Système électronique d'autosurveillance

Abstract

 Un signal pulsé (200) module le signal de l'émetteur (22) d'un détecteur électronique de manière que le signal de détection soit constitué d'un signal (201) ayant la fréquence du signal pulsé (200) lorsqu'au­cun obstacle ne se trouve dans le champ de détection et qu'il soit constitué d'un signal (202) ayant la fréquence du signal du récepteur (23) lorsqu'un obsta­cle se trouve dans le champ de détection. Le signal pulsé transite ainsi dans toute la chaîne de détection et surveille en permanence l'état de fonctionnement de la chaîne de détection, détectant automatiquement tou­te défaillance qui vient affecter ce fonctionnement et permettant au détecteur de réagir immédiatement de façon appropriée et fiable.

Description

[0001] La présente invention concerne un système électronique permettant à un dispositif de détection électronique de s'autosurveiller, c'est-à-dire de détecter automa­tiquement toute panne ou anomalie affectant son fonc­tionnement et de réagir dans ce cas d'une façon préa­lablement déterminée.

[0002] Un système d'autosurveillance de ce genre peut être incorporé, par exemple, dans un détecteur d'ouverture pour porte automatique, dans un détecteur d'intrusion pour des applications de surveillance ou de contrôle d'accès ou dans un détecteur pour applications indus­trielles, bref dans toute application pour laquelle la sécurité d'utilisation exige une information liée au bon état de fonctionnement du détecteur.

[0003] On connaît des détecteurs électroniques comprenant un émetteur pour émettre des ondes ou des radiations, par exemple des ondes hyperfréquences, ultrasonores ou des radiations infrarouges, et un récepteur pour capter les ondes réfléchies ou le rayonnement diffus réfléchi par un obstacle situé dans le champ spatial couvert de manière à produire un signal de détection en fonction de l'intensité réfléchie.

[0004] La plupart des détecteurs connus à ce jour sont des détecteurs de mouvement ou de présence qui activent leur circuit de sortie en cas de détection. En cas de panne, il est courant que le signal de sortie fourni ne soit pas affecté par l'incident, ou ne le soit que partiellement. Dans des applications où, par exemple, la sécurité des personnes est en jeu, cette omission peut être dommageable et entraîner des conséquences incalculables.

[0005] Un premier exemple est celui des dispositifs pour la commande d'ouverture de porte automatique. Un détec­teur de mouvement réagit à tout mouvement dans le champ de détection et génère un signal de commande pour l'ouverture de la porte. De même, un détecteur de présence réagit à toute variation d'ondes ou de radia­tions réfléchies, correspondant à la présence d'un obstacle et génère un signal de commande pour l'ouver­ture de la porte.

[0006] Dans bien des cas, la panne de l'un ou l'autre compo­sant constituant le détecteur rend celui-ci inopérant et le défaut ne peut être constaté qu'à la prochaine utilisation. Cela constitue une nuisance pour l'utili­sateur qui se trouve alors bloqué par une porte auto­matique constamment fermée.

[0007] Il est clair que la défaillance d'un détecteur pour ouverture de porte automatique peut avoir des consé­quences tragiques en cas de panique provoquée par un incident grave à l'intérieur du bâtiment. C'est la raison pour laquelle certaines législations nationales imposent, dans des bâtiments abritant par exemple plus de cinq cents personnes, que les portes automatiques soient équipées de dispositifs mécaniques de débrayage autorisant l'ouverture par poussée en cas de panne d'un quelconque élément de l'automatisme. Le désavan­tage de ce genre de dispositif est le prix, nettement plus élevé que pour une solution plus classique.

[0008] Certaines législations nationales autorisent cependant l'utilisation de portes automatiques classiques, non débrayables mécaniquement, pour autant que les élé­ments constitutifs de l'automatisme, y compris les dé­tecteurs d'ouverture, soient autosurveillés, c'est-à-­dire capables de détecter toute panne les concernant et de provoquer l'ouverture de la porte.

[0009] Un second exemple est celui des dispositifs de sur­veillance (systèmes de sécurité contre le vol, par exemple). Un détecteur de mouvement ou de présence réagit à tout mouvement ou à toute présence dans le champ de détection et entraîne la mise en alarme de l'installation. Bien que des circuits de détection de sabotage soient utilisés classiquement, dans bien des cas, la panne de l'un ou l'autre composant constituant le détecteur rend celui-ci inopérant et le défaut ne peut être constaté que lors des opérations de mainte­nance de l'installation. Cela constitue un risque pour l'utilisateur qui se croit protégé alors que son ins­tallation n'est que partiellement opérationnelle. Il est clair que la défaillance non signalée d'un détec­teur d'intrusion peut avoir des conséquences dommagea­bles, la voie étant ouverte au candidat intrus.

[0010] Le but de la présente invention est de pallier les in­convénients et défaillances évoqués ci-dessus et de permettre à tout dispositif de détection électronique de s'autosurveiller, de détecter automatiquement toute défaillance qui affecte son fonctionnement et de réa­gir immédiatement de façon appropriée et fiable.

[0011] Suivant l'invention, il est proposé un procédé pour assurer l'autosurveillance d'un dispositif de détec­tion électronique comprenant un émetteur de radiations dans un champ de détection, un récepteur pour recevoir les radiations réfléchies par un obstacle se trouvant dans le champ de détection et produire un signal de détection, et un organe de commutation répondant au signal de détection, procédé suivant lequel le signal de l'émetteur est modulé par un signal pulsé de maniè­re que le signal de détection soit constitué d'un signal ayant la fréquence du signal pulsé lorsqu'aucun obstacle ne se trouve dans le champ de détection et qu'il soit constitué d'un signal ayant la fréquence du signal du récepteur lorsqu'un obstacle se trouve dans le champ de détection.

[0012] L'invention a également pour objet un dispositif de détection électronique comprenant un émetteur de ra­diations dans un champ de détection, un récepteur pour recevoir les radiations réfléchies par un obstacle se trouvant dans le champ de détection, et en outre un générateur de signal pulsé pour moduler les radiations émises par l'émetteur, un moyen pour recevoir le si­gnal de détection et produire un premier signal ayant la fréquence du signal pulsé de contrôle lorsqu'aucun obstacle n'est détecté dans le champ de détection et pour produire un second signal ayant la fréquence du signal du récepteur lorsqu'un obstacle est détecté dans le champ de détection et des moyens connectés pour recevoir lesdits premier et second signaux afin de produire un signal de commande ayant un premier état en réponse audit premier signal et ayant un se­cond état en réponse audit second signal, le signal de commande servant à actionner un organe de commutation.

[0013] Grâce à l'invention, la défaillance de tout circuit actif ou passif dans un dispositif se trouve automati­quement détectée, entraînant immédiatement la commuta­ tion du circuit de sortie et permettant ainsi les actions appropriées, ces dernières étant liées à la fonction du dispositif. Il est bien entendu que les défaillances de l'alimentation du dispositif sont éga­lement détectées. Par exemple, un détecteur pour ou­verture de porte automatique forcera l'ouverture de la porte commandée en cas de défaillance du capteur tan­dis qu'un détecteur de surveillance, en cas de défail­lance, émettra une mise en garde ou une alarme.

[0014] L'invention est exposée plus en détail dans ce qui suit à l'aide des dessins ci-annexés.

La figure 1 est un schéma par blocs d'un dispositif de détection exemplaire sans système d'autosurveillance.

La figure 2 est un schéma par blocs d'un mode d'exécu­tion exemplaire d'un dispositif de détection incorpo­rant le système d'autosurveillance selon l'invention.

[0015] Le dispositif représenté à la figure 1 est un disposi­tif hyperfréquence exemplaire utilisable comme détec­teur pour ouverture de porte automatique ou comme dé­tecteur d'intrusion, mais non muni d'un système d'au­tosurveillance.

[0016] Un circuit émetteur, connu en soi, comprend une diode Gunn 12 placée dans une cavité accordée; polarisée convenablement par un circuit d'alimentation 11, la diode Gunn génère un signal hyperfréquence qui est rayonné dans l'espace grâce à une antenne cornet.

[0017] Tout objet ou toute personne en mouvement devant le détecteur réfléchit une partie de l'onde incidente; cette onde réfléchie est captée par l'antenne et mé­ langée avec l'onde incidente grâce à une diode Schottky 13 placée dans un guide d'ondes situé entre la cavité et l'antenne. En conséquence et selon l'effet Doppler, un signal basse fréquence est dispo­nible aux bornes de la diode de mixage 13. La fréquen­ce du signal Doppler est proportionnelle à la vitesse de l'obstacle détecté et son amplitude est proportion­nelle à la taille de l'objet.

[0018] Le signal Doppler est présenté à l'entrée d'une cellu­le d'amplification 14 dont la bande-passante, par exemple de 5 à 150 Hz, a été déterminée pour corres­pondre aux vitesses des obstacles à détecter.

[0019] La forme d'onde 100 montre une tranche temporelle au cours de laquelle apparaît un signal Doppler utile. Après amplification, le signal Doppler passe dans une cellule 15 de mise en forme; il en ressort un signal carré 101 qui correspond au signal d'entrée 100. Ce signal est ensuite intégré dans une cellule 16 et transformé en signal croissant en escalier 102.

[0020] Un comparateur 17 permet d'attribuer une valeur binai­re (0/1) à un signal de sortie dont la forme d'onde est montrée en 103. Le signal 103 commande l'étage de sortie 18 actionnant le relais 19 dont le contact de sortie 190 est connecté au dispositif à commander, par exemple le mécanisme d'une porte automatique.

[0021] Il est clair que la défaillance d'un ou de plusieurs composants du circuit de la figure 1 entraîne l'arrêt du fonctionnement du détecteur sans signalisation par­ticulière et sans mise en sécurité du dispositif com­mandé. Par exemple, la défaillance de la diode Gunn 12 ou de la diode Schottky 13 est telle qu'aucun signal ne parvient plus à la chaîne de mesure et que l'étage de sortie reste perpétuellement inactif, cela avec les conséquences évoquées plus haut. De même, comme second exemple, la défaillance du circuit d'intégration 16 empêche le signal utile d'atteindre le niveau de com­mutation du comparateur 17 de telle sorte que l'étage de sortie reste également inactif.

[0022] Un dispositif de détection dont un exemple est décrit ci-dessus doit voir son agencement profondément modi­fié afin de lui conférer la fonction supplémentaire d'autosurveillance recherchée.

[0023] Le principe général qui est à la base de l'invention est la génération d'impulsions de controle en amont du circuit et le contrôle de leur présence en fin de circuit. Une interconnexion judicieuse des composants est nécessaire afin que les impulsions de contrôle transitent dans tous les composants du circuit.

[0024] La figure 2 ci-annexée montre un schéma par blocs d'un dispositif hyperfréquence exemplaire utilisable comme détecteur pour ouverture de porte automatique ou comme détecteur d'intrusion, mais incorporant l'invention de manière à assurer, outre sa fonction normale, celle d'autosurveillance.

[0025] Un circuit émetteur, connu en soi, comprend une diode Gunn 22 placée dans une cavité accordée; polarisée convenablement par un circuit d'alimentation 21, la diode Gunn génère un signal hyperfréquence qui est rayonné dans l'espace grâce à une antenne cornet. Ce­pendant, selon l'invention, une cellule oscillateur-­modulateur 25 constitue un générateur de signal pulsé connecté pour moduler la diode Gunn 22 en amplitude par un signal carré à une fréquence de 20 kHz par exemple. En conséquence, le signal rayonné dans l'es­pace est également modulé et cette modulation est captée par la diode Schottky 23 lorsque le signal a été réfléchi par l'environnement ou par un obstacle à détecter.

[0026] Le signal capté est amplifié dans une cellule d'ampli­fication et de filtrage 24, dont la caractéristique est le gain variable en fonction de la fréquence : par exemple 40 dB pour la bande de fréquences comprises par exemple entre 5 Hz et 200 Hz et 20 dB pour la bande de fréquences comprises par exemple entre 200 Hz et 22 kHz; de toutes façons, le gain pour la bande de fréquences correspondant à la fréquence Doppler (par exemple 5 à 200 Hz) est toujours nettement plus élevé que le gain pour la bande des fréquences allant jus­qu'à la fréquence de contrôle ou au-delà.

[0027] Au repos, c'est-à-dire en l'absence d'obstacle à dé­tecter, on obtient à la sortie de la cellule d'ampli­fication et de filtrage 24 un signal dont la forme d'onde est figurée en 201 et dont la fréquence est la même que celle du signal pulsé 200.

[0028] Lorsqu'un obstacle mobile se présente devant le détec­teur, un signal Doppler de faible fréquence est dispo­nible aux bornes de la diode Schottky 23 et l'on obtient à la sortie de la cellule d'amplification et de filtrage 24 un signal dont la forme d'onde est figurée en 202 et dont la fréquence est la même que celle du signal du récepteur 23, c'est à-dire un si­gnal résultant de la superposition de la modulation à la fréquence de contrôle. La caractéristique de la cellule d'amplification et de filtrage 24 est telle que l'amplification du signal Doppler est de loin su­périeure à l'amplification du signal modulé à 20 kHz et que, par rapport à une tension de référence, le signal modulé à 20 kHz soit toujours du même signe que le signal Doppler qu'il affecte. De cette façon, la modulation à 20 kHz peut être réjectée du signal Doppler par comparaison avec une tension de référence. La sortie de la cellule d'amplification et de filtrage 24 est connectée à l'entrée négative (-) d'un compara­teur 26 tandis que l'entrée positive (+) du compara­teur 26 se voit appliquer une tension de référence.

[0029] Lorsqu'aucun obstacle ne se trouve détecté dans le champ de détection, le signal 201 à l'entrée négative du comparateur 26 produit à la sortie du comparateur un signal 203 ayant la fréquence du signal pulsé 200. Lorsqu'un obstacle est détecté dans le champ de détec­tion, le signal 202 produit à la sortie du comparateur 26, un signal 204 ayant la fréquence du signal Doppler.

[0030] La sortie du comparateur 26 est appliquée à l'entrée d'une bascule monostable 27 dont la fonction principa­le est de calibrer le rapport cyclique des impulsions; les impulsions à 20 kHz sont transformées en impul­sions régulières comme le montre la forme d'onde figu­rée en 205, tandis que les flancs montants du signal Doppler sont transformés en impulsions courtes, de l'ordre de 25 microsecondes de durée par exemple, comme figuré en 206.

[0031] On déduit aisément des formes d'ondes 205 et 206 que la valeur moyenne du signal 205, correspondant à des périodes au cours desquelles aucun obstacle n'a été détecté, est largement supérieure à la valeur moyenne du signal 206 correspondant à des périodes au cours desquelles un obstacles a été détecté.

[0032] Le signal de sortie de la bascule 27 est injecté dans une cellule 28 qui permet l'alimentation des relais de sortie. La cellule 28 comprend par exemple un transis­tor à effet de champ 31, type Mosfet, commandé par le signal impulsionnel et qui module le primaire d'un transformateur 32, le secondaire de ce transformateur étant connecté à une cellule de filtrage 33.

[0033] Il est clair qu'un signal dont la forme d'onde est figurée en 205 est transformé à la sortie de la cellu­le 28 en un signal continu ayant un premier état 207 et ayant un niveau de tension suffisant pour maintenir les relais de sortie activés; cet état 207 correspond aux périodes où aucun obstacle n'est détecté, de telle sorte que les relais restent activés lorsque le détecteur est au repos.

[0034] D'autre part, un signal dont la forme d'onde est figu­rée en 206 est transformé à la sortie de la cellule 28 en un signal continu ayant un second état 208 et ayant un niveau de tension pratiquement nul qui ne permet pas de maintenir les relais de sortie activés. Cet état 208 correspond aux périodes de détection d'un obstacle de telle sorte que les relais sont désactivés lors de la détection. Les relais de sortie 29 comman­dent un organe de commande d'ouverture de porte ou un dispositif d'alarme par exemple. D'autres modes de réalisation de la cellule 28 sont bien entendu possi­bles, la solution décrite n'étant qu'un exemple nulle­ment limitatif.

[0035] Un circuit redondant au niveau des relais de sortie 29 et de leurs contacts permet de garder le système opé­rationnel lorsqu'un contact de sortie est défaillant. En effet, si l'un des groupe de contacts 30a et 30b reste bloqué dans un état permanent, l'alimentation des relais 29 est interrompue, soit immédiatement, soit après la prochaine détection, empêchant ainsi dé­finitivement l'activation des relais.

[0036] L'agencement selon l'invention permet au dispositif de s'autosurveiller; en effet, l'agencement proposé per­met aux impulsions générées en amont de transiter dans toutes les parties du circuit, jusqu'à la détection en fin de ligne. D'autre part, la transformation des im­pulsions en niveau de tension suffisant pour activer les relais de sortie est telle que, lorsque ces impul­sions disparaissent, soit au cours d'une détection, soit à cause de la défaillance d'un composant quelcon­que, les relais de sortie ne sont plus alimentés et transmettent l'information en commutant. Il est évi­dent qu'en l'absence d'alimentation, les relais de sortie commutent également et que la sécurité étant positive, la coupure du câble de liaison entre les contacts de sortie et l'organe commandé est également détectée. Enfin, la redondance au niveau des relais de sortie et de leurs contacts permet de renforcer la sécurité de l'étage de sortie.

[0037] Le mode de réalisation de l'invention décrit dans ce qui précède est un exemple donné à titre illustratif et l'invention n'est nullement limitée à cet exemple. Toute modification, toute variante et tout agencement équivalent doivent être considérés comme compris dans le cadre de l'invention.

Revendications

1. Procédé pour assurer l'autosurveillance d'un dispo­sitif de détection électronique comprenant un émetteur (22) de radiations dans un champ de détection, un ré­cepteur (23) pour recevoir les radiations réfléchies par un obstacle se trouvant dans le champ de détection et produire un signal de détection, et un organe de commutation (29) répondant au signal de détection, caractérisé en ce que le signal de l'émetteur (22) est modulé par un signal pulsé (200) de manière que le signal de détection soit constitué d'un signal (201) ayant la fréquence du signal pulsé (200) lorsqu'au­cun obstacle ne se trouve dans le champ de détection et qu'il soit constitué d'un signal (202) ayant la fréquence du signal du récepteur (23) lorsqu'un obsta­cle se trouve dans le champ de détection.

2. Dispositif de détection électronique comprenant un émetteur (22) de radiations dans un champ de détec­tion, un récepteur (23) pour recevoir les radiations réfléchies par un obstacle se trouvant dans le champ de détection et produire un signal de détection, et un organe de commutation (29) répondant au signal de détection, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un générateur de signal pulsé (25) pour moduler les radiations émises par l'émetteur (22);
un moyen (26) pour recevoir le signal de détection (201, 202) et produire un premier signal (203) ayant la fréquence du signal pulsé de contrôle (200) lors­qu'aucun obstacle n'est détecté dans le champ de dé­tection et pour produire un second signal (204) ayant la fréquence du signal du récepteur lorsqu'un obstacle est détecté dans le champ de détection, et des moyens (27, 28) connectés pour recevoir lesdits premier et second signaux (203, 204) afin de produire un signal de commande ayant un premier état (207) en réponse audit premier signal (203) et ayant un second état (208) en réponse audit second signal (204), le signal de commande (207, 208) servant à actionner l'organe de commutation (29).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen (26) recevant le signal de détection est constitué d'un comparateur ayant une première entrée (-) connectée pour recevoir le signal de détection et ayant une seconde entrée (+) connectée pour recevoir une tension de référence.

4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (27, 28) recevant lesdits premier signal (203) et second signal (204) comprennent une bascule monostable (27) suivie d'une cellule de fil­trage (28).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la cellule de filtrage (28) est constituée d'un transistor de commutation (31) modulant l'enroulement primaire d'un transformateur (32), l'enroulement se­condaire dudit transformateur étant connecté à une cellule de filtrage (33).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendica­tions précédentes, caractérisé en ce que le signal du récepteur (23) est amplifié dans un amplificateur (24) ayant un gain plus élevé pour la bande de fréquences du signal modulé (202) que pour la bande de fréquences du signal de contrôle (201).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendica­tions 2 à 6, caractérisé en ce que l'organe de commutation (29) commandé par le signal de commande est constitué de deux organes connectés en parallèle.

Dessins