Brevet FR2685078A1 — publié le 19930618

La présente invention concerne les détonateurs destinés à des engins explosifs tels que les mines pour l'attaque d'un véhicule en mouvement, par exemple un tank. Un type de détonateur connu destiné à des engins explo- sifs de ce genre est sensible aux vibrations du sol, dénommées ci-après "sismiques",ou aux vibrations acoustiques provenant du véhicule en mouvement et comprend un capteur destiné à conver- tir ces vibrations en des signaux électriques analogiques et un dispositif de mesure et comptage destiné à fournir un signal de mise à feu à partir des signaux analogiques Le dispositif de mesure et comptage effectue l'intégration de la caractéristique amplitude-temps des signaux analogiques et fournit le signal de mise à feu lorsque l'intégrale présente une valeur supérieure à une valeur critique. L'un des inconvénients de ce détonateur connu consiste en ce que l'amplitude des signaux analogiques dépend des conditions du sol entre le capteur et le véhicule en mouvement et, par conséquent, le signal de mise à feu peut ne pas être fourni au moment optimal. Les recherches qui ont conduit à l'invention ont montré que la fréquence moyenne des vibrations acoustiques ou sismiques provenant d'un tank en mouvement varie d'une façon approximati- vement linéaire avec la vitesse du tank De plus, on s'est rendu compte que la distribution des fréquences des vibrations prove- nant des diverses parties du tank présente une valeur maximale pour la partie centrale Ces découvertes ont été utilisées dans la présente invention, qui a pour but de remédier aux inconvé- nients précités et d'apporter une solution à ces problèmes en permettant la réalisation d'un dispositif de mesure et comptage qui fournisse le signal de mise à feu à partir de la caractéris- tique fréquence-temps des signaux analogiques. L'invention est essentiellement matérialisée dans un détona- teur pour engin explosif comprenant: a) un capteur destiné à convertir les vibrations reçues à partir d'un véhicule en mouvement en des signaux électriques analogiques, b) un dispositif de mesure et comptage destiné à fournir un signal de mise à feu à partir de la caractéristique fréquence- temps des signaux analogiques, et c) un dispositif de détection destiné à valider le disposi- tif de mesure et comptage lorsque le véhicule se trouve dans cer- taines limites de proximité par rapport au capteur. Lors de l'utilisation, le dispositif de mesure et comptage peut effectuer l'intégration de la caractéristique fréquence- temps et fournir le signal de mise à feu lorsque lintégrale atteint une valeur critique Selon un mode de réalisation pré- féré de ltinvention, le dispositif de mesure et comptage com- prend un compteur destiné à compter les signaux analogiques et a fournir le signal de mise à feu lorsque le compte atteint une valeur critique. A titre de variante, le dispositif de mesure et comptage peut comprendre un compteur de vitesse ou de rythme destiné à mesurer la fréquence instantanée des signaux analogiques et à fournir le signal de mise à feu lorsque cette fréquence ins- tantanée passe par une valeur maximale. Lors de l'utilisation, le dispositif de mesure et comptage peut effectuer la dérivation de la caractéristique fréquence- temps et fournir le signal de mise à feu lorsque la dérivée atteint une valeur critique Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif de mesure et comptage comprend un compteur de vitesse destiné à mesurer la fréquence instantanée des signaux analogiques et un circuit de dérivation destiné à effectuer la dérivation du signal de sortie du compteur de vi- tesse et 'à fournir le signal de mise à feu lorsque la dérivée atteint une valeur critique Un second circuit de dérivation peut être prévu afin d'effectuer la dérivation du signal de sortie du premier circuit de dérivation de manière à fournir une dérivée seconde pour déclencher le signal de mise à feu. Le capteur peut être sensible aux vibrations sismiques et comprendre un accéléromètre comportant un élément piézo-céramique si P-. portant une masse inertielle ou sismique, ou bien le capteur peut être sensible aux vibrations acoustiques et comprendre un élément du genre microphone. Le dispositif de détection peut comprendre un discriminateur ou comparateur d'amplitudes grâce auquel, lors de l'utilisation, le dispositif de mesure et comptage ne reçoit que les signaux analogiques dont l'amplitude présente une valeur supérieure a une valeur de seuil mais, de préférence, le dispositif de détec- tion comprend un capteur magnétique tel qutun magnétomètre ou un autre type de capteur passif agencé de manière à fournir un signal de validation au dispositif de mesure et comptage lorsque le véhicule se trouve dans certaines limites de proximité par rapport au capteur A titre de variante, un capteur actif du type utilisé dans certains détecteurs de métaux peut également être employé d'une façon similaire. Les détonateurs selon l'invention peuvent être équipés d'un conformateur de formes d'ondes destiné à conformer les signaux analogiques en des impulsions avant leur application au dispo- sitif de mesure et comptage. Deux modes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits à titre d'exemples uniquement en se référant aux dessins annexés donnés à titre non limitatif et dans lesquels La figure 1 est une représentation schématique sous forme de blocs du circuit correspondant à un premier mode de réali- sation d'un détonateur selon ltinvention utilisant un disposi- tif de mesure et comptage comprenant un compteur d'impulsions. La fig 2 est une représentation schématique sous forme de blocs du circuit correspondant à un second mode de réalisation d'un détonateur selon l'invention utilisant un dispositif de me- sure et comptage comprenant un compteur de vitesse ou de rythme d' impulsions. La figure 3 est une représentation graphique de diverses formes d'ondes apparaissant au niveau d'éléments de liaison qui sont désignés par des références correspondantes sur les figu- res 1 et 2. Si l'on se réfère maintenant à la figure 1, celle-ci montre un premier mode de réalisation du détonateur selon l'invention, dans lequel des variations apparaissant dans le champ magnétique local sont détectées par un dispositif de détection comprenant un capteur magnétique 1, qui est du type magnétomètre et dont le signal de sortie est appliqué, par l'intermédiaire d'un amplifi- cateur 2, à un circuit de comparaison à seuil 3 Lorsque le niveau du signal appliqué au circuit de comparaison à seuil 3 pré- sente une valeur supérieure à 5 un niveau pré-réglé, un signal de sortie, présentant d'une manière type la forme d'onde a% deux niveaux (silence-signal) qui est désignée par A sur la figure 3, est transmis à une première entrée d'une porte ET à deux entrées, désignée par 4, et à une première entrée de validation d'un comp- teur 5 constituant le dispositif de mesure et comptage. Les vibrations du sol ou vibrations sismiques locales sont détectées par un capteur sismique 6 du type accéléromètre, dont le signal de sortie présente d'une manière type la forme d'onde désignée par B sur la figure 3 Cette forme d'onde est filtrée et convertiedans un convertisseur de formes d'ondes 7, en un train d'impulsions présentant des largeurs ou durées et des hauteurs constantes et représenté par la forme d'onde C visible sur la figure 3, ce train d'impulsions étant appliqué à une seconde entrée du compteur 5. Lorsque le compteur 5 a été validé par le signal de sortie provenant du circuit de comparaison à seuil 3, les impulsions d'entrée sont comptées et, aussitôt qu'une valeur de comptage ou un compte d'impulsions pré-réglé est atteint, il apparaît un signal de sortie Ce signal de sortie est appliqué en retour au compteur 5, de manière à bloquer ou interdire l'apparition d'autres signaux de sortie, et est également appliqué à une seconde entrée de la porte ET 4 Le compte d'impulsions pré- réglé peut être sélectionné de telle sorte que le signal de sortie est produit après une fraction désirée quelconque de la période de validation totale, c'est-à-dire de la période totale pendant laquelle le véhicule est suffisamment proche pour amener le signal appliqué au circuit de comparaison à seuil 3 à présen- ter une valeur supérieure au niveau pré-réglé et, par exemple, présenter la valeur moitié, fournissant à la sortie du compteur une forme d'onde à deux niveaux (silence-signal) telle que celle qui est désignée par D sur la figure 3. La présence simultanée des deux signaux d'entrée, c'est-à- dire des deux formes d'ondes A et D a% l'état "signal" ou état excité, au niveau de la porte ET 4, amène cette porte à pro- duire un signal de sortie qui déclenche un circuit de mise à feu 8 Dans l'éventualité d'une panne ou d'un mauvais fonction- nement ne permettant pas d'atteindre le compte d'impulsions pré-réglé avant que ne cesse l'influence magnétique, le comp- teur 5 est ramené à la valeur nulle par interruption du signal d'entrée de validation qui est reçu à partir du circuit de com- paraison à seuil 3. Les spécialistes de ces techniques se rendront compte que la porte ET 4 n'est pas essentielle dans le montage simple du premier mode de réalisation décrit jusqu'ici, du fait que le signal de sortie provenant du compteur 5 pourrait être utilisé pour déclencher directement la mise à feu Cependant, l'intro- duction d'une porte ET à deux ou plusieurs entrées fournit des assurances supplémentaires concernant le fait que les deux influences magnétique et sismique doivent être présentes simul- tanément avant que la mise à feu ne puisse avoir lieu et per- mettent d'une façon convenable d'établir les interconnexions avec d'autres signaux de commande provenant par exemple de circuits d'armement. Si l'on se réfère maintenant à la figure 2, celle-ci montre un second mode de réalisation du détonateur selon l'invention, qui est identique au premier mode de réalisation à ceci près que le compteur 5 est remplacé par un compteur de vitesse ou de rythme 9 derrière lequel est monté un circuit de dérivation et de conformation 10 Dans ce montage, la vitesse ou le rythme d'arrivée des impulsions faisant partie du train d'impulsions qui est représenté par la forme d'onde C sur la figure 3,est mesuré par le compteur de vitesse 9 qui fournit un signal de sortie présentant la forme d'onde désignée par E sur la figure 3. Ce signal de sortie est appliqué au circuit de dérivation et conformation 10 de manière à obtenir un signal de sortie présen- tant une forme convenable pour commuter la porte ET 4 ou bien pour déclencher directement le circuit de mise à feu. Il apparaît à l'évidence que divers éléments de circuit supplémentaires, tels que des circuits de retard, peuvent être introduits dans l'un ou l'autre des deux modes de réalisation précédemment décrits de manière à s'opposer à des contre-mesures ou brouillages spécifiques tels que des rouleaux ou des chaînes traînées et qu'en outre les capteurs sismiques peuvent être rem- placés par des capteurs acoustiques Il apparaît encore à ltévi- dence que le dispositif de détection peut être un autre dispo- sitif qu'un capteur magnétique, par exemple le capteur d'un dispositif actif tel qu'un détecteur de métaux A titre de variante, le dispositif de détection peut comprendre un discri- minateur ou comparateur d'amplitudes interposé entre la sortie du capteur sismique et le dispositif de mesure et comptage De plus, les deux modes de réalisation précités ont été décrits comme étant destinés à% des mines fonctionnant dans un rôle à attaque ventrale ou centrale, mais l'invention peut également être utilisée dans des mines ou d'autres engins explosifs fonc- tionnant selon un rôle à attaque de flanc ou latérales, un capteur de rayonnement infrarouge ou à hyperfréquences rempla- çant par exemple le capteur magnétique. D'autres modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1 Détonateur pour engin explosif comprenant un capteur des- tiné à convertir des vibrations reçues à partir d'un véhicule en mouvement en des signaux électriques analogiques, un dispositif de mesure et comptage destiné àl fournir un signal de mise à feu a partir des signaux analogiques, et un dispositif de détection destiné aà valider le dispositif de mesure et comptage lorsque le véhicule se trouve dans certaines limites de proximité par rapport au capteur, ce détonateur étant caractérisé en ce que le dispositif de mesure et comptage ( 5) fournit le signal de mise à feu à partir de la caractéristique fréquence-temps des signaux analogiques. 2 Détonateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure et comptage ( 5) comporte un dispo- sitif ( 5) destiné à effectuer l'intégration de la caractéristique fréquence-temps et à fournir le signal de mise à feu lorsque l'intégrale atteint une valeur critique. 3 Détonateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de mesure et comptage ( 5) comprend un compteur ( 5) destiné à compter les signaux analogiques et à fournir le signal de mise à feu lorsque le compte atteint une valeur critique. 4 Détonateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure et comptage ( 9) comprend un comp- teur de vitesse ou de rythme ( 9) destiné à mesurer la fréquence instantanée des signaux analogiques et à fournir le signal de mise à feu lorsque cette fréquence instantanée passe par une valeur maximale. Détonateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de mesure et comptage ( 9,10) comprend un ou deux circuits de dérivation ( 10) destinés 'à effectuer la dérivation du signal de sortie du compteur de vitesse ( 9) de manière à fournir une dérivée première ou seconde correspondante pour déclencher le signal de mise à feu. 6 Détonateur suivant l'une des revendications 1 ou 5, caractérisé en ce que le dispositif de mesure et comptage ( 9,10) comprend un dispositif ( 9,10) destiné à effectuer la dérivation de la caractéristique fréquence-temps des signaux analogiques et a fournir le signal de mise a feu lorsque la dérivée atteint une valeur critique. 7 Détonateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de détection ( 1,2,3) comprend un discriminateur ou comparateur d'amplitudes ( 3) grâce auquel, lors de l'utilisation, le dispositif de mesure et comp- tage ( 5) ne reçoit que ceux des signaux analogiques dont l'am- plitude présente une valeur supérieure à une valeur de seuil. 8 Détonateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de détection ( 1,2,3) comprend un capteur magnétique ( 1) agencé de manière à fournir un signal de validation au dispositif de mesure et comptage ( 5). 9 Détonateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend un capteur actif destiné à fournir un signal de validation au dispositif de mesure et comptage ( 5). 10 Détonateur suivant l'une quelconque des revendications 1 a% 9, caractérisé en ce qu'il comprend un conformateur de formes d'ondes ( 7) destiné a% conformer les signaux analogiques en des impulsions avant leur application au dispositif de mesure et de comptage. 11 Détonateur suivant l'une quelconque des revendications i à 10, caractérisé en ce que le capteur ( 6) comprend un accélé- romètre comportant un élément piezo-ceramique portant une masse sismique. 12 Détonateur suivant l'une quelconque des revendications 1 aà 10, caractérisé en ce que le capteur ( 6) comprend un élément du genre microphone.