Brevet FR2570857A1 — publié le 19860328

*1 2570857 La présente invention concerne un détecteur à boucie d'induction du type pouvant être utilisé dans des installa- tions de parcage de voitures. Si l'alimentation électrique d'un détecteur à boucle d'induction est défaillante, une information relative à l'état du détecteur, au moment de la coupure de l'alimenta- tion, est perdue. Par exemple si un véhicule est détecté et s'il se trouve être situé dans la zone de détection de la boucle, immédiatement avant la défaillance de l'alimenta- tion, et si le véhicule se trouve encore dans la zone active de la boucle lorsque l'alimentation est rétablie,un fonc- tionnement erroné du détecteur peut en résulter. Si le dé- tecteur est auto-accordé, il compense automatiquement la présence du véhicule et indique en fait l'absence d'un véhi- cule.Ainsi, par exemple, une barrière qui commande l'accès à une zone de parcage, ne sera pas soulevée, en dépit de la présence du véhicule. Des difficultés semblables apparais- sent en fait dans le cas o un têl détecteur est installé et oh il est nécessaire de maintenir l'état de la boucle pen- dant ou après une coupure de l'alimentation électrique. Pour éviter des problèmes de ce type il est bon de pouvoir inclure, dans un détecteur de ce type, des moyens permettant au détecteur de se rétablir après une brève cou- pure de l'alimentation électrique, par exemple de l'ordre de quelques minutes et de reprendre son fonctionnement dans la même situation que celle existant immédiatement avant la coupure de l'alimentation. A cet effet, suivant l'invention, ce procédé pour faire fonctionner un détecteur à boucle d'induction qui est utilisé pour détecter la présence d'un objet dans une zone active de la boucle, cette boucle étant excitée au moyen d'un oscillateur à une fréquence qui dépend de l'inductance de la boucle, est caractérisé en ce qu'il comprend les éta- pes consistant à produire un premier signal qui dépend de la fréquence instantanée de la boucle, à produire un premier signal de référence qui dépend de la fréquence de la boucle en l'absence de l'objet dans la zone active de la boucle, à comparer le premier signal au premier signal de référence afin de produire un second signal, comparer ce second signal à un signal de seuil, et à produire un signal de sortie lorsque le second signal dépasse le signal de seuil. De préférence le second signal dépend de la diffé- rence entre la fréquence instantanée de la boucle et la fréquence de cette boucle en l'absence d'un objet dans la zone active de la boucle. Le premier signal de référence peut être stocké sous la forme d'une tension aux bornes d'un condensateur. Le procédé peut comporter l'étape additionnelle consistant à inhiber la sortie en provenance du détecteur à boucle d'induction pendant que le sous-multiple de la fré- quence de la boucle est en train d'être modifié. L'invention a également pour objet un détecteur à boucle d'induction pour détecter la présence d'un objet dans la zone active de la boucle, comprenant un oscillateur pour exciter la boucle, caractérisé en ce qu'il comporte un divi- seur de fréquence commandable lequel produit un signal de sortie à une fréquence qui est un sous-multiple de la fré- quence de l'oscillateur, un convertisseur fréquence/tension qui est connecté au diviseur de fréquence et qui produit un signal de sortie intermédiaire ayant une tension qui est fonction de la fréquence du signal de sortie du diviseur de fréquence, des moyens pour produire un signal à partir du signal intermédiaire, et des moyens pour comparer le signal aussi produit avec un signal de seuil afin de détecter la présence d'un objet dans la zone active de la boucle d'in- duction. De préférence les moyens prévus pour produire le signal comporte des moyens pour produire un premier signal de référence qui dépend de la fréquence de l'oscillateur en l'absence de l'objet dans la zone active de la boucle, et des moyens pour comparer le signal de référence avec le signal intermédiaire. Le premier signal de référence peut être variable afin de compenser la dérive et d'autre phéno- mènes qui peuvent affectés le fonctionnement du détecteur à boucle d'induction. Le signal intermédiaire peut être comparé à un se- cond signal de référence afin de produire un signal de com- mande utilisé pour commander le fonctionnement du diviseur de fréquence. Des moyens peuvent être prévus pour inhiber un si- gnal de sortie provenant du détecteur à boucle d'induction tandis que le rapport de division du diviseur de fréquence est en train d'être modifié. L'invention a également pour objet un détecteur à boucle d'induction pour détecter la présence d'un objet dans la zone active de la boucle, comprenant un oscillateur pour exciter la boucle, à une fréquence qui dépend de l'inductan- -c-e de la boucle, des moyens pour produire un premier signal qui dépend de la fréquence instantanée de la boucle, des moyens pour produire un premier signal de référence, qui dépend de la fréquence de la boucle en l'absence de l'objet dans la zone active de cettee boucle, des moyens pour com- parer le premier signal au premier signal de référence afin de produire un second signal, des moyens pour comparer le second signal à un signal seuil, et des moyens pour produire un signal de sortie lorsque le second signal dépasse le signal seuil. On décrira ci-après,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé qui est un schéma synoptique d'un circuit pour un détecteur à boucle d'induction suivant l'invention. Le dessin annexé illustre schématiquement le circuit d'un détecteur à boucle d'induction suivant l'invention qui comporte un oscillateur 10, un conformateur d'onde 12, divi- seur de fréquence programmable 14, un convertisseur du type fréquence/tension 16, un amplificateur différentiel 18, une bascule de Schmitt 20, un comparateur 22, un comparateur 24, un circuit de commande 26 avec un condensateur de mémoire 28, un circuit logique de sortie 30, un circuit d'inibition 32 et un circuit 34 de détection de défauts de la boucle. L'oscillateur 10 est utilisé pour exciter une bou- cle d'induction 36. L'oscillateur 10 oscille normalement à une fréquence d'oscillation qui est déterminée, entre autres 4 2570857 choses, par l'inductance de la boucle. Cette inductance, conjointement avec un condensateur de réglage 38, établit la fréquence de résonance de la boucle. Des diodes Zener 40, branchées en dérivation sur la boucle 36, assurent une pro- tection à l'encontre d'un amorçage.L'oscillateur 10 est d'un type, tel qu'un oscillateur Colpitts, qui est monté de manière b assurer une excitation au moyen d'une forme d'on- de sinusoidale sensiblement pure. Le générateur de forme d'onde 12 transforme l'onde sinusoidale en une onde rectan- guiaire qui est ensuite appliquée au diviseur de fréquence 14. L'état de ce diviseur de fréquence est maintenu, dans le cas de brèves coupures de l'alimentation électrique, au moyen d'un condensateur 42 qui est chargé à partir d'une source de référence 44. Ainsi, si une coupure de l'alimenta- tion apparaIt et si l'alimentation est ensuite rétablie, l'état du diviseur de fréquence demeure inaltéré et en par- ticulier le rapport de division demeure le même. Le détecteur 34 peut être actionné au moyen d'un interrupteur de remise à zéro 46. Lorsque cet interrupteur est fermé, l'oscillateur 10 est mis hors service et n'impor- te quel signal externe qui est induit dans la boucle, est appliqué au détecteur 34. Si en fait de tels signaux exter- nes existent, une diode électroluminescente 48 est excitée de telle façon que la présence de signaux interférant peut être indiquée. Le convertisseur fréquence/tension 16 délivre un signal intermédiaire dont la tension est proportionnelle b la fréquence de sortie du diviseur 14 et par conséquent également proportionnelle à la fréquence de la boucle. Ainsi un changement de l'inductance de la boucle, provo- quée,par exemple, par la présence d'un véhicuie ou d'un autre objet sur la boucle, se manifeste de lui-même sous la forme d'un changement de la tension du signal de sortie analogique intermédiaire fourni par le convertisseur 16. Le signal analogique est appliqué à l'amplificateur différentiel 17. Un signal obtenu b partir du circuit de commande 26 est appliqué à cet amplificateur dont le signal de sortie est appliqué au comparaeur 22. Ce signal de sor- tie est comparé, par le comparateur 22, à un signal de seuil fourni par un réseau de division de tension de réfé- rence 50. La sensibilité de ce réseau peut être ajustée au moyen d'un commutateur 52 qui sélectionne différents con- tacts dans un second circuit diviseur de tension 54. Lorsque le signal de sortie de l'amplificateur dif- férentiel 18 dépasse le signal de référence de seuil, le comparateur 22 bascule et un signal est appliqué au circuit logique de sortie 30. Ce circuit contient un relais qui est normalement excité dans le mode "non détecté". Ainsi lorsque le comparateur bascule, le relais est désexcité et un signal apparaet sur des contacts 56 commandés par le relais afin d'indiquer la présence d'un objet dans la boucle d'induc- tion. Une diode électroluminescente 58 qui est associée au relais, est excitée pour donner une indication visuelle de la présence de l'objet. Le signal intermédiaire appliqué à l'amplificateur différentiel 18 est également transmis à la bascule de Schmitt 20 qui compare le signal intermédiaire à un signal de référence. Si le signal intermédiaire se trouve en dehors de limites prédéterminées, c'est-à-dire si la tension du signal intermédiaire est soit trop élevée soit trop basse, la bascule de Schmitt bascule alors et débloque l'horloge dans le diviseur de fréquence. Les impulsions d'horloge sont utilisées pour faire varier le rapport de division du divi- seur de fréquence de telle façon que l'amplitude du signal analogique soit modifiée pour l'amener dans les limites prédéterminées. Cette caractéristique d'accord automatique assure que des variations à long terme dans les conditions de fonctionnement du détecteur sont compensées de telle façon que-le circuit puisse continuer à fonctionner effica- cement. Tandis que l'horloge est débloqué, c'est-à-dire que le rapport de division du diviseur de fréquence se trouve en train d'être modifié, le circuit d'inibition 32 empêche le fonctionnement du circuit logique de sortie 30 si bien qu'aucun signal de sortie parasite n'est produit. L'amplificateur différentiel 18 délivre un signal de sortie qui résulte de ia différence entre le signal intermé- diaire et un signal de sortie de référence fourni par le circuit de commande 26. Ce signal de référence est obtenu à partir d'une tension emmagasinée dans le condensateur de mémoire 28. La tension aux bornes de ce condensateur se trouve être, entre autres choses, sous la commande du cir- cuit logique 30, du comparateur 24 et du signal de sortie de commande fourni par la bascule de Schmitt 20. Le comparateur 24 maintient effectivement les si- gnaux d'entrée appliqués à l'amplificateur 18 à un niveau o on obtient un état d'équilibre, c'est-à-dire que sa tension de sortie est maintenue en dessous du seuil du comparateur de détection 22. Ceci est réalisé par le comparateur 24 en amenant le condensateur 28 à être chargé ou déchargé de la manière correspondante. Dans le premier cas le signal appliqué au compara- teur 22 reflète les pertubations provoquées par une dérive ou d'autres effets de ce genre. Ce signal est comparé, par le comparateur 24, avec un signal de référence et la tension aux bornes du condensateur 28 est modifiée corrélativement afin de compenser cette dérive. Dans le second cas, si le signal de sortie du comparateur 22 est soumis à une modifi- cation par échelon, ce qui indique la présence d'un véhicule ou d'un objet similaire à proximité de la boucle, le conden- sateur 28 est alors chargé à travers un circuit à grande constante de temps si bien qu'il ne répond pas rapidement à des variations brutales importantes de l'inductance de la boucle. Ainsi le condensateur est rendu relativement insen- sible à des variations rapides de l'inductance de la boucle mais il est beaucoup plus sensible à de faibles variations de l'inductance de la boucle qui ne seraient pas provoquées normalement par la présence d'un objet à proximité de cette boucle d'induction ou dans cette boucle ellemême. Enfin le condensateur 28 répond au signal de sortie de commande four- ni par la bascule de Schmitt 20. Ce signal de commande re- présente l'état d'accord du circuit et comme ceci affecte le signal intermédiaire appliqué à l'amplificateur différentiel 18, l'autre signal qui est appliqué à l'amplificateur diffé- rentiel et qui se trouve sous la commande de la tension aux bornes du condensateur, est également modifié par ajustement de la tension aux bornes du condensateur 28. De ce fait la tension aux bornes du condensateur 28 reflète des variations graduelles ou à long terme des con- ditions de fonctionnement de la boucle. Cependant la tension du condensateur ne reflète pas des variations à court terme c'est-à-dire des changements brusques provoqués par exem- pie, la présence d'un véhicule. Le signal de sortie fourni par l'amplificateur correspond effectivement-à la différence entre les deux signaux d'entrée, c'est-à-dire que ce signal de sortie reflète les variations à court terme uniquement dans les conditions de fonctionnement de la boucle. Comme la tension du condensateur doit être maintenue pratiquement constante, dans des limites acceptables, pendant une période de temps étendue, de l'ordre d'au moins dix à quinze minu- tes, alors, à condition que l'alimentation électrique du circuit soit rétablie durant cette période, le signal de sortie fourni par le comparateur 18 est lié directement aux variations à court terme des conditions de fonctionnement de la boucle. Ainsi le démarrage du circuit dans la condi- tion qui se trouvait être établie juste avant la coupure de l'alimentation électrique, se trouve être assuré. Si on n'utilise pas le condensateur 28 pour fournir un signal de référence, le système ne comporte pas alors, lors du démarrage du détecteur après une coupure de l'ati- mentation, de moyens de détection-de la présence d'un véhi- cule qui se trouvait dans la zone active de la boucle avant la coupure de l'alimentation. Le système démarre alors d'une manière erronée. La tension aux bornes du condensateur 28 sert ainsi d'élément de mémoire indiquant l'état du détecteur à boucle d'induction. Le condensateur 28 a une fuite très faible et par conséquent, si une coupure de l'alimentation se produit, la tension aux bornes du condensateur est maintenue avec un degré de sécurité élevé. Ainsi, lorsque l'alimentation du détecteur est rétablie, le circuit est capable de reprendre la condition de fonctionnement qui avait été établie juste avant la coupure de l'alimentation. Cette caractéristique, combinée avec ie fait que le condensateur 42 maintient le statu quo du diviseur de fréquence 14, signifie que le cir- cuit a la possibilité de fonctionner efficacement, après une coupure de l'alimentation, indépendamment du fait qu'un véhicule se trouvait ou non au-dessus de la boucle d'induc- tion au moment de la coupure de l'alimentation ou bien qu'un tel véhicule a quitté la boucle avant le rétablisse- ment de l'alimentation. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour faire fonctionner un détecteur à boucle d'induction utilisé pour détecter la présence d'un objet dans une zone active de la boucle, cette boucle étant excitée, au moyen d'un oscillateur, à une fréquence qui dépend de l'inductance de la boucle, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à produire un premier signal qui dépend de la fréquence instantanée de la boucle, à pro- duire un premier signal de référence qui dépend de la fré- quence de la boucle en l'absence de l'objet dans la zone active de la boucle, à comparer le premier signal au premier signal de référence afin de produire un second signal, à comparer ce second signal à un signal de seuil, et à produi- re un signal de sortie lorsque le second signal dépasse le signal de seuil. 2.- Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le second signal dépend de la différence entre la fréquence instantanée de la boucle et la fréquence de cette boucle en l'absence d'un objet dans la zone active de la boucle. 3.- Procédé suivant l'une quelconque des revendi- cations précédentes caractérisé en ce que le premier signal de référence est stocké sous la forme d'une tension aux bornes d'un condenstateur. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes caractérisé en ce qu'on produit le premier signal à partir d'un sous-multiple de la fréquence de la boucle produit par le diviseur de fréquence (14) et on com- pare le premier signal à un second signal de référence afin de produire un signal de commande qui est utilisé pour faire varier le sous-multiple de la fréquence de la boucle. 5.- Procédé suivant la revendication 4 caractérisé en ce qu'on produit un troisième signal de référence qui dépend du sous-multiple de la fréquence, on emmagasine ce troisième signal de référence et on utilise au moins le troisième signal de référence pour commander le fonctionne- ment du diviseur de fréquence. 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendi- cations 4 ou 5 caractérisé en ce qu'il comporte l'étape additionnelle consistant à inhiber la sortie en provenance du détecteur à boucle d'induction pendant que le sous-multi- pie de la fréquence de la boucle est en train d'être modi- fié. 7.Détecteur à boucle d'induction pour détecter la présence d'un objet dans la zone active de la boucle, com- prenant un oscillateur (10) pour exciter la boucle, ca- ractérisée en ce qu'il comporte un diviseur de fréquence commandable (14) lequel produit un signal de sortie à une fréquence qui est un sousmultiple de la fréquence de l'oscillateur, un convertisseur fréquence/tension (16) qui est connecté au diviseur de fréquence (14) et qui produit un signal de sortie intermédiaire ayant une tension qui est fonction de la fréquence du signal de sortie du diviseur de fréquence, des moyens (18) pour produire un signal à partir du signal intermédiaire, et des moyens (22) pour comparer le signal ainsi produit avec un signal de seuil afin de détec- ter la présence d'un objet dans la zone active&de la boucle d'induction. 8.- Détecteur suivant la revendication 7 caractéri- sé en ce que les moyens (18,26) prévus pour produire le signal comportent des moyens pour produire un premier si- gnal de référence qui dépend de la fréquence de l'oscilla- teur en l'absence de l'objet dans la zone active de la bou- cle, et des moyens (18) pour comparer le signal de référen- ce avec le signal intermédiaire. 9.- Détecteur suivant l'une quelconque des reven- dications 7 ou 8 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (20) pour comparer le signal intermédiaire à un second si- gnal de référence afin de produire un signal de commande utilisé pour commander le fonctionnement du diviseur de fréquence (14). 10.- Détecteur à boucle d'induction qui est utilisé pour détecter la présence d'un objet dans une zone active de la boucle, cette boucle étant excitée au moyen d'un oscil- iateur à une fréquence qui dépend de l'inductance de la boucle, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (16) pour produire un premier signal qui dépend de la fréquence instantanée de la boucle, des moyens (26) pour produire un premier signal de référence qui dépend de la fréquence de la boucle en l'absence de l'objet dans la zone active de la boucle, des moyens (18) pour comparer le premier signal au premier signal de référence afin de produire un second si- gnal, des moyens (22) pour comparer ce second signal à un signal de seuil, et des moyens pour produire un signal de sortie lorsque le second signal dépasse le signal de seuil.