Brevet FR2689280A1 — publié le 19931001

i La présente invention concerne des détecteurs de condition du type photoélectrique Plus particulièrement, la présente invention concerne des détecteurs de fumée du type photoélectrique susceptibles d'être temporairement mis en silence si une alarme inappropriée est générée. Les détecteurs de fumée ont été reconnus comme étant des systèmes utiles en ce sens qu'ils produisent un avertissement précoce lorsqu'une fumée ambiante augmente jusqu'à un niveau non souhaitable Lorsque le niveau prédéterminé de fumée a été détecté, les détecteurs génèrent une alarme audible ou visuelle. Deux types de détecteurs sont disponibles sur le marché. Le premier de ces types est appelé type ionique Le second type est appelé type photoélectrique. Il a également été reconnu qu'à certains instants, particulièrement dans des environnements de cuisine, le niveau de fumée ambiant peut augmenter en l'absence d'une condition d'incendie dangereuse Ceci peut se produire lorsque des huiles de cuisine, par exemple, sont temporairement surchauffées d'o le dégagement d'un niveau de fumée qui peut placer un détecteur situé à proximité dans une condition d'alarme. Ces alarmes intempestives sont agaçantes et non souhaitables On connaît également dans l'art antérieur des détecteurs du type ionique qui comportent une caractéristique de mise en silence qui peut être activée afin de mettre temporairement en silence le détecteur. Ces caractéristiques de mise en silence peuvent être activées au moyen d'un bouton-poussoir par exemple et elles peuvent faire en sorte que l'unité soit hors d'alarme relativement rapidement pendant une période temporelle prédéterminée telle que dix à quinze minutes Pendant cette période temporelle, la condition de fumée se dissipe habituellement et à la fin de la période de mise en silence, lorsque le détecteur devient à nouveau actif, il ne revient normalement pas dans l'état d'alarme. Un système de mise en silence connu est décrit par Bellavia et suivants dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 901 056 qui appartient à la demanderesse de la présente invention. Des structures de détecteur photoélectrique connues sont décrites par Dederich et suivants dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 539 556 et par Keeler et suivants dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 626 695, lesquels deux brevets appartiennent à la demanderesse de la présente invention. Il existe toujours un besoin pour un circuit peu coûteux et efficace qui puisse être utilisé pour mettre en silence les détecteurs photoélectriques dans l'éventualité d'alarmes intempestives De préférence, ce circuit doit inclure un nombre relativement limité de composants supplémentaires à coût faible en plus des composants nécessaires pour mettre en oeuvre le circuit de détecteur. Un circuit de mise en silence est prévu pour une utilisation avec une unité de détection de condition du type photoélectrique Dans un mode de réalisation de l'invention, le circuit de mise en silence, lorsqu'il est activé, modifie une condition de polarisation d'un capteur prévu dans le détecteur La sensibilité de l'unité est de ce fait réduite. Dans un second mode de réalisation décrit, un niveau d'énergie d'impulsions produit pour une source d'énergie radiante prévue dans l'unité est réduit au moyen du circuit de mise en silence La sensibilité de l'unité est de ce fait réduite. Dans le mode de réalisation qui modifie la polarisation selon l'invention, un amplificateur de commutation est couplé au circuit de polarisation prévu pour l'élément de détection d'énergie radiante Au moyen de la commutation de l'élément de commutation, en réponse à un souhait qui consiste à rendre l'unité silencieuse, le point de polarisation du capteur peut être modifié. La période de silence peut être établie au moyen d'un circuit résistancecapacité (RC) qui est initialement chargé pour activer l'élément de commutation de modification de polarisation Le circuit RC maintient cet élément activé jusqu'à ce que la capacité associée se décharge jusqu'à un niveau prédéterminé A ce point, l'élément de commutation se désactive et la polarisation relative à l'unité revient à sa sensibilité normale plus importante. Dans le second mode de réalisation de l'invention, une source d'impulsions produit des impulsions d'énergie électrique pour une source d'énergie radiante telle qu'une diode émettrice de lumière La diode émettrice de lumière excitée émet de l'énergie radiante à un niveau prédéterminé, ce qui établit un certain niveau de sensibilité pour l'unité. Un circuit de mise en silence couplé au circuit de générateur d'impulsions, lorsqu'il est activé, réduit le niveau d'énergie des impulsions produites pour la source d'énergie radiante Ainsi, le niveau résultant de l'énergie radiante puisée est réduit Il résulte de cela que le niveau de sensibilité du détecteur est diminué. Un circuit RG peut être chargé et utilisé dans le but d'établir la durée de la période à sensibilité réduite Lorsque la capacité se décharge suffisamment jusqu'à un niveau prédéterminé, le niveau de réduction d'énergie cesse d'affecter le générateur d'impulsions Le niveau d'énergie des impulsions appliquées à la source d'énergie radiante augmente alors jusqu'à son niveau initial, ce qui ramène l'unité à sa condition de sensibilité plus importante. Ces aspects ainsi que d'autres de la présente invention apparaîtront plus clairement suite à la lecture de la description qui suit, lecture effectuée en relation avec les dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 est un schéma fonctionnel global d'un détecteur du type photoélectrique qui illustre des premier et second modes de réalisation d'un circuit de mise en silence selon la présente invention; la figure 2 est un schéma de photodétecteur la figure 3 est un schéma d'un circuit de mise en silence par modification de polarisation susceptible d'être utilisé avec les détecteurs de la figure 2 selon la présente invention; la figure 4 est un graphique de formes d'onde sélectionnées en provenance du circuit de la figure 3; la figure 5 est un schéma d'un circuit de mise en silence par modification de niveau d'énergie d'impulsions selon la présente invention; et la figure 6 est un graphique de formes d'onde sélectionnées en provenance du circuit de la figure 5. Bien que la présente invention soit susceptible de modes de réalisation se présentant sous bon nombre de formes différentes, des modes de réalisation spécifiques de la présente invention sont représentés sur les dessins et sont décrits ici en détail étant entendu que la compréhension de la présente description doit être considérée en tant qu'exemple des principes de la présente invention et n'est pas destinée à limiter l'invention aux modes de réalisation spécifiques représentés. La figure 1 représente une unité de détection photoélectrique 10 qui inclut une source d'énergie radiante telle qu'une diode émettrice de lumière (DEL) 12 et un capteur d'énergie radiante tel qu'une photodiode 14 Lorsque l'unité 10 est un détecteur de fumée photoélectrique, la source 12 et le capteur 14 peuvent être supportés mécaniquement dans la chambre 16 d'une façon classique Dans la chambre 16, la source 12 est optiquement isolée du capteur 14 au moyen d'une chicane ou de toute autre structure classique 18 Les éléments de l'unité peuvent être supportés par un boîtier 16 a illustré en pointillés sur la figure 1. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le capteur 14 est polarisé jusqu'à un point de fonctionnement prédéterminé au moyen d'un circuit de polarisation 22 En tant que résultat de l'action du circuit de polarisation 22, de l'énergie radiante incidente réfléchie R qui arrive sur le capteur 14 génère un signal électrique de sortie connu en provenance du capteur sur une ligne 24 Ce signal peut être amplifié dans un amplificateur 26 et comparé dans un comparateur 30 à une référence 32 Si le signal électrique émis en sortie du capteur 14 excède la référence prédéterminée 32, une condition d'alarme peut être indiquée soit de façon audible soit de façon visuelle. La structure de la chambre 16 est telle que pour un niveau donné de fumée ambiante, un niveau connu d'énergie radiante R est réfléchi sur le capteur 14 Comme il est bien connu, lorsque le niveau de fumée dans la chambre 16 augmente, le degré de réflexion de l'énergie radiante R sur le capteur 14 augmente également Il résulte de cela que le signal électrique appliqué sur la ligne 24 produit une indication directe du niveau de fumée ambiante dans la chambre 16. L'énergie radiante réfléchie R est produite de façon à arriver en incidence sur le capteur 14 du fait que la source 12 est excitée au moyen d'une série d'impulsions en provenance d'un générateur d'impulsions 36 Le niveau d'énergie associé à chacune des impulsions en provenance du générateur 36 produit une impulsion de sortie d'énergie radiante R' depuis la source 12. Un circuit de modification de polarisation 40 est couplé à un circuit d'établissement de polarisation 42 Afin d'activer le mode mise en silence pour le détecteur 10, un commutateur 42 peut être momentanément fermé. Le circuit de modification de polarisation 40, en réponse à la fermeture momentanée du commutateur 42, modifie le courant de polarisation qui arrive au capteur 14, d'o son décalage jusqu'à une région qui est telle que pour un niveau donné d'énergie radiante incidente R, un signal plus faible est généré sur la ligne 24 Il résulte de cela que la sensibilité de l'unité 10 est réduite. Le circuit de modification de polarisation 40 peut inclure un circuit de cadencement tel qu'une combinaison résistance- capacité dans le but d'établir temporairement un point de polarisation modifié A la fin d'une période temporelle prédéterminée, le circuit de modification de polarisation revient à son état initial et le capteur 14 revient à son point de polarisation initial. La figure 1 représente également en pointillés un autre circuit 50 destiné à mettre en oeuvre une fonction de mise en silence Le circuit 50 peut être utilisé en lieu et place du circuit de modification de polarisation 40. Le circuit 50 modifie un niveau d'énergie des impulsions produites par le générateur 36 pour la source d'énergie radiante 12 En réponse à une fermeture momentanée d'un commutateur 52, le circuit de modification d'impulsions 50 réduit le niveau d'énergie dans les impulsions produites par le générateur 36 pour la source 12 Il s'ensuit que l'énergie radiante R' émise depuis celle-ci est réduite Il résulte de cela que l'énergie radiante réfléchie R qui arrive en incidence sur le capteur 14 est également réduite L'unité 10 présente donc une sensibilité plus faible. Le circuit de modification d'impulsions 50 peut également inclure un circuit de cadencement tel qu'un réseau résistance- capacité pour établir une période temporelle prédéterminée au cours de laquelle le niveau d'énergie des impulsions produites pour la source 12 est réduit A la fin de cette période temporelle, le niveau d'énergie des impulsions produites pour la source 12 revient à un état initial plus élevé, ce qui augmente l'intensité de sortie de l'énergie radiante R' Le détecteur 10 revient alors à son niveau de sensibilité normal. Il est bien entendu que les commutateurs 42 et 52 ne doivent pas nécessairement être des commutateurs actionnables à la main Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique n O 4 901 056 de Bellavia et suivants mentionné ci-avant propose et décrit un système dans lequel une fonction de mise en silence peut être activée à une certaine distance au moyen d'un utilisateur qui utilise une source d'énergie radiante qu'il tient à la main telle qu'un flash Ces formes d'activation à distance de la fonction de mise en silence décrite ci-avant qui utilisent l'un ou l'autre des modes de réalisation décrits s'inscrivent dans l'esprit et le cadre de la présente invention. La figure 2 est un schéma d'un photodétecteur 10 considéré comme typique Les éléments du détecteur 10 de la figure 2 qui ont été précédemment identifiés en relation avec la figure 1 sont porteurs des mêmes index d'identification. Le détecteur 10 inclut un circuit intégré 60 Le circuit intégré 60 peut être un produit disponible commercialement tel que le circuit intégré MC 145010 de Motorola. Une photodiode ou photodétecteur 14 est couplé à l'entrée de détection, soit la broche 3, du circuit intégré 60 Le capteur 14 est polarisé par le circuit de polarisation 22, lequel inclut des résistances 62 et 64 La résistance 62 est à son tour couplée directement à une pile 66 qui alimente l'unité 10. La source 12, soit une diode émettrice de lumière infrarouge par exemple, est couplée au générateur d'impulsions de source 36 Le générateur d'impulsions de source 36 inclut un élément de commutation 68 et une résistance 68 a. L'élément de commutation 68, lorsqu'il est conducteur, permet la circulation d'un courant au travers de la source 12 d'o la génération d'une énergie radiante L'amplitude du courant qui traverse la source 12 est commandée par la valeur dont l'élément de commutation 68 est passant ou conducteur. L'élément de commutation 68 est à son tour commandé au moyen d'un circuit de polarisation de source 70 Le circuit de polarisation de source 70 inclut des première et seconde résistances couplées en série 72 a et 72 b. Le circuit de polarisation de source produit du courant sur une ligne 74 pour l'élément de commutation 68 dans le but de rendre ce dernier conducteur pour ainsi appliquer de l'énergie électrique à la source constituée par la diode émettrice de lumière 12 Plus l'amplitude de courant qui circule sur la ligne 74 est importante, plus ce transistor 68 est conducteur Cet effet de conduction augmente à son tour le niveau de l'énergie qui est appliquée à la source d'énergie radiante 12. Le circuit de polarisation de source 70 est commandé par le circuit intégré 60, soit par sa broche de sortie 6 La broche 6 produit un courant de polarisation puisé qui peut être utilisé pour commander l'élément de commutation 68. La largeur de l'impulsion produite au niveau de la broche de sortie 6 du circuit intégré 60 est déterminée par la valeur d'une résistance de cadencement 74 a et d'une capacité 74 b Pour les valeurs représentées, la largeur d'impulsion de sortie nominale en provenance de la broche 6 est de l'ordre de 190 à microsecondes. Pendant la période d'impulsions de 200 microsecondes, du courant présent sur la ligne 74 rend l'élément de commutation 68 conducteur, d'o la production d'une impulsion d'énergie électrique pour la source 12 Cette impulsion est à son tour convertie en un degré correspondant d'énergie radiante R' En fonction du niveau de courant présent sur la ligne 74, le degré de l'énergie électrique produite pour la source 12 peut être augmenté ou diminué. Si le niveau du courant présent dans la ligne 74 est diminué, le niveau de l'énergie radiante de sortie R' en provenance de la source 12 est diminué ce qui réduit la sensibilité de l'unité 10 Si le courant présent dans la ligne 74 est augmenté, le niveau de l'énergie radiante de sortie R' en provenance de la source 12 est augmenté, ce qui augmente la sensibilité de l'unité. L'unité 10 inclut également une sirène piézoélectrique classique 78 destinée à générer une alarme audible dans l'éventualité o le niveau de fumée détecté, lequel niveau est proportionnel à l'énergie radiante R, laquelle fumée arrive sur le capteur 14, excède un niveau prédéterminé. Dans l'éventualité o il est souhaitable de pouvoir coupler une unité externe telle qu'une lumière ou autre au détecteur 10, un port de sortie 80 a ainsi qu'un élément de commutation afférent 80 b sont prévus En outre, s'il est souhaitable de coupler une pluralité d'unités correspondant à l'unité 10 ensemble, un autre port de sortie 80 c est prévu Des unités peuvent être couplées ensemble au niveau du port 80 c. La figure 3 est un schéma du circuit de modification de polarisation 40 Le circuit de modification de polarisation 40 peut être supporté sur le boîtier 16 a avec le reste du détecteur et peut être alimenté par la pile 66. Le circuit de modification de polarisation 40 inclut un commutateur de mise en silence actionnable à la main 42 Le commutateur 42 est couplé à un circuit de constante de temps RC comportant une capacité 84 a et une résistance 84 b Le commutateur 42 est également couplé via une résistance de limitation 84 c à un transistor de commutation 86. Le transistor 86 est à son tour couplé à un autre transistor de commutation 88 Le transistor 88 est à son tour couplé via une résistance de limitation 90 et un noeud 92 (voir figure 2) au circuit de polarisation 22. Lorsque le commutateur 42 est fermé, la combinaison résistance- capacité 84 a, 84 b est chargée Simultanément, le transistor 86 est rendu passant tout comme le transistor 88. Ceci a pour effet à son tour d'augmenter la tension au niveau du noeud 92, ce qui modifie la polarisation de l'élément 14 et ce qui réduit la sensibilité de l'unité 10 Le point "B" de la figure 3 est connecté électriquement au point "B" de la figure 2. Un schéma, figure 4, représente diverses formes d'onde du circuit de modification de polarisation 40, ces formes d'onde étant tracées en fonction du temps Pour les formes d'onde de la figure 4, le commutateur 42 est fermé à zéro seconde. Lors de la fermeture du commutateur 42, une tension 84 d aux bornes de la combinaison résistance-capacité 84 a, 84 b augmente depuis une valeur faible, soit pratiquement zéro volt, jusqu'à un maximum puis s'amortit en exponentielle comme représenté Simultanément à l'augmentation jusqu'à un maximum de la tension 84 d, le transistor 86 commence à conduire et la tension au niveau de son collecteur 86 a, laquelle est représentée en tant que forme d'onde 86 b sur la figure 4, chute de façon significative jusqu'à environ trois volts, ce qui provoque le passage à l'état conducteur du transistor de commutation 88 La tension 86 b augmente en réponse à la diminution de la tension aux bornes de la combinaison résistance-capacité 84 a, 84 b. La tension au niveau du noeud 92, laquelle est représentée en tant que forme d'onde 88 a sur la figure 4, augmente depuis une valeur légèrement inférieure à 6 volts jusqu'à une valeur de l'ordre de 8 volts immédiatement après la fermeture du commutateur 42 Ceci est observé en réponse au passage à l'état conducteur du transistor 88. Pendant le temps o la tension 84 d est à un niveau haut et o le transistor 88 est conducteur, la tension 88 a au niveau du noeud 92 se maintient à un niveau haut et est sensiblement constante Pendant cet intervalle temporel, la polarisation du capteur 14 est modifiée et l'unité 10, en tant que résultat, est moins sensible Lorsque la tension 84 d diminue suffisamment, après environ 220 secondes, la tension 88 a au niveau du noeud 92 chute jusqu'à sa valeur originale en réponse au passage à nouveau du transistor 88 à l'état bloqué. Dans une région 88 b, le transistor 88 est dans son processus de passage à l'état bloqué La période temporelle à sensibilité réduite pour l'unité 10, laquelle utilise le circuit 40, est de l'ordre de 220 secondes. A la fin de la période temporelle à sensibilité réduite, la tension 88 a revient à sa valeur de régime permanent, laquelle valeur est légèrement inférieure à 6 volts Le détecteur, à cet instant, est revenu à sa sensibilité normale. La figure 5 est un schéma d'un circuit destiné à modifier le niveau d'énergie des impulsions générées par la source 12 dans le but de réduire la sensibilité de l'unité 10 Comme discuté précédemment, le circuit 50 pourrait être utilisé en tant qu'alternative au circuit de modification de polarisation 40 de la figure 3. 1 1 Le commutateur 52 qui initialise l'intervalle temporel à sensibilité réduite est couplé à un circuit de constante de temps RC qui inclut une capacité 100 a et une résistance associée 100 b. Le commutateur -52 est également couplé à la résistance de limitation de courant 102 a laquelle à son tour est couplée à la base d'un transistor de commutation 102 b. Un émetteur du transistor 102 b est à son tour couplé à la base d'un second transistor de commutation 104 a Un collecteur du transistor 104 a, via une résistance 104 b, est à son tour couplé à la ligne 74 du circuit de polarisation de source 70. Lorsque le commutateur 52 est fermé, le circuit résistance-capacité 100 a, 100 b est chargé, ce qui rend passants les transistors 102 b et 104 a Il résulte de cela que du courant est tiré depuis la ligne 74 via la résistance 104 b. Le courant tiré réduit la commande de base appliquée au transistor de commutation 68, ce qui réduit la valeur selon laquelle le transistor est rendu passant Il résulte de cela que l'amplitude du courant qui circule dans la source 12 est réduite, ce qui réduit l'amplitude de l'énergie appliquée à la source 12 pendant les intervalles de 200 microsecondes, lorsque le transistor 68 est conducteur L'énergie radiante de sortie R' en provenance de la source 12 est réduite, ce qui réduit la sensibilité du détecteur. La figure 6 est un graphique d'une forme d'onde 100 c aux bornes de la capacité 100 a pendant la période de mise en silence, ainsi que de la tension 74 a, 74 b sur la ligne 74 pendant la période de mise en silence. Lorsque le commutateur 52 est fermé, à des instants égaux à zéro seconde, la tension 74 a sur la ligne 74 chute jusqu'à une valeur 74 b du fait que le transistor 104 a commence à être conducteur Comme décrit précédemment, le transistor 104 a commence à être conducteur du fait que la tension 100 c aux bornes de la capacité 100 a a été chargée jusqu'à une valeur de pic de l'ordre de 8 volts Cette tension bloque les transistors 102 b et 104 a dans un état conducteur pendant la durée au cours de laquelle il se décharge. Comme représenté sur la figure 6, la tension 74 b sur la ligne 74 est réduite pendant la période de mise en silence qui s'étend sur environ 190 secondes à partir de la fermeture initiale du commutateur A la fin de cette période temporelle, la tension sur la capacité 100 a est diminuée en valeur, de telle sorte que les transistors 102 a et 104 a sont conducteurs à un niveau réduit. Pendant une période de transition 74 c au cours de laquelle le transistor 102 b continue à être bloqué, la tension sur la ligne 74 augmente et revient à sa valeur de tension de régime permanent plus importante Pendant cette période, l'unité 10 revient à son niveau de sensibilité normal. Sur la figure 3, un transistor d'accélération d'oscillateur lia qui est rendu passant par la tension 84 d est utilisé pour accélérer la réponse du détecteur 10 pendant la période de mise en silence Un transistor similaire 11 Ob est également prévu dans le circuit 50 de la figure 5 En outre, un commutateur de test 52 a est prévu pour le test manuel du détecteur 10. Au vu de ce qui précède, on peut observer que de nombreuses variantes et modifications peuvent être réalisées sans que l'on s'écarte ni l'esprit ni du cadre de l'invention Il est également bien entendu qu'aucune limitation quant à l'appareil spécifique représenté ici n'est envisagée. REVENDICATIONS 1 Unité de détection de condition ( 10) pourvue d'un paramètre de sensibilité modifiable, comprenant: un détecteur de condition incluant une source excitable ( 12) d'énergie radiante et un capteur polarisable ( 14) d'énergie radiante; un circuit ( 36) couplé à ladite source ( 12) pour exciter celle-ci; un circuit ( 22) couplé audit capteur ( 14) pour polariser celui-ci; un élément d'activation ( 42); et un circuit de modification de sensibilité couplé audit élément ( 42) et sensible à celui-ci pour modifier temporairement un paramètre de sensibilité dudit détecteur, caractérisée en ce que: ledit circuit de modification inclut un circuit pris parmi un circuit ( 40) pour modifier ladite polarité dudit capteur ( 14) et un circuit ( 50) pour modifier ladite excitation de ladite source ( 12). 2 Unité de détection de condition ( 10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit circuit de polarisation ( 22) applique un premier courant de polarisation audit capteur ( 14) et en ce que ledit circuit de modification de polarisation ( 40) inclut un circuit de cadencement pour modifier ledit premier courant pendant une durée prédéterminée. 3 Unité de détection de condition ( 10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit circuit de modification de polarisation ( 40) inclut un circuit pour augmenter une tension appliquée audit capteur ( 14) pendant ladite période temporelle prédéterminée. 4 Unité de détection de condition ( 10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit circuit de modification ( 40) inclut un circuit de cadencement qui génère un signal électrique pour établir un intervalle temporel de modification. Unité de détection de condition ( 10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit circuit d'excitation ( 36) produit de l'énergie électrique à un premier niveau pour ladite source ( 12) et en ce que ledit circuit de modification d'excitation ( 50) inclut un circuit pour modifier ledit niveau d'énergie pendant une période temporelle prédéterminée. 6 Unité de détection de condition ( 10) selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit circuit de modification de niveau d'énergie inclut un circuit pour réduire ledit niveau d'énergie pendant ladite période temporelle prédéterminée. 7 Unité de détection de condition ( 10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit élément d'activation ( 42) inclut un élément actionnable à la main. 8 Unité de détection de condition ( 10) pourvue d'un paramètre de sensibilité modifiable, caractérisée en ce qu'elle comprend: un détecteur de condition incluant un élément de photodétection polarisable ( 14); un circuit ( 22) pour polariser ledit élément de détection à un premier niveau de sensibilité; un élément actionnable à la main ( 42) un circuit ( 40) couplé entre ledit élément ( 42) et ledit capteur ( 14) pour temporairement polariser ledit élément de détection à un second niveau de sensibilité différent en réponse à un actionnement manuel dudit élément ( 42); et un circuit ( 26, 30, 32) couplé audit capteur ( 14) pour déterminer si la condition a été détectée.