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V-MOS
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Etre
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Appa
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Bru
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Fre
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Ner
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Tif
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Molecule
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DES
(3)
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iron
(1)
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tionel
(1)
[17][_]
Physical
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100 ms
(1)
[19][_]
6 Volt
(1)
[20][_]
1,5 Volt
(1)
[21][_]
2,5 m
(1)
[22][_]
Organism
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sable
(1)
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casse
(1)
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Polymer
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Rayon
(1)
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Generic
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metal
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2515399A1
Family ID 2061648
Probable Assignee Securiton Ag
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF POUR LA SURVEILLANCE DE L'ETAT D'UN CORPS CAPABLE
DE PROPAGER DES ONDES SONORES
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF POUR LA SURVEILLANCE D'UN CORPS
CAPABLE DE PROPAGER DES ONDES SONORES, SURTOUT POUR DETECTER LE BRIS
D'UNE VITRE ET ENGENDRER UN SIGNAL D'ALARME. ELLE COMPREND UN ELEMENT
PIEZOELECTRIQUE 10, QUI EST RELIE A DEUX CHEMINS DE SIGNAL, DONT LE
PREMIER CHEMIN DE SIGNAL 1, 2, 3, 4, 5 REPOND AUX SIGNAUX DONT LA
DUREE EST LONGUE ET L'AMPLITUDE PETITE EN COMPARAISON AVEC LES SIGNAUX
AUXQUELS REPOND LE SECOND CHEMIN DE SIGNAL 1, 8. UN ELEMENT DE BLOCAGE
9 SERT A SUPPRIMER DES FAUSSES SIGNALISATIONS. L'ETAT DE SERVICE DU
DISPOSITIF EST CONTROLABLE AU MOYEN D'UN GENERATEUR DE SON MONTE SUR
LE CORPS.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un dispositif pour la surveillance de
l'etat d'un corps capable de propager des ondes sonores, surtout pour
detecter le bris d'une vitre et pour engendrer un signal d'alarme,
muni d'un element piezo- electrique, qui transforme les vibrations
acoustiques appa- raissant dans le corps en signaux electriques et
d'un premier chemin de signal comprenant un premier amplificateur, un
se- cond amplificateur, un circuit oscillant, un demodulateur, un
element integrateur et un etage de sortie pour la production du signal
d'alarme.
Il est connu d'utiliser des dispositifs semblables, qui servent
surtout a detecter le bris d'une vitre et a produire un signal
d'alarme, lorsque le verre est decoupe, fore, meule et echauffe, ainsi
que brise Ces dispositifs connus presentent cet inconvenient, qu'ils
ne declenchent aucune alarme en cas d'explosion d'une charge explosive
pour la destruction violente d'une vitre, ou lorsqu'on tire contre
celle-ci En outre a la sortie de l'element piezoelectrique
apparaissent des compo- santes du signal non seulement lorsque la
vitre est-brisee, mais aussi, lorsque le sable, des petits cailloux,
des petits corps metalliques ou semblables se heurtent contre la
vitre, ou lorsque celle-ci est attaquee pendant un temps prolonge,
sans qu'elle soit brisee Dans ce cas il y a une fausse signa- lisation
d'un bris de verre presume.
Le but de l'invention consiste a fournir un dispositif qui ne presente
pas ces inconvenients L'invention comme elle est caracterisee dans les
revendications, resoud la tache de creer un dispositif selon la tete
de la revendication 1, qui repond aux signaux, dont la duree est breve
et l'amplitude grande, ainsi qu'aux signaux dont la duree est longue
et 1 ' amplitude petite, en comparaison avec les signaux mentionnes
d'abord et dans lequel les fausses signalisations sont sup- primees En
outre le dispositif selon l'invention est tres sensible aux bru-4 '
engendres lors d'un bris de verre.
On a represente, a titre d'exemple, une forme d'exe- cution de l'objet
de la presente invention au dessin annexe 2 - dans lequel: la figure 1
represente le schema par blocs du dispositif selon l'invention la
figure 2 represente le schema des connexions du dispositif selon,
l'invention la figure 3 represente un diagramme qui indique la
relation entre les grandeurs des tensions aux entrees d'un element du
circuit electrique du dispositif.
Selon la figure 1, le signal produit par l'element piezoelectrique 10
est transmis a un amplificateur 1 La sor- tie de l'amplificateur 1 est
reliee a un amplificateur 2 d'un premier chemin de signal A et a un
circuit de formation d' impulsions 8 d'un second chemin de signal B Un
circuit oscillant 3 est connecte a l'amplificateur 2, dont la fre-
quence de resonance est 180 k Hz Lorsque l'amplitude d'oscil- lations
est suffisament grande, un demodulateur 4 relie au circuit oscillant 3
provoque l'augmentation de la tension de sortie d'un element
integrateur 5 connecte a sa sortie, jusqu' a ce que cette tension de
sortie atteigne une valeur pour la- quelle l'etage de sortie 6 relie a
l'element integrateur de- vient actif, de sorte que le relais 7 passe
en position de repos. Lorsqu'une charge explosive explose pour
detruire violemment une vitre, ou lorsqu'on tire contre celle-ci, le
signal de sortie de l'amplificateur 1 est applique au circuit de
formation d'impulsions 8, qui est relie a l'etage de sortie 6 et rend
celui-ci actif, de sorte que le relais 7 passe en position de repos Le
dispositif selon l'invention repond donc aux signaux, dont la duree
est longue et l'amplitude petite, ainsi qu'aux signaux dont la duree
est breve et l'amplitude grande, en comparaison avec les signaux
mentionnes d'abord.
Le circuit selon la figure 1 comprend en outre un element de blocage
9, qui est relie au circuit de formation d'impulsions 8 et a l'element
integrateur 5 Cet element de blocage provoque la suppression d'une
fausse signalisation, p e lorsque la vitre est travaillee
mecaniquement pendant un temps prolonge, -3- sans que le verre se
brise.
La figure 2 represente le schema des connexions du dispositif selon
l'invention En figure 2 le signe de refe- rence 10 designe l'element
piezoelectrique, p e en une ma- tiere ceramique piezoelectrique, qui
est fixe sur une vitre. La bobine 11 forme ensemble avec les
condensateurs 14 et 15 un filtre IT pour reduire les derangements
provoques par la tension d'alimentation La stabilisation de la tension
d' alimentation a lieu au moyen du transistor 17, de la diode ZE- ner
16, de la resistance 13 et du condensateur 18 La diode 12 protege
contre une polarite inversee.
L'element piezoelectrique 10 est relie au pole negatif de la tension
d'alimentation et a la base d'un transistor 26, qui est protege contre
la surtension au moyen d'une diode 31.
Une resistance 25 produit la tension de polarisation de la base. du
transistor 26 Le collecteur du transistor 26 est relie a la base d'un
transistor 28 Une resistance 29 et un potentio- metre 30 sont branches
en serie entre l'emetteur du transistor 26 et le pole negatif
L'emetteur du transistor 28 est relie au pole negatif par
l'intermediaire d'une resistance 34 et son collecteur est connecte a
un circuit oscillant parallele
LC 19, 20, 21 par l'intermedaire d'une resistance 22, la re- sistance
20 etant une resistance d'amortissement Les transistors 26 et 28
forment un etage d'amplification.
Le collecteur du transistor 28 est en autre relie a la base d'un
transistor de commutation 35, dont l'emetteur est connecte au pole
positif et dont le collecteur est relie au pole negatif par
l'intermediaire de deux resistances 40, 41 branchees en serie Le point
de liaison de deux resistances 40, 41 est relie au pole positif par
l'intermediaire d'une resistance 38 et en outre a l'entree non
inversant d'un ampli- ficateur operationnel 46 L'entree inversant de
l'amplifi- cateur operationnel 46 est connectee au collecteur d'un
transistor 27 par l'interneddiaire d'un condensateur 39 et d' une
resistance relies en serie, dont la base est reliee a 1 ' emetteur du
transistor 26 L'entree inversant de l'amplifica-
-4- teur operationnel 46 est en outre connectee a un diviseur de
tension 43, 44, 45 L'emetteur du transistor 27 est relie au pole
negatif Un condensateur 42 est branche en serie avec le condensateur
39 et la resistance 36 et il est relie au pole positif Ces elements
determinent la tension du collecteur du transistor 27 La sortie de
l'amplificateur operationnel 46 est reliee-au point de liaison de
resistances 40, 41 par 1 ' intermediaire d'un condensateur 54 et a
l'entree non inversant de l'amplificateur operationnel 46 En outre
cette sortie est connectee au relais 56 par l'intermediaire d'un
transistor
V-MOS 55 Le relais 56 est protege ou moyen d'une diode 57.
La sortie de l'amplificateur operationnel 46 est en outre reliee au
pole negatif par l'intermediaire d'une re- sistance 48 a l'entree non
inversant d'un amplificateur ope- rationnel 47 et par l'intermediaire
d'un contact Reed au pole negatif L'entree non inversant de
l'amplificateur operation- nel 47 est en outre reliee au pole negatif
par l'intermediaire d'un condensateur de retard 49, pour le
retardement de l'allu- mage de la diode electroluminescente 53
L'entree inversant de l'amplificateur operationnel 47 est connectee au
diviseur de tension 43, 44, 45, a savoir au point de liaison des
resistan- ces 43, 44 La sortie de l'amplificateur operationnel 47 est
reliee au pole negatif par l'intermediaire d'une resistance 52 et de
la diode electroluminescente 53 Une diode 51 branchee entre l'entree
non inversant de l'amplificateur operationnel
47 et sa sortie, sert au maintien de la diode electrolumi- nescente 53
a l'etat allume.
Un transistor V-MOS 33 est relie au point de liaison de la resistance
29 avec l'emetteur du transistor 26 et au pole negatif et il sert a
shunter la resistance de l'emetteur 29, 30 du transistor 26 Un
condensateur 32 est connecte au pole negatif et au drain du transistor
33 et il sert de con- densateur de contre-reaction.
Le fonctionnement du circuit decrit selon la figure 2 est le suivant
Lorsque le verre est decoupe, fore, meule, echauffe ou casse, de sorte
qu'il est brise (cas 1), les -5- signaux fournis par l'element
piezoelectrique 10 sont ampli- fies par les transistor 26, 28 et
appliques au circuit os- cillant parallele LC Lorsque l'amplitude
d'oscillation de- passe une certaine valeur, le transistor 35 devient
conduc- teur et le condensateur 54 est charge par l'intermediaire de
la resistance 40 Lorsque la tension du condensateur 54 devient
superieure a la tension de comparaison a l'entree inversant de
l'amplificateur operationnel 46, la tension de sortie de 1 '
amplificateur operationel 46 devient positive et le relais 56, qui est
commande par le transistor V- MOS 55, passe en position de repos et il
reste dans cet etat pendant un certain temps (p.e 100 ms) En meme
temps la diode electroluminescente 53 est commandee par
l'intermediaire de la resistance 48 et de 1 ' amplificateur
operationnel 47 pour indiquer l'etat d'alarme et elle reste allumee
jusqu'a ce que le contact Reed 50 soit iron- me par l'intermediaire
d'un aimant.
En cas d'explosion d'une charge explosive pour la destruction violente
d'une vitre, ou lorsqu'on tire contre celle-ci (cas 2), le signal
fourni par l'element 10 est ampli- fie par le transistor 26 et il est
appliquaa la base du transistor 27 Le transistor 27 devient
conducteur, lorsque l'amplitude du signal est suffisamment grande pour
le reglage existant du potentiometre 30 L'impulsion negative au
collec- teur du transistor 27 conducteur est appliquee a l'entree in-
versant de l'amplificateur operationnel 46 par l'intermediaire -de la
resistance 36 et le condensateur 39 Lorsque la tension a l'entree
inversant de l'amplificateur operationnel 46 est in- ferieure a la
tension de comparaison a l'entree non inversant, la tension de sortie
de l'amplificateur operationnel 46 devient positive et le relais 56,
qui est commande par le transistor
V-MOS 55, passe en position de repos.
Lorsque la vitre est attaquee pendant un temps pro- longe, sans
qu'elle soit brisee (cas 3), le condensateur 54 est charge corm=e dans
le caz 1, de sorte que la tension augmelite a l'entree non inversant
de l'amplificateur operationnel 46 et elle atteint une certaine valeur
En meme temps impulsions ne-
-6- gatives sont presentes au collecteur du transistor 27, qui sont
appliquees a l'entree inversant de l'amplificateur ope- rationnel 46,
de sorte qu'une fausse signalisation pourrait avoir lieu Cela est
empeche au moyen du transistor V-MOS 33.
Lorsque la tension positive du condensateur 54 atteint la tension de
seuil du transistor 33, celui-ci devient conduc- teur et shunte la
resistance 29 et le potentiometre 30, de sorte que le transistor 27
est bloque.
Le diagramme selon la figure 3 montre les tensions en fonction du
temps aux deux entrees de l'amplificateur opera- tionnel 46 A l'etat
de repos il y a a l'entree inversant de l'amplificateur operationnel
46 (droite A) 6 Volt et a 1 ' entree non inversant (droite B) 1,5 Volt
La courbe C montre la variation de la tension en fonction du temps a
l'entree non inversant dans le cas 1 Des que la tension a l'entree non
inversant de l'amplificateur operationnel 46 devient plus ele- vee que
celle a l'entree inversant, une alarme est declenchee.
La courbe D montre la variation de la tension a l'entree in- versant
de l'amplificateur ope rationnel 46 dans le cas 2 Des que la tension a
l'entree inversant de l'amplificateur ope- rationnel 46 est inferieure
a celle a l'entree non inversant, il y a le declenchement d'une alarme
Dans le cas 3 la tension a l'entree non inversant de l'amplificateur
opera- tionel 46 est representee par la courbe B Sans transistor V-MOS
33 la tension a l'entreee inversant serait representee par la courbe E
Ce transistor provoque que cette tension reste egale a la tension de
repos, qui comme represente est supe- rieure a la tension a l'entree
non inversant, de sorte qu' aucune alarme n'est declenchee.
Pour augmenter la securite du dispositif devant le sa- botage par
l'influence magnetique, le relais 56 est protege par un bottier
metallique additionnel Le boitier en matiere plastique du dispositif
est de meme muni d'une couche conduc- trice electriquement, de sorte
que le dispositif est protege contre l'irradiation HF.
Comme deja indique auparavant, les pensees decrites ici -7- ne se
referent pas seulement aux systemes d'alarme pour vitres et elles
peuvent etre appliquees aussi aux corps en une autre matiere
conductrice du son au lieu de verre, p e pour la surveillance des
corps en matiere plastique, metal, beton ou en autres matieres.
L'etat de service du dispositif decrit peut etre con- trole au moyen
d'un generateur de son non montre, qui possede un rayon d'action d'env
2,5 m et doit etre dispose sur le corps devant etre surveille Ce
generateur du son comprend un oscillateur, un amplificateur et un
element piezoelectrique, qui sont montes dans un bottier semblable a
celui du disposi- tif La puissance du son de sortie peut etre reglee
sans a- coups au moyen d'un potentiometre Le controle de l'etat de
service du dispositif a lieu periodiquement.
-8-
Claims
_________________________________________________________________
R E V E N D I C A T I O N
1 Dispositif pour la surveillance de l'etat d'un corps capable de
propager des ondes sonores, surtout pour detecter le bris d'une vitre
et pour engendrer un signal d'alarme, muni d' un element
piezoelectrique (10), qui transforme les vibrations acoustiques
apparaissant dans le corps en signaux electriques et d'un premier
chemin de signal (A) comprenant un premier amplificateur (1), un
second amplificateur (2), un circuit oscillant (3), un demodulateur
(4), un element'integrateur (5) et un etage de sortie (6, 7) pour la
production du signal d' alarme, caracterise par la combinaison des
caracteristiques suivantes: a) a la sortie du premier amplificateur
(1) est relie un second chemin de signal (B), qui comprend un circuit
de formation d'impulsions (8) relie audit etage de sortie (6, 7), et
b) le tout est f-orme de facon que le second chemin de signal (B)
repond aux signaux engendres par l'element piezo- electrique, dont la
duree est courte et l'amplitude grande en comparaison avec la duree et
l'amplitude des signaux auxquels repond le premier chemin de signal
(A).
2 Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait qu'un
element de blocage (9) est relie au circuit de formation d'impulsions
(8) et que l'element integrateur (5) est branche de maniere, qu'il
bloque le circuit de formation d'impulsions, lorsque la tension de
sortie de l'element inte- grateur atteint une valeur determinee.
3 Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait que
l'element de blocage est un transistor (33)
4 Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait que la
sensibilite du second chemin de signal (B) est reglable au moyen d'un
potentiometre (30) pour chaque corps surveille.
5 Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait que
l'etage de sortie (6, 7) comprend un amplificateur operationnel (46)
et un transistor (55). -9-
6 Dispositif selon la revendication 5, caracterise par le fait qu'un
autre amplificateur operationnel (47) est relie a la sortie dudit
amplificateur operationnel (46), qui est branche de maniere qu'il
commande une diode electroluminescente (53) en cas d'une alarme, qui
reste aussi longtemps allumee jusqu'a ce qu'un contact Reed soit
actionne au moyen d'un aimant.
7 Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait que le
circuit de formation d'impulsion (8) comprend un transistor (27) dont
le collecteur est relie aux deux re- sistances (24, 36) et deux
condensateurs (39, 42).
8 Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait qu'un
relais d'alarme (7) de l'etage de sortie est pro- tege par un boitier
metallique contre l'influence magnetique.
9 Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait qu'un
bottier en matiere plastique, dans lequel le dispositif est dispose,
est muni d'une couche conductrice electriquement contre l'irradiation
HF. Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait que
son etat de service est contrElable perio- diquement au moyen d'un
generateur de son monte sur le corps, qui possede un oscillateur, un
amplificateur et un element piezoelectrique.
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