Brevet FR2568687A1 — publié le 19860207

-- 1 -- 1 Déclencheur de proximité à ultra-sons L'invention concerne un déclencheur de proximité à ultra-sons, avec un capteur et un montage de commande et d'amplification avec dis- positif de réglage de la plage de commutation. Dans un déclencheur de proximité à ultra-sons connu (brochure "Distanzsensor Ultraschall-Bero bis 1 m, Funktion, Anwendung, Projek- tierung Nr. E-733/1155"),le capteur est logé dans un boîtier rectan- gulaire, dans lequel se trouvent également tant le montage de commande qu'un dispositif de réglage de la plage de commutation au moyen d'une fiche de programme. Outre les dimensions relativement importantes du déclencheur de proximité à ultra-sons connu, on constate également que ses conditions d'installation sont limitées. La présente invention a pour objectif d'améliorer le déclencheur de proximité à ultra-sons du type mentionné ci-dessus de manière à pouvoir configurer le montage d'évaluation de manière plus simple et plus facilement manipulable, sans devoir s'inquiéter de problèmes d'encombrement et de conditions ambiantes (température ambiante par exemple), et des tolérances connexes. Pour un déclencheur de proximité à ultra-sons du type mentionné en introduction, cet objectif est atteint de manière simple en ce que le montage de commande, avec le dispositif de réglage de la plage de commutation, est disposé dans un boîtier séparé pouvant être monté dans l'installation de commutation, et comprend un dispositif de ré- glage de valeur de consigne et un afficheur de valeur effective. On obtient un réglage de valeur de consigne encore plus simple si le dispositif de réglage de valeur de consigne est constitué d'un com- mutateur de codage pour la limite inférieure et d'un commutateur de codage pour la limite supérieure de la plage de commutation. Ceci per- met de fixer une plage de commutation d'amplitude quelconque et en po- sition quelconque à l'intérieur de la plage de détection. Il s'est avéré avantageux que l'afficheur de valeur effective soit un afficheur à cristaux liquides. Par rapport à un affichage par - 2 - 1 diodes électroluminescentes, on obtient ainsi une consommation élec- trique réduite et une meilleure lisibilité à la lumière du jour. Etant donné que le dispositif de réglage de valeur de consigne et l'afficheur de valeur effective sont disposés ensemble dans l'instal- lation de commutation, leur manipulation et leur commande peuvent être aisés. Il est ici avantageux que l'afficheur de valeur effective affiche l'ensemble de la plage de détection du déclencheur, indé- pendamment de la plage de commutation réglée; on peut ainsi détecter dans l'installation de commutation des objets n'entraînant pas d'or- dres de commutation. Il est en outre avantageux qu'un dispositif de réglage de fonction d'ouverture ou de fermeture soit accouplé à un affichage dans l'afficheur de valeur effective, ce qui permet de reconnaître égale- ment le mode de fonctionnement du déclencheur dans l'installation de commutation. S'il est prévu un dispositif de réglage pour sélectionner différents capteurs, on peut alors effectuer une commutation manuelle sur l'un de ces capteurs, à l'aide d'un appareil d'évaluation. Afin de reconnaître automatiquement quel est le capteur relié, il est avantageux que ce dispositif de réglage consiste en un montage qui utilise les tensions de reconnaissance différentes des capteurs pour la commutation d'adaptation. On peut assurer cette fonction sans adjoindre un circuit supplémentaire si le montage de commande comporte une sortie d'impulsion pour déclencher la tension de reconnaissance, l'interrogation pouvant alors être fixée dans le temps. Ici encore, un affichage correspondant à l'afficheur de valeur effective est avantageux. On peut également y afficher des errreurs de manipulation ou de fonctionnement. I1 est en outre avantageux de prévoir une inter- face de sortie pour la valeur effective, sous la forme d'une connexion embrochable. Ceci permet d'introduire la valeur effective dans des installations de régulation. Afin de pouvoir attribuer depuis un endroit quelconque des valeurs de consigne au déclencheur de proximité à ultra-sons, il est avantageux de prévoir un dispositif de commu- tation du réglage interne de valeur de consigne à l'attribution exter- ne de valeur de consigne. Afin qu'il soit difficile à des personnes non autorisées de mani- - 3 - I puler les différents dispositifs, il est en outre avantageux que ces derniers soient recouverts sur le panneau frontal par des capots. S'il est prévu un commutateur multiplex pour l'interrogation cyclique de plusieurs capteurs, on peut disposer les capteurs à proximité immé- diate les uns des autres, sans qu'ils s'influencent mutuellement. On obtient en outre des économies d'énergie, car il n'y a toujours qu'un seul capteur temporairement en service. De plus, en se servant des tensions de reconnaissance, la sélection des différents capteurs peut s'effectuer automatiquement. S'il est prévu un dispositif d'évaluation de durée d'impulsion, on peut éliminer les impulsions erronées, l'émetteur fournissant toujours des impulsions de durée donnée. Si les impulsions en retour sont plus longues ou plus courtes que les impulsions d'émission, ces dernières ne sont pas prises en compte. On limite ainsi les déclenchements erronés. S'il est prévu un dispositif pour modifier le temps de cycle pour les impulsions d'émission, réalisé par exemple sous la forme d'un générateur aléatoire, des impulsions parasites synchrones, de même que des impulsions de réseau synchrones, ne peuvent engendrer de déclenchement. S'il est prévu un dispositif d'évaluation de position d'impulsion, l'élimination des erreurs est encore meilleure. On obtient une nouvelle possibilité d'exclusion d'impulsions para- sites s'il est prévu un dispositif pour modifier l'amplification en présence de signaux parasites permanents. En présence par exemple d'un bruit parasite permanent, tel que celui dû à un échappement d'air comprimé, l'amplification fournie par l'amplificateur est alors modifiée. Mais si un signal individuel apparaît, la modification de l'amplification est temporairement supprimée, et l'impulsion indivi- duelle est reconnue comme impulsion de réception, et traitée en consé- quence. La description qui suit explicite un exemple de réalisation selon l'invention, à l'aide du dessin annexé. Ce dessin montre: à la figure 1 la structure de principe du déclencheur de proximité à ultra-sons selon l'invention, représenté en partie en perspective, à la figure 2 un montage possible pour le dispositif d'évaluation de durée d'impulsion, et -4 - 1 à la figure 3 un montage possible pour le dispositif d'évaluation de position d'impulsion. Le déclencheur de proximité à ultra-sons représenté à la figure 1, désigné ci-après "déclencheur", est constitué du capteur 1 avec le montage d'amplification, et du boîtier 5 qui loge le montage de com- mande et le dispositif de réglage de la plage de commutation, conçu dans le présent cas comme afficheur de consigne et constitué de deux commutateurs de codage 2, 3, ainsi que l'afficheur de valeur effective 4. Les commutateurs de codage 2, 3 sont constitués chacun de deux commutateurs de codage ajustables de type courant. L'afficheur de va- leur effective 4 est réalisé comme afficheur à cristaux liquides. On a en outre prévu dans le boîtier 5 un dispositif de réglage 6 sous la forme d'un commutateur assurant le passage du déclencheur de la fonction d'ouverture à la fonction de fermeture, qui est accouplé à un affichage dans l'afficheur de valeur effective 4. Un dispositif de réglage 7, également sous forme de commutateur, permet de sélectionner différents capteurs; au moyen d'éléments d'adaptation adéquats, il peut agir sur des capteurs de configurations différentes. Le dispositif de réglage 7 peut également consister en un montage qui utilise les tensions de reconnaissance différentes des divers cap- teurs 1, 21, 22 (ces deux derniers étant suggérés en pointillés à la figure 1) pour la commutation d'adaptation. A cet effet, on a prévu dans le montage de commande une sortie d'impulsion qui incite les dif- férents capteurs 1, 21, 22 à délivrer la tension de reconnaissance, à la suite de quoi le montage de commande réalise une adaptation automa- tique au capteur connecté. Le montage de commande attribue ensuite la longueur d'impulsion d'émission et le temps de cycle nécessaires pour le capteur, tout en tenant compte des autres conditions marginales, telles que la suppression des impulsions erronées et des parasites. Le montage de commande fournit l'impulsion nécessaire pour déclencher la tension de reconnaissance. Ce n'est que pendant la durée d'impulsion que la tension de reconnaissance est appliquée au montage de commande. Pour des raisons de sécurité, plusieurs sorties d'impulsions sont effectuées les unes à la suite des autres, afin de former une valeur moyenne pour les tensions de reconnaissance. Ce n'est qu'ensuite qu'on - 5 - 1 entreprend l'adaptation elle-même. Cette formation de valeur moyenne s'effectue uniquement en cas d'une adaptation erronée pour le capteur connecté. On a en outre prévu un dispositif de commutation 8 du réglage in- terne de valeur de consigne à l'attribution externe de valeur de consigne, qui peut à nouveau prendre la forme d'un commutateur. Afin de pouvoir lire la valeur effective sur une autre unité d'affichage, on a prévu une interface de sortie 9 sous la forme d'une connexion embro- chable. Un dispositif de commutation 10 pour l'interrogation cyclique de plusieurs capteurs, connu sous le nom de "procédé multiplex" (Moto- rola, the European Cmos Selection 1979, 9-4-16) peut être disposé à l'intérieur du boîtier en effet, on n'a pas besoin pendant le pro- cessus de fonctionnement d'une telle commutation. Les raccords pour le nombre quelconque souhaité de capteurs peuvent également être ins- tallés à l'arrière du boîtier 5. Les capteurs peuvent être montés très près les uns des autres au lieu d'utilisation, sans qu'ils s'in- fluencent mutuellement. Un dispositif ll d'évaluation de durée d'im- pulsion augmente la fiabilité de fonctionnement du déclencheur de pro- ximité à ultra-sons. L'émetteur émet des impulsions de durée donnée. Si les impulsions en retour sont plus longues ou plus courtes que les impulsions d'émission, ces dernières ne sont pas prises en compte. On peut à cet effet employer par exemple un montage tel que celui présen- té à la figure 2. Le montage est constitué par exemple d'un rythmeur 23 qui est mis en route par le flanc de montée d'une impulsion d'écho 24. Ce rythmeur 24 est relié à un compteur 25 à remise à zéro, dont la position est transmise à un montage de comparaison 26. Ce montage 26 compare la position du compteur avec une valeur de consigne corres- pondant au capteur connecté. Le montage de commande décide alors, par l'intermédiaire des sorties 27, 28, si l'impulsion doit ou non être évaluée. Dès que la pente finale de l'impulsion d'écho atteint le rythmeur 23, le compteur 25 est lui-aussi arrêté. L'évaluation ne s'effectue qu'une fois que le compteur 25 est arrêté. Afin de pouvoir également continuer à contrôler en matière de protection antiparasite les impulsions d'écho que le dispositif d'évaluation de durée d'impulsion a évaluées comme devant être comptées, on a prévu un -6- 1 dispositif 20 d'évaluation de position d'impulsion. Un montage possi- ble pour un tel dispositif est présenté à la figure 3. Comme pour le montage présenté à titre d'exemple à la figure 2, on utilise ici un rythmeur 29 qui est mis en route par le flanc de montée de l'impulsion d'émission. Le rythmeur 29 agit sur un compteur 30. Le flanc de montée de l'impulsion d'écho entraîne l'arrêt du compteur 30 et la mémorisation de la position du compteur sur l'une des mémoires 32 ou 33, par l'intermédiaire d'un dispositif de commutation 31. A la suite d'une répétition de la séquence de comptage, le commutateur transmet la valeur comptée sur l'autre mémoire 32 ou 33. Les valeurs comptées sont comparées l'une à l'autre par l'intermédiaire du montage de com- paraison 34, et transmises au montage de commande par l'intermédiaire de la sortie 35. Les valeurs de comparaison qui doivent être évaluées comme positives dépendent à nouveau du type de capteur et des tolérances choisies. Mais il est également possible d'arrêter le rythmeur et le compteur 30 avec le flanc de montée de l'impulsion d'émission. C'est alors le flanc de montée de l'impulsion d'écho qui, par l'intermédiaire du commutateur, entraîne l'enregistrement de la valeur du compteur 30 sur l'une des mémoires. Le compteur continue à tourner jusqu'au flanc de l'impulsion d'écho suivante, et la valeur totale est alors mémorisée sur l'autre mémoire. Ce processus peut être répété plusieurs fois. Les valeurs.du cycle momentané sont com- parées avec celles du cycle précédent. Ceci permet d'exclure tous au- tres échos parasites. Afin d'éliminer également les impulsions erro- nées provenant de la fréquence du réseau, on a prévu un dispositif 12 qui, tel un générateur aléatoire, modifie de manière irrégulière le temps de cycle de l'impulsion d'émission, de manière à exclure toute coincidence avec la fréquence de réseau, laquelle peut si besoin est être reconnue comme écho. De tels montages sont par exemple connus de l'ouvrage de Tietze et Schenk "Halbleiterschaltungstechnik", Sprin- ger-Verlag, 5ème édition, pages 509 - 512. Afin de pouvoir également supprimer les parasites dus à des impulsions ultra-sonores émises en permanence par d'autres appareils, on a prévu un dispositif pour modi- fier l'amplification. En présence d'un niveau de parasitage permanent, ce dispositif abaisse suffisamment l'amplification pour empêcher la - 7 - 1 réponse du déclencheur. Si des impulsions de courte durée ap- paraissent, elles sont amplifiées normalement, et transmises au monta- ge d'évaluation. On peut employer pour la régulation de l'amplifica- tion un montage tel que celui connu par exemple de l'ouvrage "Das grosse Werkbuch Elektronik" de Dieter N hrmann, 4ème édition, page 987, paragraphe 3.3.9. L'afficheur de valeur effective 4 peut être utilisé non seulement pour afficher la valeur effective, mais encore comme auxiliaire de réglage des limites de valeur de consigne au moyen des deux commutateurs de codage 2, 3, le commutateur de codage 2 indiquant la limite inférieure et le commutateur de codage 3 la limite supérieure de la valeur de consigne réglée. On peut également afficher sur cet afficheur 4 d'autres états de service. La position d'un objet 14 se trouvant dans la plage de détection 15 peut être affichée, alors même que cet objet se trouve en dehors de la plage de commutation 16 du lobe ultra- sonore 17 du capteur connecté (1 ou 21 ou 22 selon le cas), laquelle est déterminée par les deux commutateurs de codage 2 et 3. Comme on l'a déjà mentionné, on peut également afficher sur l'afficheur de valeur effective la fonction d'ouverture ou de fermeture, ainsi que des erreurs de manipulation ou de fonctionnement. On emploie à cet effet des symboles adéquats, car des indications en clair prendraient trop de place. La combinaison de ces différentes fonctions peut être réalisée à l'aide d'un microprocesseur; étant donné que l'ensemble du montage de commande est séparé du capteur 1 lui-même, on n'a pas à s'inquiéter particulièrement de la taille de l'appareil. De plus, les conditions de température sont nettement plus favorables dans une installation de commutation (qui peut d'ailleurs être climatisée) qu'au lieu d'installation des capteurs. Afin d'empêcher tout actionnement inopportun des dispositifs 6 à 8,- ainsi -que toute influence inopportune de l'interface de sortie 9, on a prévu pour ces dispositifs des capots 18. Ce faisant, les dispo- sitifs 6 à 8, ou encore l'interface de sortie 9 sous forme de conne- xion embrochable, peuvent être renfoncés, ou entourés de collets dans lesquels peuvent être encliquetés les capots 18. Les raccords pour les fonctions de commutation, etc... sont, comme sur des appareils de commutation connus, prévus sur le panneau frontal du boîtier 5. Le - 8 - 1 boîtier 5 peut également être configuré sous une forme lui permettant d'être monté en série avec de tels appareils. La fixation du boîtier 5 est alors réalisée de manière adéquate, par encliquetage par exemple. lO -9- 1 REVENDICATIONS 1. Déclencheur de proximité à ultra-sons, avec un capteur et un montage de commande et d'amplification avec dispositif de réglage de la plage de commutation, caractérisé en ce que le montage de commande, avec le dispositif de réglage de la plage de commutation (2, 3), est disposé dans un boîtier séparé (5) pouvant être monté dans l'installation de commutation, et comprend un dispositif de réglage de valeur de consigne (2, 3) et un afficheur de valeur effective (4). 2. Déclencheur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de réglage de valeur de consigne est constitué d'un commu- tateur de codage (2) pour la limite inférieure et d'un commutateur de codage (3) pour la limite supérieure de la plage de commutation. 3. Déclencheur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'afficheur de valeur effective (4) est un afficheur à cristaux liquides. 4. Déclencheur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'afficheur de valeur effective (4) affiche l'ensemble de la plage de détection (15) du déclencheur, indépendamment de la plage de commuta- tion (16) réglée. 5. Déclencheur selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce qu'un dispositif de réglage (6) de fonction d'ouverture ou de fermeture est accouplé à un affichage dans l'affi- cheur de valeur effective (4). 6. Déclencheur selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de réglage (7) pour sélectionner différents capteurs (1, 21, 22). 7. Déclencheur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de réglage (7) consiste en un montage qui utilise les ten- sions de reconnaissance différentes des capteurs (1, 21, 22) pour la commutation d'adaptation. 8. Déclencheur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le montage de commande comporte une sortie d'impulsion pour déclencher la tension de reconnaissance. 9. Déclencheur selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce qu'il est prévu une interface de sortie (9) - 10 - 1 pour la valeur effective, sous la forme d'une connexion embrochable. 10. Déclencheur selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de commutation (8) du réglage interne de valeur de consigne à l'attribution externe de valeur de consigne. 11. Déclencheur selon l'une quelconque des revendications 5, 6, 9 ou 10, caractérisé en ce que les dispositifs (6 à 9) sont recouverts sur le panneau frontal par des capots (18). 12. Déclencheur selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il est prévu un commutateur multiplex (10) pour l'interrogation cyclique de plusieurs capteurs (1, 21, 22). 13. Déclencheur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif (11) d'évaluation de durée d'impulsion. 14. Déclencheur selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif (12) pour mo- difier le temps de cycle pour les impulsions d'émission. 15. Déclencheur selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif pour modifier l'amplification en présence de signaux parasites permanents. 16. Déclencheur selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif (20) d'évalua- tion de position d'impulsion.