur la sortie 32 et, par suite un signal de niveau I à l'entrée a de la bascule 30 et sur la sortie 3-1, ce qui déclenche un signal -d'alarme. Si -l'on coupe les fils de connexion du relais I, tout se passe comme si l'on avait ouvert le contact du relais I. On obtient donc bien une protection dans toutes les hy pothèses de tentative d'effraction. La figure IO montre les signaux obtenus avec un relais I à contact habituellement ouvert. Le signal 41, habituellement au niveau 0, passe au niveau I pendant la durée de chaque impulsion de test. Si, à l'instant t3, il y a tentative de neutralisation du relais I, le signal 41 passe au niveau I par suite de la fermeture du contact du relais I ou d'une condition de court-circuit analogue, et un signal d'alarme est émis. Si les connexions du relais I ont été coupées ( figure II), à l'instant t4 de la première impulsion de test qui suit, le relais I ne répond pas et un signal d'alarme est émis. Le système décrit permet une connexion simple par trois conducteurs seulement, allant de l'appareil sensible au circuit de traitement. Les tests périodiques assurent une détection rapide de toute tentative de neutralisation. Le détecteur offre une protection très sûre. La consommation est insignifiante, la durée de vie du système est très longue et celui-ci est compatible avec toute centrale d'alarme, notamment en utilisant les diverses sorties 31. ou 32, alarme fugitive, 35 ou 36 alarme mémorisée et 34 position de mobile. La protection contre une neutralisation est permanente, quelle que soit la position du mobile. Bien entendu, si l'on a décrit plus particulièrement une mise en oeuvre préférée de l'invention, de très nombreuses variantes de réalisation peuvent être adoptées en res tant dans le cadre de la présente invention. On peut notamment signaler la possibilité d'utiliser un organe piezo-résistif dont la résistance, fonction de la pression, est mesurée périodiquement. On peut aussi mesurer le champ magnétique créé en un point fixe ( chambranle de porte par exemple) par un aimant fixé sur l'organe mobile (porte par exemple). Cette mesure peut notamment s'effectuer par une sonde magnétométrique à effet Hall ou un magnétomè- tre à variation de réluctance ( saturation d'un circuit magnétique fixe par un aimant permanent). Un autre dispositif peut etre dérivé de celui représenté té sur la figure 7. L'impulsion de test I9 est une impulsion triangulaire isocèle. Lorsque le champ magnétique créé par la bobine 7 compense le champ de l'aimant permanent I2, le contact s'ouvre ; il se referme sur le front descendant de l'impulsion triangulaire. On obtient à la sortie de l'inverseur 24 une impulsion rectangulaire dont la durée dépend du champ magnétique. Si le champ est plus fort que prévu, (du fait de la présence d'un aimant parasite par exemple), la durée est plus courte ; si le champ est plus faible, cette durée est plus longue. En cas de court-circuit ou en cas de coupure, il n'y a pas de réponse. On peut donc déclencher l'alarme par un dispositif de mesure de la durée d'impulsion ( dispositif qui n'a pas été représenté), aussitôt que cette durée s'écarte de la valeur prévue. REVENDICATIONS 1/ Détecteur de la position d'un organe mobile par rapport à un emplacement à surveiller, comportant un élé- ment sensible à la position de l'organe mobile par rapport à cet emplacement, caractérisé en ce qu'il comprend aussi un moyen d'essai qui envoie périodiquement une information de test de fonctionnement à l'élément' sensible et qui vérifie si la réponse de l'élément sensible à cette information est bien conforme à la réponse correcte que celui-ci doit donner s'il est dans les conditions normales de fonctionnement. 2/ Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réponse correcte de l'élément sensible au test consiste en une modification momentanée de l'état qu'il a pris d'après la position de l'organe mobile. 3/ Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'état pris par l'élément sensible est celui d'ouverture ou de fermeture d'un contact électrique. 4/ Détecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'état d'ouverture ou de fermeture du contact électrique est maintenu par une contrainte, liée à la position de l'organe mobile, assez faible pour que l'information de test de fonctionnement puisse la surmonter. 5/ Détecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen d'essai comprend une bobine de test qui agit sur le contact électrique à l'encontre de ladite contrainte. 6/ Détecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le contact électrique est un contact à lames souples à commande magnétique placé au centre de la bobine de test tandis que l'organe mobile agit sur le contact à lames souples par un aimant permanent solidaire de cet organe mobile. 7/ Détecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un système de logique électronique pour déterminer à chaque test si la réponse de l'élément sensible est conforme à la réponse correcte, 8/ Détecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le même système de logique électronique détermine aussi, de manière permanente, si, en dehors des durées de test, l'élément sensible est bien dant l'état que lton a prévu d'après la position souhaitée de l'organe mobile. 9/ Détecteur selon l'une des revendications précédentes,caractérisé en ce que le moyen d'essai envoie une information de test d'une durée de 10 à 100 millisecondes toutes les 10 à 60 secondes.