Brevet FR2610417A1 — publié le 19880805

La présente invention est relative à un détecteur de masses métalliques avec lequel on corrige la distribution non-uniforme des forces électromotrices (f.e.m.) qui sont induites dans des enroulements de réception lorsque une telle masse métallique passe par des postes de contrôle équipés d'un tel détecteur destiné à signaler le passage (et donc la présence) d'objets métalliques, et en particu- lier d'armes. Actuellement existent des détecteurs de métaux capables de signaler le passage d'une masse métallique, et en particulier d'armes, lorsqu'ils sont disposés dans des postes de contrôle, lesquels détecteurs fonctionnent sur la base du principe des forces électromotrices induites (f.e.m.i.) par des champs électromagnétiques variables dans des enroulements électriques récepteurs. De tels détecteurs de métaux sont notamment aptes à révéler les variations des f.e.m.i., par rapport à des grandeurs de référence qui sont dues à des variations du champ électromagnétique, telles que les variations produi- tes par le passage d'une masse métallique dans l'espace contrôlé par le détecteur. En utilisant un tel principe, on a fabriqué des détecteurs, plus ou moins complexes, dans le but d'augmen- ter à la fois la sensibilité et le pouvoir de discrimina- tion, c'est-à-dire la capacité de distinguer une perturba- tion produite par une masse métallique en mouvement dans le poste de contrôle, et notamment constituée par une arme, d'une perturbation produite par de petites masses métalli- ques ou par une quelconque cause externe, telle que décharge électrique ou autre, qui sont des agents parasites. Dans le cas o des agents parasites sont présents, la discrimination est obtenue, dans l'Art antérieur, par l'intermédiaire d'enroulements réalisés de façon à produire des forces électromotrices induites dans le récepteur ayant une succession de polarités électromagnétiques opposées mutuellement. Ceci rend toutefois le champ électromagnétique non-uniforme et, en particulier, étant donné que les lignes de flux électromagnétiques produites par l'émetteur sont orientées selon des sens alternés, il existe des zones en correspondance des inversions o le champ électromagnéti- que est minimal, en sorte qu'il se peut qu'une arme qui passe par de telles zones produit une altération minimale du champ due à la faible valeur des courants induits, de façon telle qu'elle ne peut en principe être détectée. Pour éliminer ces inconvénients on a réalisé d'au- tres détecteurs de métaux utilisant des enroulements émet- teurs croisés, comme le détecteur décrit dans le Brevet US N 3 677 996, dans lequel deux enroulements émetteurs placés séquentiellement produisent en séquence deux champs électro- magnétiques de façon telle qu'au moins pour l'un d'entre eux le métal en mouvement produit des perturbations suscep- tibles d'être révélées par le récepteur. On connait également le Brevet US N 3 758 849 dans lequel on utilise deux enroulements émetteurs, qui s'entrecroisent et qui sont soutenus par le même support, ainsi que deux enroulements récepteurs, eux aussi entre- croisés et disposés en face des enroulements émetteurs (de chaque côté du poste de contrôle) et supportés par le même support. En outre, le détecteur objet du Brevet finnois N 813502 utilise lui aussi deux émetteurs entrecroisés et disposés sur le même support, ainsi que deux enroulements récepteurs, également entrecroisés et disposés sur un deu- xième support plat, les émetteurs agissant en des temps différents. Les détecteurs précités représentent des solutions visant à éliminer l'inconvénient dû à la présence de possi- bles zones "vides", à savoir d'insensibilité de façon telle qu'une arme soit intéressée,quelle que soit son orientation, par au moins le champ électromagnétique produit par un des deux émetteurs, ce qui permet d'induire des courants para- sites d'intensité suffisante pour correspondre à des per- turbations détectables. S'il est vrai que les constructeurs de détec- teurs de métaux actuellement connus (y compris ceux dé- crits plus haut) ont été chargésde les rendre sensibles quel que soit le point de l'espace objet de l'action de contrôle, et donc quelle que soit l'orientation de l'objet métallique (arme) à détecter, il est aussi vrai qu'ils n'ont pas tenu compte de la diversité des signaux induits lorsque le trajet de l'objet métallique change. En fait, les variations de f.e.m.i. dues au pas- sage d'une masse métallique donnée dans un poste de contrôle, ne sont pas les mêmes pour le même objet métal- lique, mais on peut les considérer comme étant sensible- ment inversement proportionnelles à la distance qui existe entre la masse métallique en mouvement et le récepteur ou l'émetteur. Il s'ensuit que l'intensité de ces variations est considérable et que, partant, à distance sensiblement égale du détecteur, une même masse métallique peut provoquer l'excitation du détecteur comme elle peut ne pas le faire. Cela signifie qu'on peut avoir de nombreuses fausses alarmes causées par des masses métalliques de pe- tite dimension, telles que monnaies ou clefs, lorsque celles-ci passent à côté du récepteur ou de l'émetteur, provoquant ainsi les mêmes effets que le passage d'une arme se trouvant éloignée par rapport au trasducteur. Ceci est à l'origine d'un grave inconvénient dû au fait que les opérateurs ont tendance à maintenir élevée la sensibilité du détecteur, notamment pour es- sayer de révéler également le passage de petites armes se trouvant éloignées des trasducteurs précités, ce qui réduit leur capacité de discrimination. Les désavantages susdits sont éliminés ou au moins réduits, par le détecteur objet de la présente inven- tion, dont la conception est telle que la sensibilité est automatiquement variée en fonction de la trajectoire parcourue par la masse métallique, de façon à rendre son effet pratiquement constant,et ce indépendamment de sa trajectoire parcourue dans le poste de contrôle. Le détecteur objet de l'invention est sensible- ment constitué par deux paires d'enroulements, chaque paire comprenant un émetteur et un récepteur disposés l'un en face de l'autre, du même côté du passage de con- trôle et de part et d'autre de ce passage. Ces enroulements peuvent être supportés chacun par son propre support, dont la forme et la structure peuvent en particulier être quelconques; de façon alter- native, ils peuvent être portés par un même support. Il est avantageux que les enroulements de chaque paire soient orientés différemment et/ou qu'ils soient déphasés par rapport aux enroulements de l'autre paire, afin que les champs électromagnétiques produits par les émetteurs soient dans chaque point orientés différemment et éviter ainsi qu'une éventuelle arme passant par le poste de contrôle n'échappe pas au détecteur, lorsqu'elle est différemment orientée. Ces enroulements sont reliés à des amplificateurs appropriés ainsi qu'à une unité logique d'analyse et con- trôle, dans laquelle les signaux reçus sont comparés, ce qui permet de tenir compte ensuite de leur éventuelle dif- férence ou de contrôler le gain des amplificateurs de ré- ception précités,de manière à compenser la diversité des f.e.m.i. dans les enroulements récepteurs due à leur dis- tance différente par rapport à la masse métallique en mou- vement. L'unité logique d'analyse et contrôle est con- nectée à des dispositifs externes, tels que par exemple des dispositifs d'alarme, un clavier de commande et un régulateur manuel de sensibilité. En faisant agir les enroulements émetteurs en des temps différents, par exemple en utilisant des signaux de type impulsif s'entrecroisant entre eux, l'unité logi- que d'analyse et contrôle pourrait aussi contrôler deux commutateurs aptes à faire fonctionner les deux enroule- ments disposés du même côté du poste de contrôle comme ré- cepteurs,lorsque de l'autre côté un enroulement se com- porte comme émetteur. De cette manière, on rend la réception sensible- ment indépendante de l'orientation de la masse métallique en mouvement, si les deux enroulements sont orientés dif- féremment; en outre, à travers l'analyse des signaux effectuée par l'unité logique susdite, il est possible d'optimiser, et ce à l'aide de coefficients de correction appropriés, les effets de non-uniformité dus à la distance différente qui existe entre la masse en mouvement par rap- port aux supports latéraux. De cette manière, on obtient une évaluation croi- sée des f.e.m.i. et de la détermination de la position de passage de la masse métallique. Dans ce deuxième mode de réalisation, on pourrait utiliser également l'enroulement adjacent à l'enroulement émetteur pour obtenir d'autres fonctions d'analyse,utili- sables pour améliorer l'efficacité du détecteur ainsi que pour contrôler d'autres paramètres, tels que par exem- ple l'amplitude des champs électromagnétiques émis. Outre les dispositions uai précèdent, l'inven- tion comprend encore d'autres dispositions, qui ressorti- ront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du com- plément de description qui va suivre, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: La Figure 1 est un schéma à blocs du détecteur dans lequel quatre enroulements sont disposés sur deux supports, deux d'entre eux se comportant comme des émet- teurs, tandis que les deux autres se comportent comme des récepteurs. La Figure 2 est un schéma à blocs du détecteur dans lequel deux paires d'enroulements, disposées chacune de part et d'autre du poste de contrôle, sont commutées pour permettre que chaque enroulement émetteur devienne récepteur lorsque l'autre est en condition d'émission. Les Figures 3 et 4 représentent, de façon sché- matique, les signaux d'alimentations des enroulements émet- teurs. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. Dans les dessins à la Figure 1, on a indiqué avec Tx1 et Rx1, respectivement, un enroulement émetteur et un enroulement récepteur disposés l'un en face de l'autre et de part et d'autre par rapport au poste de contrôle, tandis que les références Tx2 et Rx2 représentent une deu- xième paire d'enroulements analogues. Les enroulements disposés du même côté peuvent avoir chacun son propre support - plat ou d'une autre for- me - ou peuvent utiliser un même support, tout en étant géométriquement distincts (ils peuvent aussi être superpo- sés). Ces enroulements sont orientés différemment et peu- vent avantageusement être déphasés. Les références A1 et A2 se rapportent à des blocs d'amplification destinés à amplifier des signaux reçus par les enroulements Rxet Rx2 avant qu'ils soient dirigés vers l'unité logique d'analyse et contrôle LAC1 En ce qui concerne les références D1 et D2 celles-ci se rapportent à des amplificateurs qui reçoivent les signaux de transmission à partir d'émetteurs/récepteurs distincts ou incorporés dans l'unité LAC1, qui peut en contrôler le synchronisme et qui après les avoir ampli- fiés les dirige vers Tx1 et Tx2 respectivement. L'unité logique d'analyse et contrôle LAC1 peut être connectée avec les amplificateurs A1 et A2 pour agir sur leur gain, par l'intermédiaire des deux coefficients de correction K1 et K2 par lesquels est corrigée l'ampli- tude des f.e.m.i. pour tenir compte du passage de masses métalliques suivant un trajet non-central dans le poste de contrôle. Une telle correction peut être également ef- fectuée à l'intérieur de l'unité logique précitée. Dans un autre mode de réalisation, une telle correction peut être effectuée en agissant sur l'amplitude du signal transmis pour rendre constants les signaux reçus, lorsque le trajet parcouru par une même masse métallique change. En faisant toujours référence à la Figure 1, S, T, L et R se rapportent, respectivement, au régulateur manuel de sensibilité, au clavier pour introduire des données dans l'unité logique LAC1, au voyant lumineux de signalisation d'alarme et au relais destiné à action- ner les moyens de protection et d'alarme dont est équipé le détecteur selon l'invention. Dans le mode de réalisation illustré à la Fi- gure 2, les deux enroulements (adjacents - s'ils sont disposés sur deux supports distincts - ou superposes, s'ils sont disposés sur un même support) qui sont disposés de chaque côté du poste de contrôle agissent alternative- ment comme récepteurs et comme émetteurs. Dans cette Fi- gure, les références Txa et Txb se rapportent aux deux paires d'enroulements disposés de chaque côté du poste de contrôle, tandis que les références Lla et L2a se rap- portent aux enroulements disposés du côté opposé à celui dans lequel se trouve la paire d'enroulements Txa, Llb et L2b étant les enroulements disposés du côté opposé à celui dans lequel se trouve la paire d'enroulements Txb. Les références Ala et A2a, Alb et A2b repré- sentent les blocs d'amplification des signaux reçus par Lla ' L2a Llb et L2b, respectivement, tandis que Kla, K2a, Klb et K2b sont les coefficients de correction à apporter au gain des amplificateurs par l'intermédiaire de l'unité logique d'analyse et contrôle LAC2 Les références Ca et Cb se rapportent à des blocs de commutation pilotés par l'unité logique LAC2 et sont destinés à commuter les bornes de l'enroulement L lb de façon à les faire passer de l'amplificateur Alb à l'émet- teur (auxiliaire) T1 pour transformer l'enroulement récep- teur Llb en un enroulement émetteur, tandis que le commuta- teur Cb pourvoit à une commutation analogue de l'enroule- ment L2a par rapport au bloc A2a et T1. L'émetteur auxiliaire T1 peut être relié à l'u- nité logique LAC2, qui peut recevoir également un bloc P comprenant les dispositifs de signalisation, les cla- viers de commande et les circuits sur lesquels un opéra- teur peut agir pour modifier l'état de fonctionnement du détecteur, ainsi que les circuits pilotés par l'unité logique LAC2 elle-même, pour dialoguer avec l'opérateur. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in- vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réa- lisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Détecteur de masses métalliques comportant des enroulements émetteurs (Txl, Tx2) et récepteurs (Rxl, Rx2) du type destiné à corriger la distribution non-uniforme des forces électromotrices (f.e.m.) qui sont induites dans les enroulements de réception lorsque une masse métallique passe par un poste de contrôle o le détecteur est disposé pour si- gnaler le passage d'objets métalliques, et en particulier d'armes, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: - deux paires d'enroulements (Rxl, Tx2; Rx2, Txl), chacune formée par un émetteur (Tx2; Txl) et un récepteur (Rx1; Rx2) disposés l'un en face de l'autre et de part et d'autre dudit poste de contrôle, les émetteurs et les récepteurs étant disposés du côté opposé par rapport à ce poste de contrôle; - des blocs d'amplification (A1, A2) qui agissent sur les si- gnaux reçus et qui sont pilotés par - une unité logique d'analyse et contrôle (LAC1) ladite unité logique d'analyse et contrôle (LAC1) étant apte à élaborer au moins les signaux induits dans les enrou- lements récepteurs, et éventuellement à intervenir sur les amplificateurs, qui les soumettent à une correction définie par des coefficients proportionnels à la différence desdits signaux ou à agir sur les signaux reçus afin de les rendre sensiblement indépendants de la distance de la masse métalli- que en mouvement par rapport aux enroulements récepteurs. 2.- Détecteurs selon la revendication 1, carac- térisé en ce que des paires d'enroulements émetteurs/récep- teurs (Txl, Tx2; Rxl, Rx2) sont disposés d'un même côté par rapport au poste de contrôle et sont disposés sur des supports distincts et adjacents. 3.- Détecteur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que des paires d'enroulements émetteurs/récep- teurs (Txl, Tx2; Rx1, Rx2) sont disposés d'un même côté par rapport au poste de contrôle et sont disposés sur un même sup- port, sur lequel ils sont superposés. 4.- Détecteur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'unité logique d'analyse et contrôle (LAC1) agit sur les amplificateurs (A1, A2) par des coefficients de correction d'amplitude des signaux de façon à les rendre indé- pendants de la trajectoire suivie par la masse métallique en mouvement. 5. - Détecteur selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comporte des blocs de commutation (Ca et Cb) pilotés par une autre unité logique d'analyse et contrô- le (LAC2) et qui sont aptes à rendre alternativement récep- teurs et émetteurs les enroulements (Rx2, Tx1; Rxl, Tx2) si- tués d'un même côté du poste de contrôle. 6. - Détecteur selon la revendication 5, carac- térisé en ce que, lorsque les enroulements disposés du même côté par rapport au poste de contrôle fonctionnent comme en- roulements récepteurs, un des enroulements émetteurs peut être éliminé. 7. - Détecteur selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'unité logique d'analyse et contrôle est apte à recevoir aussi des données de la part d'un opérateur et à piloter les dispositifs d'alar- me ou de signalisation.