Brevet FR2568907A1 — publié le 19860214

DETECTEUR DE CHUTE DE NEIGE. Dans certaines circonstances, il est utile de détecter les chutes de neige dès leur première apparition. Par exemple, entre autres applications, dans les Travaux Publics, afin de mobiliser rapidement les moyens de dégagement des voies de communication dès les premières chutes de neige de façon a ne pas laisser se former des congères ou afin d'éviter la formation de plaques de glace. Un dispositf connu, qui poursuit ce même but, fonctionne par gravité. Un plateau convexe est suspendu a un fléau équilibré. Les premiers flocons de neige qui tombent sur ce plateau déséquilibrent le fléau qui agit -sur un contact permettant ainsi l'émission d'un signal qui est exploité comme il convient. Un tel dispostif présente évidemment l'inconvénient que le déséquilibre peut être obtenu par tout autre chose que la neige, si même la pluie ne l'influence pas par suite de la convexité du plateau. Mais un insecte, un oiseau, ou simplement une feuille morte peuvent provoquer l'alarme intempestive. Le dispositif objet de l'invention permet d'éviter cet inconvénient. Il permet en effet de déclencher un signal électrique dès l'apparition des premiers flocons de neige sans pouvoir être perturbé par des objets quelconques, car son fonctionnement est base sur le contraste entre la couleur noire du support de contrôle et la parfaite blancheur de la neige, contraste que seule la neige peut donner. Pour cela, une surface de contrôle de petites dimensions, non réfléchissante, est soumise a un éclairage constant de faible intensité, capable de provoquer la réaction d'une cellule sensible a la lumière lorsque cet éclairage est perçu par elle sous l'effet de la reflexion provoque par l'apparition des flocons de neige sur ladite surface de contrôle, engendrant ainsi un signal électrique qui, amplifié par un circuit électronique est capable d'être perçu a distance sous forme d'un signal lumineux ou sonore. Les dessins annexés, donnes a titre d'exemple seulement, montrent un mode de réalisation de l'objet de l'invention. La figure 1 est une vue schématique en élévation de face du dispositif objet de l'invention. La figure 2 est une vue schematique en elevation de face de l'élément servant de support de la neige observee, selon un autre mode de réalisation. La figure 3 est une vue schématique en plan, vue de dessous, du même élément, selon un autre mode de réalisation. La figure 4 est une vue schématique en élévation de profil, du même élément, selon un autre mode de réalisation. La figure 5 est une vue schématique du groupe electronique de traitement du signal produit par l'apparition de la neige sur la cible. Tel qu'il est représenté (fiv. 1) le dispositif comporte une source lumineuse 1 de faible intensité, avantageusement constituée par une diode électroluminescente, dite LED, située à l'intérieur d'une enceinte tubulaire 2 noircie intérieurement, de faible diamètre par rapport à sa longueur, de façon à limiter la surface éclairée à la section d'un faisceau lumineux de la largeur du tube, sans l'intervention d'un système optique focalisateur. Il comporte d'autre part une cellule 3 sensible a la lumière telle qu'une cellule photo-resistante, du type cellule au sulfure de cadmium, qui est particulièrement sensible aux longueurs d'ondes emises dans le jaune et vert par la LED. La cellule phota-resistante 3 est elle-même contenue a l'intérieur du tube 4 noirci aussi intérieurement et de faible diamètre par rapport à sa longueur de manière aussi à n'être sensible qu'a la lumière reçue parallèlement à son axe sans qu'il soit nécessaire la non plus d'utiliser un système optique focalisateur. L'extrémité inférieure des tubes 2 et 4 est munie d'un bord rabattu extérieurement 40 afin d'éviter que le givre ne s'accumule à la bouche de ces tubes et ne les obstrue, inhibant leur fonctionnement. Les deux tubes 2 et 4 ainsi équipés sont organises sur le bras 5 de manière que leur ouverture convergent vers le point commun 6 situé sur la sole 7 qui constitue donc la cible de contrôle sur laquelle la neige peut librement se deposer. La sole 7 est munie en ce point 6 d'une surface non réfléchissante tel qu'un flocage parfaitement noir 8 ou tout autre materiau ou revêtement ayant meme pouvoir absorbant de la lumière. Le bras 5 est lui-même monte de façon reglable en hauteur sur le support vertical -9 de manière situer à des hauteurs variables le plan de la cible d'observation 6 sur laquelle convergent les tubes 2 et 4, ce qui permet de regler l'épaisseur de neige satisfaisant aux conditions d'alerte. L'ensemble, parfaitement noirci, mat, exterieurement est contenu dans l'enceinte 10 verticale ouverte a son sommet, noirci mat aussi interieurement afin que la cellule 3 ne reçoive aucun autre rayonnement réfléchi que celui provenant de la cible 6. L'enceinte 10 est elle-même suspendue au support 9 de manière a laisser un espace libre entre sa base et la sole 7 afin d'éviter au maximum les tourbillons d'air qui pourraient survenir à l'intérieur de cette enceinte, qui nuiraient a l'amoncellement naturel de la neige sur la cible 6. Selon un autre mode de réalisation (fig.2) la cible 6 sur laquelle convergent la source lumineuse 1 et la cellule photosensible 3 est située sur une sangle continue 11, de couleur noir mat, tendue entre les rouleaux 12 et 13, dont l'un est moteur, ladite sangle 11 circulant sous la platine 14 percée d'une ouverture à travers laquelle la cible 6 est observee. La platine 14 est aussi montée sur le support vertical 9 de manière a ce que sa distance verticale par rapport a la sangle 11 puisse être reglee en même temps que la hauteur par rapport à elle des organes detecteurs. Le rouleau moteur 12 peut être anime soit par un moteur électriq- ue soit par un électro-aimant qui manoeuvre une roue a rochets selon une methode connue. Ledit organe moteur est lui-même mis en mouvement par le signal emis pa la cellule 3 et amplifié. Son mouvement, qui provoque l'avancement de la sangle 11 s'arrête automatiquement après que la neige accumulée sur la cible, et qui a provoqué l'excitation du système, a disparu de la zone cible 6, supprimant ainsi spontanément l'excitation du système. Selon un autre mode de réalisation (fig.3) l'élément récepteur de la neige, soumis à l'observation de la cellule photosensible 3 est le disque découpé 15 présentant une succession de pales qui peuvent se placer alternativement sous l'ouverture correspondante dont est munie la platine 14 et à travers laquelle l'observation est faite. Le mouvement de ce disque est obtenu au moyen du moteur 16 mis en mouvement par le signal émis par la cellule 3 et amplifié. Ce mouve ment permet de substituer une pale nue à la pale chargée de neige qui a provoqué l'émission du signal. Ce mouvement est arrêté par le contact 17 monté en parallèle avec le contact automatique d'alarme 35 (fig.5) déclenché par la neige. Ce contact 17, qui est ouvert au repos sous la pression d'une pale, se ferme des que le signal d'alarme 35 ayant mis l'élément moteur 16 en mouvement ladite pale 15 s'efface. Et il s'ouvrira de nouveau sous la pression d'une pale suivante qui le rencontrera après que la temporisation du signal d'alarme aura ouvert le contact automatique 35. Une pale se trouvera donc ainsi toujours parfaitement située sous la cible 6. Ce dispositif est complété par la brosse ou la lame élastique 18 qui balaie la surface des pales au cours de leur rotation. Selon encore un autre mode de réalisation (fig.4) la cible est constituee par le plateau 19 qui est observé à travers l'orifice adéquat pratiqué sur la platine 14, et qui peut se déplacer par translation parallèle sous ledit orifice au moyen de l'élément moteur qui transmet son mouvement au plateau 19 par l'intermédiaire de la bielle 21. Le contact 17, qui coopère avec la came 20 située sur l'arbre moteur, est ouvert à chaque tour de ladite came assurant ainsi le retour du plateau 19 à sa position d'origine selon le même processus qui vient d'être décrit, la came 20 jouant le règle de la pale 15, etle balai 23 effectuant le nettoyage du plateau 19 au cours de sa translation. Le signal électrique qui traverse la cellule photosensible 3, dont la résistance diminue sous l'effet du rayonnement émis par la LED et réfléchi par la neige, est amplifié (fig.5) par l'amplificateur 24 dont la broche d'entrée positive o; est polarisée par la potentiomètre P1 à une tension fixe, et la broche d'entrée négative ,! est située entre le pont diviseur composé de la résistance R3 et de la cellule photo-résistante 3 qui, en l'absence d'éclairement présente une résistance très importante maintenant la broche p à une tension élevée.Des que la cellule 3 est éclairée, par le rayonnement réfléchi par la neige, provenant de la LED 1 qui est toujours sous tension, sa résistance chute ainsi que, de ce fait, la tension au niveau de la broche dont le potentiel passe au dessous du seuil préréglé de la broche oc. La broche de sortie r passe alors à l'état 1, ce qui permet, à travers la diode zener 28, la polarisation du transistor (NPN) 29 qui permet à son tour la décharge de la capacité 30 a travers la diode 31. Le temporisateur 32 permet de retarder l'émission du signal ainsi cree afin d'éviter qu'un eclairement passager etranger a l'appareil, un éclair par exemple, ou le passage d'un phare de voiture, ne provoque intempestivement le signal si même cette lumière intense instantanee venait a influencer la cellule photo-résistante 3. Il est de ce fait nécessaire que l'éclairement de la cellule 3 persiste au-del de cette temporisation prévue pour retarder l'émission du signal. Le temporisateur 33, quant a lui, determine la duree du signal émis qui, grâce a cela, dans le cas où la cible est fixe (fig.l), s'arrête malgrè la persistance de l'excitation de la cellule 3, après le temps suffisant pour que la transmission téléphonique ait pu avoir lieu afin de menager la source d'energie lorsque celle-ci est autonome. Et dans le cas où la cible 6 est mobile (fig.2,3 et 4), ce temporisateur 33 permet au contraire de faire persister le signal au-del de l'enlèvement de la neige provoqué par l'effacement de la cible, afin de maintenir le signal durant le temps nécessaire a la transmission téléphonique.C'est alors qu'intervient l'interrupteur 17 manoeuvré par la pale 15 de la figure 3 ou par la came 20 de la figure 4, monté en parallèle avec l'interrupteur de signal 34 (fig. 5) manoeuvré lui-même par le relai 35 qui constitue la sortie du circuit electronique d'amplification. En effet, dans chacun de ces deux derniers modes de réalisation (fig.3 et 41 I'arrêt de l'organe moteur doit se faire en un point précis, celui où une nouvelle pale est amené sous l'ouverture de la platine 14 (fig.3) ou celui où le plateau 19 est ramene sous cette même ouverture (fig.4). Ceci est obtenu grâce à cet interrupteur 17 monté en parallèle avec l'interrupteur de signal 34. Tous deux sont ouverts dans leur position de repos.L'excitation de la cellule 3 par la présence de la neige provoque donc, à travers le circuit électronique, la fermeture du contact 34 qui permet l'émission du signal d'alarme par le moyen de tout organe de transmission adequat branche aux wr bornes 38 et 39 et simultanement fait demarrer l'élément moteur 16, monte en parallèle avec le circuit de transmission, en vue d'enlever la neige responsable de l'émission du signal, ce qui a pour effet secondaire de manoeuvrer la pale 15 (fig.3) ou la came 20 (fig.4), donc de fermer le contact 17 qui leur est lie et qui est lui-même monte en parallèle avec le contact 34. L'action de l'élément moteur 16 s'exercera donc aussi longtemps que le relai 35 maintiendra fermé le contact 34 et, au delà de la fermeture de ce contact contrôlée par le temporisateur 33, aussi longtemps qu'une pale 15 (fig.3) ou que la came 20 (fig.4) n'aura pas ouvert a nouveau le contact 17 en ramenant au point precis de la cible un support liberé de neige. L'ensemble peut être almenté par le secteur a travers le pont redresseur 36 qui fourni un courant de 12 volts régulé par le régulateur 37, ou directement par une bâtterie qui permet son implantation en tous lieux. L'invention n'est pas limitée a l'exemple ou aux exerlples qui en ont été donnés, toute variante, considérée comme équivalence, ne pouvant en limiter la portée. L'invention peut être utilisée pour détecter les chutes de neige dans des points précis, éloignés des centres d'intervention et permettre à ceux-ci d'organiser le dégagement immédiat des voies de communication routières ou ferroviaires avant que l'accumulation de la neige ne gêne la circulation et que leur dégagement ne devienne trop difficile. REVENDICATIONS 1 ) - Dispositif permettant de detecter les chutes de neige, Caractérisé par le fait qu'il comporte une source lumineuse (1) éclairant une cible (6) qui absorbe naturellement la totalité de la lumière emise par ladite source et un système détecteur de lumière (3) orientée de façon constante de telle manière qu'il est susceptible -de recevoir la lumière réfléchie par la cible dès que celle-ci reçoit un corps réfléchissant tel que la neige. 20) - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que la source lumineuse (1) est constituée par une diode electroluminescente placee à l'extrémité superieure d'un tube (2) non réfléchissant intérieurement ouvert a sa base, de petit diamètre par rapport a sa longueur, oriente axialement vers la cible (6) ; le système détecteur de lumière etant la cellule photo-sensible (3) placée a l'extrémité supérieure d'un tube (4) non reflechissant interieurement, de petit diamètre par rapport à sa longueur, ouvert a sa base, orienté axialement vers ladite cible (6). 3 ) - Dispositif selon la revendication 2, Caractérisé par le fait que les tubes (2) et (4) qui supportent respectivement la source lumineuse (1) et le système detecteur de lumière (3) sont chacun munis a leur extrémité inferieure d'un bord rabattu exterieurement (40) destine à empêcher l'obturation de leur ouverture inférieure par formation de givre à ce niveau. 4 ) - Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 3, Caractérisé par le fait que les supports convergents (2) et (4), qui contiennent respectivement la source lumineuse (1) et la cellule photo-sensible (3), sont montés sur un même support (9) ce qui les rends simultanément réglable en hauteur par rapport a la cible observee. 5 ) - Dispositif selon la revendication 4, Caracterise par le fait que la cible (6) est constituee par une sangle continue (11) non réfléchissante, tendue entre les rouleaux mobiles (12) et (13), capable de defiler à l'aplomb d'une lumière pratiquee dans la platine (14) au point de vise de la cellule photosensible (3), ladite sangle (Il) étant mue par l'intermédiaire de l'élément moteur (12) mis en mouvement par le signal électrique émis par la cellule (3) et amplifié, ledit mouvement s arrêtant après que le mouvement de translation de ladite sangle (Il) ait enlevé du champ de la cible la neige qu'elle portait. 60) - Dispositif selon la revendication 4, Caractérisé par le fait que la cible (6) est constituée par une succession de pales, telles que (15), situees autour d'un même axe, lesdites pales non réfléchissantes étant capables de tourner de manière à passer successivement sous la fenêtre pratiquee dans ce but dans la platine (14) au point de convergence des tubes (2) et (4), lesdites pales étant mùes par l'élément moteur (16) mis en mouvement par le signal électrique émis par la cellule (3) et leur positionnement précis étant assuré par le contact interrupteur (17) qui est manoeuvré par le passage de chaque pale qui joue ici le rôle de came ; la lame simple (18) balayant la neige déposée sur la came qui quitte la cible (6). 7 ) - Dispositif selon la revendication 4, Caractérisé par la fait que la cible (6) est constituée par une surface plane non réfléchissante (19) capable d'être déplacée par translation parallèle horizontale sous l'ouverture pratiquée a cet effet dans la platine (14) au point de convergence des tubes (2) et (4), ladite surface plane étant mùe par un élément moteur actionnant la bielle (21) et comportant par ailleurs la came (20) qui, en actionnant le contact interrupteur (17) assure l'arrêt de l'élément moteur (16) de manière que le plateau (19) se trouve toujours ramené a sa position d'origine apres que le signal transmis par la cellule (3) ait lui même cessé; la lame souple (23) balayant la neige portée par le plateau (19) au cours de chaque mouvement de ce dernier. 8 ) - Dispositif selon l'une. quelconque des revendications 5 a 7, Caractérisé par le fait que l'élément moteur est un électro-aimant actionnant une roue a rochets, celle-ci constituant l'élément moteur rotatif entraînant le support de la cible. 9 ) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, Caractérisé par le fait que l'interrupteur (17), qui est ouvert en position de repos, est manoeuvré par l'organe mécanique mis en mouvement par l'élément moteur de manière a arrêter la rotation dudit élément en un point précis où le support destiné a recevoir la neige et nettoyé de tout dépôt se retrouve parfaitement positionné sous l'ouverture pratiquée sur la platine (14) au point de convergence de la source lumineuse (1) et de la cellule photo-sensible (3), ledit interrupteur (17) étant monté en parallèle avec l'interrupteur (34) anime par le relai (35) de sortie du circuit émetteur du signal qui assure le démarrage de l'seulement moteur monté lui-même en parallèle avec le circuit exterieur d'alarme récepteur du signal. 10 ) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, Caractérise par le fait que le circuit électronique d'amplification du signal transmis par la cellule sensible a la lumière (3) est muni a sa sortie du temporisateur (32) qui assure le retard de l'émission du signal suffisamment longtemps pour qu'une excitation seulement instantanée de la cellule (3) ne provoque pas l'émission d'un signal intempestif, et du temporisateur (33) qui règle la duree de l'émission du signal suffisamment longtemps aussi pour permettre l'exécution de la transmission telephonique quand celle-ci est prevue.