Brevet FR2599013A1 — publié le 19871127

La présente invention se rapporte à un dispositif de bande de sécurité de type capacitif pour une porte qui évite automatiquement un obstacle, par exemple une porte d'ascenseur, ce dispositif comportant des antennes qui fonc5 tionnent comme des condensateurs. Il est habituel de prévoir des dispositifs de sécurité pour éviter que les personnes utilisant un ascenseur soient prises entre les portes, ou de préférence pour empêcher toute collision de la porte avec des personnes, En fait, 10 les accidents liés à des portes automatiques sont récemment devenus plus nombreux et, comme la réglementation d'acceptation du matériel devient plus sévère, les fabricants ont intérêt à apporter encore plus d'attention aux dispositifs de sécurité de porte. Dans la construction d'un tel dispo15 sitif, on peut utiliser des palpeurs mécaniques, des cellules photo-électriques, des dispositifs à ultrasons et des capteurs basés sur une mesure capacitive, ces derniers étant ceux qui sont le plus avantageux dans leur mise en oeuvre technique. Parmi leurs avantages, on peut mentionner 20 qu'ils peuvent être incorporés dans la structure de porte, et en outre qu'ils sont fiables puisqu'ils ne comportent pas de composants mécaniques. Dans le brevet finlandais n 53 294 de la même demanderesse, par exemple, on décrit un capteur capacitif pour 25 portes automatiques qui comprend au moins deux antennes,placées dans le bord de porte et fonctionnant en condensateurs, une source de tension à partir de laquelle une tension est appliquée auxdites antennes, et un amplificateur auquel les antennes sont reliées et qui transmet aux moyens de commande 30 du moteur de porte d'ascenseur les perturbations capacitives engendrées par des obstacles situés sur le chemin de fermeture des portes. Ce qui est nouveau dans la solution dudit brevet est que le circuit électronique de mesure des antennes capacitives comporte un réglage automatique d'accord, 35 de sorte que seule la tension différentielle aux bornes de l'amplificateur qui est due & une perturbation capacitive d'amplitude variable pendant le mouvement de fermeture de la porte d'ascenseur peut commander les moyens de commande du moteur de porte d'ascenseur, De cette manière, on a obtenu une bande de sécurité simple et fonctionnant correctement mais la sensibilité du dispositif est cependant assez faible, Cela est dû à l'effet d'interférence des portes de la cage d'ascenseur puisque, sur ces portes, il n'y a en général pas de 10 systèmes équivalents à ceux qui sont installés sur les portes de l'ascenseur. On indique bien dans le brevet US n 3 017 957 qu'un dispositif de sécurité peut également être prévu sur les structures de porte de la cage d'ascenseur. Toutefois, le couplage entre les portes de la cage 15 et les portes de la cabine d'ascenseur, qui est indispensable,a été réalisé d'une manière non satisfaisante, c'est-à-dire au moyen de contacts mécaniques, Il est évident qu'un couplage de ce type, qui est sujet à usure et nécessite un entretien, ne peut pas être accepté dans des 20 systèmes de sécurité modernes. La présente invention a pour objet un dispositif de bande de sécurité dont la sensibilité est substantiellement améliorée par extension des dispositions pour l'identification d'obstacles dans le passage de porte également 25 aux portes de la cage d'ascenseur, sans avoir à ajouter de parties mobiles au système, ou d'autres facteurs nuisant à la sécurité. Conformément à l'invention, le dispositif de sécurité, qui comprend des circuits électroniques connus en 30 eux-mêmes pour commander les antennes servant d'élément de mesure capacitif,produisant une tension alternative, ou d'écran, de phase égale sur lesdites antennes et sur les antennes de tension d'écran éliminant les variations de capacité ambiante, est caractérisé en ce que la porte de 35 cage d'ascenseur, qui se ferme simultanément à la porte d'ascenseur, est équipée d'antennes de mesure capacitive et de circuits électroniques de commande semblables à ceux de la porte d'ascenseur, ainsi que d'antennes de tension d'écran similaires dans la bande de sécurité, qui fonction5 nent sur une tension ayant la même phase que la bande de sécurité de la porte d'ascenseur, le fonctionnement du dispositif de la porte de cage et de la porte d'ascenseur en phase identique étant obtenu au moyen d'une unité de transmission sans fil de la tension d'écran. L'avantage du dispositif suivant la présente invention réside en ce que les portes de la cage d'ascenseur peuvent également détecter un obstacle entre les portes,et la capacité de base engendrée par les portes de la cage peut être éliminée et la sensibilité encore améliorée. Un mode avantageux de réalisation du dispositif suivant l'invention est caractérisé en ce que la transmission sans fil de la tension d'écran est effectuée au moyen de composants photo-électriques, par exemple des optoisolateurs. D'autres modes avantageux de réalisation de l'invention sont caractérisés comme indiqué dans les revendications secondaires annexées. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de 25 la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description ciaprès, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels; la figure 1 représente le schéma du circuit d'un 30 dispositif suivant l'art antérieur pour une seule porte; la figure 2 est une coupe du dispositif de sécurité conforme à l'invention, installé sur les portes de cabine et de cage d'ascenseur; la figure 3 illustre le principe de la transmis35 sion optique de la tension d'écran; la figure 4 illustre un mode de réalisation des moyens de transmission sans fil de signal entre la porte de cabine et la porte de cage d'ascenseur; et la figure 5 illustre un autre mode de réalisation des moyens de transmission sans fil d'un signal entre la porte de cabine et la porte de cage d'ascenseur. 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'in10 vention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. Le dispositif représentatif de l'art antérieur (brevet finlandais n 53 294) comprend, comme représenté sur la figure 1, un oscillateur 1 qui fournit une tension alternative sinusoïdale dont la fréquence est de l'ordre de quelques dizaines de kHz, par exemple 20 kHz. Ce signal est transmis,par l'intermédiaire d'un atténuateur de haute impédance 2, constitué d'une résistance 15 représentant la capacité de terre de l'antenne et d'un condensateur 16, aux 20 antennes de détection 3 et, à travers l'amplificateur 4, aux antennes 5 de tension d'écran. Les amplificateurs opérationnels sont dans un circuit suiveur de tension de type connu et leurs sorties sont raccordées aux gaines de câbles coaxiaux 17, le conducteur aboutissant à l'antenne étant le conducteur central du câble coaxial. Aux sorties des amplificateurs 4 apparaît la tension d'écran ou de blindage (Us1, Us2) elle-même, l'une de ces tensions' ou les deux, étant transférée conformément à l'invention par des moyens sans fil au dispositif correspondant prévu dans la porte de cage 30 d'ascenseur. Les composants portant la tension d'écran ont une faible impédance et ils sont au même potentiel que les antennes respectives 5. Si l'antenne de détection 3 était placée dans le bord de porte sans tension d'écran, le cou35 rant capacitif entre l'antenne et la porte serait élevé,par rapport au courant engendré par des perturbations capacitives, avec la conséquence que des exigences sévères de précision et de stabilité seraient imposées pour le montage de l'antenne. Par contre, si on place une antenne de détection à côté de la tension d'écran, le composant portant la tension d'écran ne provoque aucun changement de la tension de l'antenne de détection 3, et une capacité extérieure placée à côté du composant portant la tension d'écran ne provoque aucun changement de la tension du composant. Les tensions d'écran (Us) sont appliquées à un amplificateur différentiel 6 qui est basé sur un circuit amplificateur opérationnel de type connu. La tension de sortie de l'amplificateur 6 est nulle si la capacité de terre extérieure est la même dans les deux antennes 3. Si 15 les antennes 3 sont influencées par une perturbation capacitive, encgendrée par exemple par une personne ou un autre obstacle semblable, une tension alternative apparait à la sortie de l'amplificateur 6, à la fréquence du signal sinusoidal généré par l'oscillateur 1 et avec une amplitude pro20 portionnelle à la grandeur de la perturbation capacitive. Un détecteur de phase 7, à base de transistor à effet de champ, et un circuit 14 de production d'impulsion de synchronisation, qui convertit la tension de sortie du détecteur 7 en une tension continue, fournissent ensemble 25 une tension continue dont la polarité dépend de celle des deux antennes qui est perturbée. Le circuit 14 comprend un circuit de déphasage 14a, un circuit de mesure de tension 14b et un circuit de modulation d'impulsion 14c. Une partie essentielle du système est un disposi30 tif d'accord automatique, comprenant un interrupteur 9 commandé par l'état de mouvement de la porte d'ascenseur et un circuit d'appel/maintien 8 commandé par cet interrupteur, ainsi qu'un amplificateur d'addition 10. Lorsque la porte est dans la position ouverte, l'interrupteur 9 est ouvert 35 et la tension de sortie du circuit d'appel/maintien 8 suit la tension de commande venant du détecteur 7. Puisque le gain du circuit d'appel/ maintien 8 est de -1, il y a une tension nulle à la sortie de l'amplificateur d'addition 10 lorsque l'interrupteur 9 est dans la position ouverte. Par 5 suite, la tension de sortie du circuit de valeur absolue 10 est également nulle et un relais de commande 13 permet la fermeture des portes de sorte que leur mouvement de fermeture peut commencer même s'il y a une tension à la sortie de l'amplificateur de détection de phase 7, ce qui révèle 10 la présence d'une perturbation capacitive. Au début du mouvement de fermeture de la porte d'ascenseur, l'interrupteur 9 se ferme et le circuit d'appei/ maintien 8 conserve, dans sa mémoire,la grandeur de la perturbation capacitive qui existait au début du mouvement de 15 fermeture. Si la-tension engendrée par la perturbation à la sortie du détecteur 7 reste constante, les portes se ferment. Toutefois, si la perturbation capacitive change de grandeur pendant le mouvement de fermeture, il apparaît, la sortie de l'amplificateur 10, une tension qui est tou20 jours convertie en une tension négative par l'amplificateur de valeur absolue 11. Lorsque la tension à la sortie de l'amplificateur 11 descend au-dessous de la valeur de seuil déterminée par le circuit de mesure 12, le relais 13 interrompt le mouvement de fermeture de porte. Sur la base de l'exemple de fonctionnement qui vient d'être décrit, on comprend que le dispositif est automatiquement accordé au moyen des composants 8, 10 et 11 lorsque l'interrupteur 9 est ouvert. De cette façon, les perturbations capacitives réduisant la sensibilité d'accord, 30 qui restent constantes pendant le mouvement de fermeture, sont éliminées. Ces perturbations sont, par exemple, la présence d'humidité sur le bord de porte, des changements dans les antennes dûs à des coups reçus, et des imprécisions de fabrication des antennes. Dans le cas de portes doubles, 35 un dispositif séparé est nécessaire pour chaque porte de cabine d'ascenseur, Dans la réalisation conforme à la présente invention, il est en outre prévu de doubler les dispositifs, pour les portes de cage d'ascenseur respectives. La figure 2 illustre de façon plus détaillée la construction du système d'antenne. Sur la porte d'ascenseur 18 est fixée une plaque isolante 19 à laquelle est également fixée une plaque 5 portant la tension d'écran ou de blindage. De l'autre côté de cette plaque 5 est prévue une plaque isolante 20 sur laquelle est montée l'antenne 3 proprement 10 dite. Une protection 21 en matière isolante est disposée du côté extérieur sur le bord de la porte de cabine d'ascenseur. Un agencement similaire est prévu sur la porte 22 de cage d'ascenseur. La figure 3 est un graphique de la tension d'é15 cran, du côté de la porte de cabine, L'information de phase contenue dans cette tension doit être transférée, sans fil, à la porte de cage. On peut en principe produire de façon simple, par exemple au moyen d'opto-isolateurs, une tension pulsée Uv du côté de la porte de cage, à partir de laquelle 20 une tension d'écran dont la phase concorde avec Us peut être formée pour le dispositif de bande de sécurité sur la porte de cage. Les figures 4 et 5 illustrent donc deux façons de mettre en oeuvre ce principe, au niveau du dispositif. La figure 4 représente un exemple de mise en phase 25 sans fil entre les portes de cabine et les portes de cage, par utilisation d'une modulation de largeur d'impulsion. Le signal en modulation provient d'un générateur 23 d'onde triangulaire et il est appliqué à un amplificateur opérationnel 24 servant de comparateur, le signal de modulation, 30 c'est-à-dire la tension d'écran Us, étant également appliqué à ce même amplificateur. Une photodiode 25 transmet le signal sinusoïdal modulé à un photo-transistor 26, à travers l'intervalle entre les portes de cabine et les portes de cage d'ascenseur, le signal fourni par le transistor 26 étant filtré au moyen d'un circuit RC comprenant une résis- tance 27 et un condensateur 28, pour fournir à nouveau une onde sinusoldale Us' ayant la même phase que Us. Ce circuit peut être entièrement réalisé avec des composants usuels. Les exigences les plus sévères concernent l'opto-isolateur lui-même qui doit permettre une cadence de transfert de 100 kHz environ si la fréquence de la tension d'écran est de kHz. Toutefois, le choix d'un type d'opto-isolateur approprié ne présente pas de difficulté pour les hommes de l'art. La figure 5 illustre un autre exemple de mise en 10 phase sans fil entre les portes de cabine et les portes de cage d'ascenseur, utilisant une boucle à blocage de phase et un oscillateur sinusoïdal. La tension d'écran Us est appliquée à un amplificateur opérationnel 29, qui fournit le signal convenablement amplifié à une photo-diode 30 qui 15 transmet optiquement le signal de phase, de la manière décrite plus haut (figure 3) , à travers l'intervalle entre les portes de cage et les portes de cabine, à un phototransistor 31. Le transistor commande une boucle à blocage de phase 32 et celle-ci commande à son tour un oscillateur 20 sinusoïdal 33. L'oscillateur peut être un circuit d'intégration et d'inversion double, réalisé avec des amplificateurs opérationnels, qui fournit, à partir d'un signal d'entrée sinusoïdal, une tension-sinusoldale Us' par des techniques bien connues. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à 1' esprit du technicien en 30 la matière sans s'écarter du cadre, ni de la portée de la présente invention. Par exemple, on ne se limite pas à un mode donné de transmission de signal utilisant des optoisolateurs entre les portes de cabine et les portes de cage et on peut envisager tout type de transmission de données 35 sans fil. Revendications 1. Dispositif de sécurité capacitif pour une porte évitant automatiquement les obstacles, telle qu'une porte d'ascenseur, comprenant des composants électroniques de commande de type connu pour commander des antennes (3) qui agissent comme un élément de mesure capacitif, de manière à établir sur ces antennes (3) et sur des antennes de tension d'écran (5) éliminant les variations de capacité ambiante une tension d'écran (Us) de phase identique, caractérisé en ce que la porte de cage d'ascenseur 10 (22), qui se ferme en même temps que la porte de cabine (18), est équipée d'antennes de mesure de capacité (3) et de composants électroniques de commande semblables à ceux de la porte de cabine, ainsi que d'antennes similaires (5) de tension d'écran dans la bande de sêcuritd,qui fonction15 nent sur une tension d'écran (Us ') ayant la même phase que pour la bande de sécurité de la porte de cabine, le fonctionnement des dispositifs de porte sur la porte de cage et sur la porte de cabine d'ascenseur avec une phase identique étant obtenu au moyen d'une unité (23-28;29-34) de transfert 20 de tension d'écran (Us) sans fil. 2. Dispositif de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la transmission sans fil de la tension d'écran (Us) est effectuée au moyen de composants photo-électriques, tels que des opto-isolateurs (25, 25 26;30,31). 3. Dispositif de sécurité suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la tension d'écran (Vs) est appliquée à un modulateur de largeur d'impulsion (23,24), avant la transmission sans fil au moyen d'un optoisolateur 30 (25,26), et en ce que le signal transféré est appliqué à un filtre (27,28) pour fournir une tension alternative sinusoldale (Us'). 4. Dispositif de sécurité suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la tension d'écran (Us),ou un signal sinusoïdal proportionnel à cette tension,est appliqué à un opto-isolateur (30,31), tel quel ou après avoir été redressé au moyen d'une diode, de sorte que la tension d'écran est transférée sans fil,sensiblement sous forme re5 dressée à demi-onde, et en ce que le signal transféré commande un oscillateur sinusoïdal (33) pour fournir une tension alternative sinusoïdale (Us'1).