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(11) | EP 0 055 319 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Détecteur optique de fumée à diffusion avec autocontrôle |
| (57) Le capteur d'un détecteur optique de fumée à diffusion comporte un accessoire (réflecteur
7) qui transmet en permanence au récepteur (2) une partie de l'éclairement qu'il reçoit
de l'émetteur (1). Le récepteur (2) délivre dans ce cas un signal de veille qui permet
l'autocontrôle du fonctionnement correct de l'émetteur (1) et du récepteur (2) du
capteur, ainsi que celui du chemin optique entre l'émetteur (1) et le récepteur (2).
La variation du signal de veille indique soit un dérangement, soit une alarme. Application à la détection d'incendie. |
[0001] L'invention concerne un procédé d'autocontrôle pour détecteur optique de fumée à diffusion, et des détecteurs optiques mettant en oeuvre ce procédés.
[0002] Il est connu d'utiliser des détecteurs optiques de fumée à diffusion, en particulier pour la prévention des incendies. Ces détecteurs optiques comportent essentiellement un capteur, un circuit de traitement du signal délivré par le capteur et des moyens de transmission du signal traité. Le capteur (figure 1) se compose d'un émetteur 1, d'un récepteur 2 et d'un écran 3 évitant que la lumière émise n'arrive directement sur le récepteur. Ces trois éléments sont mis dans un capot 4 comportant un système de chicanes 5 dont le but est de permettre la pénétration des fumées dans le capteur et d'éviter toute propagation de la lumière ambiante vers l'intérieur du capteur. En outre, le capot 4 est muni intérieurement d'un revêtement mat ou de toute disposition géométrique afin d'éviter une réflexion parasite vers le récepteur, de la lumière émise par l'émetteur. A l'état de veille, le récepteur de ce type de capteur ne reçoit donc aucun éclairement.
[0003] En cas de feu (figure 2), les fumées pénètrent à l'intérieur du capot par l'intermédiaire des chicanes 5. Les particules 6 vont se trouver sur le trajet de la lumière émise par l'émetteur et vont diffuser cette lumière dans toutes les directions. Le récepteur 2 va donc être activé par cet éclairement, un circuit de traitement classique permettant alors de signaler l'alarme.
[0004] Le principal inconvénient de ce type de détecteur réside dans le fait qu'à l'état de veille, le récepteur ne recevant aucun éclairement, il est impossible de savoir si l'émetteur et le récepteur seront en état de signaler une alarme, lors d'un feu.
[0005] La présente invention permet de résoudre ce problème en prévoyant un autocontrôle complet et permanent du détecteur, quel que soit le type de l'émetteur (lampe à incandescence ou diode électro-luminescente, par exemple) et quel que soit le type du récepteur (photodiode ou photo- transitor par exemple). Selon un but de l'invention, lorsque le détecteur est en panne, il transmet une information de dérangement.
[0006] L'invention a pour objet un procédé d'autocontrôle pour détecteur optique de fumée à diffusion, du type dans lequel un capteur accessible aux fumées comporte un émetteur de lumière et un récepteur de lumière protégé de l'éclairement ambiant et des réflexions parasites, caractérisé en ce qu'une partie de la lumière émise par l'émetteur est en permanence reçue par le récepteur qui délivre un signal correspondant à l'état de veille, de sorte que la variation du signal de veille, en raison d'une panne ou d'une fumée, déclenche respectivement une information de dérangement ou une information d'alarme.
[0007] L'invention a également pour objet un détecteur optique pour la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisé en ce qu'il comporte un accessoire destiné à assurer la transmission au récepteur d'une partie de la lumière émise par l'émetteur.
[0008] Selon d'autres caractéristiques de l'invention, cet accessoire est un réflecteur, un diffuseur, un guide optique de lumière, un écran, une fenêtre, ou un récepteur secondaire.
[0009] Selon une autre caractéristique de l'invention, cet accessoire est l'ensemble d'un récepteur et d'un émetteur optique auxiliaires.
[0010] D'autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description qui suit faite avec référence au dessin annexé sur lequel on peut voir:
Figure 1, une vue schématique en coupe du capteur d'un détecteur optique de fumée à diffusion de type connu, à l'état de veille;
Figure 2, une vue du capteur de la figure 1 à l'état d'alarme;
Figure 3, une vue d'un premier mode de réalisation d'un capteur de détecteur optique de fumée à diffusion selon l'invention, à réflecteur;
Figure 4, une représentation des différents signaux susceptibles d'être délivrés par un capteur selon l'invention;
Figure 5, un schéma symbolique simplifié du circuit électronique correspondant au capteur de la figure 3, dans le cas d'un signal lumineux continu;
Figure 6, un schéma symbolique simplifié d'une variante de réalisation du circuit électronique correspondant au capteur de la figure 3 dans le cas d'un signal lumineux pulsé;
Figure 7, une vue d'un deuxième mode de réalisation d'un capteur selon l'invention à guide optique;
Figure 8, une vue d'un troisième mode de réalisation d'un capteur selon l'invention à fenêtre;
Figure 9, une vue d'un quatrième mode de réalisation d'un capteur selon l'invention à récepteur secondaire;
Figure 10, un schéma symbolique simplifié du circuit électronique correspondant au capteur de la figure 9;
Figure 11, une vue d'un cinquième mode de réalisation d'un capteur selon l'invention à écran central;
Figure 12, une vue d'un sixième mode de réalisation d'un capteur selon l'invention, à ensemble récepteur-émetteur auxiliaire;
Figure 13, un schéma symbolique simplifié du circuit électronique correspondant au capteur de la figure 12.
[0011] En se reportant à la figure 3, on voit que l'accessoire utilisé est un élément réflecteur 7 dont le rôle est de renvoyer une partie de la lumière émise par l'émetteur 1 vers le récepteur 2. Dans ces conditions, en l'absence de fumée, le récepteur reçoit un faible éclairement conduisant pour le détecteur à un état de veille correspondant à la ligne v du milieu sur la figure 4.
[0012] En présence de fumée, les particules en suspension 6 diffusent la lumière provenant de l'émetteur 1 dans toutes les directions. Un éclairement supplémentaire lié à la diffusion par les particules 6 vient alors s'ajouter à l'éclairement dû au réflecteur 7, ce qui conduit à l'état d'alarme correspondant la ligne a de la figure 4.
[0013] Si l'émetteur 1 ou le récepteur 2 est défaillant, ou si le chemin optique entre eux est obturé, le signal délivré par le capteur est modifié par diminution ou suppression conduisant pour le détecteur à un état de dérangement, ligne d de la figure 4.
[0014] Dans ce cas on assure l'autocontrôle de tous les éléments du capteur: émetteur, récepteur et chemin optique entre l'émetteur 1 et le récepteur 2. La perte du capot conduisant à une saturation du récepteur se traduit par un état d'alarme.
[0015] La méthode utilisée ici pour réaliser l'autocontrôle est valable quel que soit le type d'émetteur et quel que soit le type de récepteur.
[0016] L'élément 7 utilisé comme réflecteur peut être de différente forme: miroir, fil calibré ou autre.
[0017] Le procédé s'applique indépendamment du type de traitement de signaux utilisé et quelle que soit la nature de la lumière émise: signal continu (figure 5) ou signal pulsé (figure 6).
[0018] Sur la figure 5, l'émetteur de lumière est une diode électroluminescente 1 et le récepteur est un phototransistor 2 monté dans un pont avec une résistance 10. Deux potentiomètres 11 et 12 sont également montés en pont, leurs prises alimentant l'une des entrées de deux comparateurs 13 et 14. Le réglage des potentiomètres 11 et 12 permet d'ajuster les seuils d'alarme et de dérangement, respectivement. Le point milieu du Jont, entre le transistor 2 et la résistance 10, est relié à l'autre entrée de chacun des deux comparateurs 13 et 14. Le basculement des comparateurs 13 et 14 délivre respectivement le signal d'alarme a et de dérangement d.
[0019] Sur le circuit de la figure 6, le signal issu de l'émetteur 1 est pulsé au moyen d'un oscillateur 15. Le récepteur 2 est accordé à l'émetteur 1 grâce à une porte électronique 16 qui alimente un circuit de mise en forme 17. Le signal mis en forme est ensuite analysé au moyen de deux comparateurs 13 et 14 dont l'autre entrée est alimentéeau moyen des potentiomètres 11 et 12 respectivement. Le basculement des comparateurs 13 et 14 délivre respectivement le signal d'alarme a et de dérangement d.
[0020] Dans la variante d'autocontrôle de la figure 7, on utilise un composant 8 dont le but est de diriger une partie de la lumière émise par l'émetteur 1 vers le récepteur 2.
[0022] Dans des conditions ambiantes normales, le récepteur reçoit un éclairement de base conduisant le détecteur 2 à un état de veille (v, figure 4). En présence de fumée, à l'éclairement de base se superpose un éclairement lié à la lumière diffusée par les particules de la fumée. Le récepteur 2 délivre alors un signal d'alarme (a, figure 4).
[0023] Si l'émetteur ou le récepteur est défaillant, on a une modification du signal délivré par le capteur: soit une diminution, soit sa disparition, ce qui se traduit pour le détecteur par un état de dérangement (d, figure 4). Dans ce cas, on réalise un autocontrôle de l'émetteur, du récepteur et du guide de lumière.
[0025] La méthode utilisée ici pour réaliser l'autocontrôle est valable quel que soit le type d'émetteur et quel que soit le type de récepteur. Elle est également indépendante du type de traitement utilisé, elle reste valable quelle que soit la nature de la lumière émise, signal continu ou signal pulsé de forme quelconque.
[0026] L'élément utilisé pour diriger la lumière peut être de types divers: guide lumière, fibre optique ou autres.
[0027] Dans le cas de la figure 8, on utilise un récepteur à grande surface sensible, dont une partie reçoit directement l'éclairement de l'émetteur par une fenêtre 9 de l'écran 3. Cette fenêtre peut être ménagée sur le bord de l'écran.
[0028] Le fonctionnement du capteur est le même que dans les cas précédents. On réalise un autocontrôle de tous les éléments du capteur: émetteur, récepteur, et chemin optique direct entre émetteur et récepteur.
[0029] Dans le cas de la figure 9, on utilise deux récepteurs, l'un 2a étant protégé de la lumière émise par l'émetteur 1, l'autre 2b étant soumis à tout ou partie, directement ou indirectement de l'éclairement dû à l'émetteur 1.
[0030] L'ensemble des deux récepteurs est considéré comme un élément unique pour le traitement du signal.
[0031] Dans des conditions ambiantes normales, le système a un certain état d'équilibre, ce qui se traduit pour le détecteur par un état de veille.
[0032] En présence de fumée, le récepteur 2a étant soumis à un éclairement, ses caractéristiques évoluent, le récepteur 2b restant à un état proche de son état initial. L'ensemble de réception 2 évolue donc vers un nouvel équilibre conduisant le détecteur à un état d'alarme.
[0033] Dans le cas de la figure 11, on utilise un émetteur 1 à grand angle d'ouverture A, et un récepteur 2 dont le champ de vision est défini par un grand angle B. L'écran 3 est disposé entre l'émetteur et le récepteur, de façon que le récepteur ne reçoive pas directement un éclairement en provenance de l'émetteur. L'écran 3 ne doit pas obturer complètement les angles d'ouverture A et B.
[0034] Le bord de l'écran 3 assure une diffusion de la lumière émise par l'émetteur, de sorte que le récepteur reçoit un éclairement diffusé qui le place à l'état de veille (v, figure 4).
[0035] En présence de fumée, l'éclairement reçu par le récepteur est supérieur au précédent et le récepteur 2 délivre alors un signal d'alarme a. En cas de défaut de l'émetteur ou du récepteur, ou d'obturation du chemin optique, le signal de dérangement est émis.
[0036] Dans la variante de réalisation de la figure 12, on utilise deux émetteurs la et lb et deux récepteurs 2a et 2b, associés deux par deux, la-2a et lb-2b respectivement. Les émetteurs la, lb émettent de la lumière à des fréquences différentes, fa et fb respectivement. Chaque émetteur la, lb éclaire directement son récepteur associé 2a, 2b respectivement. Cette situation correspond à l'état de veille. Si l'un ou l'autre des émetteurs ou des récepteurs tombe en panne, ou si un récepteur ne reçoit plus de lumière, le signal de dérangement apparaît.
[0037] Lors d'un incendie, la présence de fumée dans le capteur fait que par diffusion, une partie de la lumière de fréquence fa émise par l'émetteur la est reçue par le récepteur 2b, et le signal d'alarme est émis.
[0038] Le schéma symbolique de la figure 13 montre une application typique du traitement électronique des signaux de ce dispositif d'autocontrôle.
[0039] Le récepteur 2a est suivi d'un filtre passe-bande 18 de fréquence centrale fa, qui alimente une entrée d'un comparateur 19 dont l'autre entrée 20 est alimentée par une tension de référence définissant un seuil de basculement. De même, le récepteur 2b est suivi d'un filtre 21 de fréquence centrale fb alimentant une entrée d'un comparateur 22 dont l'autre entrée 23 est alimentée par une tension de référence définissant un seuil de basculement.
[0040] Les sorties des deux comparateurs 19 et 22 sont reliées à une porte OU 24 délivrant le signal de dérangement en cas de basculement de l'un ou l'autre des comparateurs par suite de la non-transmission par l'un des récepteurs 2a et 2b d'un signal de fréquence fa et fb respectivement.
[0041] La sortie du récepteur 2b est reliée à un filtre 25 dont la fréquence centrale est fa. La sortie du filtre 25 alimente une entrée d'un comparateur 26 dont l'autre entrée 27 est alimentée par une tension de référence définissant un seuil de basculement. Lorsque le récepteur 2b reçoit un éclairement de fréquence fa en provenance de l'émetteur la, le comparateur 2b bascule et délivre à sa sortie un signal d'alarme a.
[0042] Ainsi, on peut remarquer que dans l'ensemble, le dispositif selon l'invention permet d'assurer l'autocontrôle du capteur d'un détecteur optique de fumée à diffusion, par autocontrôle de l'émetteur et du récepteur,ainsi que du chemin optique entre émetteur et récepteur dans la plupart des cas.
1. Procédé d'autocontrôle pour détecteur optique de fumée à diffusion du type dans
lequel un capteur accessible aux fumées comporte un émetteur de lumière et un récepteur
de lumière protégé de l'éclairement ambiant et des réflexions parasites, caractérisé
en ce qu'une partie de la lumière émise par l'émetteur (1) est en permanence reçue
par le récepteur (2) qui délivre un signal correspondant à l'état de veille, de sorte
que la variation du signal de veille, en raison d'une panne ou d'une fumée déclenche
respectivement une information de dérangement ou une information d'alarme.
2. Détecteur optique de fumée à diffusion, pour la mise en oeuvre du procédé selon
la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un accessoire destiné à assurer
la transmission au récepteur (2) d'une partie de la lumière émise par l'émetteur (1).
3. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'accessoire est un réflecteur
(7).
4. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'accessoire est un guide
optique de lumière (8).
5. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'accessoire est une
fenêtre (9).
6. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'accessoire est un écran
(3) placé dans les angles d'ouverture de l'émetteur (1) et du récepteur (2).
7. Détecteur seloi la revendication 2, caractérisé en ce que l'accessoire est constitué
par un ensemble récepteur (2a) - émetteur optique (lb), la fréquence de l'émftteur
optique (lb) étant différente de celle de l'émetteur (la).
8. Détecteur selca la revendication 2, caractérisé en ce que l'accessoire est un récepteur
(2b).