Brevet FR2487800A1 — publié le 19820205

La présente invention concerne une bande de protection électronique pour empêcher les collisions avec un objet mobile, agissant sur un moyen de commande tel qu'un relais, et comprenant au moins une antenne qui, associée à une base placée dans cet environnement constitue un condensateur, une source de tension,telle qu'un générateur, à partir de laquelle une tension alternative est transmise à ladite antenne, et un amplificateur avec lequel le moyen de commande et l'antenne sont connectés de telle façon que la variation de tension provenant d'une modification capacitive dans l'antenne est transmise au moyen de commande. Par objet mobile, on entend par exemple les portes automatiques d'un ascenseur ou des plate-formes à commande pour travaux d'installation, ou des dispositifs mobiles et transporteurs. I1 est courant, notamment en liaison avec les portes automatiques d'installer des dispositifs de protection pour empêcher les utilisateurs de se faire prendre dans les portes, et également pour empêcher les portes de heurter les gens. De même, de tels dispositifs de protection peuvent être réalisés pour remplir d'autres buts, notamment la prévention des chocs entre les plate-formes commandées pour travaux d1installation ou entre les dispositifs mobiles et transporteurs, ou pour empêcher leur collision avec d'autres obstacles. Les dispositifs utilisés à cette fin comportent des bandes captrices mécaniques des cellules photoélectriques, des appareils ultrasonores et des senseurs basés sur la mesure capacitive. Parmi les types d'appareils mentionnés, ceux qui fonctionnent selon le principe capacitif sont les plus intéressants. On peut mentionner parmi leurs avantages un aspect architectural attrayant car tous les éléments peuvent être dissimulés. Un autre avantage des senseurs capacitifs est leur bonne fiabilité due au fait que l'appareil peut être rendu actif sans aucune pièce mécanique mobile qui serait sujette à usure. Les senseurs capacitifs de ce type sont connus dans la technique antérieure par les références suivantes Brevet U.S. NO 3.370.677 ; brevet U.S. NO 3.743.o58 brevet anglais n 1.108.884 et demande de brevet finlandais publiée sous le n 53.234. Le point faible des appareils conformes au Brevet U.S. N 3.370.677 est dû aux problèmes déterminés par le changement des caractéri3tiques de ceux-ci. Ainsi est évident que la capacité par rapport à la terre d- puis les portes d'ascenseurs est différente a étage à cause des tolérances mecaniques. il est donc impossible de régler la sensibilité de l'apparei' à une valeur treks élevée car on pourrai alors obtenir un faux signal de comm-mnde- de porte Les conditions de capacité sont modifiées et la sensibilité est réduite également par lXhumidité et par les coups infligés aux antennes montées sur les bords des portes. Ur autre poins faible de l'appareil est sa sensibilité à la capacité entre la plaque de protection et la plaque du senseur. Cette capacité dot être réduite à un minimum par rapport à la capacité existant par rapport à la terre et qui est en cours de mesure, afin que le signal mesuré soit correct. L'exigence d'une faible capacité implique une concep- tion d'antenne mécaniquement coûteuse et par conséqunt défavorable. La caractéristique critiquable du senseur capacitif décrit par le Brevet U.S. no 3.743.058, mentIonné en second, est le fait que la syntonisation se produit au commencement du déplacement d'ouverture de la porte. Dans ce cas, toute perturbation dans les conditions apacitives qui se présentera après le commencement du mouvement d'ouverture dans les antennes montées dans le bord des portes dérange le fonctionnement. du moyen de commande et par conséquent des portes. Le senseur du brevet anglais n 1.108.884 présente les mêmes inconvénients mentionnés ci-dessus. En d'autres termes, appareil est sensible aux perturbations provenant de changements et des conditions capacitives dans l'appareillage mécanique proprement dit. De plus, un point faible de cet appareil anglais est la différence de potentiel entre la tension de blindage et l'antenne de mesure. Quoiqu'il soit possible d'empêcher, grâce à la tension de blindage, l'effet des capacités de terre critiquables, la capacité des composants transportant la tension de blindage ne doit pas être grande par rapport aux antennes de mesure car cette capacité atténue le signal de mesure qui est obtenu. I1 en résulte que l'on a une utilisation limitée des conducteurs coaxiaux avec tension de blindage pour le transfert du signal de mesure depuis l'antenne à l'amplificateur. Afin d'augmenter la sensibilité, l'amplificateur doit être fréquemment installé en un point mécaniquement peu commode d'accès, notamment un point immédiatement adjacent à la bande du senseur, et fixé à la porte mobile. Si lton utilise deux demi-portes séparées, on devra les équiper de deux Jeux séparés d'amplificateurs. Dans l'appareil de la demande de brevet finlandais publiéesous le nO 53.294, une partie de ces inconvénients a été éliminée. Dans cet appareil, le circuit du bloc de syntonisation est tel que le circuit de réglage/maintien s'accorde au début du mouvement de fermeture de la porte. Ainsi, seule la tension différentielle due à toute perturbation capacitive dont l'amplitude varie au cours du mouvement de fermeture est admise à travers le circuit de réglage/maintien et l'amplificateur pour être transmise au moyen de commande. Dans ledit appareil, les portes ne peuvent être complétement fermées sans une commutation spéciale de commande permettant de terminer la mesure de la capacité. C'est ce comnutateur qui constitue précisément le point faible et qui rend l'appareil davantage sujet aux pannes et plus coûteux. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients mentionnés et de disposer d'une bande de protection simple et de fonctionnement fiable d'un nouveau type. La bande de protection de l'invention est caractérisée en ce que la tension provenant de l'amplificateur (4) est transmise par un redresseur (11) à un amplificateur (5) branché de telle façon que le gain en conti nu est de +1, mais qui amplifie à un multiple de sa valeur toute variation de la tension continue à son entrée, et qui en outre commande le moyen de commande (7) à travers un comparateur (6). Grâce à l'invention, la variation de capacité peut être mesure en permanence dans une très large gamme, de sorte que des obstacles de dimensions très différentes peuvent agir sur l'appa- reil lorsqu'ils pénètrent dans son champ d'observation avec une vitesse dépassant la vitesse qui a été réglée. Lorsqu'un obstacle pénètre dans le champ d'observation de l'appareil, la capacité mesurée par l'appareil augmente et l'augmentation de tension proportionnelle à l'augmentation de capacité est admise à accéder au moyen de commande à travers l'amplificateur. Une application possible concerne les portes automatiques d'ascenseur, où les antennes montées sur les bords de portes opposées se trouvent mutuellement au même potentiel. Cela permet aux portes d'être amenées en posai: tion totalement fermée sans un circuit séparé de commande car, à mesure que les portes se rapprochent, la capacité mesurée diminue par suite de l'augmentation de l'influence de la porte opposée. Une autre application est le domaine des plate-formes commandées pour les travaux d'installation et les appareils mobiles et transporteurs, où les antennes sont montées sur le bord des appareils. Lorsque ce dernier s'approche d'un objet quelconque, la capacité entre l'antenne et cet objet augmente et par suite entraine une réaction du moyen de commande et la prévention de la collision. L'invention sera décrite ci-après en détail au moyen d'un exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés La figure 1 représente le schéma général de la bande de protection, reliée aux portes automatiques d'un ascenseur. La figure 2 représente, sous forme de composants courants, le mode de réalisation électrique d'un bloc opérationnel de bande de protection de la figure 1, et La figure 3 montre en coupe une bande de protection selon l'invention fixée aux portes automatiques d'un ascenseur. Le fonctionnement de la bande de protection est basé sur la mesure de la capacité entre une antenne (11) disposée dans la face terminale de la porte de la cage, et son environnement (2). La figure 2 représente le principe de mesure. La capacité à mesurer est Co. Lorsque Co reçoit, au moyen de la résistance R, la tension alternative produite par le générateur(3) il s'établit une tension Ue aux bornes de Co, tension dont la valeur est proportionnelle à la valeur de Co. Par suite des valeurs élevées d'impédance de n et de Co, la tension à mesurer, Uc, doit être reliée au circuit de mesure par l'intermédiaire d'un amplificateur (4). Après l'amplificateur(4) la tension est redressée et filtrée pour être disponible au point P. L'amplificateur 5 mesure la tension en P. Si la tension est constante (Co = constante), l'amplifica teur (5) fonctionnera de façon identique à l'amplificateur (4). Sa tension de sortie sera de même valeur que la tension en P. Dans ce cas, la tension de sortie du comparateur (6) est positive et le relais (7) décolle. Lorsque le bord de la porte approche d'une personne ou d'un objet, la valeur de Co augmente et par suite les tensions Uc et P diminuent. L'amplificateur (5) amplifie la variation de tension en P à un multiple de sa valeur. Etant donné que la valeur absolue de la tension P a été réduite, la tension de sortie de l'amplifiea- teur (5) devient plus négative. La variation dans le sens négatif sera plus grande pour toute variation également plus grande de tension en P. Si la tension de sortie de l'amplificateur (5) tombe au-dessous du seuil d'action du comparateur (6), la tension de sortie de ce comparateur se modifie et devient négative. Le transistor T est alimenté par son courant de base et le relais (7) colle. Etant donné que l'amplificateur (5) a été connecté pour fonctionner comme amplificateur de courant alternatif, sa tension de sortie commence à croitre dans le sens positif immédiatement après que la valeur de Co cesse d'augmenter. Lorsque la tension de sortie de l'am- plificateur (5) dépasse le seuil d'action du omparateur (6), le relais (7) décolle. tUn d'autres termes, le relais (7) ne peut coller que si la valeur de 60 augmente et il ne reste actif qu'un bref instant et seulement si la va- leur de Go reste constante, puis il revient à son état précédent.La sensibilité de fonctionnement du circuit de mesure est commande par le potentiomètre ajustable (8) qui détermine le seuil d'action du comparateur. En pratique, les faces termininales des portes sont recouvertes d'un matériau électriquement conducteur (9) Afin d'amélinrer la sensibilité de mesure, la face termi- nale d'une demi-porte est divisée en deux sections d'éga- les dimensions. I,lun des pôles de la -apacité Co est cons- titué par la surface électriquement conductrice 1 ; l'au- tre pôle est la Terre ). La capacité de chaque section est mesurée sur un canal séparé. Les canaux commandent indépendamment le relais (7) à l'aide du comparateur (6). Dans la phase de fermeture ia porte, la valeur de Co est fortement réduite car la surface entre l'antenne (1) et la terre (2) diminue et l'influence de la surface de la porte opposée se trouvant au même potentiel augmente. Rien ne pouvant provoquer la mise en action du relais (7) si ce n'est une augmentation de valeur de Co, les portes peuvent se fermer malgré l'approche de la feuillure de la porte opposée. On réalise une amélioration considérable de la sensibilité de mesure si la section d'antenne (1) est construite et connectée selon la figure 3. La plaque d'antenne (1,9) se compose de deux surfaces électriquement conductrices et séparées par un isolant (10). Lorsque la tension de sortie de l'amplificateur (4) est connectée à la surface électriquement conductrice (9), la capacité provenant de la feuillure de la porte ntest pas branchée en parallèle sur Co car la tension sur la surface (9) est toujours au meme potentiel que la surface (1). I1 en découle que la valeur de Co est faible et même une faible perturbation (par exemple une variation de capaci té) provoque une importante variation sur le reste de Co. Une diode (12) a été connectée séparément dans chaque canal entre l'amplificateur (5) et le comparateur (6), afin de rendre possible le fonctionnement en parallèle d'un certain nombre d'antennes. Pour des raisons pratiques, il est avantageux de connecter en parallèle plusieurs antennes car lton obtient ainsi une amélioration encore plus poussée de la sensibilité de mesure. REVENDICATIONS 10 - Bande de protection électronique pour empêcher les collisions avec un objet mobile, agissant sur un moyen de commande tel qu'un relais (7) et comprenant au moins une antenne (1) formant condensateur avec une base (2) située dans son environnement, une source de tension telle qu'un générateur (3) à partir de laquelle une tension alternative est transmise à ladite antenne et un amplificateur (4) auquel mnt connectés le moyen de commande et l'antenne de façon que la variation de tension se produisant à la suite de toute perturbation capacitive dans l'antenne soit transmise au moyen de commande (7), caractérisée en ce que la tension provenant de l'amplificateur (4) est transférée par l'intermédiaire d'un redresseur (11) à un amplificateur (5) connecté de telle sorte que son gain en courant continu est de +1, mais qui amplifie toute variation de tension se produisant dans l'entrée de tension continue selon un multiple de cette valeur, et qui agit en outre sur le moyen de commande (7) par l'intermédiaire d'un comparateur (6). 20 - Bande de protection électronique selon la revendication 1 caractérisée en ce que le comparateur (6) est doté d'un potentiomètre ajustable (8) pour le réglage de la sensibilité de fonctionnement. 30 - Bande de protection électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'unediode (12) est connectée entre l'amplificateur (5) et le comparateur (6).