Brevet FR2531543A1 — publié le 19840210

La présente invention concerne un dispositif de sécurité et de détection d'un liquide conducteur dans une enceinte à surveiller Elle s'applique en gé- néral au domaine de la surveillance et du contrôle des enceintes dans lesquelles la présence d'un liquide est indésirable, voire inacceptable. Plus préciséiient, l'invention est relative à la surveillance et au contrôle d'enceintes à l'inté- rieur desquelles se déroulent sans interruption dans le temps, et sans surveillance humaine, des opérations ou manipulations sur des produits de mécanismes. C'est le cas, par exemple, des enceintes uti- lisées en industrie nucléaire et dénommées "boltes à gants", qui sont des enceintes en dépression à l'inté- rieur desquelles sont manipulés en permanence par des robots des produits radioactifs, et à l'intérieur des- quelles existent des circuits d'eau dont il est impéra- tif, pour des raisons évidentes de sécurité absolue, de détecter immédiatement une fuite dès qu'accidentel- lement elle se produit, afin d'éviter toute contamina- tion. Jusqu'à présent, on utilise pour détecter des fuites d'eau dans ces enceintes des dispositifs de dé- tection constitués de deux simples électrodes, à deux contacts en regard, généralement réalisées en carbone, pour des raisons de résistance à des agents chimiques tels que la vapeur de chlore, et alimentées directement par le secteur Ces électrodes sont assez encombrantes et d'une sécurité électrique très relative Lorsque la résistance entre les deux contacts est modifiée par le fait que l'eau à détecter établit un pont entre eux, il y a déclenchement d'un circuit d'alarme et de contrôle. Par ailleurs, ces dispositifs simples antérieurement connus présentent l'inconvénient de ne fournir aucune information en cas de détérioration du circuit d'alarme lui-même. La présente invention a précisément pour bbjet de remplacer ces dispositifs simples antérieure- ment connus par des dispositifs perfectionnés capables de délivrer avec toute sécurité et fiabilité un signal d'alarme aussi bien daïns la cas de détection d'un li- quide conducteur, que dans le cas d'une détérioration accidentelle d'un des élé-ments d'un circuit électroni- que associé au dispositif de détection. A cet effet, un dispositif de sécurité et de détection d'un liquide conducteur dans une enceinte à surveiller est caractérisé en ce qu'il comporte, en combinaison: un organe détecteur de liquide constitué de deux électrodes espacées l'une de l'autre et formant quatre contacts; un premier Transistor du type à effet de champ, dont les différentes bornes "porte", 'source' et 'drain" sont connectées à une source d'alimentation et aux quatre contacts précités de telle sorte que ledit premier transistor à effet de champ est non con- ducteur en l'absence de liquide conducteur etren l'ab- sence de détérioration de l'une quelconque des con- nexions, reliant les bornes dudit premier transistor à l'un et/ou l'autre desdits quatre contacts; et un se- cond transistor également du type à effet de champ, dont les bornes "source" et "drain" sont connectées à une seconde source d'alimentation et dont la borne "porte" est connectée à la borne "drain" dudit premier transistor à effet de champ de telle sorte que ce se- cond transistor est conducteur, dans les conditions précitées d'absence de liquide conducteur et de non dé- térioration de l'une des connexions du circuit, et ali- mente en courant un relais d'alarme, de signalisation et de contrôle d'une enceinte à surveiller, les états respectifs de non-conduction et conduction desdits pre- mier et second transistors à effet de champ étant in- versés lorsque l'une et/ou l'autre desdites conditions précitées change d'état. Selon un mode préféré de réalisation de l'in- vention, le dispositif comprend plusieurs organes dé- tecteurs de liquide connectés par l'intermédiaire d'un circuit OU, auxdits premier et second transistors à effet de champ. Selon un autre mode préféré de réalisation de l'invention, les deux électrodes sont en forme de U, deux branches parallèles en regard des deux électrodes étant espacées l'une de l'autre d'une distance de l'or- dre de 5 mm, et les électrodes sont réalisées en acier inoxydable. A titre d'exemple non limitatif de réalisa- tion de l'invention, on en décrira ci-après un mode de réalisation en se référant aux dessins annexés sur les- quels: la figure 1 représente le schéma électroni- que du dispositif, et la figure 2 représente en perspective écla- tée, les électrodes particulières utilisées dans ce dispositif. L'organe détecteur de liquide conducteur, eau par exemple, utilisé est schématisé à l'intérieur du cadre 1 en traits interrompus Il est constitué,, comme on le voit sur la figure 2, par deux électrodes 2 en U, réalisées en acier inoxydable pour être de dimen- sions minimales et éventuellement recouvertes d'une mince couche de carbone pour résister à la corrosion. Les deux branches parallèles les plus proches des deux électrodes sont faiblement espacées l'une de l'autre, par exemple d'une distance de l'ordre de 5 à 7 mm afin, après déclenchement d'alarme subséquent à l'établissement d'un pont de liquide entre ces deux électrodes et remise en état normal de fonctionnement de l'installation, de pouvoir éliminer ce pont de li- quide par simple agitation manuelle de l'organe détec- teur. Les deux électrodes se terminent par quatre contacts A, B, C et D. Les électrodes 2 sont enfichées dans un so- cle-support isolant 3 sur lequel viennent se fixer, par tout moyen approprié, des plaquettes perforées latéra- les 4 et d'extrémité 5 L'ensemble fermé forme un bol- tier de détection susceptible d'être inondé en raison de ses perforations. La sortie -électrique est assurée par un câble 6 à quatre fils conducteurs respectivement connectés aux quatre contacts A, B, C et D Le câble 6 se termine par une broche 7 à quatre fiches A 1, Bl, C 1 et Di. On retrouve sur le schéma de la figure 1 les mêmes références pour désigner les mêmes éléments du dispositif. La résistance électrique des électrodes 2 est pratiquement nulle Par contre, en l'absence de liquide conducteur entre ces électrodes, la résistance électri- que entre les deux électrodes espacées 2 est très gran- de. Un premier transistor 8, du genre Mos Fet ou à effet de champ, tel que commercialisé sous la réfé- rence VN 66 AK, et dans cet exemple de type "canal n" à haute impédance d'entrée, de l'ordre minimal du mégohm, a: sa source connectée à la borne -10 V d'une source d'alimentation classique et au contact D 1, sa porte connectée, par un condensateur C d'antiparasitage d'une valeur de l'ordre de 1 I f, à la masse, et également au contact-C 1 et à la borne + 10 V, par l'intermédiaire d'une résistance R 1 d'une valeur de l'ordre de 100 k 9, cette borne + 10 V étant également reliée, par l'intermé- diaire d'une résistance R 2 d'une valeur de l'ordre de k 14 au contact A 1; et son drain connecté au con- tact Bi. Ce montage électronique est tel que, en l'ab- sence de liquide conducteur entre les électrodes 2, et lorsque toutes les connexions décrites ci-dessus sont effectivement établies, le transistor à effet de champ 8 est bloqué. Le circuit électronique utilise par ailleurs un second transistor 9, également du genre Mos Fet ou à effet de champ, et tel que commercialisé sous la réfé- rence VN 66 AJ, et dans cet exemple de type "canal n"O La source de ce transistor est connectée à la masse Sa porte est connectée au drain du transistor 8 et aussi, par l'intermédiaire d'une résistance R 3 d'une valeur de l'ordre de 1 M Ci,à la masse Le drain du transistor 9 est connecté, par l'intermédiaire d'un interrupteur I en série avec l'enroulement E d'un relais d'alarme, à la borne + 24 V d'une alimentation classique Le relais commande un certain nombre de contacts 1 M (avec posi- tions de repos l R et de travail 1 T), 2 M (avec positions de repos 2 R et de travail 2 T), 3 M (avec positions de repos 3 R et de travail 3 T), etc 00 correspondant aux différentes fonctions de contrôle que l'on désire assu- rer: auto-entretien du relais, alarmes, commande de tel ou tel organe tel que vanne d'alimentation en eau, etc Dans les conditions spécifiées cidessus, c'est-à-dire, absence de liquide conducteur entre les électrodes et bon état des connexions du circuit élec- tronique, le transistor 8 est bloqué et le transistor 9 est alors conducteur, alimentant ainsi l'enroulement E du relais d'alarme Les contacts 1 M, 2 M, 3 M sont en positions de travail l T, 2 T, 3 T comme représentés. Par contre, dès que l'une et/ou l'autre de ces conditions change d'état, le transistor 8 devient conducteur et bloque alors le transistor 9, ce qui cor- respond au déclenchement de l'alarme: les contacts 1 M, 2 M, 3 M reviennent en positions de repos l R, 2 R, 3 R La suppression de l'alarme s'obtient, une fois rétablies les conditions normales de fonctionne- ment, par actionnement de leinterrupteur I, normalement ouvert, et qui se ferme alors en rétablissant l'alimen- tation du relais d'alarme. La description ci-dessus d'un mode particu- lier de réalisation de l'invention ne limite pas l'in- vention à cette réalisation notamment, les valeurs électriques données pour les différents composants du circuit électronique (résistances-condensateur) peu- vent varier de + 20 %. De même, on pourrait utiliser des transistors de même genre, mais à "canal p", a condition de modi- fier en conséquence les polarisations des alimentations des bornes de ces transistors. Ce qui est caractéristique de l'invention, c'est la réalisation bien particulière des électrodes de détection de liquide conducteur et la connexion bien particulière de leurs quatre contacts à une électroni- que spécifique comportant deux transistors à effet de champ. On remarquera, pour finir, qu'il est évidem- ment possible de connecter une seule telle électroni- que, par l'intermédiaire d'un circuit OU, à plusieurs ensembles de paires d'électrodes de détection de liqui- de conducteur. REVENDICATIONS 1 Dispositif de sécurité et de détection d'un liquide conducteur dans une enceinte à surveiller, du genre dans lequel la variation de résistance par suite de présence de liquide entre des électrodes dé- clenche un circuit électrique d'alarme, caractérisé en ce qu'il comporte, en combinaison sun -organe détecteur de liquide ( 1) constitué de deux électrodes ( 2) espa- cées l'une de l'autre et formant quatre contacts (A, B, C, D); un premier transistor du type à effet de champ ( 8), dont les différentes bornes "porte R, Dsource" et "drain" sont connectées à une source d'alimentation et aux quatre contacts précités de telle sorte que ledit premier transistor à effet de champ ( 8) est non conduc- teur en l'absence de liquide conducteur et en-l'absence de détérioration de l'une quelconque des connexions, reliant les bornes dudit premier transistor à l'un et/ou l'autre desdits quatre contacts; et un second transistor ( 9) également du type à effet de champ, dont les bornes "source" et "drain" sont connectées à une seconde source d'alimentation et dont-la borne "porte" est connectée à la borne "drain" dudit premier transis- tor à effet de champ ( 8) de telle sorte que ce second transistor ( 9) est conducteur, dans les conditions pré- citées d'absence de liquide conducteur et de non dété- rioration de l'une des connexions du circuit, et ali- mente en courant un relais d'alarme (E), de signalisa- tion et de contrôle d'une enceinte à surveiller, les états respectifs de non-conduction et conduction des dits premier et second transistors à effet de champ étant inversés lorsque l'une et/ou l'autre desdites conditions précitées change d'état. 2 Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comporte plusieurs organes ( 1) détecteurs de liquide connectés, par l'intermédiaire d'un circuit OU, auxdits premier et second transistors à effet de champ. 3 Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux électrodes ( 2) sont en forme de U, deux branches parallèles en regard des deux électrodes étant espacées l'une de l'autre d'une distance de l'ordre de 5 mm et en ce que les électrodes sont réalisées en acier inoxydable.