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.S1BTEMB m CIRCUITS DE TELE-IDENInCA1'Icr
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Ift!RODtJo#tolf rsnltlAlawll,lwsw1s1111l111111sww1111 Dans la presque total1t' des domaines de l'actlY1t' humaine et$ en particulier, dans le cadre des 'trultorma1ilona dustr1811eD de la matière, on est amènè à surveiller très Douvont, en permanenoe, la présence subite ou l'incidence de
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facteurs spontanée ou indésirable* dans le cycle des 1-' -je Par exemple, déjà au cours des man1p o., Binairos de stockage des matériaux essentiel. ,.. e-onduit à surveiller ceux-ci contre l'incendie ou le vu.L. contre l'ac- tion de l'humidité ou de la température et, en ce qui concerne les produite périssables, contre l'action des poussières, aéro sols, agents oxydants ou corrosifs.
La .surveillance par un personnel spécialement préposé
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à ;ette fin étant faillible et onéreuse, on fait de plus en plus appel aux développements de l'électronique pour confier cette
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tâche à des automates do contrôle permanent dont la fonction essentielle est de déclancher un dSpos1tit d'alarme dès que l'existence d'un critère physique donné est détectée par un élément sensible qui leur est propre ou que ce marne critère
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a atteint un niveau dangereux, c'est-à-dire, une cote d'alara..
Au nombre extrêmement élevé de ces automates citons, à titre d'exemple non limitatif, les détecteurs et pré-détec- teurs d'incendie, les détecteurs de grisou dans les mines, les dispositifs très divers d'alarmes anti-vol, les thermostats
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spécialisés et ther.omè3txas contacta ainsi que les dAte ouars thetnovélociwétriques, les dosimètres de poussières et d'humi- dité à maximum, etc.., etc...
L'alarme fournie par la plupart de ces appareils est
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généralement transmise à un ou plusieurs tableaux de central1- sation où elle actionne,soit des dispositifs à relais, des voyants de signalisation, des sonneries ou autres systèmes
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acoustiques, des appareils d'enreg1.strement ou de mesure et, dans certains cas, sert à déclanoher des appareils de contre- mesure ou de correction automatiques.
Il est évident qu'une des qualités essentielles à tout système automatique de surveillance permanente réside dans la rapidété et la sécurité avec laquelle il intervient en présence d'une situation anormale avec, en outre, l'obligation formelle de situer, sans aucune équivoque, l'endroit précis où une telle situation prévaut.
Pour réaliser cette condition, il apparaît très simple de relier chaque automate individuellement au tableau central de signalisation. Cette méthode de câblage ne se prête à aucune
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objeetin nussi longtemps que le npmbre d'automates considéré
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est petit et que les distances entre ces aimes automates et le tableau central sont courtes.
Mais aitau contraire, le nombre d'appareils automa- tiques est élevé, c'est le cas de grands complexes industriels ou de navires par exemple, ou si les distances à couvrir pour relier les appareils au tableau central sont très longues, le câblage individuel devient prohibitif tant par son prix que par l'obligation de réaliser des tableaux centraux de grandes dimen- sions augmentant ainsi le caractère onéreux des installations.
Le présent mémoire a pour but de décrire une méthode de câblage et l'appareillage connexe fournissant, à coup sur, le repérage exact de l'endroit d' où provient une alarme fournie par un automate en identifiant celui-ci d'une façon nome et immédiate.
MEMOIRE DESCRIPTIF
Pour comprendre les bases fondamentales de l'invention.
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considérons le schéma de la fig.I en notant que ce schéaa sert uniquement à. donner, des principes de base mis en oeuvre, une Idée aussi simple que possible, mais ne représente nullement lG0nsemble de l'invention telle qu'industriellement réalisée.
Dans ce schéma, Dl, D29 Dx, D4 - -. Dn sont des auto- mates de surveillance ou détecteurs tels que détecteurs d'incejt-' die, anti-vol, de proximité ou de surveillance généralement quelconques.
Chacun de ces détecteurs opère un relais dont les contacts sont normalement ouverts en l'absence d'excitation de l'élément sensible qui leur est propre et notés par les
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repères Cl et Cz pour chacun des appareils supposés identiques pour la simplicité du présent exposé.
Les circuits électriques des détecteurs sont alimentés
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au départ d'un groupe Al via deux contacts de relais KA et KB* Extérieurement aux détecteurs, toujours en vue de la simplicité de l'exposé, sont disposés des relais Lie L?p L,, L4." hn, comportant chacun deux paires de contacts normalement ouverts, kit k2 et k3 k41 tels que lorsque l'un des relais tels que Li à 1 est excité, kl et k2 viennent en contact électrique 2Eo f.- que k3 et k4.
Ces contacts sont alimentés via les contacts 1 8=' v 2 .tu }:"i'..""J.S incorporé aux détecteurs par le groupe d'alimentation Ao via un interrupteur double âl et 129 tandis que M-F repré- . sente un amplificateur-écrêteur de mise en forme d'impulsions, Cet amplificateur est caractérisé par le fait que des impulsions variables en durée ou en amplitude, appliquées à son entrée, sortent sous une forme standardisée, en amplitude, durée
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at forme de son étage final pour attaquer un groupe anplifiéataua- compteur A-0 du schéma.
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Cet amplificateur fournit la puissance nécessaire à l'opération du relaie compteur numérique Lc et au relais action- nant les contacts KA et Kb
Lorsqu'une impulsion fournie par M-F atteint l'étage
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final de A-o, le relais Lc compte une unité tandis que le relaie opérant KA et K s'ouvre, coupant l'alimentation A1 de tout l'ensemble des détecteurs pour une durée égale à l'impulsion augmentée d'une durée telle qu'elle soit au moins égale au temps nécessaire à deux impulsions successives pour se présenter à l'entrée de A-C
Supposons maintenant que le détecteur D1 vienne à fonctionner.
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Les contacts ci et 0. du relais de ce détecteur se ferment, la bobine de Li est excitée fermant ses contacts kl, k et k3 k4 qui, à leur tour, ferment le circuit de L2 qui, en se fermant, excite L et ainsi de suite jusqu'à Ln ou-ne peut être un nombre quelconque.
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Si par exemple Li est le centième 'automate d'une r3e de détecteurs, les nonante neuf relais le précédent se fermeront successivement à une cadence définie par les caractéristiques électriques de leurs bobines d'excitation ou de leurs particula- rités mécaniques, après fermeture de L1
Toutefois, en même temps que se ferment les contacts
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k3 et k$ de chacun des relais,de Ll à Lu, se ferment également les contacts K1 k2 de ces mêmes relais.
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Or, en se fermant, les contacts kl et k2 viennent appliquer la tension disponible en A2 successivement aux bornée des condensateurs C1, 029 030 0.... Cn via les diodes Zl, Z2# Z39 Z4*ee Zn en série avec les résistances telles que Rls R2 et R3 jusqu'à Rn.
Dès lors, ces condensateurs se déchargeront successi-
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vement, via la ligne A-B, dans la résistance d'adaptation R. en parallèle sur l'entrée de l'amplificateur de mise en forme M-F et il apparaîtra aux burnes de cette résistance, un nombre égal d'impulsions à celui du nombre de condensateurs qui se sont
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déchargés, c'est-.dà-dire, égal au nombre de détecteurs du type Di à Dn.
Il résulte donc de ce qui précède que le relais compteur
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LC recevra autant d'impulsions que de détecteurs après Di et indiquera un nombre d'unités qui sera égal à la position de D1 dans la série puisque delui-ci aura fourni la première impulsion,
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Cette première impulsion arrivant en M-F et A--C, comme ' on l'a vu plus haut, a opéré également les contacts KA et KB. coupant tous les détecteurs de l'alimentation Il$ donc les rendant momentanément inopérants, ou par un temporisateur placé en D bobo-
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lemen44nopérant jusqu'à réarmement manuel ou automatique qui, simultanément, remet le compteur . d'impulsions 0 à zéro.
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Le rôle des diodes telles que Z1 Z2 Z3 Z4 est d'empêcher que les impulsions transmises par chacun des relais L1 à Ln à la ligne A-B ne soient retournées à l'alimen- tation A2 via les contacta K1 et K2 de chacun des relais?
Si maintenant, revenant au détecteur D1, on a noté sa localisation dans une séquence donnée, on connaît donc maintenant l'endroit où celui-ci a opéré, sans aucun tâtonnement ni recherche et une ligne unique allant du dernier détecteur au tableau de centralisation est seulement utilisée.
Comme nous l'avons dit plus haut, le schéma de la fig.I, quoique pratiquement valable et réalisable, n'a été établi que pour illustrer clairement les principes fondamentaux de l'invention mais l'on peut déjà en conclure ce qui suit : 1 L'adjonction ou l'inclusion dans des détecteurs d'un relais monté selon le schéma de la fig.I avec un groupement diode- résistance et condensateur, permet de fournir à une ligne unique, en l'absence de boucles, subdivisions ou autres artifices, des séries d'impulsions en provenance de ces détec teurs 2 Le nombre de ces impulsions est spécifique à chaque détecteur dans une séquence d'appareils, donc chaque appareil peut être identifié et, partant, localisé immédiatement.
3 L'apparition du nombre d'impulsions reçues et leur comptage étant réalisés par un système très simple, le tableau de centralisation l'est également.
4 l'interférende d'autres détecteurs pendant la période durant laquelle la ligne porteuse d'impulsions est excitée, est impossible puisque la première de celles-ci met le circuit d'alimentation do tous les détecteurs hors service et l'alarme est obtenue dès cette première impulsion en observant que les contacts KA et KB transfèrent en K et KD la tension de A1 qui peut être appliquée à n'importe quel système indicateur, d'alarme, de mesures électriques ou de contre-mesures automa- tiques généralement quelconques.
Le reproche fondamental que l'on peut faire à un dispositif de surveillance réalisé selon la fig,I, réside dans l'utilisation de relais électromagnétiques qui sont généralement lents, volumineux et dont la qualité des contacts peut être fortement controversée dans le temps par suite de phénomènes d'oxydation ou de déréglages, en particulier lorsque ces éléments n'opèrent que très rarement ou même peuvent rester inopérants pendant de très longues périodes comme en détection d'incendie par exemple.
Une première amélioration à cette situation consiste à remplacer les relais de L1 à Ln par des tubes électroniques ou des tubes à cathode froide par exemple,
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De admet aux contacta C1 et c2 de la fig.1on peut aubatituer un autre élément statique comme indiqué en fig.2
Dans ce cas, c1 est un premier tube à cathode froid* dont la starter e est connecté à l'élément sensible du détecteur .Lorsque la tension entre 3 et la terre atteint une valeur critique, pour autant que l'anode de v1 soit retournée à un potentiel convenable vers' une source telle que A1 de la fig.1 ,via les mêmes éléments D,
KA et KB le tube V1 s'allume et un courant traverse la résistance R1 entre cathode et terre de V1 y déterminant une chute de tension.
.Le deuxième tube à cathode froid @@@ci comme exemple, est, comme en fig.I, alimenté par source indépen- dante de tension comme A2 en fig.I. L'anode de v2 est connectée directement à ce deuxième groupe d'alimentation, tandis que le starter de ce même tube est connecté à un diviseur de tension constitué par les résistances r4 r3 et Rl, de façon telle que la tension permanente, présente au starter de v2est définie par la relation :
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où Vst est la tension apparente au starter en l'absance de signal sur E de V1 et Va1 est la tension nominale d'alimentation fournie par A2 de la fig.I.
Dans ces conditions, la tension de starter de V2 est insuffisante pour provoquer l'allumage de ce tube,
Si maintenant V1 est excité, la chute de tension en R1 modifie la répartition des tensions dans l'ensemble tentie métrique R1 R3 et R4 la tension du starter de V2 croît bruta- lement et le tube s'allume.
Une tension, produit du courant circulant en V2 par la résistance R5 apparaît entre la cathode de ce tube et la terre, est à son tour appliquée à un troisième tube monté de la même façon que V2, détermine son allumage qui, à son tour, opère un quatrième puis un cinquième, puis un nième tuba, tout comme ont opéré les relais de L1 à Ln de la fig.1 avec toutefois une plus grande rapidité d'exécution et l'absence de tout contact mécanique.
Les impulsions de ligne, agissant sur le compteur via une ligne similaire à A-B de la fig.I, sont obtenues en équipant chaque tube d'un condensateur tel que C3 une résistance R7 et une diode Z, l'ensemble débitant dans une résistance telle que Rz précédant l'étage de mise en forme tel que M-F de la fig.I.
Il y a lieu de noter que le tube V2 peut être relié à V1 par un couplage capacitif.
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Dans se case la résistance R3 est retournée à la terre et la cathode de V1 connectée au starter de V2 par un condensa- teur convenablement dimensionné.
Il en va de même pour les liaisons entre les tubes V2 et suivants, mais on lui préfère, en général, le couplage galvanique indiqué entre V1 et V2 de la fig.2 car l'insertion de la résistance limitatrice de courant de starter R8 permet d'attaquer en outre celui-ci par une seconde voie, à liaison capacitive cette fois, ce qui permet l'envoi d'un second signal au starter pour des raisons de contrôle ou de seconde commande par exemple.
En outre, l'insertion entre starter et cathode de la série de tubes incluant V2 et ses suivants de C1 permet de faire apparaître aux bornes de ces cathodes une tension alter- native qui est superposée à la tension continue apparente entre cathode et terre de ces tubes à l'état d'ignition et d'obtenir, outre l'impulsion d'identification, un signal alternatif utili- sable à boutes fins d'amplification et autres contrôles.
Ce signal alternatif peut être prélevé par un conden sateur tel que C5 ou via un transformateur.
Notons qu'en lieu et place de V1 et V2 et des tubemm à cathode froide formant la chaîne d'identification, on peut utiliser d'autres types de relais tels que des thyratrons ! gas ou d'état solide, diodes à quatre couches, transistors, diodes paramétriques type tunnel, etc.,. etc...
Toutefois, si tous ces produits de l'industrie élec- tronique permettent un fonctionnement statique de l'ensemble d'identification, il n'en est pas moins vrai que le système de comptage d'alarme et de rupture de ligne KA et KB de la fig.I, contiennent un relais compteur électromécanique et un relais électromagnétique à double inverseur.
Le système de comptage peut être rendu entièrement statique en utilisant des compteurs électroniques à cathode froide par exemple, dans lesquels l'affichage du nombre d'impul- sions reçues peut être obtenu par des tubes au néon, des digi trons ou des dékatrons, des trochotrons ou des strobotrons.
Ces compteurs généralement utilisés en physique noclé ci nt atteindre des vitesses de comptage extrêmement des bien au-delà de celles nécessaires à l'identification d'une détection.
Ils procèdent tous du même principe que celui esquissé en fig.I, c'est-à-dire mise on forme de l'impulsion initiale, amplification, comptage par décades, et présentent même dans beaucoup de cas, la possibilité d'opérer en pré-comptage, c'est- à-dire, de fermer des circuits secondaires lorsqu'une quantité pré-assignée a été comptée, ce qui permet dans un cas tel que la détection d'incendie, de provoquer la mise en oeuvre des dispositifs d'extinction automatique.
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Finalement, une opération statique similaire à celle du relais opérant KA et KG en tig.I, peut être obtenue en utilisant la première impulsion de détection au blocage de thyratrons à catho.. de chauffée ou froide, ou de thyratrons d'état solide (controlled rectifiers des anglo-saxons), ce qui supprime la présence de la tension d'alimentation des détecteurs,
REVENDICATIONS
Ayant défini et exposé la nature de l'invention et la façon dont celle-ci peut être reproduite, nous exprimons les revendications suivantes "
1 Procédé d'identification ou de localisation de l'opération d'un détecteur, comme défini dans le mémoire, caractérisé par la mise en série de relais actionnés séquentiellemtn le premier de ceux-ci entraînant, en série, le fonctionnement de chacun des suivants et fournissant chacun à une ligne uni que,
appelée ligne d'impulsions, un nombre d'impulsions égal à la position du détecteur opérant dans cette même série ou un multiple de ce nombre.
2 Comme au primo ci-dessus, les relais montés en série pouvant être généralement quelconques et leur opération réalisée au départ de thyratrons chauffés ou non, de tubes électroniques, de thyratrons d'état solide, d'amplificateurs paramétriques, de diodes tunnel, etc... etc...
3 Comme au primo ci-dessus, les impulsions fournies à la ligne d'impulsions étant comptées par un compteur mécanique, un compteur électronique à une ou plusieurs décades ou enre- gistrées sur des appareils de mesure, des enregistreurs à diagrammes ou tout autre procédé généralement quelconque destiné à fournir l'information de comptage ou s'y rapportant,
4 Comme au primo ci-dessus, la première impulsion transmise étant également utilisée, après amplification éventuelle si . , nécessaire, à actionner des dispositifs d'alarme optiques ou acoustiques généralement quelconques, simultanément à la coupure ou la réduction de la tension d'alimentation des détecteurs afin d'éviter l'interférence d'autres auto- mates du même groupe pouvant être sollicités pendant la période d'excitation de la ligne d'impulsions.
5 ) Comme au primo ci-dessus,.les relais d'identification pouvant être inclus dans le détecteur ou montés au voisinage de ceux-ci.
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