Brevet FR2894054A1 — publié le 20070601

Thermostat et système embarqué de détection de surchauffe La présente invention est relative à un thermostat et à un système de détection de surchauffe. Le domaine technique de l'invention est celui de la fabrication de systèmes de détection d'incendie à bord d'un aéronef. La présente invention est plus particulièrement relative à des améliorations apportées à un thermostat à bilame et à contact inverseur pour un aéronef, ainsi qu'à un système simple de détection d'une surchauffe qui incorpore plusieurs de ces thermostats. Il est connu de détecter une surchauffe ou un incendie à l'aide d'un thermostat à bilame (ou bimétal) placé dans une zone d'un aéronef à surveiller, par exemple dans un moteur de propulsion ou dans une boîte de transmission mécanique d'un aéronef à voilure tournante. Une résistance peut être prévue aux bornes du contact ouvert ou fermé par le bilame. Pour surveiller plusieurs zones distinctes, on peut connecter en série plusieurs thermostats à contact normalement fermé (NF) ; on peut aussi connecter en parallèle plusieurs thermostats à contact normalement ouvert (NO). Il est par ailleurs connu d'utiliser des détecteurs à contact inverseur 20 qui combinent un contact normalement fermé et un contact normalement ouvert. Il a été décrit dans le brevet GB 1 343 819 une boucle de détection d'incendie multi-zones qui comporte plusieurs unités de détection et une résistance terminale ; chaque unité de détection comporte un contact NF 25 de défaut série et un contact NO de défaut en court circuit ; en cas d'incendie, la fermeture d'un contact NO court-circuite la résistance terminale, provoquant une diminution d'impédance de la boucle et l'activation d'un relais de la boucle ; cette activation est maintenue par un contact de maintien commandé par ce relais, tant qu'un interrupteur de coupure d'alimentation de la boucle n'est pas actionné. La boucle comporte en outre un transistor faisant circuler, en l'absence d'alarme, un courant dans la boucle qui est suffisant pour alimenter un second relais indicateur du bon fonctionnement ; si la boucle est ouverte, la désactivation de ce second relais permet de signaler ce défaut. Afin d'éviter qu'une unité de détection en défaut ne cache une alarme détectée par une autre unité de détection placée plus en aval dans la boucle, un circuit de surveillance est en outre associé à chaque unité de détection ; ce circuit comporte un témoin lumineux identifiant l'unité de détection en défaut et permet de maintenir une circulation de courant dans la boucle. Une telle boucle de détection est relativement complexe et mal adaptée à une surveillance multi-zones embarquée à bord d'un aéronef. Les détecteurs d'incendie connus ûet les systèmes connus incorporant ces détecteursû présentent un taux excessif de fausses alarmes, en particulier les détecteurs à contact NF (normalement fermé). La fiabilité des détecteurs NO est en général moindre que celle des détecteurs NF, par suite de corrosion des contacts du bilame. Afin de protéger les contacts de ces détecteurs à dilatation, le bilame et les contacts peuvent être logés dans un boîtier ou compartiment étanche ; cela complique la vérification du bon fonctionnement du détecteur ; lorsque cette vérification est réalisée en chauffant le détecteur, il peut en résulter une modification de la température de basculement du contact du bilame. Un objectif de l'invention est de proposer des détecteurs thermiques et des systèmes de détection d'une élévation de température, qui soient simples à tester et à utiliser. Un objectif de l'invention est de proposer de tels détecteurs et systèmes de détection dont la fiabilité soit améliorée. Un objectif de l'invention est de proposer de tels détecteurs et systèmes de détection qui soient améliorés ou qui remédient, en partie au moins, aux lacunes ou inconvénients des détecteurs et systèmes de détection d'incendie connus. Selon un aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de détection thermique et d'alarme visuelle qui comporte (et est essentiellement constitué par) : - plusieurs premiers détecteurs thermiques à dilatation et à contact normalement fermé, qui sont connectés en série avec un premier émetteur lumineux pour former un premier dipôle, - plusieurs seconds détecteurs thermiques à dilatation et à contact normalement ouvert qui sont connectés en parallèle, - un second émetteur lumineux qui est connecté en série avec les seconds détecteurs thermiques pour former un second dipôle, - les premiers et seconds détecteurs thermiques formant plusieurs cellules regroupant chacune un premier détecteur et un second détecteur dont les températures respectives de transition (ouverture ou fermeture d'un contact) sont appairées (sensiblement égales), chacun desdits premier et second dipôles étant arrangé pour être connecté aux bornes d'une source d'énergie électrique, de sorte que tant qu'aucune des températures de transition n'est atteinte, le premier émetteur lumineux est alimenté par ladite source pour signaler un bon fonctionnement, et que dès qu'une des températures de transition est atteinte, le second émetteur lumineux est alimenté par ladite source pour signaler une surchauffe ou un incendie. En d'autres termes et selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un système de détection d'incendie à bord d'un aéronef qui comporte - une source d'énergie électrique, - plusieurs cellules de détection, chaque cellule étant prévue dans une zone à surveiller de l'aéronef et comportant un premier détecteur thermique à dilatation et à contact normalement fermé ainsi qu'un second détecteur thermique à dilatation et à contact normalement ouvert, les températures respectives de basculement des premiers et seconds détecteurs d'une cellule étant égales ou voisines, les cellules étant raccordées en cascade et formant une ligne (ou équipotentielle) de surveillance ainsi qu'une ligne de défaut, un voyant lumineux étant inséré dans chacune de ces deux lignes, les deux lignes étant raccordées (en parallèle) aux bornes de la source d'énergie électrique. Selon un autre aspect, l'invention s'applique à une cellule de détection d'un passage par une température de transition, qui comporte une lame ou structure déformable (bimétallique) susceptible de se déformer par dilatation différentielle et de basculer, à ladite température de transition, d'une première configuration de fermeture d'un contact NF à une seconde configuration de fermeture d'un contact NO ûet d'ouverture du contact NF- et inversement ; conformément à un aspect de l'invention, la cellule comporte en outre un élément électriquement conducteur, qui est mobile par rapport à la lame ou structure bimétallique, ainsi qu'un organe prévu pour placer l'élément conducteur mobile au contact de la lame ou structure déformable (bimétallique) pour provoquer, dans ladite première configuration, la fermeture du contact NO, ce qui permet de vérifier le branchement correct de la cellule à une source d'énergie sans soumettre la cellule à ladite température de transition. Dans le même but, et selon une variante de réalisation de l'invention, la cellule comporte un élément d'appui sur la lame ou structure déformable (bimétallique), ainsi qu'un organe pour provoquer une déformation de ladite lame ou structure par appui de l'élément d'appui sur celle-ci, la déformation étant suffisante pour provoquer l'ouverture du contact NF et la fermeture du contact NO. Selon un mode de réalisation, l'élément conducteur mobile -ou l'élément d'appui- est solidaire d'un support monté mobile par rapport à un boîtier sensiblement étanche renfermant la lame ou structure déformable par dilatation différentielle. Selon un mode particulier de réalisation, ce support mobile est rappelé ûpar un ressort- dans une position d'inaction de l'élément conducteur ou d'appui. Selon un autre mode de réalisation, le déplacement de ce support mobile est obtenu par excitation d'un circuit électromagnétique. D'autres aspects, caractéristiques, et avantages de l'invention apparaissent dans la description suivante, qui se réfère aux dessins annexés et qui illustre, sans aucun caractère limitatif, des modes préférés de réalisation de l'invention. Dans les figures, des éléments ou organes (fonctionnellement) identiques ou similaires sont repérés par des repères identiques. La figure 1 est un schéma illustrant un premier mode de réalisation d'un dispositif et d'un système de détection conforme à l'invention. La figure 2 est un schéma illustrant un second mode de réalisation d'un dispositif et d'un système de détection conforme à l'invention. La figure 3 est un schéma illustrant un troisième mode de réalisation d'un dispositif et d'un système de détection conforme à l'invention. Les figures 4 à 9 sont des vues en coupe schématique de modes préférés de réalisation d'une cellule de détection conforme à l'invention. Les figures 4 et 5 illustrent respectivement une cellule dans ladite première configuration de la lame bimétallique et dans ladite seconde configuration de cette lame. Les figures 6, 8 et 9 illustrent deux variantes de réalisation des moyens de test par insertion d'un élément conducteur entre la lame et un contact NO qui sont également illustrés figures 4 et 5 ; la figure 9 est une vue schématique partielle à échelle agrandie du détecteur de la figure 8. La figure 7 illustre une cellule incorporant des moyens d'appui et de déformation de la lame du bilame en vue du test du raccordement de la cellule à une source d'énergie. Par référence à la figure 1, le système 11 selon l'invention comporte une batterie 12 aux bornes de laquelle sont raccordées en parallèle une ligne 13 de surveillance et une ligne 14, 14' de défaut. Un voyant lumineux 15, de couleur verte par exemple, est inséré dans la ligne 13, tandis qu'un second voyant lumineux 16, d'une couleur différente û rouge par exemple -, est inséré dans la ligne 14. La ligne 13 comporte trois interrupteurs ûou détecteurs- thermiques (bilames) 17 normalement fermés (NF), c'est-à-dire fermés tant que la température de ces interrupteurs ne dépasse pas leur température respective de transition (d'ouverture). La ligne 14, 14' comporte trois interrupteurs ûou détecteurs-thermiques 18 normalement ouverts (NO), qui sont ouverts tant que leur température n'excède pas leur température respective de transition (de fermeture). Les interrupteurs 17 sont raccordés en série tandis que les interrupteurs 18 sont raccordés en parallèle dans la branche 14-14'. Chacune des trois cellules 19 regroupe un interrupteur NF 17 et un interrupteur NO 18. Le système illustré figure 1 et le dispositif illustré figure 3 comportent trois cellules 19 chacun, tandis que le dispositif illustré figure 2 n'en comporte que deux. Les cellules (tripôles, quadripôles ou multipôles) sont raccordées en cascade. Pour chaque cellule, les températures respectives de transition de l'interrupteur 17 et de l'interrupteur 18 sont choisies à une valeur correspondant à la température que la zone à surveiller par la cellule considérée ne doit pas dépasser. Dans le cas des figures 1 et 2, les deux températures de transition sont voisines ùet idéalement égales- ; dans le cas de la figure 3 ou une lame bimétallique 20 est commune aux deux interrupteurs 17 et 18 d'une cellule considérée, ces deux températures sont égales. Tant qu'aucune température de transition n'est atteinte, ce qui correspond à la configuration illustrée figures 1 à 4 et 6 à 8, les interrupteurs 17 restant fermés et les interrupteurs 18 restant ouverts, le voyant 15 signale le bon fonctionnement et le voyant 16 est éteint. Lorsqu'une de ces températures est atteinte dans une zone surveillée par une cellule 19, l'interrupteur 17 de cette cellule s'ouvre et l'interrupteur 18 de cette cellule se ferme, ce qui provoque, sensiblement simultanément, l'extinction du voyant 15 et l'allumage du voyant 16 d'alarme. Le dispositif illustré figure 2 se distingue de celui de la figure 1 par le fait qu'une borne 25 de chaque interrupteur 18 est reliée à une borne de l'interrupteur 17 de la cellule 19 correspondante, au lieu d'être mise au potentiel de la borne 22 du dipôle (22, 24). Par référence aux figures 2 à 5 notamment, chaque détecteur 17, 18 comporte une lame 20, 20a, 20b bimétallique fixée à un support 60 par sa base 20e, et dont l'extrémité libre 20d porte une surface de contact s'étendant en regard d'une surface 26, 27 de contact qui est fixe ; selon que la température de transition est dépassée (figure 5) ou non (figures 1 à 4 notamment), la déformation de la lame provoque respectivement la mise en contact de son extrémité 20d avec la surface 26 de contact ou avec la surface 27 de contact. Le dispositif illustré figure 3 et les détecteurs illustrés figures 4 à 8 se distinguent de ceux de la figure 2 par le fait qu'une seule lame 20 assure soit la fermeture du contact 17 (NF), soit la fermeture du contact 18 (NO). Dans le mode de réalisation illustré figures 4 à 6 et 8, un élément conducteur 30 est prévu à l'extrémité d'une tige 31 s'étendant au travers d'une paroi 32 d'un boîtier 33 étanche enveloppant la lame 20 et les contact 26, 27 respectifs des interrupteurs 18, 17. La tige 31 sert à insérer l'élément 30 entre les surfaces de contact 20d et 26 et à provoquer artificiellement la fermeture de l'interrupteur 18 (NO) pour tester la bonne connexion du détecteur 28, c'est-à-dire pour fermer l'interrupteur 18 sans soumettre le détecteur à la température de transition. Dans le mode de réalisation illustré figures 4 et 5, ce déplacement ù selon l'axe 36- de l'élément 30 est obtenu par vissage/dévissage d'une vis 34 solidaire de la tige 31, dans un écrou 35 solidaire de la paroi 32 du boîtier 33. Dans les modes de réalisation illustrés figures 6, 8 et 9 ce déplacement résulte du coulissement de la tige 31 dans un orifice 37 percé dans la paroi 32, selon l'axe 36. Dans ces modes de réalisation, la tige 31 est rappelée en position haute par un ressort 38 hélicoïdal prenant appui sur la paroi 32 et sur un épaulement 39 prévu à l'extrémité supérieure de la tige 31, afin d'extraire l'élément 30 d'entre la lame et le contact 26. Dans le mode de réalisation illustré figure 6, l'insertion de l'élément 30 est obtenue par un effort vertical descendant appliqué manuellement sur la tête de la tige 31, qui doit être suffisant pour écraser le ressort 38 ; dans le mode de réalisation illustré figures 8 et 9, cet effort est obtenu par un champ électromagnétique créé par l'alimentation d'une bobine 40 dans l'entrefer de laquelle plonge une partie de la tige 31 ; à cet effet, la bobine 40 est raccordée par des fils conducteurs 41 à une source d'énergie électrique non représentée. L'élément 30 peut présenter une rugosité suffisante pour nettoyer par abrasion les surfaces 26, 20d de contact de l'interrupteur 18 (NO) entre lesquelles l'élément est inséré par l'intermédiaire de la tige 31. Dans le mode de réalisation illustré figure 7, une tige 42 est montée coulissante selon un axe 45 par rapport à une paroi 44 du boîtier 33 ; une extrémité interne 43 de la tige prend appui sur la lame 20 tandis qu'une extrémité externe épaulée 46 de cette tige est repoussée de la paroi 44 par un ressort 47. En exerçant un effort suffisant ûde la gauche vers la droite figure 7-pour vaincre l'effort de rappel du ressort 47, un opérateur peut provoquer une déformation dans le même sens de la lame 20, jusqu'à ce que son extrémité libre soit au contact de la surface 26 de contact, afin de tester le bon raccordement du détecteur à la source d'énergie qui l'alimente. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection thermique et d'alarme visuelle qui comporte plusieurs premiers détecteurs thermiques à dilatation (17) et à contact normalement fermé qui sont connectés en série avec un premier émetteur lumineux (15) pour former un premier dipôle (21, 23), plusieurs seconds détecteurs thermiques à dilatation (18) et à contact normalement ouvert qui sont connectés en parallèle, un second émetteur lumineux (16) qui est connecté en série avec les seconds détecteurs thermiques pour former un second dipôle (22, 24), les premiers et seconds détecteurs thermiques formant plusieurs cellules (19) regroupant chacune un premier détecteur et un second détecteur dont les températures respectives d'ouverture ou fermeture d'un contact sont sensiblement égales, chacun desdits premier et second dipôles étant arrangé pour être connecte aux bornes d'une source (12) d'énergie électrique. 2. Système (11) de détection d'incendie à bord d'un aéronef, comportant : - une source (12) d'énergie électrique, - plusieurs cellules (19) de détection, chaque cellule étant prévue dans une zone à surveiller de l'aéronef et comportant un premier détecteur thermique à dilatation (17) et à contact normalement fermé ainsi qu'un second détecteur thermique à dilatation (18) et à contact normalement ouvert, les températures respectives de basculement des premiers et seconds détecteurs d'une cellule étant égales ou voisines, les cellules étant raccordées en cascade et formant une ligne ou équipotentielle (13) de surveillance, ainsi qu'une ligne (14, 14') de défaut, un voyant lumineux étant inséré dans chacune de ces deux lignes, les deux lignes étant raccordées (en parallèle) aux bornes de la source d'énergie électrique. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou système selon la revendication 2 dans lequel : - chacune desdites cellules qui permet la détection d'un passage par une température de transition, comporte une lame ou structure susceptible de se déformer par dilatation différentielle et de basculer, à ladite température de transition, d'une première configuration de fermeture d'un contact NF à une seconde configuration de fermeture d'un contact NO ûet d'ouverture du contact NF- et inversement ; et - au moins une, et de préférence chacune des cellules comporte en outre un élément électriquement conducteur, qui est mobile par rapport à la lame ou structure déformable, ainsi qu'un organe prévu pour placer l'élément conducteur mobile au contact de la lame ou structure déformable pour provoquer, dans ladite première configuration, la fermeture du contact NO. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou système selon la revendication 2 dans lequel au moins une desdites cellules comporte un élément d'appui sur une lame ou structure déformable par dilatation, ainsi qu'un organe pour provoquer une déformation de ladite lame ou structure déformable par appui de l'élément d'appui sur celle-ci, la déformation étant suffisante pour provoquer l'ouverture du contact NF et la fermeture du contact NO. 5. Dispositif ou système selon la revendication 3 ou 4 dans lequel l'élément conducteur mobile ou l'élément d'appui est solidaire d'un support monté mobile par rapport à un boîtier sensiblement étanche renfermant la lame ou structure déformable. 6. Dispositif ou système selon la revendication 5 dans lequel ce support mobile est rappelé ûpar un ressort- dans une position d'inaction de l'élément conducteur ou d'appui. 7. Dispositif ou système selon la revendication 5 ou 6 dans lequel le déplacement de ce support mobile est obtenu par excitation d'un circuit électromagnétique.