[0001] La présente invention concerne un dispositif de contrôle de l'intégrité d'une paroi
quelconque, métallique ou non, destiné à déclencher automatiquement une intervention
en cas d'agression commise à l'encontre de cette paroi.
[0002] Il existe actuellement un grand nombre d'articles produits, documents. ou supports
qui sont particulièrement convoitables et qui doivent être protégés. Parmi ceux-ci
on peut citer les billets de banque. les chèques ou carnets de chèque les cartes de
crédit ou autres cartes utilisables en monétique, les documents secrets,microfilms,enregistrements
magnétiques et/ou optiques etc... Tous ces objets à protéger sont généralement logés
dans des enceintes de sécurité, enceintes qui sont délimitées chacune par une paroi
séparant le milieu ambiant du volume interne dans lequel sont stockés les objets protégés.
[0003] La présente invention concerne un dispositif permettant de contrôler en permanence
l'état d'une telle paroi et de commander automatiquement une intervention, aussitôt
qu'une agression est commise contre cette paroi, cette intervention pouvant être
constituée par exemple par une altération ou même une destruction des objets se trouvant
à l'intérieur de l'enceinte protégée.
[0004] A cet effet ce dispositif de contrôle de l'intégrité d'une paroi, destiné à déclencher
automatiquement une intervention en cas d'agression commise à l'encontre de cette
paroi, est caractérisé en ce qu'il comprend, sur la surface externe ou interne de
la paroi, un capteur capacitif constitué par un condensateur plan mince épousant
la forme de la paroi, et, du côté interne de cette paroi, un circuit électronique
de surveillance comportant un oscillateur à fréquence variable à l'entrée de commande
duquel est connectée une armature du condensateur porté par la surface de la paroi
et dont l'autre armature est reliée à la masse, et des moyens pour détecter la variation
de fréquence du signal de sortie de l'oscillateur résultant d'une variation de capacité
du condensateur, et pour délivrer alors un signal d'alarme lorsqu'une agression externe
sur la paroi provoque une variation de la surface du condensateur porté par cette
paroi et par conséquent de la capacité de celui-ci.
[0005] De préférence l'armature externe du condensateur plaqué sur la paroi est reliée à
la masse si bien que cette armature sert de cage de Faraday protégeant le circuit
électronique de surveillance à l'égard des agressions radio-électriques externes.
[0006] Suivant une caractéristique complémentaire de l'invention le circuit électronique
de surveillance comprend une sonde de détection de température placée à la proximité
de la surface interne de la paroi et cette sonde de détection de température est connectée
à un circuit de correction de température pour assurer une compensation des variations
de température, dans une gamme allant de préférence de - 40°C à + 60°C.
[0007] On décrira ci-après à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution
de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel :
La figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif de contrôle de l'intégrité d'une
paroi suivant l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe de la paroi portant le capteur capacitif, réalisé
sous la forme d'un condensateur plan.
La figure 3 est un schéma d'une variante d'exécution du dispositif.
[0008] Le dispositif suivant l'invention qui est représenté dans son ensemble sur la figure
1, est destiné à contrôler en permanence l'intégrité d'une paroi 1, cette paroi formant
une surface fermée ou non sur elle-même, pour délimiter une enceinte de sécurité contenant
des objets devant être protégés. Le dispositif utilise un capteur capacitif externe
réalisé sous la forme d'un condensateur plan 2 qui est appliqué directement ou indriectement
sur la surface externe l
a de la paroi 1. Ce condensateur comprend une armature métallique externe 2a, une armature
métallique interne 2b en contact avec la surface externe 1
a de la paroi 1, et une couche diélectrique intermédiaire 2c, dans le cas où cette
paroi 1 est en un matériau non métallique. Si la paroi 1 est métallique, elle peut
servir elle-même d'armature, en étant alors revêtue d'un vernis d'accrochage et d'isolation
la séparant de l'armature externe 2a. De préférence l'armature externe est mise à
la masse de manière à constituer une cage de Faraday entourant et protégeant les divers
éléments constitutifs du circuit électronique qui sera décrit par la suite. Ce condensateur
est utilisé en tant que capteur d'intégrité de surface étant donné que la capacité
de ce condensateur est directement proportionnelle à le valeur instantanée de la surface
des armatures du condensateur, si on suppose que l'épaisseur de la couche diélectrique
2c est constante. Suivant l'invention on utilise cette propriété pour détecter une
agression à l'encontre de la paroi agression se traduisant par une variation de la
surface métallique du condensateur 2. Cette agression peut être de deux types différents
à savoir une agression lente, par exemple par suite d'une élévation de température
locale au moyen d'un chalumeau, en vue de percer la paroi, et une agression rapide,
par exemple par suite de l'impact d'une balle perforant le condensateur 2 et la paroi
1, la réduction de surface du condensateur 2 résultant alors du trou percé par la
balle.
[0009] Le dispositif suivant l'invention utilise, pour détecter l'agression commise contre
la paroi 1, un oscillateur à fréquence variable 3 à l'entrée duquel est connecté
le condensateur 2 à capacité variable en fonctin des agressions éventuelles. Plus
particulièrement l'armature interne 2b est reliée à l'entrée de l'ooscillateur à fréquence
variable 3, étant donné que l'armature externe 2a constitue un plan de masse pour
l'ensemble des circuits électroniques. L'oscillateur à fréquence variable 3 délivre
à sa sortie un signal alternatif de fréquence f inversement proportionnelle à la capacité
C du condensateur 2 autrement dit f = k/C. k étant une constante. Dans cette forme
d'exécution la sortie de l'oscillateur à fréquence variable 3 est reliée à une entrée
d'un étage démodulateur de fréquence 4 dont la sortie est elle-même reliée à un détecteur
de niveau 5. Le démodulateur de fréquence 4 est avantageusement constitué par un
circuit à boucle à verrouillage de phase. On règle alors la fréquence d'oscillation
libre de cette boucle sur la fréquence de l'oscillateur à fréquence variable 3 et
tous les décalages en fréquence sont alors rattrapés par l'asservissement de la boucle
à verrouillage de phase. On obtient ainsi, à la sortie du démodulateur de fréquence
4, un signal d'amplitude proportionnelle à l'écart de la fréquence par rapport à la
fréquence de référence.
[0010] En fait on distingue en pratique deux types d'agression à savoir :
a) le franchissement rapide de la paroi 1 ou agression rapide qui crée, dans
le signal de sortie de l'oscillateur à fréquence variable 3, un brutal décalage en
phase sur une période;
b) l'agression lente ou usure (attaque par produit chimique à faible vitesse de
réaction ou au chalumeau par exemple) qui se traduit par un décalage en fréquence
progressif dans le temps et qui est directement proportionnel à la variation de la
surface S du condensateur 2. Ces deux types d'agression peuvent être détectés par
un seul et même circuit à savoir le démodulateur de fréquence 4. Celui-ci est relié
au détecteur de niveau 5 qui peut être constitué par un amplificateur opérationnel
à fenêtre à deux niveaux de détection. En effet si une agression par perçage ou usure
engendre une diminution de la surface S,donc de la capacité C du condensateur 2, au
contraire une agression thermique (par un chalumeau par exemple) engendre, dans un
premier temps, une augmentation de la surface S et de la capacité C, par suite de
la dilatation des armatures métalliques du condensateur 2, d'où la nécessité d'avoir
deux seuils de détection. Le signal de sortie de l'amplificateur opérationnel provoque,
aussitôt que l'un des deux seuils est franchi, l'enclenchement d'une bascule, à travers
une porte logique OU si bien que le franchissement de l'un des seuils se traduit par
l'enclenchement de la bascule et l'émission d'un front raide correspondant. Par ailleurs
l'enclenchement de cette bascule assure la mémorisation de l'agression.
[0011] Le signal de sortie du détecteur de niveau 5 peut être utilisé à diverses fins, par
exemple pour provoquer la destruction ou tout au moins l'altération irrémédiable des
objets protégés par la paroi 1 (destruction ou coloration de billets de banque par
exemple).
[0012] Le dispositif suivant l'invention comporte un dispositif qui assure la correction
de la mesure de fréquence en fonction de la température ambiante qui, en provoquant
une dilatation plus ou moins importante de la surface S du condensateur 2, engendre
une dérive de la capacité C. Le dispositif de correction en température comprend
une sonde de détection de température 6 qui est située à proximité immédiate de la
surface interne 1b de la paroi 1. Cette sonde 6 est reliée à un circuit de correction
de température 7 qui est lui-même connecté au démodulateur de fréquence 4. Le circuit
7 intervient pour tenir compte des variations lentes de la température ambiante, en
les distinguant des variations rapides dues à une agression thermique. Pour cette
raison le circuit 7 a un temps de réponse plus lent que le condensateur 2 afin de
pouvoir effectuer cette différence.
[0013] Comme on peut mieux le voir sur la figure 2, le condensateur 2 formé sur la surface
externe 1
a de la paroi 1 peut être obtenu par application d'une première couche de métal (par
exemple aluminium), par métallisation sous vide ou galvanoplastie, pour constituer
l'armature interne 2b du condensateur, puis application d'une couche de vernis isolant
d'épaisseur constante pour constituer la couche diélectrique intermédiaire 2c, puis
application d'une seconde couche métallique, par métallisation sous vide ou galvanoplastie,
pour constituer l'armature externe 2a du condensateur 2, et enfin application d'une
couche de vernis de protection extérieur 8. La connexion électrique des deux armatures
métalliques 2a,2b au circuit électronique interne peut s'effectuer aisément, de la
manière illustrée, au moyen de fils conducteurs 9,10 passant à travers des trous percés
dans la paroi 1. Le fil 9 passe à travers un trou 11 formé dans la couche métallique
2b constituant l'armature interne, au moment de la constitution de cette couche, grâce
à la prévision, à l'endroit du trou 11, d'un cache approprié. Le fil 9 traverse par
conséquent l'armature interne 2b sans être en contact avec celle-ci. L'autre fil 10
est relié directement à l'armature interne 2b. Le vernis 2c constituant la couche
diélectrique intermédiaire est choisi de manière à avoir le même coefficient de dilatation
que celui de la paroi 1 supportant le condensateur 2 formant capteur.
[0014] Dans la variant d'exécution de l'invention représentée sur la figure 3, le condensateur
2 est supposé être utilisé uniquement en détecteur d'usure. Dans ce cas on peut utiliser,
à la place de l'étage démodulateur de fréquence 4, un fréquencemètre 12 relié, par
une interface, à un micro-ordinateur 13 qui analyse, par son programme, les décalages
en fréquence. Dans cette forme d'exécution de l'invention le détecteur de niveau
5 est également supprimé car les seuils de détection sont déterminés par le programme
du micro-ordinateur 13. Par ailleurs le circuit de correction de température 7 est
connecté au micro-ordinateur 13 qui corrige la fréquence en fonction de la température.
1.- Dispositif de contrôle de l'intégrité d'une paroi, destiné à déclencher automatiquement
une intervention en cas d'agression commise à l'encontre de cette paroi, caractérisé
en ce qu'il comprend, sur la surface externe ou interne de la paroi, un capteur capacitif
constitué par un condensateur plan mince (2) épousant la forme de la paroi (1), et,
du côté interne de cette paroi, un circuit électronique de surveillance comportant
un oscillateur à fréquence variable (3) à l'entrée de commande duquel est connectée
une armature (2b) du condensateur (2) porté par la surface de la paroi (1) et dont
l'autre armature (2a) est reliée à la masse, et des moyens (4,5;12) pour détecter
la variation de fréquence du signal de sortie de l'oscillateur (3), résultant d'une
variation de capacité du condensateur, et pour délivrer alors un signal d'alarme
lorsqu'une agression externe sur la paroi (1) provoque une variation de la surface
du condensateur (2) porté par cette paroi et par conséquent de la capacité de celui-ci.
2.- Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'armature externe
(2a) du condensateur (2) plaqué sur la paroi est reliée à la masse si bien que cette
armature sert de cage de Faraday protégeant le circuit électronique de surveillance
à l'égard des agressions radio-électriques externes.
3.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé
en ce que les moyens pour détecter la variation de fréquence du signal de sortie de
l'oscillateur comprennent un démodulateur de fréquence (4) connecté à la sortie de
l'oscillateur à fréquence variable (3) et un détecteur de niveau (5) à deux seuils
connecté à la sortie du démodulateur de fréquence (4) et émettant le signal d'alarme.
4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en
ce que les moyens pour détecter la variation de fréquence du signal de sortie de l'oscillateur
comprennent un fréquencemètre (12) relié, par une interface, à un micro-ordinateur
(13) qui analyse, par son programme, les décalages en fréquence.
5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé
en ce qu'il comporte un dispositif qui assure la correction de la mesure de fréquence
en fonction de la température ambiante, lequel comprend une sonde de détection de
température (6) qui est située à proximité immédiate de la surface interne (1b) de
la paroi (1), cette sonde (6) étant reliée à un circuit de correction de température
(7) qui est lui-même connecté aux moyens (4,5;12) de détection de la variation de
fréquence du signal de sortie de l'oscillateur.
6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé
en ce que le condensateur (2) formé sur la surface externe (1a) de la paroi (1) est obtenu par application d'une première couche de métal, par métallisation
sous vide ou galvanoplastie, pour constituer l'armature interne (2b) du condensateur,
puis application d'une couche de vernis isolant d'épaisseur constante pour constituer
la couche diélectrique intermédiaire (2c) , puis application d'une seconde couche
métallique, par métallisation sous vide ou galvanoplastie, pour constituer l'armature
externe (2a) du condensateur (2), et enfin application d'une couche de vernis de
protection extérieur (8).