CH660808A5 - Detecteur de feu de type analogique. - Google Patents

Description

La présente invention concerne un détecteur de feu de type analogique apte à détecter, sous la forme d'une grandeur analogique, une modification dans un phénomène physique causée par un feu.

Dans un détecteur de feu conventionnel, par exemple dans un détecteur photoélectrique, il est connu, pour réduire la consommation de courant, d'utiliser un dispositif émetteur de lumière alimenté de façon intermittente avec une période par exemple de deux secondes, de détecter au moyen d'un photodétecteur un changement de la lumière provenant de l'émetteur de lumière, causé par une arrivée de fumée, le signal du photodétecteur étant comparé avec une valeur de seuil prédéterminée à l'intérieur de la période d'émission de lumière et un dispositif de commutation étant commandé lorsque le signal photodétecté dépasse la valeur de seuil pour abaisser l'impédance entre les lignes de puissance et de signaux provenant d'une station centrale de signalisation pour court-circuiter ces lignes de manière à permettre à un courant d'alarme d'être transmis à la station centrale de signalisation.

Toutefois, il est difficile, dans un détecteur de feu conventionnel de ce type, de réaliser simultanément une détection rapide de feu et une prévention des fausses alarmes due à son système de détection par rapport à une valeur fixe de seuil. Il est également difficile de saisir l'importance d'un feu. A cet égard il a été récemment proposé de détecter, sous la forme d'une quantité analogique, un changement de densité de fumée causé par un feu pour le transmettre à la station centrale de signalisation de sorte que la station de signalisation soit en mesure d'apprécier le feu sur la base des informations analogiques.

Pour réduire la consommation de courant dans un tel système d'alarme de type analogique, la densité de fumée est généralement détectée de façon intermittente et le temps d'opération de détection est généralement seulement de l'ordre de 0,2 ms. Pour cette raison, si le signal de sortie du détecteur est transmis tel quel à la station centrale de signalisation, cette station ne peut pas recevoir le signal de façon certaine. Pour résoudre ce problème, il est possible d'étendre le temps d'opération de détection du détecteur de feu au-delà du temps pour lequel la station centrale de signalisation peut recevoir le signal de sortie du détecteur. Dans ce cas cependant il faut renoncer à obtenir une réduction de courant. Additionnellement, il s'est avéré qu'un bruit peut se mélanger aux informations au premier stade de détection, empêchant une détection sûre d'un feu, de telle sorte qu'il peut se produire une fausse alarme.

Plus spécifiquement, dans und détecteur de fumée photoélectrique conventionnel de type analogique détectant optiquement une densité de fumée due à un feu et délivrant le signal analogique correspondant à la densité de fumée, un circuit de conversion en durée d'impulsion convertit le signal du détecteur en une impulsion dont la durée correspond au niveau du signal détecté sous la forme d'informations numériques à la station centrale de signalisation.

Ce circuit de conversion en durée d'impulsion est généralement réalisé de telle manière que le signal détecté et un signal ondulatoire triangulaire de fréquence déterminée sont appliqués à un comparateur pour obtenir des impulsions ayant une durée correspondant au niveau du signal de détection par la modification du niveau de seuil de l'onde triangulaire par le signal de détection.

Toutefois, un tel circuit conventionnel de conversion en durée d'impulsion nécessite un oscillateur pour engendrer l'onde triangulaire qui est utilisée comme référence pour la conversion en durée d'impulsion, un tel circuit étant très compliqué et augmentant le coût du détecteur.

La présente invention a pour but de remédier aux problèmes liés aux techniques conventionnelles.

L'invention a plus particulièrement pour but de réaliser un détecteur de feu de type analogique capable de maintenir un signal de sortie analogique détecté pendant une période prédéterminée lorsque l'opération de détection n'est pas en cours, au lieu de prolonger l'opération de détection, et de transmettre ensuite le signal de sortie à une station centrale de signalisation de manière à réduire la consummation de courant.

Le détecteur doit également pouvoir supprimer une première partie du signal de sortie susceptible de contenir des composantes «bruit» et d'utiliser une partie ultérieure du signal de sortie pour la détection de feu de manière à assurer une détection sûre du feu.

L'invention a également pour but de réaliser un détecteur de feu de type analogique capable d'effectuer une conversion en durée d'impulsion correspondant au niveau du signal détecté, au moyen d'un circuit simple permettant à un dispositif émetteur de lumière d'être enclenché de façon intermittente au moyen d'une impulsion de puissance et permettant à la lumière diffusée en fonction de la densité de fumée d'arriver sur un photodétecteur pour engendrer un converti ayant une durée d'impulsion correspondant à la densité de fumée.

Le détecteur défini par la revendication 1 satisfait ces conditions.

Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'invention.

La figure 1 est un schéma électrique, partiellement sous forme de schéma-bloc, d'un détecteur de feu photoélectrique de type analogique selon une première forme d'exécution.

La figure 2 représente le schéma électrique d'un convertisseur en durée d'impulsion comprenant un condensateur de très faible capacité.

La figure 3 représente la forme des signaux présents dans le circuit selon figure 2.

La figure 4 illustre, sous la forme de signaux, la relation entre le condensateur et le changement de durée d'impulsion.

La figure 5 est un diagramme des formes de signaux en différents points du circuit de la figure 1.

La figure 6 est un schéma d'un détecteur de feu photoélectrique de type analogique selon une deuxième forme d'exécution.

La figure 7 représente la forme des signaux en différents points du circuit de la figure 6.

La figure 8 représente le schéma d'un détecteur de feu photoélectrique de type analogique selon une troisième forme d'exécution.

La figure 9 représente la forme des signaux en différents points du circuit selon figure 8.

Dans la figure 1, la référence 1 désigne une station centrale de signalisation de laquelle part une paire de lignes 2 et 3 de puissance/signalisation. Plusieurs détecteurs de feu tels que 4 sont connectés en parallèle à la station centrale 1 au moyen de paires de lignes respectives 2 et 3.

La station centrale 1 comprend une résistance de détection 5 pour détecter un changement intervenant dans le courant de ligne provenant du détecteur de feu 4, une section de réception 6 pour recevoir la tension de détection mesurée au bord de la résistance de détection 5, une section de traitement

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7 pour le traitement de l'information sur la base du signal analogique reçu de la section 6 et une section de commande 8 pour la commande de l'appel des détecteurs de feu connectés à la station centrale 1.

Chaque détecteur de feu 4 comprend un circuit 9 délivrant une tension constante, alimenté par la station centrale 1, pour l'alimentation des circuits du détecteur 4, un circuit de commande de transmission 10 délivrant, sur sa sortie 10a un signal PI sous forme d'impulsions pour établir un temps de réponse lorsque le détecteur est appelé par la section de commande 8 de la station centrale 1 et délivrant, sur sa sortie 10b une impulsion P2 pour la commande de l'émission de la lumière. Une résistance RI et un dispositif émetteur de lumière 11 sont branchés en série entre une ligne de signaux dérivés de la borne 10b du circuit de transmission de commande 10 et la ligne commune, tandis qu'un photodétecteur 12 et une résistance R2 sont branchés en série entre la sortie du circuit 9 délivrant une tension constante et la ligne commune de telle sorte que la lumière émanant du dispositif émetteur de lumière 11, qui est diffusée par la fumée entrant dans le détecteur, peut être reçue par le photodétecteur 12.

Le circuit 13 est un convertisseur en durée d'impulsion qui reçoit un signal de photodétection dont la tension est prise aux bornes de la résistance de charge R2 connectée en série avec le photodétecteur 12, tension qui correspond à la densité de la fumée, à travers un circuit différentiateur constitué d'un condensateur C et d'une résistance R7. Au convertisseur 13 est en outre appliquée une tension de référence délivrée par un diviseur de tension constitué des résistances R3 et R4. Le convertisseur 13 délivre à sa sortie 13a une impulsion P3 ayant une durée couvrant une période lorsque la grandeur du signal de photodétection dépasse celle de la tension de référence. Plus spécifiquement le convertisseur 13 délivre une impulsion P3 ayant une durée correspondant au niveau du signal de photodétection et ce convertisseur 13 est alimenté par l'impulsion P2 commandant l'émission de lumière à partir du circuit de commande de la transmission 10 de telle sorte qu'il délivre une impulsion P3 dans la période d'émission de lumière de l'émetteur de lumière 11.

Le convertisseur 13 est suivi d'un circuit de charge et décharge comprenant une porte NAND 14, deux diodes D1 et D2, une résistance RS et un condensateur CO. A la porte NAND 14 sont appliqués l'impulsion P2de la commande d'émission de lumière provenant du circuit de commande de transmission 10 et l'impulsion-signal provenant du circuit convertisseur 13, et cette porte NAND 14 délivre le produit logique inverse des entrées. Entre la sortie de la porte NAND

14 et une ligne de signalisation dérivée de la borne 10a du circuit de commande de la transmission 10 est connecté un circuit-série comprenant le condensateur CO, la résistance R5 et la diode Dl, ce circuit constituant un circuit de charge pour la charge du condensateur CO lorsque la sortie de la porte NAND 14 est à son niveau bas. La diode D2 est branchée en polarité inverse entre, d'une part le point commun de la diode Dl et de la résistance R5 et, d'autre part, la ligne commune 3, de telle sorte que le condensateur CO se décharge à travers la diode D2 lorsque l'impulsion PI du circuit de commande de la transmission 10 disparait.

La tension Vc au point commun du condensateur Co et de la résistance R5 est appliquée à l'entrée + d'un amplificateur opérationnel 15 constituant un circuit de sortie et de maintien. La sortie de cet amplificateur opérationnel 15 est reliée à un transistor 16 dont le collecteur et lémetteur sont branchés entre les lignes de puissance/signalisation 2 et 3. L'émetteur du transistor 16 est relié à une résistance R6 ayant le rôle de détecteur de courant et la tension aux bornes de la résistance R6 est appliquée à l'entrée - de l'amplificateur opérationnel

15 de manière à constituer un circuit de commande de courant constant aussurant un contrôle du courant du transistor 16 par la tension détectée par la résistance R6, de telle sorte que le courant dans le transistor 16 corresponde à la tension Vc.

Le circuit de conversion en durée d'impulsion 13 sera maintenant décrit plus en détail au moyen de la figure 2. Un condensateur C2 est branché en parallèle avec un circuit série constitué du photodétecteur 2 et de la résistance de charge R2 de manière à supprimer une variation de tension suceptible d'être provoquée par le photodétecteur 12 lorsque celui-ci délivre un courant à la réception d'une lumière intermittente.

Après la résistance R2 sont prévus un circuit différentiateur comprenant un condensateur C à la borne d'entrée duquel est appliqué la tension à travers la résistance de charge RI et une résistance R7. La sortie du circuit différentiateur, c'est-à-dire la tension aux bornes de la résistance R7, est appliquée à l'une des bornes d'éntrée 24 d'un comparateur 23. A l'autre borne d'entrée 25 est appliquée une tension de référence Vr délivrée par le diviseur de tension constitué par les résistances R3 et R4. Cette tension de référence Vr est également engendrée de façon intermittente au moyen de l'impulsion P2.

Le circuit comparateur 23 est de préférence à haute vitesse et à impédance d'entrée élevée. Il comprend un circuit amplificateur réalisé au moyen de transistors à effet de champs en technique MOS ou MOSFET 26 et 27 à l'étage d'entrée. Les MOSFET 26 et 27 sont commandés ar une source de corant constant 28. Le comparateur 23 travaille de façon intermittente sous la commande de l'impulsion de commande P2 à travers le circuit de commande de transmission 10. Le circuit comparateur 23 comprend en outre, dans son étage d'entrée, des diodes ZENER ZD1, ZD2 et ZD3 pour la protection de son entrée. Les diodes ZENER ZD 1 et ZD2 ont plus particulièrement branchés entre la source de courant constant 28 et le circuit différentiateur du côté de la photodétection. Dans ce contexte il convient de relever que la diode ZENER ZD 1 présente une très faible capacité de jonction Cj provenant de la jonction PN en polarité inversée de la diode ZENER ZD 1, car elle est polarisée en sens inverse lorsque l'impulsion P2 est appliquée au circuit comparateur 23. En raison de la présence de la très faible capacité de jonction Cj de la diode ZENER ZD1, un très faible courant peut s'écouler du circuit comparateur 23 vers le circuit différentiateur et la résistance de charge R2, en raison de la charge et de la décharge du condensateur correspondant à la capacité Cj, lorsque l'impulsion de commande P2 est appliquée au circuit comparateur 23.

Dans ce contexte il convient de relever que les constantes du circuit sont déterminées de telle sorte que les constantes de temps déterminées par la faible capacité de jonction Cj et la résistance équivalente aux résistances de charge R2 et R7 peut être de l'ordre de 10"7à 10"5.

Le fonctionnement du circuit comparateur 23 sera décrit maintenant en relation avec la figure 3.

Le dispositif émetteur de lumière 11 est commandé par les impulsions de commande P2 de durée T1 et séparées par un intervalle T2 comme illustré à la première ligne (a) de la figure 3. La durée d'impulsion T1 des impulsions de commande P2 est environ 100 à 200 |is et l'intervalle P2 est déterminée en prenant en considération le nombre de détecteurs de feu relié à la station centrale de signalisation, le courant nécessaire et la précision requise. Les mêmes impulsions de commande P2 de durée Dl et d'intervalle D2 sont également appliquées au circuit comparateur 23.

La tension apparaissant aux bornes de la résistance RI, lorsqu'aucune lumière diffusée n'atteint le photodétecteur 12, c'est-à-dire lorsque le courant de photodétection io = 0 s'établit comme suit : même lorsque le courant de photodétection

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io = 0 un courant résultant de la charge et de la décharge de la capacité de jonction Cj dû à l'alimentation du comparateur 23, s'écoule à travers la résistance R7 du circuit différentiateur et à travers la résistance de charge R2, de telle sorte que la tension aux bornes de la résistance de charge R2 résultant d'un faible courant il s'écoulant du circuit comparateur 23 vers la résistance de charge R2, a la forme d'un courant correspondant à la différentiation des impulsions de la source de puissance, comme représenté à la seconde ligne (b), figure 3. Si les constantes de temps de la capacité de jonction Cj et des résistances R2 et R7 peuvent être maintenues à une valeur de IO5 ou moins, il est possible d'obtenir une tension qui diminue avec un gradient constant à partir de l'apparition de l'impulsion de puissance.

La tension aux bornes de la résistance de charge R2 résultant du courant de photodétection io, lorsque le circuit comparateur 23 n'est pas connecté, est représenté à la troisième ligne (c) de la figure 3. Lorsque le courant de photodétection est aussi faible que io = 101, la tension aux bornes de la résistance de charge R2 est petite et lorsque le courant de photodétection iO devient aussi grand que io = i02, la tension aux bornes de la résistance de charge R2 devient grande.

La tension apparaissant réellement aux bornes de la résistance R2 est une tension synthétique des tensions selon figure 3 (b) et (c). Puisque la tension apparaissant sur la résistance de charge R2 en raison de la capacité de jonction Cj telle que représentée à la figure 3 (b) est constante, mais que le courant de photodétection io varie en fonction de la densité de fumée, comme représenté à la figure 3 (c), la tension réelle sur la résistance R2 obtenue par la synthèse de (b) et (c) est une tension-signal qui s'élève à un niveau de tension prédéterminé en synchronisme avec la montée de l'impulsion de commande P2 et qui retombe selon un gradient déterminé par le courant de photodétection, c'est-à-dire la densité de fumée. Une tension semblable apparaît également aux bornes de la résistance R7 et, comme cela est représenté à la figure 3 (e), elle est comparée avec la tension de référence Vr par le circuit comparateur 23. Lorsque le courant de photodétection io est petit et la tension a un gradient abrupt, il est possible d'obtenir à la sortie du comparateur une impulsion de courte durée. Par contre, lorsque le courant de détection io est grand et le gradient est faible, l'impulsion obtenue à la sortie du comparateur présente une durée relativement longue. Il est ainsi possible d'obtenir un signal constitué par une impulsion dont la durée correspond au courant de photodétection io.

Selon une variante d'éxécution de cette première forme d'exécution, il est possible d'utiliser un circuit comparateur ne cmprenant pas la diode ZENER de protection ZD 1. Dans ce cas un condensateur de très petite capacité Cj' est connecté entre le circuit de commande de transmission 10 et le circuit différentiateur, comme représenté en traits discontinus à la figure 2.

Plus spécifiquement, lorsque les MOSFET 26 et 27 utilisés dans le comparateur 23 ont un film d'oxyde métallique épais, la diode ZENER de protection n'est pas nécessaire et la capacité de jonction de diode Zener de protection ne peut pas être utilisée. Dans un tel cas un condensateur de très faible capacité Cj ' peut être connecté entre la source d'impulsions de puissance et le circuit différentiateur, comme représenté à la figure 2. Ce condensateur peut être prévu dans le circuit intégré constituant le circuit comparateur.

La relation entre la capacité de jonction Cj de la diode ZENER ou la faible capacité Cj' et la durée d'impulsion du signal de conversion en durée d'impulsion obtenu à la sortie du circuit comparateur 23 sera décrite maintenant en relation avec la figure 4.

La figure 4 représente les formes des signaux lorsque les constantes de temps du circuit selon la figure 2 sont 10 6s et 10"5s.

La figure 4 (a) montre une impulsion de commande d'émission de lumière P2 provenant du circuit de commande de transmission 10 qui présente une longueur d'impulsion TI par exemple égale à 150 jis.

La figure 4 (b) représente la tension aux bornes de la résistance R7 en l'absence de la petite capacité Cj. Dans ce cas il apparaît seulement un changement correspondant au courant de photodétection.

La figure (c) représente la tension aux bornes de la résistance R7 lorsque la constante de temps est 10 6s. La ligne discontinue représente un changement de tension lorsque la densité de fumée est égale à zéro. Les densités de fumée provoquant des changements de tension à partir de la partie descendante représentée par la ligne continue descendant vers la tension Vr, peut être convertie en changement de durée d'impulsion. Le changement de largeur Ts apparaissant à la sortie du circuit comparateur 23 présente une variation suffisante, représentant environ 75%., c'est-a-dire les trois quarts de la durée d'impulsion T1 de l'impulsion de commande P2.

La figure 4 (e) représente la tension aux bornes de la résis-tence R2 lorsque la constante de temps est 10 5s. Dans ce cas la largeur modifiée Ts est d'environ un tiers de la durée d'impulsion T1 de l'impulsion de commande d'impulsion de la lumière. Le changement de la durée d'impulsion devient d'autant plus grand que la valeur de la capacité Cj devient petite.

Dans les exemples décrits précédemment, la constante de temps est ajustée de telle sorte que la sortie du circuit comparateur 23 peut être 0 lorsque la densité de fumée est 0.

Le fonctionnement complet du dispositif selon la figure 1 sera maintenant décrit en relation avec les diagrammes représentés à la figure 5.

La section de commande 8 de la station centrale de signalisation appelle les détecteurs de fumée 4 avec une période prédéterminée T3, par exemple de deux secondes. L'appel par la station centrale de signalisation 1 est effectué par des codes d'appel prédéterminée ou par des impulsions d'horloge délivrées par la section de commande 8 en direction des détecteurs de fumée 4. Lorsque le circuit de commande de transmission 10 du détecteur de fumée 4 identifie un appel, ce circuit 10 délivre sur sa sortie 10a un signal PI constituée d'impulsions de période To pour déterminer un temps de réponse, par exemple T0 = 4 ms, et délivre sur sa sortie 10b des impulsions de commande et d'émission de lumière P2 de période T1,T1 étant parecemple égal à 0,2 ms. Le dispositif émetteur de lumière 11 est alors alimenté par les impulsions P2, de telle sorte qu'il émet des signaux de lumière d'une période de 0,2 ms. Pendant la période d'émission de lumière, la lumière diffusée par la fummée arrive sur le photodétecteur 12 qui délivre un courant de photodétection, correspondant à la den-densité de fumée, au circuit de conversion en durée d'impulsion 13. Si la densité de fumée ayant pénétré dans le détecteur de fumée 4 est basse, la période du signal de photodétection dépassant la tension de référence donnée par le diviseur de tension R3, R4, est courte et le circuit convertisseur 13 délivre un signal P3 constitué d'impulsions d'une durée Ta à la porte NAND 14. Le niveau des impulsions P3 est inversé par rapport à celui représenté à la figure 3. Avant de recevoir l'appel de la station centrale de signalisation 1 les signaux PI et P2 sont à un niveau bas et P3 est à un niveau H. Lorsque le détecteur est appelé par la station centrale de signalisation, le circuit de commande de transmission 10 délivre l'impulsion de commande de la lumière P2 d'un niveau H et le circuit convertisseur 13 délivre le signal P3 de nvieau L de telle sorte que la sortie de la porte NAND 14 reste au niveau H. Ensuite, lorsque le signal P3 du circuit convertisseur 13 cesse après s

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une période Ta, la sortie de la porte NAND 14 tombe au niveau L et le condensateur CO, la résistance R5, la diode Dl et la porte NAND 14 constituent un circuit de charge pour le condensateur CO. Immédiatement avant le début de la charge, la tension Vc aux bornes du condensateur CO est à un niveau élevé correspondant au niveau du signal PI délivré par le circuit de commande de transmission 10. Lorsque la charge du condensateur CO a commencé, la tension Vc chute avec une constante de temps déterminée par le condensateur CO et la résistance R5. Durant la chute de la tension Vc due à la charge du condensateur CO, après un temps T2 à compter de l'appel, le signal P2 à la sortie du circuit de commande de transmission 10 disparait, de telle sorte que la sortie de la porte NAND 14 est à nouveau inversée au niveau H. La charge du condensateur CO est alors stoppée et un courant de ligne correspondant à la tension Vc aux bornes du condensateur CO, lorsque celui-ci est chargé, est délivré, en étant maintenu, à la station centrale de signalisation 1 par l'amplificateur opérationnel 15 et le transistor 16 pendant la période durant laquelle l'émission de lumière est interrompue. Après qu'un temps TO = 4 ms se soit écoulé à partir de l'appel, le signal PI provenant du circuit de commande de transmission 10 disparait et le signal de sortie délivré par l'amplificateur opérationnel 15 et le transistor 16 cesse, de telle sorte que le condensateur CO se décharge à travers la diode D2 pour retrouver son état initial.

Par ailleurs, à la section de réception 6 de la station centrale de signalisation, le courant maintenu par le transistor 16 du détecteur de fumée 4 pendant un temps T4 à partir de la cessation de l'impulsion de commande d'émission de lumière P2, après appel jusqu'à la fin de l'impulsion PI, est reçu après conversion en une tension par la résistance détectrice de courant 5. Le courant reçu est converti sous forme numérique et appliqué à la section de traitement 7. Ainsi, l'identification d'un feu est exécutée sur la base du signal de sortie analogique du détecteur de fumée 4, ce signal correspondant à la densité de fumée.

Par la suite, si la densité de fumée entrant dans le détecteur 4 augmente pendant la période d'appel suivante, la durée d'impulsion de l'impulsion P3 à la sortie du convertisseur 13 augmente à Tn comme représenté à la figure 5 et le temps de charge du condensateur CO à partir de l'instant de coupure de la sortie de l'impulsion P3 jusqu'à la cessation de l'impulsion de commande de la lumière P2. Ceci a pour conséquence que la tension Vc, à l'instant où la charge du condensateur CO s'arrête, augmente avec la densité de fumée et l'amplificateur opérationnel 15 et le transistor 16 délivrent un courant de ligne correspondant à la tension Vc aux bornes du condensateur, courant qui augmente de façon correspondante à la durée d'impulsion Tn pour une période T4.

Comme décrit ci-dessus, dans la forme d'exécution selon la figure I, la lumière est émise de façon intermittente sur appel de la station centrale de signalisation 1 et elle est reçue de manière à engendrer un signal de photodetection, le signal étant converti en une impulsion de durée correspondante au niveau du signal de photodétection, la charge d'un condensateur étant initialisée à partir de l'instant où cesse le signal, cette charge étant stoppée lorsque la commande d'émission de lumière est terminée et lorsque l'impulsion de référence ou l'impulsion de commande d'émission de luminaire tombe, et un courant correspondant à la tension aux bornes du condensateur lorsque sa charge est stoppée, étant délivré. Au moyen de cet arrangement, la station centrale de signalisation peut recevoir, sur appel, un signal de détection analogique correspondant à la densité de fumée dans une période pendant laquelle l'émission de lumière est interrompue. Puisque la période d'émission de lumière n'est pas modifiée, la consommation de courant par le détecteur de fumée peut être

économisée. En outre, puisque la période de maintien du signal de sortie dans la période pendant laquelle l'émission de lumière est interrompue est suffisante pour permettre à la station centrale de signalisation 1 de recevoir le signal de sortie, s le signal de photodétection obtenu par la lumière intermittente pendant une courte période, peut être reçu positivement par la station centrale de signalisation, sans être influencé par le bruit, ce qui permet une détection sûre d'un feu.

La figure 6 est un schéma-bloc représentant une autre io forme d'exécution d'un détecteur de feu de type analogique selon la présente invention. Alors que dans la figure I le signal de sortie est obtenu au moyen de la tension aux bornes du condensateur CO lorsque la charge de ce condensateur est stoppée, dans la forme d'exécution selon la figure 6, le signal îs de sortie est obtenu au moyen d'une tension aux bornes du condensateur CO lorsque ce condensateur est déchargé.

Plus précisément, un circuit série comprenant un condensateur CO, une diode Dl et une résistance R5 est branché entre la sortie de la porte NAND 14 et la ligne commune, et 20 un multivibrateur monostable 30 est relié, à travers une diode D3 et une résistance R8, au point commun de la diode D1 et du condensateur CO afin d'aussurer une charge rapide du condensateur CO à l'arrivée d'une impulsion de commande de lumière P2 provenant du circuit de commande de trans-25 mission 10.

Le fonctionnement de cette deuxième forme d'exécution sera décrit maintenant en relation avec la figure 7. Lorsqu'une impulsion PI, pour l'établissement d'un temps de réponse, et qu'une impulsion de commande de lumière P2 30 sont délivrées par le circuit de commande de transmission 10 sur appel de la station centrale de signalisation 1, le condensateur CO est chargé à une tension en forme d'impulsion par la sortie du multivibrateur monostable 30 commandé par l'impulsion P2. Simultanément, le circuit convertisseur en durée 35 d'impulsion 13 délivre une impulsion P3 dont la durée correspond à la densité de fumée. La sortie de la porte NAND 14 étant au niveau H la tension Vc aux bornes du condensateur CO chargé par la tension de l'impulsion, est à un niveau prédéterminé. Lorsque l'impulsion délivrée par le circuit conver-40 tisseur 13 disparait, la sortie de la porte NAND 14 est inversée au niveau L et le condensateur CO commence à se décharger à travers la diode D1 et la résistance 5. La décharge du condensateur CO est terminée après un temps T2 à compter de l'appel du détecteur de fumée, lorsque l'impulsion 45 de commande de lumière P2 disparait. La tension Vc aux bornes du condensateur CO lorsque celui-ci cesse de se décharger, est égale à une tension correspondant à la densité de fumée, et un courant permanent correspondant à la tension Vc est délivré vers la station centrale 1 par l'amplifica-50 teur opérationnel 15 et le transistro 16 pour une période commençant à l'arrêt de l'émission de lumière et à la disparition du signal Pl.

En résumé, on détecte une différence entre l'impulsion de commande de l'émission de lumière P2, utilisée comme 55 impulsion de référence, et le signal P3 délivré par le circuit convertisseur 13, et la tension aux bornes du condensateur CO est déterminée par la différence détectée de manière à délivrer un signal permanent correspondant.

La figure 8 représente und troisième forme d'exécution. La 60 sortie du circuit convertisseur 13 et la sortie d'un multivibrateur monostable 40 sont comparées et le condensateur CO est chargé de manière correspondant à la différence détectée pour délivrer un signal permanent correspondant à la tension aux bornes du condensateur.

65 Plus particulièrement un transistori, fonctionnant en discriminateur, est connecté de telle manière que sa gâchette est couplée au ciruit convertisseur en durée d'impulsion 13, son émetteur étant connecté au multivibrateur monostable 40

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et son collecteur à un circuit série comprenant un inverseur 42, une diode D4, une résistance R9 et le condensateur CO. Le condensateur CO commence à se charger lorsque le signal de sortie du multivibrateur 40, qui est appliqué au transistor 41, chute et arrête la charge du condensateur lorsque la sortie P3 du circuit convertisseur 13 chute. Le détecteur comprend en outre un transistor à effet de champ 43 et un circuit de sortie 44 constituant les moyens pour délivrer un signal permanent.

L'opération de charge et décharge dans cette troisième forme d'exécution sera décrite maintenant en référence avec la figure 9.

Sur appel de la station centrale de signalisation 1, le circuit de commande de transmission 10 émet un signal P1 établissant un temps de réponse et une impulsion de commande d'émission de lumière P2, et le multivibrateur monostable 40, commandé par le signal PI, délivre une impulsion de durée Tx égale à la moitié de la durée T1 de l'impulsion de commande P2. Simultanément un signal P3, de durée correspondant à la densité de fumée, est délivré par le circuit convertisseur 13. Le transistor 41 n'est pas rendu conducteur, même si le signal P3 est appliqué à sa gâchette, car l'impulsion de sortie du multivibrateur monostable 40 est apppliqué à son émetteur et il ne devient conducteur que lorsque l'impulsion de sortie du multivibrateur monostable 40 chute.

L'inverseur 42 délivre une impulsion P4 de durée égale à la s différence entre les durées du signal P3 et de l'impulsion de sortie du multivibrateur monostable 40. Le condensateur CO est rapidement chargé à partir de la montée de l'impulsion P3 et cesse de se charger lors de la chute de l'impulsion P4. La tension aux bornes du condensateur, lorsque la charge du io condensateur est stoppée, est maintenue jusqu'au moment de la chute de l'impulsion PI et délivrée à la station centrale de signalisation 1 par le circuit de sortie 44.

Dans cette forme d'exécution, une partie du signal de sortie du circuit convertisseur 13 correspondant à la durée d'impul-15 sion Tx de la sortie du multivibrateur monostable 40, dans lequel peut se trouver du bruit, est coupée. La partie restante est utilisée pour la détection de feu de telle sorte qu'une détection sûre peut être réalisée.

Bien que tous les détecteurs de feu de type analogique 20 décrits ci-dessus soient utilisés avec un détecteur photoélectrique, le détecteur selon la présente invention peut être réalisé avec d'autres types de détecteurs.

B

6 feuilles dessins

Claims (10)

1. 660 808

   2

   REVENDICATIONS

   1. Détecteur de feu de type analogique pour la détection d'une modification de l'environnement physique due à la présence de feu, caractérisé par le fait qu'il comprend

   - un moyen de détection ( 12, C, R7) pour détecter de façon intermittente une certaine grandeur de changement dans un phénomène physique ambiant dû à la présence d'un feu pour engendrer un signal analogique correspondant à cette grandeur de changement,

   - un moyen de conversion (13) pour convertir ledit signal analogique en une impulsion (P3) ayant une durée correspondant au niveau du signal,

   - un moyen générateur d'impulsions de référence (10) pour engendrer une impulsion de référence (P2) ayant une durée prédéterminée et une période prédéterminée en correspondance à l'opération de détection desdits moyens de détection (12),

   - un moyen discriminateur ( 14; 41) détectant une différence de durée d'impulsion entre le signal de sortie (P3) du moyen convertisseur d'impulsion (13) et l'impulsion de référence (P2) après comparaison de celles-ci,

   - un moyen chargeur-déchargeur (Dl, R5, Co) pour le chargement ou le déchargement d'un condensateur (Co) de manière correspondante à la différence détectée par le moyen de discrimination (14; 41), et

   - un moyen de maintien du signal de sortie (15, 16; 43) pour le maintien et la délivrance, pendant un temps déterminé, d'un signal correspondant à la tension aux bornes du condensateur (Co) lorsque la charge ou la décharge dans ledit moyen chargeur-déchargeur est stoppée.
2. 2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen générateur d'impulsions de référence ( 10) engendre une impulsion de référence (P2) dont la durée est égale ou supérieure à la durée de la période intermittente de commande du moyen de détection.
3. 3. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen générateur d'impulsions de référence (10) engendre une impulsion de référence (PI) dont la durée est inférieure à la période intermittente de commande du moyen de détection et correspond à une largeur de bruit susceptible d'être présent dans le signal de sortie (P3) dudit moyen de conversion en longueur d'impulsion.
4. 4. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit moyen de discrimination est une porte NAND ( 14) à l'entrée de laquelle est appliquée ladite impulsion de référence (P2) et ledit signal de sortie (P3) du moyen de conversion en durée d'impulsion, que ledit moyen chargeur-déchargeur est constitué par une diode (Dl), une résistance (R5) et un condensateur (Co) qui sont connectés en série à la sortie de la porte NAND ( 14), que ledit moyen de maintien du signal de sortie est constitué par un amplificaieur opérationnel ( 15) et un transistor ( 16) connecté audit moyen char-geur-déchargeur et adapté pour initialiser le chargement lorsque la sortie du moyen de conversion en durée d'impulsion ( 13) est coupée, pour stopper le chargement lorsque le moyen de détection ( 12, C, R7) termine son opération de détection et pour maintenir en sortie le signal correspondant à la tension aux bornes du condensateur (Co) pour une période lorsque ledit moyen de détection cesse d'opérer.
5. 5. Détécteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit moyen de discrimination est une porte NAND ( 14) à laquelle sont appliquées ladite impulsion de référence (P2) et le signal de sortie du moyen de conversion en durée d'impulsion (P3), que le moyen chargeur-déchargeur est constitué d'un circuit série comprenant une diode (D1 ), une résistance (R5) et un condensateur (Co) et d'un autre circuit série constitué d'un multivibrateur monostable (30), d'une diode (D3) et d'une résistance (R8), connecté en parallèle avec le premier circuit série, que le moyen de maintien en sortie est constitué par un amplificateur opérationnel (15) connecté au moyen chargeur-déchargeur et par un transistor ( 16), ledit multivibrateur monostable (30) étant agencé pour se charger à une vitesse élevée aussitôt que le moyen de détection commence à opérer, ledit condensateur (Co) étant adapté pour commencer à se charger lorsque la sortie du moyen de conversion en durée d'impulsion (13) est stoppée et pour stopper la décharge lorsque le moyen de détection achève son opération, pour maintenir en sortie le signal correspondant à la tension aux bornes du condensateur (Co) dans une période lorsque le moyen de détection arrête d'opérer.
6. 6. Détecteur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen générateur d'impulsions de référence est un multivibrateur monostable (40) pour commander le moyen de détection ( 12, C, R7) et engendrer les impulsions de référence, que le moyen de discrimination est un transistor (41 ) à la gâchette duquel est appliqué le signal de sortie (P3) du moyen de conversion en durée d'impulsion et à l'émetteur duquel est appliquée ladite impulsion de référence et qui est rendu conducteur après la chute de cette impulsion de référence, que le moyen chargeur-déchargeur est constitué par un inverseur (42), une diode (D4) et un condensateur (Co) connectés au collecteur dudit transistor (41 ), que le moyen de maintien du signal en sortie est un transistor à effet de champ (43) dont la gâchette est connectée au moyen chargeur-déchargeur de telle manière qu'il devient conducteur après la chute de l'impulsion de référence, pour charger le condensateur (Co) par une différence détectée par ledit moyen discriminateur (41) et pour maintenir en sortie le signal correspondant à la tension aux bornes du condensateur à l'instant où la charge est achevée dans une période, lorsque le moyen de détection a terminé son opération.
7. 7. Détecteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que le moyen de détection est constitué par un dispositif émetteur de lumière (11) commandé périodiquement et de façon intermittente pour émettre de la lumière pendant une période prédéterminée (Tl) et par un photodétecteur (12) qui délivre un signal correspondant à un changement dans la lumière provenant du dispositif émetteur, causé par la présence de fumée, que le moyen de conversion en durée d'impulsion (13) est constitué par une résistance de charge (R2) connectée directement au photodétecteur, par un circuit différentiateur comprenant une résistance (R7) à laquelle est appliquée la tension aux bornes de ladite résistance de charge et par un condensateur (C) et par un très petit condensateur (Cj ; Cj') dont une borne d'entrée est reliée à la tension de sortie de référence d'un circuit diviseur à résistances (R3, R4) et dont une autre borne d'entrée.est connectée à la sortie du circuit différentiateur et qui est adapté pour laisser passer un très petit courant vers la résistance (R7) du circuit différentiateur et vers la résistance de charge (R2), en se chargeant et se déchargeant lorsqu'une impulsion de puissance est appliquée au dispositif émetteur de lumière.
8. 8. Détecteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la constante de temps de la valeur de la résistance résultant de la résistance de charge (R2) et de la résistance (R7) du circuit différentiateur en parallèle et du très petit condensateur (Cj ; Cj ' ) est inférieure à 10~5s.
9. 9. Détecteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le très petit condensateur est constitué par la capacité (Cj) de la jonction d'une diode Zener (ZD1) prévue à l'entrée d'un circuit comparateur.
10. 10. Détecteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le très petit condensateur est constitué par un condensateur (Cj' ) ayant une très petite capacité, connecté entre la

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    source d'impulsions de puissance et le circuit différentiateur, lorsque le comparateur n'a pas de diode Zener à son entrée.