Brevet FR2540656A1 — publié le 19840810

La présente invention a pour objet un dispositif de détection d'incendie utilisable en tous lieux mais plus particuliè- renient à bord des avions. La demande de brevet français FR-A-2 329 032 décrit un dispositif de ce genre comprenant un boîtier de contre qui renferme des relais destinés à commander des organes avertisseurs et/ou de protection placés à l'exterieur du boîtier et des transistors commandant ces relais. Le dispositif comprend encore une boucle de détection constituée de détecteurs thermostatiques dont la résistance varie en fonction de leur échauffement. De tels détecteurs peuvent entre constitués par un bilame en parallèle sur une résistance. La boucle de détection est alimentée à ses deux extrémités par une source de tension continue. Ces extrémités sont, par ailleurs, reliées aux transistors. Selon la résistance présentée par la boucle, les transistors commandent les relais, lesquels actionnent les différents organes avertisseurs et/ou de protection. Bien qu'un tel dispositif donne satisfaction, il présente néanmoins l'inconvénient de comprendre des organes électromécaniques (les relais) dont certaines pièces sont en mouvement. Pour améliorer la fiabilité de ce genre de dispositif, la présente invention prévoit l'utilisation de moyens purement electroniques n'impliquant que des composants statiques et supprimant ainsi toute pièce en mouvement. A cette fin, le dispositif de l'invention, en plus des moyens connus constitués par la boucle de détection à détecteurs thermostatiques, comprend un circuit de détection dont la ciractéristique est d'être constitué par trois comparateurs associés à des ponts diviseurs de tension. De façon plus précise, ce circuit comprend - un premier pont diviseur de tension disposé entre le pôle positif et le pôle négatif de la source d'alimention de la boucle, ce pont ayant un premier accès de sortie délivrant une première tension et un second accès de sortie délivrant une seconde tension inférieure à la première, - un premier comparateur de tension possédant deux entrées, l'une reliée au premier accès de sortie du premier pont et l'autre à l'extrémité retour de la boucle de détection, et une sortie délivrant un premier signal logique, - un deuxième comparateur de tension possédant deux entrées, l'une reliée au deuxième accès de sortie du premier pont diviseur et l'autre à l'extrémité retour de la boucle de détection, et une sortie délivrant un deuxième signal logique, - un moyen pour délivrer une tension stabilisée positive, ce moyen n'étant pas susceptible d'être mis à la masse, - un second pont diviseur de tension disposé entre ce moyen et le. ptle négatif de la source de tension, ce pont diviseUr ayant un accès de sortie, - un troisième comparateur de tension possédant deux entrées, l'une reliée à l'accès de sortie du second pont diviseur et l'autre à l'extrémité retour de la boucle de détection, et une sortie délivrant un troisième signal logique, - une porte logique ou à deux entrées reliées aux sorties des deuxième et troisième comparateurs, et à une sortie délivrant un quatrième signal logique, - un inverseur logique ayant une entrée reliée à la sortie de la porte logique OU et une sortie délivrant un cinquième signal logique complémentaire du quatrième, - une porte logique ET à deux entrées, l'une reliée à la sortie du premier comparateur et l'autre à la sortie de l'inverseur et à une sortie délivrant un sixième signal logique, le quatrième signal logique délivré par la sortie de la porte logique OU servant à commander des organes de signalisation de défaut et le sixième signal logique délivré. par la sortie de la porte logique ET servant à commander des organes avertisseur d'incendie et/ou de protection contre l'incendie. Selon un mode particulier de réalisation du dispositif de l'invention, les trois comparateurs de tension sont constitués chacun par un amplificateur opérationnel possédant une entrée non inverseuse reliée aux accès de sortie correspondants des deux ponts diviseurs et une entrée inverseuse reliée à l'extrémité retour de la boucle de détection. Selon un autre mode de réalisation avantageux, l'ensemble inverseur-porte logique ET est constitué par un quatrième amplificateur opérationnel ayant une entrée inverseuse. Ainsi,l'essentiel du circuit de détection de invention peut-il être constitué d'un quadruple amplificateur opérationnel monté en comparateur. Les caractéristiques de l'invention apparaitront mieux après la description qui suit, d'exemples de réalisation donnés -à titre explicatif et nullement limitatif. Cette description se réfère à des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente le schéma synoptique du circuit de détection de l'invention, - les figures 2A ét 2B représentent les deux parties complémentairs du circuit d'un dispositif complet de réalisation. Le dispositif représenté sur la figure 1 comprend des détecteurs thermostatiques (deux à titre d'éxemple, soit Dl et D2) à résistance variable disposés dans une boucle de détection 10, cette boucle ayant une extrémité de départ DEP reliée au pôle positif 12+ d'une source de tension continue et une extrémité de retour RET reliée au pôle négatif 12 de cette même source. Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit de détection 60 constitué par - un premier pont diviseur de tension 20 disposé entre le pôle positif 12+ et le ptle négatif 12 de la source de tension, ce pont étant constitué de trois résistances R4, R5 et R6. I1 possède un premier accès de sortie 21 entre R4 et R5, où est disponible une première tension et un second accès de sortie 22, entre R5 et R6, où est disponible une seconde tension inférieure à la première, - un premier amplificateur opérationnel 40, possédant deux entrées, l'une non inverseuse reliée au premier accès de sortie 21 du pont et l'autre, inverseuse, à l'extrémité retour RET de la boucle de détection : cet amplificateur possède une sortie délivrant un premier signal logique F + C, - un deuxième amplificateur opérationnel 42 possédant deux entrées, l'une, non inverseuse, reliée au deuxième accès de sortie 22 du premier pont diviseur 20 et l'autre? cfl erseuse, à l'extrémité retour RET de la boucle de détection -et/amplificateur possède une sortie délivrant un deuxième signal logique noté C, - une source 14 de tension stabilisée positive, non susceptible d'être mis à la masse, dont on verra plus loin un mode de réalisation utilisant la source 12, - un second pont diviseur de tension 30 disposé entre la source 14 et le pôle négatif 12 de la source générale d'alimentation, ce pont diviseur comprenant deux résistances R15 et R16 et possédant un accès de sortie 31 entre les deux résistances, - un troisième amplificateur opérationnel 44 possédant deux entrées, l'une,non inverseuse, reliée à l'accès de sortie 31 du second pont diviseur 30 et l'autre, inverseuse, à l'extrémité retour RDT de la boucle de détection, cet amplificateur possède une sortie délivrant un troisième signal logique noté M, - une porte logique OU 46 à deux entrées reliées aux sorties des deuxième et troisième comparateurs 42 et 44 et à une sortie délivrant un quatrième signal logique noté D, - un inverseur logique 48 ayant une entrée reliée à la sortie de la porte logique OU 46 et une sortie délivrant un cinquième signal logique noté fi complémentaire du quatrième (D), - une porte logique ET 50 à deux entrées, l'une reliée à la sortie du premier comparateur 40 et l'autre à la sortie de l'inverseur 48 et à une sortie délivrant un sixième signal logique - noté F. Le quatrième signal logique D, delivré par la sortie de la porte logique OU 46, sert à commander des organes de signalisation de défaut 64. Le sixième signal logique F, délivré par la sortie de la porte logique ET 50, - sert à commander des organes 62 avertisseur d'incendie et/ou de protection contre l'incendie. Le fonctionnement de ce circuit est le suivant. Le premier amplificateur opérationnel 40 détecte l'ouverture d'un des détecteurs d'incendie. Pour cela, il compare la tension- au retour de la boucle de détection à la tension fournie par le pont diviseur 20 relié au départ de la boucle. Le signal de sortie indique la présence, dans la boucle, d'une résistance égale ou supérieure à celle d'un détecteur, donc l'un des états "FEU" ou 'COUPURE DE LIrJCE". Ce circuit est temporisé. Le deuxième amplificateur opérationnel 42 détecte la coupure de la ligne. En d'autres termes, il indique si la résistance de la boucle de détection est supérieure à N fois celle d'un détecteur (N pouvant être 4, 5 ou 6 fois la résistance d'ouverture d'un détecteur). Pour cela, il compare la tension au retour de la boucle de détection à celle fournie par le second pont diviseur 30 relié au départ de cette meme boucle, mais à un niveau plus faible que précédemment. Le troisième amplificateur opérationnel indique si la tension de la boucle de détection est à la masse. Pour cela, il compare la tension au retour de la boucle de détection à un potentiel fixe pris sur le pont diviseur 30 relié à la source de tension stabilisée 14 non susceptible d'etre mise à la masse. La porte logique 46 indique s'il y a coupure ou défaut de masse. la porte logique 50 ne laissera passer l'information "FEU" que s'il n'y a pas de défaut. Les tables de vérité, respectivement de la porte 46 et de l'ensemble inverseur 48-porte 50, sont les suivantes C M D 1 i 1 1 O 1 1 O 1 O O O D D F + C F 1 Ol O lolIl O 1 O O Le signal F est exploité, par un circuit de commande 62 de type quelconque, pour alimenter divers organes d'alarme, voyants, sonnerie, etc... et/ou d'enregistrement et/ou de protection. Le signal fi est exploité, par un circuit de commande 64 de type quelconque pour alimenter un organe de signalmsation de défaut, par exemple un voyant. Les figures 2A et 2B représentent un mode particulier de réalisation de l'ensemble du dispositif de l'invention. Dans la partie circuit de contrôle on reconnaît des éléments déjà mentionnés sur la figure 1, à savoir - la boucle 10 avec ses détecteurs Dl, D2, les p81es 12 et 12 de la source de tension9 les amplificateurs opérationnels 40, 42, 44, les résistances R4, R5, R6 du premier pont diviseur et celles Rl5, R16 du second. On trouve en outre sur cette figure, entre le pale 12 et l'extrémité départ (DEP) de la boucle, une diode CR3 et une résistance R1 et, entre ce même pôle et la résistance R15 du second pont diviseur, une diode CR1, une résistance R2 et une diode Zener CR5. De cette manière, le moyen 14 de la figure 1, qui permet d'obtenir une tension non susceptible d'être mise à la masse, est constitue par la source générale d'alimentation 12 /12+ et les composants CR1, R2, CR5. On notera également une diode Zener CR avant le premier pont diviseur, et une résistance R3 reliant le retour de boucle au p81e négatif de la source d'alimentation. En ce qui concerne les éléments disposés en aval des amplificateurs opérationnels 40, 42, 44, on notera que la porte logique 46 de la figure 1 est réalisée par une logique à diodes comprenant les diodes CR8, CR9, CR10 et la résistance R12. L'inverseur 48- et la porte ET 50 de la figure 1 sont constitués, dans le mode de réalisation illustré, par un quatrième amplificateur opérationnel 49 ayant une entrée inverseuse reliée à CR8 et une entrée non inverseuse reliée, par une résistance R10, à la sortie de l'amplificateur 40 et par une résistance Rîl au pôle négatif 1Z. Par ailleurs, l'entrée inverseuse de l'amplificateur 49 est reliée à un pont diviseur R17, R18 reliée à la tension de référence. Les figures 2A et 2B représentent en cutre une broche 15 manie d'une série de bornes A, B, C... J, K. A l'extérieur du circuit de contre les connexions sont les suivantes : la borne A est reliée au retour de boucle, la borne B à un haut parleur 16, la borne C à un voyant "FEU" 17, la borne D à un voyant "DEFAUT" 18, la borne E au départ de la boucle (DEP), la borne F au pôle négatif 12 de la source, la borne G au ptle positif d'une source de secours 13, la borne H au pôle positif 12+ de la source normale, les bornes J et K à un registreur 19. Le dispositif représenté illustre en outre la structure des deux circuits de commande 62 et 64. Le premier, utilisant le signal logique FEU (F), comprend deux transistors Q1 et Q2 dont les bases reçoivent le signal F, à travers des résistances R19, R20, le collecteur du premier étant relié à la borne 3, donc au haut-parleur 16, le collecteur du second étant relié à un coupleur électrooptique Q3 relié à travers une résistance R21 à la base d'un transistor Q4 dont l'émets teur est relié à la source d'alimentation. Le collecteur de Q4 est relié à la borne C, donc au voyant "FEU" 17. Le coupleur Q3 à deux sorties reliées aux bornes J et K, donc à l'enregistreur 19. Le circuit de commande 64, sensible au signal de défaut, comprend un premier transistor Q5 dont la base reçoit le signal à travers des résistances R22, R24 et dont le collecteur est relié à travers une résistance R23, à la base d'un second transistor Q5 dont l'émetteur est relié au pôle positif de la source d'alimentation et le collecteur à la borne D, donc au voyant "nEFAUT" 18. Par ailleurs, la borne F est reliée à tous les retours au pôle négatif 12 , retours schématisés par la borne horizontale. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection d'incendie destiné à commander divers organes avertisseurs et/ou de protection et/ou de signalisation de défaut, à partir de détecteurs thermostatiques (D1, D2) à résistance variable disposés dans une boucle de détection (10), cette boucle ayant une extrémité de départ (DEP) reliée au p81e positif (12+) d'une source de tension continue et une extrémité de retour (RET) reliée au paie négatif (12) de cette même source, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit de détection constitué par - un premier pont diviseur de tension (20) disposé entre le pale positif (12+) et le pale négatif (12) de la source de tension, ce pont ayant un premier accès de sortie (21) délivrant une première tension et un second accès de sortie (22) délivrant une seconde tension inférieure à la première, - un premier comparateur de tension (40) possédant deux entrées, l'une reliée au premier accès dé sortie (21) du premier pont et l'autre à l'extrémité retour (RET) de la boucle de détection, et une sortie délivrant un premier signal logique (F+C), - un deuxième comparateur de tension (42) possédant deux entrées, l'une reliée au deuxième accès de sortie (22) du premier pont diviseur (20) et l'autre à l'extrémité retour (RET) de la boucle de détection, et une sortie délivrant un deuxième signal logique (C), - un moyen (14) pour délivrer une tension stabilisée positive, ce moyen étant non susceptible d'être mis à la masse, - un second pont diviseur de tension (30) disposé entre ce moyen (14) et le pale négatif (12-) de la source de tension, ce pont diviseur ayant un accès de sortie (31), - un troisième comparateur de tension (44) possédant deux entrées, l'une reliée à l'accès de sortie (31) du second pont diviseur (30) et l'autre à l'extrémité retour (RET) de la boucle de détection, et une sortie délivrant un troisième signal logique (M), - une porte logique OU (46) à deux entrées reliées aux sorties des deuxième (42) et troisième (44) comparateurs et à une sortie délivrant un quatrième signal logique (D), - un inverseur logique (48) ayant une entrée reliée à la sortie de la porte logique OU (46) et une sortie délivrant un cinquième signal logique (D) complémentaire du quatrième, - une porte logique ET (50) à deux entrées, l'une reliée à la sortie du premier comparateur (40) et l'autre à la sortie de l'inverseur (48) et à une sortie délivrant un sixième signal logique (F), le quatrième signal logique (D) délivré par la sortie de la porte logique OU (46) servant à commander des organes de signalisation de défaut et le sixième signal logique (F) délivré par la sortie de la porte logique ET (50) servant à commander des organes avertisseur d'incendie et/ou de protection contre l'incendie. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les trois comparateurs de tension (40, 42, 44) sont constitués chacun par un amplificateur opérationnel possédant une entrée non inverseuse reliée aux accès de sortie correspondants (21, 22, 31) des deux ponts diviseurs (20, 30) et une entrée inverseuse reliée à l'extrémité retour (PET) de la boucle de détection. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'ensemble inverseur (48) porte logique ET (50) est constitué par un quatrième amplificateur opérationnel (49) ayant une entrée inverseuse. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la porte logique OU (46) est constituée par deux diodes (CR9, CR10) disposées aux sorties des deuxième (42) e t troisième (44) comparateurs et par une troisième diode (CR8) insérée entre les deux précédentes et l'entrée inverseuse du quatrième amplificateur opérationnel (49).