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PERFECTIONNEMENTS AUX SYSTEMES DE DETECTION ET D'AVERTISSEMENT.
Les cellules photoélectriques sont utilisées pour actionner di- vers types de systèmes indicateurs ou avertisseurs, dans lesquels la condi- tion, dont l'indication ou l'avertissement est requis,sert à faire varier la quantité de lumière frappant la ou les cellules en question. Le circuit comportant la ou les cellules, qui fait partie du système de détection, produit une tension, qui subit des fluctuations selon l'illumination des cellules et ainsi selon les conditions à indiquer. Cette tension est employ- ée, si nécessaire après amplification dans la mesure appropriée,pour ac- tionner un dispositif indicateur ou avertisseur.
Un des désavantages de ce type de système réside dans le fait qu'il peut se produire des fluctuations de tension étrangères, dues à des conditions autres que celles que lon dési- re voir indiquées ou dont on désire être averti, ces fluctuations de ten- sion donnant lieu à des signaux impropres. En général, ces fluctuations de tension étrangères se produisent à une allure différente de celle des fluc- tuations donnant lieu à la production d'un signal adéquat.
A titre d'exemple spécifique, on peut considérer un système de détection de fumées, dans lequel l'intensité d'un faisceau lumineux, proje- té à travers une zone où existe -Lui danger d'incendie de façon à illuminer une cellule photoélectrique, est réduite par la présence de fumées. En plus d'un signal adéquat produit par les fumées passant dans le faisceau lumineux, un signal impropre peut être produit par une brume, due à de la poussière ou à du brouillard naturel, ou encore par un encrassement de la lentille ou du verre protecteur de la cellule.
Tous ces effets s'intensifient très graduel- lement et, bien qu'il soit souhaitable d'éliminer les signaux impropres qu' ils prudisent, il n'en reste pas moins désirable de ne pas éliminer, c'est- à-dire de retenir le signal adéquat produit par un feu, qui couve et dont la fumée s'accumule également de manière graduelle. Des considérations simi- laires sont d'application pour d'autres systèmes, dans lequels on désire éli- miner des signaux s'intensifiant très lentement, mais dans lesquels on dési- re cependant ne pas éliminer ces signaux, s'ils atteignent une ampleur prédé-
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terminée.
Suivant la présente invention, des signaux passant du système de détection au dispositif indicateur ou avertisseur et s'intensifiant très -len- tement jusqu'à atteindre uneampleur se trouvant en deça d'une valeur prédéter- minée, sont éliminés en appliquant le signal d'entrée, en provenance du sys- tème de détection, entre les extrémités d'un diviseur de tension comprenant deux sections opposant chacune une résistance élevée au passage de courant continu, et en dérivant le signal de sortie, allant au dispositif indicateur ou avertisseur, entre les extrémités d'une desdites sections, l'autre section consistant en un réseau à faible impédance vis-à-vis de tensions fluctuant rapidement.
La section, entre les extrémités de laquelle le signal de sortie est dérivé, comprend, de préférence, une forte résistance, tandis que l'au- tre section comprend un condensateur à capacité élevée, monté en parallèle avec une forte résistance,dont la valeur équivaut à plusieurs fois celle de la première résistance.
Lorsque le signal en présence est adéquat, c'est-à-dire est pro- duit par une intensification assez rapide de fumées, la. fluctuation de ten- sion résultante sera rapide et la section du diviseur de tension, comprenant le réseau précité, offrira une faible impédance à cette fluctuation, en sor- te que le signal de sortie présentera sensiblement la même intensité que le signal d'entrée. Lorsqu'on se trouve en présence d'un signal impropre, s' intensifiant très lentement, la fluctuation de tension engendrée rencontre- ra une impédance très élevée et ne produira virtuellement aucun signal entre les bornes de sortie du diviseur de tension.
Toutefois, lorsqu'on se trouve en présence d'un feu qui couve, le signal d'entrée s'intensifiera jusqu' à atteindre finalement une ampleur considérable, en sorte qu'on obtiendra un signal de sortie, dont l'intensi- té vis-à-vis du signal d'entrée dépendra du rapport des deux résistances élevées se trouvant dans les deux sections du diviseur de tension. Ainsi, si la résistance montée en parallèle avec le condensateur est de valeur sept fois supérieure à celle de l'autre résistance, ce qui constitue une rela- tion pratique avantageuse entre ces résistances, le signal de sortie aura une ampleur égale à un huitième de celle du signal d'entrée.
Il existe encore une autre forme de signal impropre qu'il est également souhaitable d'éliminer. C'est le signal résultant d'une fluc- tuation de tension extrêmement rapide. Une telle fluctuation peut être pro- voquée par un obscurcissement pratiquement instantané du faisceau lumineux, dû,par exemple, à la chute d'un objet, tel qu'une feuille de papier. Les signaux de cette espèce sont éliminés en connectant un petit condensateur directement à l'entrée du diviseur de tension. Ce petit condensateur sert effectivement à court-circuiter tout signal produit par une très rapide fluc- tuation de tension, tandis qu'il n'a qu'un effet minime, sinon nul, sur un signal adéquat, produit par une fluctuation de tension considérablement moins rapide.
D'autres formes de signaux impropres apparaissent dans un système de détection de fumées ou un système analogue, qui fonctionne de manière con- tinue pendant de longues périodes, et sont dues à la détérioration graduelle de la lampe d'illumination ou des cellules elles-mêmes. Ces autres formes de signaux sont évitées, ainsi qu'il est de pratique courante, en connectant une paire de cellules équilibrées dans un circuit ou montage en pont et en illuminant ces deux cellules à l'aide d'une seule et même lampe. Des fluctua- tions inadéquates de tension se manifestent également dans les deux bras du pont et servent ainsi à se supprimer l'une l'autre Ce raffinement supplémen- taire est, toutefois, souvent inutile dans des systèmes ne fonctionnant que quelques heures à la fois, ces systèmes pouvant être réajustés après leur emploi.
Une forme d'exécution d'un système de détection de signaux, dans lequel les signaux impropres sont éliminés, selon la présente invention, se- ra décrite à présent en détails, en référence aux dessins ci-annexés, dans
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lesquels : - la Figure 1 est un schéma de circuit, et - la Figure 2 est un schéma montrant l'agencement de l'appareil.
Deux cellules photoélectriques équilibrées 1 et 2 sont connectées en série aux bornes d'une batterie de polarisation 3, par l'intermédiaire de conducteurs 4, 5 et 6 respectivement, de façon à former un circuit ou monta- ge en pont.Les cellules sont illuminées par une lampe 7, équipée d'un ré- flecteur 8 et enfermée dans un projecteur représenté schématiquement en 9, le système optique de ce projecteur étant limité, pour la simplicité, à une seule lentille 10. Le projecteur 9 est monté près du plafond sur une paroi d'un local dans lequel doit s'effectuer la détection de fumées, pour avertir d'un incendie.
Le projecteur produit un faisceau de rayons lumineux parallè- les 11, qui est dirigé vers la paroi opposée à celle mentionnée ci-dessus, à travers l'espace séparant ces parois, de manière à illuminer la cellule 2, montée dans un réceptacle 12, muni d'un système optique représenté en 13.
La cellule 1, qui peut être désignée sous l'appellation de cel- lule de référence, est montée dans le boîtier du projecteur 9 et est illu- minée directement par la lampe 7, à travers une petite ouverture 14 ménagée dans un écran 15.La grandeur de l'ouverture 14 est telle qu'en conditions normales, lorsqu'il n'y a pas de fumées dans le faisceau lumineux 11, les cellules 1 et 2 sont également illuminées, en sorte que leurs impédances sont égales et qu'il n'y a pas de différence de potentiel entre le point mé- dian P entre les deux cellules et la prise médiane Q de la batterie de po- larisation 3.
Toutefois, dès qu'il se produit, de manière quelconque, une in- terruption dans le faisceau lumineux 11, l'équilibre optique du pont est dé- truit,ce qui donne lieu à la production d'une différence de potentiel entre les points P et Q. L'illumination de la cellule 2 diminue, ce qui accroît son impédance et abaisse le potentiel du point P, ce potentiel étant, dès lors, rendu négatif par rapport à celui du point Q.
Cette différence de potentiel est appliquée entre les bornes d' entrée! et Y d'un diviseur de tension, comprenant deux sections, compre- nant respectivement une résistance R1 de 100 megohms, et une résistance 42 de 650 megohms montée en parallèle avec un condensateur C1 d'une capacité de 1 microfarad. Un petit condensateur C2 d'une capacitéde 0,003 microfarad est connecté directement aux bornes d'entrée X et Y. La sortie du diviseur de tension est dérivée entre les bornes µ et 7 et appliquée entre la cathode et l'électrode de commande d'un tube à décharge 16 du type à cathode froide, dans un sens tel que l'électrode de commande soit rendue négative par rap- port à la cathode.
Un condensateur C3 d'une capacité de 2 microfarads est connecté en série avec le bobinage ou enroulement 17 d'un petit relais mon- té entre la cathode et l'anode du tube 16, par l'intermédiaire de conducteurs 18 et 19 respectivement. Ce condensateur C3 est chargé par l'intermédiaire d'une résistance de chargement 20 de 1 megohm, à partir d'une batterie 21 à tension élevée de 150 volts.
Lorsque le condensateur C3 est chargé, l'anode du tube 16 est maintenue à sa tension opératoire et, des que la différence de potentiel entre l'électrode de commande et la cathode du tube 16 atteint une valeur suffisante, une décharge est amorcée dans le tube 160
L'amorçage d'une décharge dans le tube 16, par l'application d'une polarisation négative à l'électrode de commandé, n'est pas courante, mais donne lieu;, ainsi qu'on l'a constaté, à un fonctionnement extrêmement sensible du tube et est décrit, de manière détaillée, dans la demande de brevet anglais n 9333/47. Dès qu'une décharge est amorcée dans le tube 16, le condensateur C3 se décharge à travers le bobinage 17, le courant étant li- mité par une résistance anodique 22 de 100000 ohms.
Lorsque le condensateur C3 se décharge, sa tension diminue rapidement jusqu'à être inférieure à cel- le nécessaire pour maintenir la décharge dans le tube 16, cette décharge s' arrêtant, dès lors, puisque la présence de la résistance 20 empêche qu'elle ne soit entretenue par la batterie 21. La décharge est, toutefois, suffi- sante pour actionner le relais, qui est alors maintenu en position actionnée,
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par un faible courant de maintien circulant dans le bobinage 17 et fourni par une source 22 à tension faible. Ce courant de maintien est limité par une résistance 24. Un condensateur C4 d'une capacité de 1 microfarad est connecté en parallèle au bobinage 174.
La borne positive de la source à fai- ble tension est connectée à la borne négative de la batterie 21, de sorte que le courant de maintien circule dans le même sens que le courant de dé- chargement du condensateur C3.
Lorsque le relais est actionné, il ferme ses contacts 25, de manière à fermer un circuit vers un dispositif avertisseur 26, alimenté par la source 23 à faible tension. Le relais peut être ramené en position de repos en coupant temporairement le circuit de maintien, à l'aide d'un commutateur 27 à bouton-poussoir. En cas d'incendie dans le bâtiment, les fu- mées'passent ordinairement dans le faisceau lumineux 11 en tourbillons, de manière à produire une diminution relativement brusque de l'illumination de la cellule 2. Ceci donnera lieu dans le circuit en pont à une fluctuation relativement rapide de tension qui est appliquée au diviseur de tension, comme décrit ci-dessus.
Le condensateur C1 n'opposera qu'une faible impédance à ce signal, qui ne sera, dès lors, appliqué qu'avec une faible réduc- tion,entre la cathode et l'électrode de commande du tube 16. Une décharge sera, dès lors, amorcée dans le tube, de façon à mettre le dispositif aver- tisseur 26 en action. Toutefois, si l'illumination de la cellule 2 est rédui- te très graduellement par la présence de brume ou de vapeurs dans le bâtiment ou par encrassement des lentilles 10 ou 13 ou par toute autre cause similai- re, la fluctuation de tension produite sera lente à tel point qu'elle s'oppo- sera à une impédance très considérable de la part du condensateur C1 et ne sera pas suffisante pour amorcer une décharge dans le tube 16.
En raison de la présence de la résistance R2, une proportion de cette tension sera, toutefois, appliquée dans le rapport de 1 à 7,5 entre les bornes X et Y de sortie et, si cette tension atteint une valeur suffisante, comme ce serait le cas en présence d'un feu couvant, la tension appliquée en- tre les points X et Y actionnera, après un certain intervalle de temps, le dispositif avertisseur 26. Le condensateur C2 agit de manière à court-circui- ter les bornes X et Y pour toutes fluctuations très rapides de tension, pro- duites par l'obscurcissement momentané du faisceau lumineux 11.
Ainsi, il est clair que, tandis que les signaux impropres sont éliminés ou mis dans l'impossibilité de donner inàdéquatement l'alarme, les signaux adéquats, dus à un feu ordinaire ou à un feu couvant, sont efficaces pour actionner le dispositif avertisseur, en sorte que le système est d'un fonctionnement assuré, même s'il n'est pas examiné pendant des périodes très considérables.
Le tube 16 à cathode froide, ainsi que les parties constituan- tes du diviseur de tension,sont logés à l'arrière du projecteur 9, comme montré schématiquement à la figure 2. Cet agencement est avantageux en ce sens qu'on ne doit disposer que d'une courte longueur de conducteur entre le point médian P, le diviseur de tension et le tube 16 à cathode froide.
Il va de soi que, lorsque le circuit comporte des résistances de valeur simi- laire à celles des résistances R1 et IL, il importe que la résistance d'isolement des conducteurs y associés soit élevée. En maintenant ces conducteurs courts et en les enfermant de la manière représentée, le maintien d'une ré- sistance d'isolement élevée est grandement favorisé. Le restant de l'équi- pement électrique peut être monté en un endroit convenable quelconque du bâtiment,une connexion étant établie avec le restant dudit équipement par les conducteurs 4, 5, 18 et 19, comme montré à la figure 2.
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