Brevet FR2779529A1 — publié le 19991210

DISPOSITIF D'EVALUATION DU NIVEAU DE L'INTENSITE D'UN CHAMP MAGNETIQUE VARIABLE ET PROCEDE DE CONTROLE DE L' EFFICACITE D'UN GENERATEUR DE CHAMP MAGNETIQUE METTANT EN OEUVRE UN TEL DISPOSITIF 5 Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs permettant la mesure ou l'évaluation du champ magnétique périodique produit par des matériels de toute nature. Le dispositif selon l'invention est plus particulièrement destiné à l'évaluation du champ magnétique périodique engendré par un système de déminage terrestre, évaluation nécessaire pour les opérations de contrôle de l'efficacité du démineur, notamment avant une opération de déminage. Les systèmes de mesure existant actuellement se présentent sous la forme d'appareils de mesure ou bien de composants. Les appareils de mesure sont la plupart du temps des moyens de laboratoire complexes nécessitant dans leur mise en oeuvre un personnel qualifié. Ces moyens ne sont pas adaptés20 à une utilisation opérationnelle, c'est-à-dire sur le terrain, en raison de leur manque de robustesse et de leur faible plage de température d'utilisation. De plus, leur mise en oeuvre est longue et complexe. Ils ne peuvent donc pas permettre un contrôle rapide de l'efficacité d'un démineur25 juste avant une opération par le personnel chargé du déminage. Avec les composants, la valeur mesurée du champ magnétique n'est pas immédiatement accessible et il faut y adjoindre une électronique de gestion et de traitement et30 prévoir un conditionnement adéquat pour les rendre opérationnels. Les systèmes connus sont donc inadaptés pour les opérations de contrôle d'efficacité d'un démineur sur le terrain d'opérations.35 L'invention vise donc à fournir un dispositif simple, peu coûteux et peu encombrant, utilisable sur le terrain en milieu opérationnel, et permettant de fournir simplement une indication sur le niveau de l'intensité du champ magnétique ambiant par comparaison avec une valeur de référence. L'invention a donc pour objet un dispositif d'évaluation du niveau de l'intensité d'un champ magnétique variable, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de champ magnétique, suivi d'un circuit de traitement du signal délivré par le capteur, et un comparateur en relation avec un moyen de consigne pour commander un moyen de visualisation. Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif pourra comprendre un moyen de commande provoquant sa mise hors tension et/ou sous tension automatique. Plus particulièrement, le moyen de commande pourra comprendre un moyen de mise sous tension automatique actionné par le champ magnétique.15 Avantageusement, le moyen de mise sous tension pourra être constitué par un interrupteur dont une partie sera mobile sous l'action du champ magnétique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen de commande pourra comprendre un moyen de temporisation relié au moyen de visualisation. Le circuit de traitement pourra comprendre un régulateur, un filtre passe-bande et un amplificateur. Le moyen de visualisation pourra comprendre un circuit électrique d'alimentation de deux diodes électro- luminescentes. Selon un mode particulier de réalisation, le moyen de consigne pourra délivrer un signal de tension fixe représentant un niveau de champ magnétique. Selon un autre mode de réalisation, le moyen de consigne pourra être ajustable et comporter un potentiomètre relié à un circuit de calcul de consigne comprenant un afficheur. L'invention vise également un procédé pour contrôler l'efficacité d'un générateur de champ magnétique périodique (tel un démineur) à une distance donnée. Ce procédé est caractérisé en ce que: - une valeur de consigne est fixée au préalable, valeur donnant un niveau de champ magnétique minimal à mesurer qui est représentatif de l'efficacité du générateur, - on détecte en un point donné à distance du générateur et à l'aide d'un capteur le champ magnétique engendré par le générateur et on traite le signal détecté, - on compare la valeur de consigne et le signal détecté, - on affiche à l'aide d'un moyen de visualisation le résultat de la comparaison signal/consigne. Un premier avantage de l'invention réside dans la possibilité de détermination de l'étendue du rayonnement d'un champ magnétique autour de sa source.10 Un autre avantage réside dans le fait que le dispositif est portatif et autonome et qu'il n'est muni d'aucun système de mise sous tension ou hors tension. Un autre avantage encore réside dans le fait que le dispositif est activé ou désactivé sans l'intervention manuelle de l'opérateur. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture du complément de description qui va suivre d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple en relation avec des20 dessins sur lesquels: - la figure 1 représente, sous forme de diagramme fonctionnel, la structure du dispositif, - la figure 2 illustre la structure plus particulière de certains composants du dispositif, - la figure 3 est un schéma montrant un mode de mise en oeuvre sur le terrain du dispositif selon l'invention, - la figure 4 illustre partiellement sous forme de diagramme fonctionnel une variante de l'invention. Le dispositif selon l'invention se présente sous la forme d'un boîtier 1 portatif, par exemple en matière plastique, équipé d'une fenêtre 2 dans laquelle deux diodes électroluminescentes 3 et 4 de couleurs différentes apparaissent et d'une trappe 5 d'accès au logement de l'alimentation du dispositif.35 Sur la figure 2 on a représenté de manière schématique le diagramme fonctionnel du dispositif. La structure particulière de chacun des éléments est connue de l'homme de métier dans sa fonction particulière et n'a pas à être décrite plus en détail. Le dispositif comprend un capteur 6 de champ magnétique monoaxe constitué par un composant disponible dans le commerce (par exemple un capteur dit "fluxgate"). Le capteur est positionné dans le boîtier 1 de façon que son axe de sensibilité Z soit sensiblement perpendiculaire aux génératrices longitudinales du corps de boîtier 1 (c'est à dire au plan de l'afficheur 2).10 Le rôle de ce capteur est d'assurer la mesure du niveau d'un champ magnétique variable ambiant émis par une source (non représentée) telle un démineur. La mesure sera effectuée suivant la direction Z qui sera opérationnellement la direction verticale, le bottier étant positionné à plat15 horizontalement. Le capteur 6 envoie son signal vers un circuit de traitement 7 qui comporte un filtre passe bande 16 et un amplificateur 17. Le circuit 7 alimente le capteur 6 en tension à partir d'un régulateur 15.20 Le circuit de traitement 7 est conçu de façon à délivrer un signal continu qui est une image de la tension crête à crête du champ magnétique variable reçu par le capteur (niveau de champ). Toute composante continue du champ magnétique est éliminée. On est ainsi assuré de ne mesurer que les variations du champ dues à la source et on s'affranchit des fluctuations du champ magnétique terrestre d'un lieu à l'autre. Le signal amplifié est dirigé vers un comparateur 8 qui reçoit également un signal d'intensité constante et ajustable délivré par un moyen 9 de consigne, tel un potentiomètre. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le moyen de consigne a une valeur fixe réglée en usine et correspondant au niveau de champ magnétique à détecter. Le comparateur 8 commande un moyen de visualisation 10 en fonction du résultat de la comparaison entre la consigne fournie par le moyen 9 et la mesure fournie par le circuit de traitement 7. Le moyen de visualisation 10 comprend un circuit électrique d'allumage des deux diodes 3 et 4. La diode 3, de couleur rouge par exemple, pourra s'allumer lorsque le niveau de champ mesuré par le capteur 6 est inférieur à la valeur délivrée par la consigne 9. La diode 4, de couleur verte par exemple, pourra s'allumer lorsque le niveau de champ mesuré est supérieur à la valeur de consigne. L'ensemble du dispositif tel qu'entouré de pointillés 23 sur la figure 2 est bien sûr alimenté par une batterie 14 (de 9 volts par exemple) reliée individuellement aux différents composants du dispositif ou bien de manière couplée, en reliant les différents moyens entre eux. Avantageusement le circuit électrique du moyen de visualisation 10 comprendra un oscillateur permettant de faire clignoter les diodes électroluminescentes 3 et 4. Une telle disposition permet de prolonger la durée de vie de la batterie 14. Le dispositif est avantageusement complété par un moyen de commande 11 de la mise sous tension, moyen actionné par le champ magnétique et comprenant par exemple un interrupteur 12 présentant une lame souple sensible au champ magnétique ambiant. Ce composant est disponible dans le commerce et se présente sous la forme d'une ampoule de verre contenant un contact normalement ouvert dont la partie mobile se ferme sous l'influence d'un champ magnétique suffisamment intense (contact connu habituellement sous la dénomination "reed switch"). Le dispositif est ainsi mis sous tension automatiquement sans actionner un quelconque interrupteur. La mise hors tension est obtenue de manière automatique à l'aide d'un moyen de temporisation 13 relié au moyen de visualisation 10. Ce moyen 13 détecte l'allumage de la diode 3 et il comprend une horloge et des moyens de décomptage activés lors de l'allumage de la diode 3 et qui commandent la mise hors tension du dispositif si la diode 3 reste allumée pendant un temps prédéterminé. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. Pour quantifier la portée d'un générateur de champ magnétique périodique on détecte tout d'abord le champ du générateur en s'approchant de lui. Le moyen de mise sous tension 12 est activé et assure l'alimentation de l'ensemble 5 des composants électroniques du dispositif. C'est la diode 4 (verte) qui s'allume. Lorsqu'on s'éloigne de la source de champ magnétique le dispositif compare constamment le niveau du champ magnétique mesuré et la consigne jusqu'à ce que la diode 3 (rouge)10 s'allume et que la diode 4 (verte) s'éteigne. Aux lieux de basculement, l'intensité du champ mesuré par le dispositif est égale à la consigne. On définit ainsi de proche en proche un périmètre à l'intérieur duquel le rayonnement électromagnétique est supérieur à un certain15 seuil. La mise hors tension du dispositif s'effectue automatiquement au bout d'un certain temps prédéterminé par construction (3 minutes par exemple) à l'aide du temporisateur 13 lorsque le champ magnétique mesuré est20 inférieur à la consigne. Concrètement le dispositif selon l'invention est mis en oeuvre sur le terrain de la façon suivante. La figure 3 montre un démineur 18 générateur de champ magnétique. Le bon fonctionnement du démineur est assuré si le niveau du champ magnétique vertical mesuré est supérieur ou égal à une valeur de consigne donnée le long d'une courbe S disposée à une certaine distance du démineur et définissant la portée du démineur. On déterminera plusieurs points de mesure A,B, C,D... disposés à distance du démineur 18, points au niveau desquels le niveau du champ magnétique vertical mesuré doit être supérieur ou égale à la valeur de consigne. On place successivement le dispositif selon l'invention horizontalement aux différents points de mesure. Si la diode 4 (verte) s'allume à chaque point de mesure, le démineur fonctionne correctement et peut commencer son opération de déminage. Si la diode 3 (rouge) s'allume au niveau d'un ou plusieurs points de mesure, le démineur présente un défaut. On voit ainsi que le dispositif selon l'invention est d'un emploi extrêmement simple et qu'il permet rapidement de conclure au bon fonctionnement d'un démineur électromagnétique. A titre de variante et en se reportant à la figure 4, il est possible de remplacer le moyen de consigne fixe 9 par un moyen de consigne variable 19, ajustable sur le terrain. Ce10 moyen comprendra un potentiomètre 20 accessible à l'utilisateur et couplé à un circuit 21 de calcul de consigne comprenant un afficheur 22 (par exemple à diodes électro luminescentes ou à cristaux liquides) permettant de faire apparaître la valeur de consigne correspondant à la position15 choisie pour le potentiomètre 20. Le circuit de calcul sera bien entendu étalonné en usine. Une telle variante permettra de mesurer le niveau de champ magnétique en un point donné. Il suffira en ce point de faire varier la consigne jusqu'à la valeur assurant le20 passage de l'allumage de la diode 3 à celui de la diode 4 ou inversement. L'afficheur 22 donnera alors la valeur du niveau de champ magnétique ambiant. REVENDICATIONS 1- Dispositif d'évaluation du niveau de l'intensité d'un champ magnétique variable, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur (6) de champ magnétique, suivi d'un circuit de5 traitement (7) du signal délivré par le capteur (6), un comparateur (8) et un moyen de visualisation (10), le comparateur comparant le signal détecté à une valeur de consigne fournie par un moyen de consigne (9,19), le moyen de visualisation affichant le résultat de la comparaison10 signal/consigne. 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de commande (11) provoquant sa mise hors tension et/ou sous tension automatique. 3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de commande (11) comprend un moyen (12) de mise sous tension automatique actionné par le champ magnétique. 4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen (12) de mise sous tension est constitué par un interrupteur dont une partie est mobile sous l'action du20 champ magnétique. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de commande (11) comprend un moyen de temporisation (13) relié au moyen de visualisation (10). 6- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le circuit de traitement (7) comprend un régulateur (15), un filtre passe-bande (16) et un amplificateur (17). 7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen de visualisation (10) comprend un circuit électrique d'alimentation de deux diodes électroluminescentes (3, 4). 8- Dispositif selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyen de consigne (9) délivre un signal de tension fixe représentant un niveau de champ35 magnétique. 9- Dispositif selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyen de consigne (19) est ajustable et comporte un potentiomètre (20) relié à un circuit de calcul de consigne (21) comprenant un afficheur (22). 10- Procédé pour contrôler l'efficacité d'un générateur de champ magnétique périodique à une distance donnée, caractérisé en ce que: - une valeur de consigne (9) est fixée au préalable, valeur donnant un niveau de champ magnétique minimal à mesurer qui est représentatif de l'efficacité du générateur, - on détecte en un point donné à distance du générateur et à l'aide d'un capteur (6) le champ magnétique engendré par le générateur et on traite le signal détecté, - on compare la valeur de consigne et le signal détecté, - on affiche à l'aide d'un moyen de visualisation (10) le résultat de la comparaison signal/consigne.