Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
. .~ .
La présente invention concerne un detecteur differentiel de
pression acoustique pour la d~tection de l'onde ap~riodique
cons~cutive à l'ouverture d~une porte ou fen~tre dans un local
clos, et plus particulièrement un tel detecteur comportant un
S microphone et des moyens pour fixer une valeur de seuil de
sensibilité.
Le réglage de ce seuil de sensibilité est automatique,
conditionn~ par l'état de stabilité où d'instabilité de la masse
atmosphérique ~ l'intérieur du local protége par le détecteur.
Dans les détecteurs connus de ce type, le signal de sortie du
microphone est tout d'abord amplifié, puis, d'une mani~re générale,
comparé à une tension de référence fixe dans un comparateur dont la
sortie peut avoir deux états possibles suivant la valeur relative
du signal provenant du microphone et de la tension de référence.
Ces détecteurs déclenchent l'alarme sous l'effet d'une onde de
compression apériodique, alors qu'ils sont insensibles à un signal
périodique tel qu'un son audible, la surveillance s'opérant
notamment sur la forme et l'amplitude des signaux captés.
Dans ces détecteurs différentiels connus, tout comme dans les
appareils de l'art antérieur destines à pr venir les ouvertures
intempestives de portes et fenêtres dans un local clos, le règlage
du seuil de sensibilité doit être effectué manuellement, cas par
cas.
Ce règlage est étroitement lié, dans la pratique, aux
éventuels défauts d'étanchéité du site concerné, ainsi qu'à
l'excessive flexibilité de certains matériaux de construction
utilisés, qui, en cas de vent violent, donnent naissance, par effet
de poussée ou par infiltration, ~ des variations de pression
l'intérieur du local.
Afin d'éviter tout risque de déclenchement d'alarme non motivé
par une effraction, il convienk de r~gler à une valeur relativement
élevée le seuil de sensibilité de ces détecteurs, afin qu'ils ne
prennent pas en compte ces perturbations atmosphériques aléatoires
et fugitives, mais inévitables puique conditionnées par la présence
de vent violentO Un tel règlage s'effectue au détriment de
l'efficacité du détecteur par temps
.
calme.
La pr~sente invention rem~die ~ cet inconvénienk en
fournissant un détecteuL diPf~ren~iel de pression acoustique dans
lequel le seuil de sensibilit~ s'adapte alutomatiquement en Ponction
du milieu ambiant. En r~alité, le d~tecteur décide lui même du
seuil de sensibilité ~ adopter, par un asservissement permanent à
l'ambiance dans laquelle il esk plong~.
A cet effet, l'invention a pour objet un d~tecteur
différentiel de pression acoustique pour la d~tection de
l'ouverture d'une porte ou fen~tre dans un local clos, comportant
des moyens de capter l'onde issue des mouvements des masses d'air
l'ouverture des portes et fen~tres, ainsi que des moyens destin~s
~ adapter la valeur de seuil de sensibilité selon les conditions
ambiantes. Selon une réalisation préférentielle, les perturbations
atmosphériques sont captees par un microphone, dont le signal de
sortie est envoyé vers des moyens de régulations permettant de
faire varier ladite valeur de seuil.
Dans un tel détecteur, le seuil de sensibilité peut par
conséquent, du fait des moyens de régulation, ~tre réglé en
permanence à sa valeur optimale par le signal issu du microph~ne
lui-m~me.
Il en résulte que les perturbations atmosphériques precitée~
sont capt~es dès leur apparition et avant qu'elles n'atteignent le
seuil critique du d~clenchement intempestif, de manière ~ ajuster
en conséquence le seuil de sensibilité.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les
dits moyens de régulation comprennent une boucle (branche) de
régulation recevant en entrée un signal proven3nt du microphone, et
dont la sortie est appliquée ~ une entrée d'un comparateur dont
l'autre entree reçoit une autre signal provenant du microphone.
Le comparateur reçoit par conséquent d'une part le signal
effectivement issu du microphone éventuellsment ampliPié, et
d'autre part un signal de seuil variable élaboré à partir du signal
du microphone.
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~3
La boucle de r~gulation du signal issu du microphone inclut
plusieurs étages de traitement correspondant aux différentes phases
d'analyse et de mise en forme du signal, qui doit être restitué
d'une mani~re intelligible au système au niveau du comparateur.
Ainsi, la boucle pr~cit~e peut comporter notamment un circuit de
filtrage, un détecteur de cr~te matérialisant les limites au delà
des~uelles le dispositif d'alarme se déc:lencherait si la valeur de
seuil était fixe, des moy~ns pour moduler un~ tension de ré~érence
grâce au signal issu du microphone et pr~alablement ~iltré, ainsi
~ue des moyens pour adapter le signal moclulé ~ l'impédance d'entrée
du comparateur.
Le dispositi~ selon l'invention peut plus particuli~rement
comprendre des moyens de comparaison pour comparer le niveau de
sortie du microphone ~ ladite valeur de Reuil, un oscillateur
commandé par lesdits moyens de comparaison, des moyens de comptage
pour décompter les impulsions de sortie dP l'oscillateur, et des
moyens de déclenchement pour d~clencher une alarme lorsque le
contenu du compteur dépasse une valeur prédéterminée.
Lorsque la sortie du comparateur est considérée comme active,
c'est-à-dire, lorsque le signal provenant directement du microphone
est supérieur à la tension en référence, l'oscillat~ur en aval est
déclenche, cha~ue impulsion etant comptée par le compteur. Lorsque
le nombre d'impulsions compté~s atteint une valeur predéterminée,
l'alarme est déclenchée.
Un tel d~tçcteur n'est effectivement pas sensible à un signal
périodique tel qu'un son audible, puisque dans ce cas, le compteur
n'a pas le tamps, dans une demie période du signal, d'atteindre la
valeur pr~déterminée qui provoquera le d~clenchement.
Selon un aspect de la présente invention, un détecteur
différentiel de pression acoustique est prévu pour la détection de
l'onde apériodique consécutive ~ l'ouverture d~une porte ou ~enêtre
dans un local clos, comportant un microphone et des moyens de
réglage pour faire varier une valeur de seuil de sensibilité,
lesdits moyens comprenant une branche pour régler la tension d'une
première entrée d'un comparateur, ladite branche de réglag~
~. : ~ . .: .::
recevant en entrée un premier signal provenant du microphone qui
est modifié par un circuit de filtrage et qui, après cette
modification, module une tension predéterminée, ladite tension de
la première entr~e du comparateur étant d~ri~e de cette te~sion
modul~e, l'autre entr~e du comparateur recevant un second signal
provenant du microphone, caractéris~ par le fait qu'il comprend un
oscillateur-compteur command~ par ledit comparateur pour compter
les impulsions de sortie de l'oscillate~ur libre, et des moyens de
déclenchement pour déclencher une alarme lorsque le contenu du
compteur dépasse une valeur prédéterminée.
Selon un mode de x~alisation particulier de l'invention, les
moyens de déclenchement consistent en une branche monostable
provocant l'excitation d'un relais commandant les moyens d'alarme.
on va maintenant décrire l'invention plus en détail, en se
reférant aux dessins annexés, pour lesquels: -
- la figure 1 représente un schéma-bloc montrant la
conception et l'architecture du circuit.
- la figure 2 montre une variante possible du dispositif
dont,
- la figure 3 donne un mode de réalisation particulier.
La figure 1 étant un diagramme général mettant en exergue les
différentes parties du circuit, on ne la décrira pas en détail,
d'autant ~ue les références se retrouvent sur les
figures 2 et 3, plus propres a fixer les idées. On se reportera à
la figure l afin d'avoir une vue plus globale du dispositi~ objet
de l'invention. Pour la clarté de l'exposé, on commencera par
l'explication du dispositif de la figure 3.
SEn référence ~ cette figure 3, un microphone, du type a effet
électret, a sa sortie reliée à un comparateur du seuil 5 par
l'intermédiaire d'un amplificateur approprié à deux étages 2 et 3,
l'étage 3 reglable par un potentiomètre 4, fonctionnant de maniere
~ amplifier plu5 particulièrPment les signaux correspondant à des
ondes de compression apériodiques. La sortie de l'étage
amplificateur 2 est par ailleurs appliquée à l'entree d'un circuit
de filtrage passe-bas amplificateur a deux étages 6.
Ce circuit de filtrage a pour fonction de ne conserver que les
ondulations du signal capté par le microphone proportionnelles à
l'amplitude des mouvements de la masse d'air dans le site. Il
élimine par conséquent la composante du signal due ~ une variation
brutale de pression, telle que celle provoqu~e par exemple par un
bris de vitre.
Le signal de sortie du circuit de filtrage est appli~ué à un
circuit détecteur de crète 7 réalisé sous la forme d'un comparateur
à fenetre dont les deux tensions de référence Vl et V3 sont telles
que V3 est supérieur à Vl.
La sortie du circuit détecteur de crète 7 est utilité pour
moduler la tension fixe Vl dans un circuit 9 afin d'élaborer le
signal de régulation, compris entre Vl et la masse.
La sortie du circuit 9 est ensuite appliquée à un circuit
intégrateur de tension dont la sortie est appliquée à un suiveur de
tension lO.
La sortie du suiveur lO est enfin utilisée comme seuil de
sensibilité dans le comparateur 5.
La sortie du comparateur 5 est utilisée pour déclencher, par
l'intermédiaire d'une liaison 13, un compteur oscillateur 14.
Comme cela a été mentionné ci-dessus, ce compteur-oscillateur
actionne une bascule monostable 16 lorsqu'un nombre prédéterminé
d'impulsions a été compté. Pendant son temps de basculement, le
circuit 16 provoque l'excitation d'un relais 2l commandant les
- .
.
. - .. .
. ~ .
.. :, ~
4~ ~
moyens d'alarme.
La polarité de fonctionnement positive ou négative du relais
peut etre choisie par l'utilisateur à l'aide d'un commutateur 30 et
d'un inverseur-mélangeur 19.
S Par conséquent des mouvements atmosphéri~ues captés par le
microphone 1 se traduisent à la sorti~e du circuit du filtrage 6 par
des excursions en tension provoquant des changements de l'état de
sortie du circuit détecteur de crète 7. Si le commutateur d'auto-
régulation 8 disposé en sortie de ce circuit 7 est en position
fermée, la tension V1 appliquée ~ l'entrée positive du circuit de
filtrage dans la mesure o~ cette tension n'est plus comprise entre
V1 et V3.
Une diode électroluminescente 11 disposée ~ la sortie du
suiveur de tension lO permet de contr~ler l'état de fonctionnement
lS de la boucle d'auto-régulation.
Lorsqu'une onde apériodique due à une ouverture ou à une
effraction est captée par le microphone 1 puis amplifiée par
l'amplificateur 2,3 et qu'alors elle dépasse le seuil de
sensibilita variable du comparateur 5, celui-ci change d'état
logique pendant une durée proportionnelle à la longueur de l'onde
considérée. Une autre diode électroluminescente 12 faisant
fonction de témoin de sensibilité est alors activée.
Si la longueur de l'onde apériodique détectée est suffisante,
le compteur oscillateur 14 déclenche l'alarme.
On remarquera qu'un commutateur de détection 15 permet de
choisir le mode de fonctionnement du détecteur (choc ou ouverture)
en sé~ectionnant le nombre d'oscillations nécessaires au
déclenchement.
Des témoins dlalarme constitu~s par une diode
électroluminescente 17 et un vibreur acoustique 18 permettent de
contrôler le fonctionnement du détecteur en l'absence des moyens
d'alarme proprement dit, ledit vibreur étant au surplus commandé
par un commutateur de sélection 23.
Alors que dans le circuit de la figure 3, on utilisait trois
tensions de référence V1, V2 et V3 fixées par un pont, V2 étant
centrée dans l'intervalle (V1, V3) de 0, 1 V, la variante proposée
par la figure 2 est basée sur un système de 4 tensions fixes de
.
r~férence V1 à V4.
La boucle de régulation est fonclée sur le meme principe,
incluant un filtre passe bas à deux étages (6) légèrement
modifié au niveau des tensions d'entrée, suivi d'un comparateur à
fen~tre (7), d'un commutateur d'autor~gulation (~) et d'un circuit
adaptateur d'indépendance (9). Dans cette configuration, la
tension de référence à moduler est V4, dont la valeur est
supérieure ~ V1, V2 et V3.
Le circuit de filtrage (6), qui prend en compte les
ondulations du signal oaptées par la cellule (1), amplifie les
informations filtrées avant envoi sur l'étage détecteur du crète à
deux seuils (7). Ces deux tensions de référence V1 et V3 sont les
limites au delà desquelles l'excursion des ondulations provoquées
par les perturbations et turbulences atmosphériques entrainerait
inévitablement un changement d'état du comparateur (5), via les
amplificateurs (2) et (3), déclenchant ainsi les étages terminaux
d'alarme, si le seuil dudit comparateur (5) était fixe et
préd~terminé.
Trois témoins commutables (11), (12) et (17) signalent
respectivement 18 fonctionnement de la boucle d'autoréyulation, la
sensibilité du dispositif et le déclenchement des étages terminaux
d'alarme. Les deux premiers, indiquant le fonctionnement constant
à l'état de veille, sont respectivement de couleur verte et jaune.
Le temoin (17), signalant une phase d'alerte, est coloree en rouge.
Un commutateur (22~ peut desactiver simultanément tous les kémoins.
Bien entendu, l'un des ~léments fondamentaux du circuit ainsi
décrit est le microphone destiné à capter les signaux utiles.
Comme on 1'a vu, les ondes qui sont exploitables par ce type de
dispositif sont apériodiqueis et nécessitent par consequent des
capteurs susceptibles de repondre à des frequences extrememenk
basses, de l'ordre de 1 Herz ou m~me inférieures. La sélection de
ces microphones doit donc être effectuée avec un soin tout
particulier, l'ensemble du détecteur reposant sur les qualités de
ce capteur d'entrée.
Diverses variantes et modifications peuvent encore être
apportées ~ la description qui précède sans pour autant sortir du
cadre ni de l'esprit de l'invention.
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