Appareil pour détecter la présence d'un objet dans un espace.
La présente invention se rapporte à un appareil pour détecter la présence d'un objet dans un espace.
Un domaine d'application très important de tels appareils est constitué par la protection contre le vol et spécialement par l'indi- cation de cambriolages. Jusqu'à présent, cependant, aucun appareil d'un usage pratique n'avait été réalisé. Ceci provient du manque de stabilité des appareils. Dans des dispositifs d'alarme ou de garde devant fonc- tionner de jour en jour sans soin d'une manière absolument sûre, il est indispensable qu'ils soient stables, c'est-à-dire pratiquement indépendants des variations de température ou du réseau.
L'appareil selon l'invention comprend une antenne connectée à un générateur haute fréquence alimenté par le réseau, ce générateur étant lui-meme connecté à un dispositif indicateur, de façon que les changements de capacité entre l'antenne et la terre causés par les objets à détecter provoquent une variation du régime du générateur et partant l'aetionnement du dispositif indicateur.
Cet appareil est caractérisé en ce que des moyens de découplage à haute fréquence sont prévus entre le générateur et le réseau et en ce que des moyens sont prévus pour rendre l'indication fournie par le dispositif indicateur indépendante des changements de température normaux, le tout afin de permettre une plus grande sensibilité de l'appareil.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invent tion.
L'appareil comprend un générateur éleetronique consistant en un tube électronique E et en un circuit oscillateur LC avec une connexion en trois points de type connu.
L'antenne A est connectée au circuit grille du tube par le condensateur Cl et la résistance R1. Dans le circuit plaque du tube, un relais R, ajustable dans sa position limite, est connecté pour fonctionner comme organe indicateur. L'appareil est alimenté par un réseau alternatif V, par le transformateur T', un redresseur L et un condensateur de filtrage C4.
Le schéma donné de l'appareil est en principe connu, il fonetionne de manière que lorsqu'une augmentation de la capacité de l'antenne C3 se produit, par exemple lorsqu'un objet pénètre dans le champ de l'antenne, la tension haute fréquence entre la grille et la cathode du tube soit shuntée de sorte que, grâce à la résistance élevée Rl, une diminution de l'amplitude haute fréquence se produise. De ce fait, le courant d'anode à travers le tube est diminué de sorte que le relais, qui possède une position de limite réglable, fonctionne. Si le relais est ajusté à la position milieu, il fonctionne naturellement pour une diminution du courant d'anode, c'est-à-dire une diminution de 03.
Comme il sera expliqué plus longuement dans ce qui suit, les éléments de couplage connectés au circuit C', aussi bien que le eircuit lui-même, doivent être arrangés d'une manière spéciale si l'appareil doit être stable.
Le côte grille sera considéré en premier lieu.
Un bon appareil donnera une indication d'une variation de 0, 1 pF ou de moins dans C83, préférablement de 0, 01 pF. Il devrait s'ensuivre du schéma que si la capacité entre la grille du tube et la cathode on la grille et l'anode varie, il se produise presque le même changement de courant dans le circuit de l'anode du tube que si une variation de capacité se produisait entre l'antenne et la terre. Pour des variations de température normales (20 C), une telle variation de capacité est normale dans des tubes électroniques. Par conséquent, le tube électronique doit être spécialement construit pour l'appli- cation visée.
Une première précaution a prendre est de construire les tubes avec la moindre capacité possible entre la grille et l'anode et la grille et la cathode. Ceei est réalise par, entre autres, la sortie directe à travers la paroi du tube de la borne grille avee les connexions les plus courtes possibles.
Celles-ei ne doivent pas être parallèles aux connexions des autres électrodes. En plus, les électrodes dans le tube doivent être fixées par une matière possédant un petit coefficient de dilatation thermique telle que, par exem- ple, la stéatite ou une matière analogue. La. variation de la capacité du tube entre la grille de contrôle, d'une part, et l'anode et la cathode, d'autre part, doit être inférieure à 0, 1 pF pour les variations normales de la température du tube. La connexion entre la grille et l'antenne de même que la disposition de l'antenne doivent être telles qu'une capacité stable soit produite dans le côté grille du eircuit qui ne sera pas variable pour des changements de température.
La variation de la capa- cité entre l'antenne et la terre produite par les éléments isolants de l'antenne doit être inférieure à 0, 1 pF pour une variation de 20"C. Un dispositif de compensation peut également être employé. En cas de change- ments de température, on devrait avoir de tels changements de capacité que les changements de capacité dans les autres êléraents connectés au circuit de grille. soient com- pensés.
Un tel dispositif de compensation peut être réalisé, par exemple, au moyen d'un condensateur C1 qui. à la manière habituelle, est construit de sorte que. sa capacité varie avee la température, de façon à compenser les variations dues aux autres éléments, ou en donnant au relais : li nn enronlemezit opposé, connecté en série avec une résistance dépendant de la température, cet enroulement opposé étant ainsi alimenté par le redresseur.
La matière isolante possède une constante diélectrique qui s'élève avec une augmentation de température, tandis que la capacité du con densateur Cl diminue avec une augmentation de température, la valeur de la susdite résistance diminuant également avec une augmen- tation de température.
En ce qui concerne le côté terre du cir- cuit. il est nécessaire que l'impédance Zl de couplage du générateur à la terre, par exem- ple un condensateur, ait une petite impédance.
Puisque la distance entre la terre'72 de l'ap- pareil et la terre 71. de antenne peut d'habi- tude être courte, une impédance convenablement petite et stable peut également être obtenue pour cette connexion. Par contre, l'impédance entre le côté terre du circuit et le réseau doit être grande pour les hautes fréquences Ceci est dû au fait que l'impé- danee du réseau à la terre I3 peut varier considérablement, et par cela l'influence résultante qu'exerce la terre du réseau sur Zl par J ? 3 peut varier, ce qui à son tour influence le circuit 7. C et occasionne des indications erronées. Dans ce cas.
J ? 3 comprend en partie l'impédance de l'appareil et en partie l'impé- dance du réseau à la terre. La manière suivant laquelle l'impédance du réseau peut être modi- fiée peut être comprise clairement sur la figure. On suppose que les connexions du réseau ont une certaine longueur, c'est le cas, par exemple, de canalisations aériennes, de sorte que l'impédance Z3 puisse être disposée en série avec ces connexions. Si donc une charge-S3, de capacité C2 relativement forte, est connectée à la terre, l'impédance est naturellement diminuée entre le côte réseau de l'appareil et la terre, ce qui veut dire que
Z1 est davantage shunté.
Quand l'appareil est connecté au réseau par un transformateur ayant des enroulements primaire et secondaire électriquement séparés, ou même un écran connecté à la terre entre les enroulements, une assez forte impédance est produite entre les deux enroulements. Dans le cas d'appareils à courant alternatif ou à courant continu, il faut connecter une impédance convenable entre l'appareil et le réseau. Celle-ci peut être du type antiparasite. Afin d'obte- nir une impédance assez forte, il faut y connecter plusieurs filtres antiparasites avec éventuellement leurs condensateurs.
Ce qui a été dit ci-dessus sera mieux compris par un exemple d'appareil à courant alternatif. Supposons que C3 soit de 50 pF.
La sensibilité de l'appareil, c'est-à-dire la variation de C3 sous l'influence du relais, est de 0, 01 pF ou 2, 10 : 4 de C3. Z1 est un con densateur de 5000 pF. L'exemple démontre que la même variation dans le circuit que sous l'influence du relais (0, 01 pF) peut être obtenue si Z1 varie d'environ 0, 75 mF et qu'une variation de l'impédance Z2 entre, par exemple, l'infini et 50 000 ohms peut aussi causer cette variation dans Z1. Il s'ensuit done qu'un filtre d'une grande efficacité devrait être connecté entre le côté réseau de l'appareil et le réseau, et que Z1 devrait être choisi aussi faible que possible.
La valeur habituelle de Z1 (C=5000 pF) est en général trop petite et elle devrait être augmentée au moins dix fois.
En connectant, le transformateur entre l'appareil et le räseau, on obtient, de la manière connue, une säparation älectrique de l'appareil et du réseau. Pour cette raison, le circuit LC peut être connecté directement à la conduite de terre J2, laquelle à son tour, au moyen d'une conduite à faible impédance, est prolongée jusqu'à la terre J1 de l'antenne, par quoi une connexion est obtenue entre les terres J2 et J1 d'une résistance suffisamment faible pour que la capacité C5 du transformateur T, qu'on doit pouvoir maintenir à environ 100 pF, constitue un découplage suffisant entre le réseau et l'appareil. Dans quelques circonstances que ce soit, l'impédance entre le côté terre du circuit et le réseau doit être 100 fois plus grande que l'impédance entre le même côté du circuit et la terre.