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PROCEDE ET APPAREILS DE DETECTION D'INCENDIE.
La présente invention concerne des procédés et appareils perfec- tionnés de détection et/ou de surveillance d'incendie. En particulier, les pro- cédés et appareils de l'invention mettent à profit certaines propriétés parti- culières à la flamme de l'incendie, selon la description détaillée ci-dessous.
Les appareils de détection utilisés jusqu'à présent pour la protection de la vie et des biens contre l'incendie sont nombreux et divers quant à leur mode de fonctionnement. Toutefois, la plupart d'entre eux pré- sentent le défaut fondamental de n'être pas essentiellement des détecteurs d?incendie, mais plutôt des détecteurs de quelque effet secondaire de l'incen- die, tel que la variation de température,l'augmentation d'intensité lumineu- se moyenne, la présence de fusée, ou l'action de combustion ou de fusion de la flamme elle-même. Ces dispositifs sont donc susceptibles de fonctionnement erroné lorsque ces effets se produisent pour des raisons autres que l'existen- ce d'un incendie.
@ Par exemple, les détecteurs thermiques d'incendie sont parti- culièrement sujets à fausse manoeuvre quand ils doivent fonctionner dans des conditions extrêmement variables de température ambiante, à moins que leur tem- pérature critique de fonctionnement ne soit réglée à une valeur élevée, ce qui réduit généralement leur utilité en tant que dispositifs de sûreté. Mais le principal défaut de ces appareils réside dans le fait qu'ils ne répondent pas instantanément à l'incendie, car, effectivement, le feur doit faire des pro- grès considérables avant que le niveau thermique nécessaire au fonctionne- ment des détecteurs soit atteint.
Les détecteurs d'incendie sensibles à l'intensité lumineuse moyenne peuvent fonctionner à faux lorsqu'ils sont soumis à @une énergie lu- mineuse intense provenant de sources naturelles ou artificielles. De même, la fumée dégagée par des sources de,combustion sous contrôle actionneront: les détecteurs sensibles à la fumée, car ces derniers ne sont pas effective- ment sensibles à la présence d'une flamme dans la région prohibée. Les dé- tecteurs commandés par la fumée sont également sujets à un retard préjudi- ciable, avant que la densité de fumée devienne, au point de détection, suffi-
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sante pour actionner un avertisseuro
Du point de vue comparatif, le moyen de détection d'incendie le plus satisfaisant consiste à surveiller un volume en ce qui concerne la présence de flamme.
Cette surveillance doit s'accomplir au moyen d'un appa- reil répondant instantanément et exclusivement à la flamme d'incendie. D'au- tre part, au cas où l'appareil détecteur perd, pour une raison quelconque, sa capacité de fonctionnement, un signal audible ou visuel doit être immédia- tement donné pour que les réparations nécessaires puissent être faites.
La présente invention a donc pour objet de détecter les incen- dies instantanément et avec précision, sans faux avertissements.
Elle a également pour but : - de perfectionner la sécurité de fonctionnement du détecteur dincendie, de telle sorte qu'un signal.soit donné des l'instant où l'appareil est incapable d'exécuter les fonctions prescrites; - de réduire la fréquence des contrôles périodiques d'entretien qui étaient nécessaires jusqu'à présent pour assurer le fonctionnement correct des appareils détecteurs d'incendie; - de réduire au minimum le remplacement et l'entretien du détec- teur au moyen de perfectionnements rendant inutile, en général, le remplace- ment ou la réparation de certains éléments de l'appareil après la détection d'un incendie;
- de perfectionner l'appareil de détection de telle sorte, qu'après un premier incendie, une simple opération manuelle remette immédiate - ment l'appareil en état de détecter un second incendie; - de perfectionner, d'une manière générale, le détecteur d'in- cendie en diminuant sa dimension et son poids, et en réduisant son prix de fabricàtion.
D'autres objets de deux formes de réalisation de l'invention, concernant principalement la détection aussi bien du commencement que de la fin des feux accidentels et la surveillance de la persistance de feux voulus, ressortiront mieux de la description suivante.
La construction d'un appareil exclusivement sensible à la flam- me d'incendie exige la découverte d'une ou plusieurs propriétés uniques et communes aux flammes de toute matière combustible. Une analyse de fréquence du rayonnement de la flamme d'une matière combustible montre que l'intensité de rayonnement de celle-ci est, dans tous les cas,à modulation d'amplitude.
Cette énergie modulée, consistant en lumière visible et invisible, comprend de nombreuses composantes de fréquence, principalement dans la gamme de 0 à 500 cycles par seconde. Généralement parlant, les composantes de rayonnement de la plus grande amplitude sont concentrées dans les régions basses fréquen- ces de cette gamme. Les flammes de toute matière combustible émettent une éner- gie rayonnante de fréquences de modulation comprises entre 5 et 25 cycles/se- conde suffisante pour permettre de baser sur cette propriété la construction du nouvel.appareil de détection et de surveillance d'incendie de la présente invention, exclusivement sensible à la flamme.
On trouve rarement dans les sources lumineuses naturelles ou créées par l'homme une énergie rayonnante modulée, ayant des composantes dans la gamme de fréquences de 5 à 25 cycles, d'intensité suffisante pour an- nuler le caractère unique pratique de cette propriété. Par exemple, l'éner- gie lumineuse visible et invisible émise par le soleil et atteignant.la ter- re a une intensité pratiquement constante et des composantes négligeables dans la gamme de fréquences de 5 à 25 cycles/seconde. L'éclairage artificiel produit par les énergies à 25 ou 60 périodes des réseaux de distribution de courant du commerce est modulé principalement à des fréquences de 50 à 120 cycles/seconde, respectivement.
Les fréquences des transitions d'éclairage produites par le fonctionnement manuel des interrupteurs ou, par exemple, le passage du faisceau des phares d'automobiles à travers une fenêtre, est gé- néralement de l'ordre d'un ou deux cycles par seconde.
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L'élément détecteur de la présente invention, qui "cherche ou voit" la flamme effective, est de préférence constitué par un dispositif pho- to-électrique, sensible aux composantes lumineuses visibles et-invisibles émi- ses par la flamme d'incendie,ce qui renforce la sensibilité de détection obte- nue. Le débit électrique d'un ou plusieurs de ces éléments détecteurs est, de préférence, connecté à un amplificateur passe-bande, lequel, à toutes fins pratiques, amplifie dans une gamme de fréquences d'environ 5 à 25 cycles/se- conde. En dehors de cette gamme, les courants sont atténués par l'amplifica- teur. Le débit de ce dernier est connecté à un dispositif limiteur afin que toutes les impulsions de débit de l'amplificateur soient restreintes quant à leur amplitude et converties en une forme d'onde pratiquement carrée.
Ces impulsions d'amplitude restreinte sont ensuite transmises à un circuit sélec- teur ou "différenciateur" sensible à la somme d'un train d'impulsions très rapprochées fourni par le dispositif limiteur. Ce circuit différenciateur a pour but d'augmenter le filtrage des fréquences indésirables en imposant comme condition requise la réception d'au moins 5 impulsions fournies par le limiteur dans un intervalle d'une seconde avant que le différenciateur puisse développer un potentiel suffisant pour actionner l'appareil commandant l'aver- tisseur d'incendie.
Cette caractéristique de l'invention donne également l'assurance effective que l'avertisseur ne sera pas actionné par des fluctua- tions accidentelles momentanées d'éclairement, susceptibles d'être produites par l'allumage et l'extinction rapides des lampes attendu que la fréquence de ces fluctuations, calculée par rapport à la fraction de temps.pendant lequel elles se produisent, dépasse effectivement, dans certains cas, la limite infé- rieure de fréquences de l'amplificateur passe-bande.
Une caractéristique nouvelle de contrôle automatique de la pré- sente invention permet la vérification continuelle de la capacité de l'appa- reil de détection à remplir les fonctions prescrites. Cette caractéristique supprime le contrôle périodique, jusqu'à présent nécessaire, de la capacité de fonctionnement de l'appareil de détection. Le dispositif de contrôle uti- lise un oscillateur qui transmet continuellement un signal de contrôle, cons- titué par un train continu d'impulsions à tous les éléments détecteurs. Ce signal est ensuite continuellement transmis àl' amplificateur passe-bande, au dispositif limiteur et au différenciateur, ainsi qu'à l'appareil actionnant l'avertisseur d'incendie.
Si, pour une raison quelconque, ce signal n'est pas ainsi transmis sans interruption, un avertissement positif visuel ou so- nore est donné pour indiquer que l'appareil détecteur est incapable d'exécu- ter les fonctions prescrites. Une prompte correction de la défectuosité re- mettra l'appareil détecteur en état de fonctionner correctement. Le signal de contrôle automatique n'actionne pas l'avertisseur d'incendie, car sa fré- quence fondamentale est limitée à environ un cycle par seconde, et, par con- séquent, ne peut pas être intégré suffisamment par le circuit différenciateur pour produire un potentiel de débit assez fort pour actionner l'avertisseur d'incendie.
L'exposé ci-dessous concerne également une seconde forme de réa- lisation de l'invention, particulièrement destinée à la détection et à la sur- veillance de feux accidentels se développant dans les véhicules, notamment dans les avions; alors que la forme de réalisation précédemment décrite est de préférence destinée à la détection de feux accidentels se déclarant dans les bâtiments ou autres endroits accessibles, bien qu'elle puisse être avantageuse- ment utilisée à la surveillance de certains types de compartiments de véhicu- les, pour lesquels, seule la connaissance du commencement de l'incendie est nécessaire et désirable.
Cette seconde forme de réalisation a pour principal objet de perfectionner la surveillance des incendies se déclarant dans les véhicules, perfectionnement assurant la détermination instantanée et précise à la fois du commencement et de la fin des incendies.
Elle a également pour objet - de perfectionner la sécurité de fonctionnement des appa- reils de détection et de surveillance des incendies de véhicules, afin de per- mettre un contrôle facile et rapide du bon état de fonctionnement de l'appareil
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préalablement à la marche du véhicule ou pendant cette marche; - de réduire au minimum le remplacement et l'entretien des ap- pareils de détection et de surveillance d'incendies pour véhicules, grâce à des perfectionnements qui rendent inutile le remplacement ou la répara- tion, en général,d'aucun des éléments de l'appareil, après la détection d'un incendie;
- d'offrir un appareil de détection et de surveillance d'incen- die applicable aux véhicules, peu encombrant, léger et peu coûteux.
D'autres buts de cette seconde forme de réalisation de l'inven- tion ressortiront mieux de la description suivante.
Bien que les principes de fonctionnement de cette forme de réa- lisation soient, d'une façon générale, applicables aux véhicules de tous types, la description donnée ci-dessous concerne plus particulièrement la détection et la surveillance des incendies d'avions étant donnée la vulnérabilité parti- culière de ce type de véhicule.
Les facteurs qui, précisément, assurent l'efficacité de vol de l'avion, tels que, par exemple, la légèreté de construction, la réduction du poids et de la surface frontale des moteurs, l'utilisation de métaux légers ayant une mauvaise résistance à la chaleur et l'accroissement de volatilité des combustibles, augmentent nécessairement les risques d'incendie en avia- tion. Le vol à haute altitude à introduit de nouveaux risques, tels que la production d'arcs dans les circuits électriques, ainsi que l'insuffisance du refroidissement par air des moteurs, et a rendu nécessaires les dispositifs surcompresseurs et d'alimentation en oxygène, constituant en eux-mêmes des sources virtuelles d'incendie.
L'avion moderne est un ensemble compliqué, souvent entrainé par plusieurs moteurs et équipé d'un nombre considérable de dispositifs élec- triques, hydrauliques et mécaniques, enchevêtrés, exécutant diverses fonc- tions indicatrices, de commande et de transmission, nécessaires au fonction- nement et à la navigation de l'avion. Les rigoureuses conditions requises d'encombrement prescrivent le logement de grandes quantités d'essence à fort indice d'octane dans des réservoirs d'ailes, à proximité des nacelles des mo- teurs.
Bien que des recherches et efforts considérables aient été entrepris en vue de réduire au minimum les risques d'incendie en ce qui concerne l'éta- blissement et l'agencement des systèmes électriques et hydrauliques, ainsi qie la construction de réservoir d'essence à l'épreuve du feu, il est inévitable que la complexité croissante de tout mécanisme utilisant des combustibles très inflammables accroise les probabilités d'incendie. Les risques sont encore aggravés, dans le cas de l'avion militaire, par le transport des explosifs et son exposition au bombardement de l'ennemi.
Les recherches approfondies effectuées par les autorités civi- les et militaires, tant dans ce pays qu'à l'étranger, ont permis de détermi- ner que les incendies les plus désastreux et les plus difficiles à contrôler, c'est-à-dire les incendies se produisant en vol, se déclarent généralement dans le moteur, et qu'ils peuvent être facilement éteints en vol, sans provo- quer de graves détériorations à l'appareil, lorsque le pilote est averti à temps pour appliquer assez tôt les mesures de protection.
La nécessité d'une action rapide, et en particulier d'une détection prompte, a été dramatique- ment démontrée aux cours de plusieurs circonstances connues où l'incendie, s'étant déclaré dans une nacelle de moteur, a provoqué la rupture de l'aile moins d'une minute après le commencement de l'incendie et avant que le pilo- te ait pu s'apercevoir que le moteur était en feu. Bref, l'une des princi- pales conclusions à tirer de ces recherches est que l'élimination virtuelle d'accidents graves dus à l'incendie en vol, ainsi que les incalculables éco- nomies de vies et de biens qui en résulteraient, peutetre obtenue, et n'exi- ge plus actuellement que le développement d'un dispositif avertisseur sur, capable de détecter instantanément le commencement d'incendie.
Dans un tel dispositif, la sûreté de fonctionnement est aussi importante que la rapidité daction. Les procédés de combat d'incendie usuels impliquent l'arrêt du mo- teur, ce qui peut rendre nécessaire un atterrissage forcé. On se rendra fa-
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cilement compte aucune ou deux de ces expériences provoquées par un faux avertissement peut amener les pilotes à'faire peu de cas du dispositif aver- tisseur d'incendie.
Des essais ont été effectués sur divers dispositifs avertis- seurs d'incendie et plusieurs types s@@t concurremment utilisés en aviation.
Les éléments détecteurs peuvent etre généralement classés en thermocouples, interrupteurs à dilatation et élément fusibles. L'inconvénient fondamental de ces éléments appliqués à la détection d'incendie, réside dans le fait qu'ils sont sensibles à la température plutôt qu'à la flamme, et qu'ils sont par conséquent sujets à une constante de temps inhérente qui peut varier* considérablement selon la distance séparant l'élément de la flamzne et des conditions locales concernant la transmission calorifique. Pour que leur fonctionnement soit raisonnablement rapide, les éléments sensibles à la tem- pérature doivent 'être placés dans le moteur de manière à être en aval et assez près des sources possibles d'incendie; et pour cette raison, ils sont généralement détruits quand le feu se déclare.
On doit veiller également à ce que les éléments détecteurs ne soient pas situés dans des courants d'air qui les refroidissent, car, dans ces conditions, ces dispositifs ne donnent aucun avertissement d'un grave foyer d'incendie situé à peu de distance seu- lement. On ne peut réduire au minimum ces difficultés que par une expériment a- tion approfondie dé chaque nouveau type d'installation de moteur pour déter- miner la position correcte des éléments détecteurs, et par l'utilisation d'un grand nombre de ces éléments. Les détecteurs. du type thermocouple et cer- tains du type à dilatation exigent un réglage fréquent et délicat, et doivent être associés à 'des circuits sensibles, de fonctionnement instable.
Etant essentiellement des dispositifs interrupteurs mécaniques, ils sont sujets aux vibrations et à l'accélération. Le type fusible présente en outre l'inconvé- nient d'être détruit au moment de son fonctionnement; il doit donc être rem- placé et ne permet pas le contrôle de l'installation. Pour essayer d'obte- nir une protection aussi complète que possible, il faudrait placer tout autour de chaque moteur, un grand nombre de ces éléments, espacés au plus de quelques centimètres. Le type de fusible à bande continue antérieurement utilisé est maintenant considéré comme abandonré par les autorités de navigation aérienne, étant donnés ses nombreux inconvénients.
Le poids des éléments eux-mêmes et des circuits exigés par cette protection complète étant prohibitif, les dis- positifs actuels de détection d'incendie sur avion représentent nécessaire- ment un compromis entre les considérations de poids et de sécurité.
D'autre part, le développement de la propulsion à réaction en aviation à soulevé un problème de détection d'incendie pour laquelle les dis- positifs à commande thermique sont totalement insuffisants. Comparativement à un moteur à mouvement alternatifde puissance comparable, la superficie virtuellement dangereuse d'un moteur à réaction est considérablement plus gran- de, et la température ambiante normale dans la nacelle du moteur est considé- rablement plus élevée. En outre, le refroidissement excessif du tuyau d'échap- pement doit être évité, car le rendement dépend du maintien de la température d'éjection à une valeur aussi élevée que peuvent le supporter les pièces métal- liques internes.
L'isolement entre le moteur et la construction environnante est ordinairement assuré seulement par un intervalle d'air relativement étroit entre le moteur lui-même et un blindage métallique conique. Il est évident qu'a- vec un tel agencement, l'occurrence d'un incendie , par fupture d'une canali- sation de combustible à haute pression, ou d'une aube de turbine par exemple, serait vraisemblablement si rapide et localisée de telle sorte que même des détecteurs thermiques très rapprochés ne répondraient en temps voulu pour evi- ter de sévères dommages à l'avion. On rencontre également des difficultés pro- voquées par de faux avertissements, du fait des fluctuations rapides de tem- pérature et de la faible valeur différentielle existant entre les températures de fonctionnement normales et excessives.
L'appareil constituant la seconde forme de réalisation de l'in- vention est particulièrement destiné à l'aviation, il exploite encore les ca- ractéristiques de modulation de la flamme d'incendie, précédemment décrite, en permettant d'éliminer pratiquement une grande partie des inconvénients des détecteurs d'incendie couramment utilisés en aviation. Selon l'exposé ci-des-
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sus, une analyse de fréquences de l'énergie rayonnante émise par les flam- mes d'une matière combustible révèle que l'intensité de rayonnement de cel- les-ci est,dans tous les cas, à modulation; d'amplitude.
On a également exposé plus haut que, s'il existe, pour une installation particulière, une gamme unique de fréquences de modulation de la flamme d'incendie, on peut construire un appareil sensible seulement à cet- te gamme et ne répondant exclusivement qu'à la flamme d'incendie.
Par exemple, en ce qui concerne le type d'avion à moteur à mouvement alternatif, on a constaté que les composantes lumineuses tombant dans la gamme de 5 à 25 cycles/seconde sont rarement produites par des sources autres que la flamme d'incendie. Les composantes des fréquences les plus bas- ses de lumière modulée sont généralement celles produites par la lumière cli- gnotante engendrée par le battement à basse fréquence d'un capot desserré d'u- ne nacelle de moteur de l'avion, ou autre circonstance analogue. On a consta- té que ces fréquences étaient de l'ordre d'un ou deux cycles/seconde. La fré- quence de la lumière réfléchie par une hélice couplée à un moteur d'avion au ralenti détermine généralement la limite supérieure de l'énergie modulée con- cernant uniquement la flamme d'incendie.
On a trouvé que cette fréquence était bien supérieure à 25 cycles par seconde.
En ce qui concerne l'avion du type à réaction, les fréquences inférieures de modulation produites par les sources sans flamme sont pratique- ment les mêmes que celles du type d'avion à moteur à mouvement alternatif, et la limite supérieure des fréquences est généralement déterminée par l'éclaira- ge artificiel produit aux fréquences relativement élevées du courant d'alimen- tation caractéristiques des installations d'avions. Cet éclairage artificiel est modulé en amplitude à une fréquence double de celles du courant d'alimen- tation, bien supérieure à 25 cycles/seconde.
La forme de réalisation de l'appareil particulièrement construit pour 1'aviation, diffère, en général, de l'appareil particulièrement destiné à la détection de l'incendie dans les bâtiments et autres lieux accessibles, par les points suivants.
L'appareil de détection pour comprend un nouveau dis- positif de verrouillage permettant à celui-ci d'indiquer de façon sure l'ex- tinction d'un incendie à l'intérieur, par exemple, d'une nacelle de moteur.
L'inspection visuelle pour .s'assurer de la continuation ou de l'extinction d'un incendie n'est pas praticable à bord d'un avion, pour cette raison, en- tre autres, que l'incendie peuttre entièrement confiné à l'intérieur d'un compartiment clos ou dans une partie de l'avion ne pouvant être surveillée fa- cilement par une inspection visuelle. La connaissance des progrès d'un incen- die détecté à l'intérieur d'un avion est essentielle pour permettre au pilote de prendre intelligemment'toutes les dispositions nécessaires. Par exemple, si le feu persiste à l'intérieur d'une carlingue, le pilote tentera peut tre un atterrissage forcé, mais si, pour une raison ou une autre, ce feu se trou- ve éteint, il ne tentera probablement pas cet atterrissage forcé.
Cette carac- téristique de fonctionnement n'est pas incôporée à la première forme de réali- sation de l'invention, car dans les dispositifs avertisseurs d'incendie desti- nés aux bâtiments ou autres lieux accessibles, y compris certains compartiments de véhicules, la persistance de l'avertissement, jusqu'à ce aucune opération manuelle le supprime, est désirable pour appeler l'attention sur le fait qu'un incendie a éclaté.
Une seconde différence entre les deux formes de réalisation de l'invention apparaît dans le dispositif d'essai destiné à contrôler la ca- pacité des appareils à exécuter leurs fonctions de détection. Le dispositif d'essai de la première forme de réalisation transmet de façon continue dans l'appareil, un signal de contrôle constitué par un train continu d'impulsions, ainsi que précédemment décrit. Le dispositif d'essai de l'appareil pour véhi- cules, selon la seconde forme de réalisation, fonctionne seulement en répon- se à la manoeuvre manuelle d'un interrupteur d'essai qui contrôle un seul circuit de détection à la fois. Les raisons particulières de cette différence de construction ressortiront de la description détaillée donnée plus loin.
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Une troisième forme de réalisation de l'invention est particu- lièrement destinée à la surveillance de feux intentionnellement entretenus.
Elle a principalement pour objet de donner une indication par- faitement sure et instantanée de la présence et de l'extinction d'un feu dont l'existence est désirée. Ce type d'appareil peut être utilisé, par exemple pour surveiller l'existence continue de la flamme d'un brûleur de l'avion à réaction, ou de la flamme d'un four, ou dispositif analogue. Cet appareil peut également servir à produire une commande en réponse à la fin d'un incen- die.
Cette forme de réalisation de l'invention diffère des deux pre- mières précédemment décrites en ceci que la construction des circuits est é- conomiquement conçue afin d'obtenir la réversion requise du mode de fonction- nement. C'est-à-dire que les indications données par le débit doivent être produites par l'absence de flamme et non en réponse au commencement ou à la détection d'un feu. Généralement parlant, cette fonction inverse est accomplie au moyen d'un amplificateur passe-bande, dont le débit est filtré pour produi- re une polarisation à courant continu. Cette polarisation est supprimée du tube de puissance commandant le fonctionnement du circuit de sortie de l'ap- pareil chaque fois que la flamme surveillée s'éteint pour une raison quelcon- que.
Toutes les caractéristiques de la présente invention, ainsi que son mode de fonctionnement, ressortiront mieux de la description détail- lée suivante donnée en référence aux dessins annexés,sur lesquels :
La Figure 1 est un schéma du circuit de la première forme de réalisation de l'appareil de détection de l'invention;
La Figure 2 est une vue en perspective d'un élément de détec- tion photo-sensible approprié au circuit de la Fig. 1;
La Figure 3 est une monture destinée à abriter l'élément repré- senté sur la Figure 2 ;
La Figure 4 est un schéma de la seconde forme de réalisation de l'appareil pour incendie, de la présente invention, particulièrement destiné à l'aviation;
La Figure 5 est une vue en perspective simplifiée d'un élément capteur-détecteur approprié au circuit de la Figure 4.
La Figure 6 est une représentation simplifiée de l'installation de l'appareil de la seconde forme de réalisation de l'invention, ainsi que d'une pluralité d'éléments capteurs-détecteurs, dans un avion à réaction;
La Figure 7 est une représentation simplifiée de l'installation de l'appareil de la seconde forme de réalisation de l'invention, ainsi que d'u- ne pluralité d'éléments capteurs-détecteurs, dans un avion du type à moteur à mouvement alternatif ; et la Figure 8 est un schéma de circuit de la troisième forme de réalisation de l'invention destinée à la surveillance de feux intentionnelle- ment entretenus.
Si l'on considère maintenant la Figure 1, les élénents détec- teurs d'incendie 1, 2,et 3, sont connectés en série entre les bornes 4 et 5.
Ces éléments sont de préférence des cellules photo-conductrices sensibles à la lumière visible ainsi qu'invisible, telles que, par exemple, les cellu- les photo-conductrices au sulfure de plomb.; En pratique, ces éléments sont habituellement disposés à une certaine distance les uns des autres sur les murs ou plafonds d'un bâtiment sous surveillance d'incendie. L'impédance en série qu'offrent ces éléments 1, 2, 3 aux bornes 4 et 5, varie en raison inverse de la quantité d'énergie rayonnante à laquelle sont sensibles les cel- lules, frappant sur les éléments. Le nombre maximum d'éléments détecteurs pouvant être connectés en série dépend, en général, de l'amplification de l'appareil qui doit en utiliser les impulsions.
Dans la forme de réalisation préférée de l'invention particulièrement représentée sur la Figure 1, un à six
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éléments connectés en série entre les bornes 4 et 5 ont donné un fonction- nement satisfaisant.
Une tension de rupture positive est appliquée à l'électrode A2 dé la diode à atmosphère gazeuse T2 par l'intermédiaire de la résistance 20. Une capacité 16 et les résistances 9 et 10 en série, sont connectées aux bornes du tube diode T2. Les éléments 9,10, 16, 20 et T2 constituent un oscillateur à relaxation qui envoie continuellement dans l'appareil de détection d'incendie un signal de contrôle automatique d'un cycle par secon- de. Le signal de débit de cet oscillateur, apparaissant aux bornes de la résistance 9, est appliqué en série avec le potentiel existant entre les bor- nes 4 et 5 à la borne 4 et au sol.
Le potentiel positif d'excitation des éléments détecteurs 1, 2 et 3, est appliqué par l'intermédiaire d'une résistance de charge 7. La résistance 12 et la capacité 13 constituent une section de filtrage résis- tance-capacité réduisant au minimum les composantes à courante alternatif du potentiel positif appliqué aux éléments 1, 2 et 3 par l'intermédiaire de la résistance 7.et au tube¯diode T2 au moyen de la résistance 20.
Un potentiel positif haute tension est appliqué au conducteur 21 par le conducteur 38 connecté à la borne d'alimentation 39. Le courant d'alimentation est fourni par un transformateur 50 comportant .Un enroule- ment primaire connecté aux bornes de courant alternatif 52 et 53, un enroule- ment secondaire élévateur de tension à point milieu 49 et un secondaire de filaments, abaisseur de tension,51. Les anodes A10 et P10 d'un tube redres- seur d'onde total T10 sont connectées directement aux bornes d'extrémité de l'enroulement secondaire 49. Le point milieu de celui-ci est connecté direc- tement au sol.
La cathode C10 est connectée directement à une section de fil- trage pourvue d'une capacité 47 intercalée entre la cathode C10 et le sol, et une inductance 45 connectée à la borne de potentiel positif de la capaci- té 47. Le tube régulateur de tension T7 et la résistance 1:imitatrice 42 qui lui est associée, sont connectés directement entre le sol et la borne de gau- che de l'inductance 45. La tension de débit réglable de la source d'alimen- tation apparaît entre la borne 39 et le sol.
L'enroulement secondaire 51 alimente les filaments connectés en parallèle Fl, F3, F4,F5,F6 et F9.Cet enroulement alimente également le filament F10 dans un circuit comprenant la bobine de relais I.
Le potentiel positif du conducteur 21 est appliqué à l'anode AI par l'intermédiaire de la résistance de charge 18. La grille de comman- de Gl est connectée à la borne 4 au moyen de la résistance 11 et de la capa- cité 6 connectées en série. Le point commun de jonction de la résistance 11 et de la capacité 6 est relié au sol par l'intermédiaire d'une résistance 8.
La section en "T", comprenant les capacités 15 et 17 connectées en série en- tre la grille de commande Gl et l'anode A1, et la résistance 14 connectée en- tre le point de jonction de ces capacités et le sol, constitue-pour le tube TI un circuit de contre-réaction passe-haut grâce auquel les courants de fré- quences supérieures à 25 cycles/seconde sont atténués par l'étage amplifica- teur T1. Les composantes basse fréquence inférieures à 5 oncles/seconde ap- pliquées entre la borne 4 et le sol sont atténuées par la section en "L" com- prenant la capacité 6 et la résistance 8.
La résistance 11 isole le débit de circuit de contre-réaction passe-haut apparaissant à la borne inférieure de la capacité 15, de l'impédance relativement faible des éléments détecteurs 1, 2 et 3, afin que le potentiel de réaction appliqué à la grille de commande Gl ne soit pas excessivement atténué.
Le potentiel signal développé aux bornes de la résistance 18 par le tube Tl est couplé à la grille de commande G3 du tube T3 par une ca- pacité 19 et une résistance 22 connectées en série. Un potentiel positif provenant du conducteur 21 est appliqué à l'anode A3 au moyen de la résistan- ce de charge 27. La section en "T" comprenant les capacités 24 et 26 connec- tées en série entre la grille de commande G3 et l'anode A3, et la résistance 23 connectée entre le point de-jonction de ces capacités et le sol, constitue, pour le tube T3 un circuit de contre-réaction passe-haut,
grâce auquel les
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courants de fréquences supérieures à 25 cycles/seconde sont encore atténués par l'étage amplificateur comprenant le tube T3 et les éléments qui lui sont associés. Les composantes basse fréquence inférieures à 5 cycles/seconde ap- paraissant entre la borne inférieure de la résistance 18 et.le sol sont atté- nuées par la section en "L" comprenant la capacité 19 et les résistances 22 et 25 connectées en série. La résistance 22 isole le débit du circuit.de contre-réaction, apparaissant à la borne inférieure de la'capacité 24, da l'im- pédance relativement faible de la borne inférieure de la résistance 18 par rapport au sol, de sorte que le potentiel de réaction appliqué à la grille de commande G3 ne soit pas excessivement atténué.
Les tubes Tl et T3 ainsi que leurs éléments associés, consti- tuent donc, dans l'ensemble, un amplificateur passe-bande amplifiant les po- tentiels appliqués entre la borne 4 et le sol, et dont la fréquence est com- prise entre 5 et 25 cycles par seconde. Toutes les autres fréquences produi- tes par les éléments détecteurs 1, 2 et 3 sont relativement atténuées par les étages amplificateurs passe-bande.
Le'signal de débit de l'amplificateur passe-bande développé dans la résistance de charge 27 est couplé à la grille de commande G4 au moyen de la capacité 28 et de la résistance 30 connectées en série. La résistance de retour de grille 29 est connectée entre le sol et le point de jonction de la capacité 28 et de la résistance 30. Le tube T4 est polarisé à une valeur négative supérieure à celle de coupure par la chute de potentiel créée aux bor- nes de la résistance de cathode 32 par le courant venant de la borne à haute tension 39 par l'intermédiaire de la résistance 34. La résistance de charge
31 applique un potentiel positif à l'anode A4.
Le tube T4 et les éléments qui lui sont associés assurent la limitation de plaque et de grille de telle sorte que seules des impulsions de sens négatif ayant pratiquement la même amplitude et ayant une forme d'onde pratiquement carrée apparaissent entre la borne inférieure 31 et le sol en réponse aux impulsions positives aussi bien que négatives d'amplitudes varia- bles appliquées à l'entrée du tube T4 par le débit de l'amplificateur passe- bande. C'est-à-dire 'que les impulsions négatives appliquées à l'entrée du tube T4 ne créent pas une impulsion de sens positif entre la borne inférieu- re de la résistance 31 et le sol, car le tube T4 est polarisé à une valeur ex- cédant celle de coupure, par le potentiel de polarisation de larésistance de cathode 32.
Les impulsions positives appliquées à l'entrée du tube T4 qui dépassent-la valeur de polarisation de coupure, créent des impulsions de sens négatif d'amplitude constante entre la borne inférieure de la résistance 31 et le sol, du fait de l'action Imitatrice du passage du courant de grille dans la résistance 30, et du passage du courant de saturation de plaque dans la résistance 31.
Les impulsions négatives pratiquement carrées développées dans la résistance de charge 31 sont appliquées au circuit de différencia- tion forme par la capacité 33 et la résistance 35. L'anode A5 et la grille de commande G5 du,tube T5 sont connectées directement l'une à l'autre, de - sorte que ce tube T5 fonctionne comme une diode. Le circuit spatial'de cette diode shunte directement la résistance 35. Par conséquent, les impulsions positives produites par différenciation dans la capacité 33 et appliquées au tube T5 sont court-circuitées au sol par la faible impédance que leur offre le tube T5. Mais les impulisions négatives produites par différenciation dans la capacité 33 et appliquées au tube T5 ne sont pas court-circuitées au sol étant donnée la forte impédance que leur oppose le tube T5.
Ces impulsions négatives chargent donc la capacité 37 par l'intermédiaire de la résistance 36. Toute charge de la capacité 37 se décharge par les résistances 35 et 3.
La constante de temps du circuit de charge de la capacité 37 est inférieure à la constante de temps de décharge. Par conséquent, plus grand est le nom- bre d'impulsions négatives appliquées à l'entrée du tube T5 pendant un inter- valle de temps spécifié, plus grand est le potentiel développé aux bornes de la capacité d'intégration 37. Les éléments de différenciation, de redres- sement et d'intégration constituent conjointement un circuit différenciateur basse fréquence.
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Dans la forme de réalisation préférée de la Figure 1, les valeurs composantes influençant la constante de temps des circuits de char- ge et de décharge de la capacité 37 sont choisies de telle sorte qu'une va- leur déterminée de potentiel négatif apparaisse aux bornes de la capacité 37 lorsque cinq impulsions négatives au moins, sont appliquées au tube T5 dans l'espace d'une seconde. Quand cette valeur de potentiel négative est appliquée à la grille de commande G6, le courant plaque du tube T6 est main- tenu à une valeur inférieure aux valeurs d'enclenchement et de déclenchement du relais de détection d'incendie FR.
Avant excitation du relais de perturbation TR et du relais de détection FR la cathode C6 est connectée directement au sol par un circuit qui comprend le contact à ouverture du transfert de continuité du relais de perturbation TR. Après excitation du relais de détection FR et du relais de perturbation TR, la cathode C6 est connectée directement au sol par un cir- cuit qui comprend le contact à fermeture du relais FR et le contact à ferme- ture du transfert de continui±é du relais TR.
Si le potentiel aux bornes de la capacité 37 est suffisamment négatif pour maintenir le courant d'anode A6 passant dans le relais FR au- dessous des valeurs d'enclenchement ou de maintien, selon le cas,le contact à ouverture du relais FR de ferme. Si le contact supérieur à fermeture du re- lais de perturbation TR est également fermé et que le commutateur bipolaire à deux directions S, se trouve à la position supérieure ou de fonctionnement représentée sur le dessin, l'avertisseur sonore d'incendie FA est excité par le passage du courant du secondaire du transformateur 48 dans un circuit com- prenant le contact à ouverture du relais FR, le contact supérieur à fermeture du relais TR, l'avertisseur d'incendie FA, le pôle supérieur du commutateur S, et retour à l'enroulement secondaire du transformateur 48.
Le fonctionnement de l'avertisseur d'incendie FA exige donc que le relais de détection FR soit déclenché, que le relais de perturbation soit enclenché, et que le commutateur S se trouve à la position de fonctionne- ment représentée sur le dessin.
L'amplitude du passage du courant plaque dans le circuit spa- tial anode A9-cathode C9 du tube T9 commande le fonctionnement du relais de perturbation TR. Ce courant passe de la borne positive 39 de la source d'a- limentation, par le conducteur 38, le conducteur 21, l'enroulement secondaire du transformateur 48, le pôle supérieur du commutateur S lorsque celui-ci se trouve à sa position de fonctionnement, l'avertisseur d'incendie FA, le relais TR, le circuit spatial anode A9-cathode C9, la résistance 46, le contact à fer- meture du relais FR, et le contact à ouverture du transfert de continuité du relais TR, au sol. Le fonctionnement du relais FR est donc nécessaire pour actionner initialement le relais TR.
Une fois le relais TR actionné, la ré- sistance 46 est reliée au sol par l'intermédiaire du contact à fermeture du transfert de continuité du relais TR, et le fonctionnement du relais FR n'est plus nécessaire. Le tube T9 est normalement polarisé pour la coupure par la chute de potentiel créée dans la résistance 46 par le courant fourni par la borne d'alimentation 39 et passant dans la résistance 44.
La résistance 43 est reliée au point de jonction des résistan- ces 40 et 41 connectées en série. La diode T8 connecte l'anode A6 directe- ment à la borne supérieure de la résistance 40 de sorte que le débit du tube T6 est couplé en courant continu à l'entrée du tube T9.
Lorsque le relais de perturbation TR se déclenche, son contact inférieur d'ouverture ferme le circuit auquel il est connecté de sorte que le passage du courant de la batterie B excite 1!avertisseur sonore et/ou visuel de perturbation TA. Le circuit d'excitation de l'avertisseur de perturbation TA. se ferme chaque fois que l'appareil de la Figure 1 est incapable d'exécu- ter sa fonction prescrite. Si, par exemple, la tension d'alimentation de filament vient à manquer, le contact d'ouverture du relais I se ferme, reliant au sol la grille G9 et faisant fonctionner le relais TR pour libérer son con- tact à ouverture et compléter le circuit d'avertissement de perturbation.
La complète possibilité de surveillance continue de perturbation assurée par le
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relais TR et le circuit avertisseur qui lui est associé ressortira mieux d'u- ne partie de la description ci-dessous.
L'appareil de détection d'incendie de la présente invention est prêt à fonctionner chaque fois que le commutateur S est amené à la posi- tion supérieure représentée sur la Figure 1, et l'avertisseur sonore d'incen- die FA fonctionnera chaque fois qu'un incendie est détecté.
Si l'on désire éprouver l'appareil sans faire fonctionner le signal sonore, le commutateur S doit être amené à sa position inférieure, ou position d'essai. Le commutateur à cette position déconnecte l'avertisseur d'incendie FA de l'enroulement secondaire du transformateur 48 et connecte à celui-ci la lampe d'essai TL. Cette lampe est alimentée si le contact à ouverture du relais de détection d'incendie est fermé. Si l'appareil répond correctement à un essai d'incendie, aux bornes de la capacité 37 apparaît un potentiel négatif assez fort pour réduire le passage de courant dans le tube T6 à une valeur inférieure à la valeur de réalimentation du relais FR, ce qui provoque la fermeture du contact à ouverture de ce relais FR et en con- séquence l'allumage de la lampe d'essai TL.
L'avertisseur de perturbation visuel et/ou sonore TA est ac- tionné chaque fois que le commutateur S se trouve à sa position inférieure d'es- sai, et indique ainsi que l'appareil de détection d'incendie n'est pas en état de fonctionner. C'est-à-dire que l'avertisseur d'incendie FA.ne peut fonctionner en réponse à la détection d'un incendie.Le fonctionnement de l'avertisseur de perturbation au cours de l'essai constitue donc un rappel continuel que l'on doit ramener le commutateur S à sa position supérieure ou de fonctionnement après la fin de l'essai. Ce fonctionnement de l'avertisseur de perturbation
TA est causé par la mise à la terre de la grille de commande G9, au moyen d'un circuit qui comprend le pôle inférieur du commutateur S, déclenchant ain- si le relais de perturbation TR qui ferme alors son contact inférieur à ouver- ture.
L'avertisseur de perturbation TA fonctionne également chaque fois que l'appareil de détection est incapable d'exécuter parfaitement ses fonctions. Cette caractéristique @ fonctionnement, qui sera décrite en dé- tail plus loin, résulte en partie du signal de débit de contrôle automatique continuel produit pas l'oscillateur à relaxation constitué par le tube diode à atmosphère;gazeuse T2 et les éléments qui lui sont associés.
Le fonctionnement détaillé du circuit de la Figure 1, préala- blement à la détection d'un incendie, est le suivant : avant de lancer le courant dans le circuit, on amène le commutateur S à sa position supérieure ou de fonctionnement afin de permettre le fonctionnement de l'avertisseur d'in- cendie FA au cas où l'énergie rayonnante d'une flamme d'incendie viendrait frapper un ou plusieurs des éléments détecteurs 1,2 ou 3. Un potentiel cou- rant alternatif approprié est ensuite appliqué aux bornes 52 et 53 pour ali- menter les enroulements primaires des transformateurs 48 et 50. Le potentiel de sortie de l'enroulement secondaire 51 chauffe les filaments F1, F3, F4, F5 F6 et F9. Le filament F10 est également chauffé par le courant fourni par l'enroulement secondaire 51 et suivant un circuit dans lequel est intercalée la bobine de relais I.
Le relais I excite en conséquence ouvre son contact à ouverture et coupe la grille de commande G9 de la terre.
Le tube redresseur d'onde totale T10 fonctionne de la manière habituelle pour convertir le potentiel courant alternatif fourni par l'enrou- lement secondaire 49 en impulsions de courant totalement redressé apparais- sant entre la cathode C10 et le sol. La section de filtrage constituée par la capacité 47 et l'inductance 45 filtre les composantes de courant alterna- tif des impulsions de courant totalement redressé qui lui sont appliquées.
Le potentiel courant continu relativement uni apparaissant entre la borne de gauche de l'inductance 45 et le sol est soumis au réglage de la diode à at- mosphère gazeuse T7 et de sa résistance à maxima d'intensité 42. Un poten- tiel positif réglé apparaît donc entre la borne 39 et le sol.
Ce potentiel positif est appliqué à l'anode A6 au moyen du con- ducteur 38, du conducteur 21 et de la bobine de relais FR; le potentiel terres-
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tre est appliqué à la cathode C6 au moyen du contact d'ouverture du trans- fert de continuité du relais de perturbation TR. En l'absence d'incendie, une polarisation négative insuffisante est appliquée à la grille de commande G6 de sorte que le relais de détection FR ne peut pas fonctionner, car la char- ge de la .capacité 37 est celle produite uniquement par les impulsions de si- gnal qui lui sont transmises au moyen des tubes amplificateurs passe-bande Tl et T2, et du tube limiteur T4, par l'oscillateur à relaxation constitué par les éléments 9,10, 16,20 et T2. Une explication détaillée de la transmission de cessignaux d'oscillateur est donnée ci-dessous.
La fermeture du contact à fermeture du relais FR, effectuée par le fonctionnement de ce relais provoqué par le courant plaque du tube T6, re- lie à la terre la borne supérieure de la résistance 46 au moyen d'un circuit qui comprend le contact à fermeture du relais FR et le contact à ouverture du transfert de continuité du relais de perturbation TR. Le potentiel positif de la borne 39, appliqué à la résistance de cathode 46 par l'intermédiaire de la résistance 44, polarise letube T9 pour la coupure. Le potentiel positif de la borne 39 est également appliqué à l'anode A9 par un circuit passant par le conducteur 38, le conducteur 21, l'enroulement secondaire du transfor- mateur 48, 1*avertisseur d'incendie FA, et le relais de perturbation TR.
Cette polarisation de coupure est neutralisée pas un- signal positif appliqué à la grille de commande G9 du tube T9 par le@signal de sortie de l'oscillateur à relaxation apparaissant aux bornes de la résistance 9.
-Ce signal de sortie est appliqué à la borne 4 par l'intermédiaire des élé-' ments détecteurs connectés en série 1, 2 et 3. La fréquence de ce signal est d'environ un cycle par seconde, mais étant donnée sa force relative, il est transmis par les étages amplificateurs passe-bande formés par les tubes Tl et T2, malgré la coupure basse fréquence de cinq cycles/seconde amplificateur.
Ce signal traverse le tube limiteur T4 et apparaît aux bornes de la capacité d'intégration 37 avec une amplitude suffisante pour appliquer à la grille de commande G6 un potentiel négatif qui réduit le passage du courant plaque dans le relais d'incendie FR à une valeur légèrement supérieure à la valeur de déclenchement de celui-ci. Cette diminution du courant passant dans la bo- bine de relais FR élève le potentiel d'anode A8 du tube diode à atmosphère gazeuse T8. Etant données les caractéristiques de tension constante de la diode T8, le potentiel de la cathode C8 subit le même accroissement.
Cet ac- croissement positif est divisé par les résistances 40 et 41 connectées en sé- rie, et une partie de celui-ci est appliquée à la grille de commande G9, au moyen de la résistance 43, avec une amplitude suffisante pour neutraliser la polarisation de coupure du 'tube T9 et pour faire passer dans le circuit spa- tial anode A9-cathode C9 un courant suffisant pour exciter le relais de per- turbation TR.
L'excitation du relais de perturbation TR transfert la mise à la terre de la cathode C6 d'un circuit qui, avant l'excitation de ce relais, passait par le contact à fermeture du relais de détection FR et le contact à ouverture du transfert de continuité du relais de perturbation TR, à un cir- cuit passant par le contact à fermeture du relais de détection FR et le con- tact à fermeture du transfert de continuité du relais de perturbation TR. Le fonctionnement du relais de détective FR n'est donc pas influencé par celui du relais de perturbation TR.
L'enclenchement du relais de perturbation TR fait ouvrir le contact inférieur à ouverture et empêche la batterie B d'appliquer un courant de commande à l'avertisseur de perturbation TA.
L'avertisseur d'incendie FA n'est pas actionné par le passage du courant de l'enroulement secondaire du transformateur 48 car son circuit d'excitation comprend le contact à ouverture qui est alors ouvert, du relais de détection FR alors excité. Le courant 'plaque du tube T9 est considérable- ment inférieur à la valeur de fonctionnement de l'avertisseur d'incendie FA.
Ainsi, lorsqu'aucun des éléments 1,2 et 3 ne détecte d'incen- die, le relais de détection enclenché 'empêche le fonctionnement de l'avertis- seur d'incendie, et le relais de perturbation TR également enclenché empêche
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le fonctionnement de l'avertisseur de perturbation TA.
Le nouveau mode de fonctionnement du relais de perturbation TR permet un contrôle continu de la capacité de l'appareil de détection à exécu- ter les fonctions prescrites. Si le signal de sortie de l'oscillateur à rela- xation apparaissant aux bornes de la résistance 9 n'est pas transmis de fa- çon continue par les éléments détecteurs connectés en série 1, 2 et 3, les tu- bes Tl et T2 amplificateurs passe-bande,le tube limiteur T4, le circuit différenciateur comprenant le tube T5 et la capacité d'intégration 37, et par le tube T6 à la grille de commande G9, le relais de perturbation TR permettra la fermeture de son contact à ouverture et par conséquent le fonctionnement de l'avertisseur de perturbation TA.
Le fonctionnement de cet avertisseur ré-
Vèle donc immédiatement tout défaut de fonctionnement des éléments susdits pour permettre d'effectuer les réparations nécessaires.
De même, si l'avertisseur d'incendie vient à griller, ou si le commutateur S est déplacé de sa position de fonctionnement, ou bien si l'en- roulement secondaire du transformateur 48 est ouvert, le relais de perturba- tion TR libère son contact inférieur à ouverture et actionne l'avertisseur de perturbation TA. Un grillage du filament 10 permet le-fermeture du contact à ouverture du relais I et relie à la terre la grille de commande G9, pour fai- re cesser l'excitation du relais TR et actionner l'avertisseur de perturba- tion TA.
Par conséquent, l'appareil de détection d'incendie de l'invention est pratiquement à contrôle automatique, de sorte que si à un moment quelcon- que il se trouve incapable de détecter un feu et d'actionner l'avertisseur d'incendie, un avertissement de perturbation est donné pour permettre d'ef- fectuer les réparations nécessaires.
D'autre part, un court-circuit de la plupart des électrodes des tubes Tl, T3 T4 et T5 avec leurs filaments respectifs appliquera à la capacité d'intégration 37 un signal assez fort pour déclencher le relais de détection FR et actionner ainsi l'avertisseur d'incendie FA. Il en est ain- si parce que le potentiel de filaments du secondaire 51 est assez élevé pour transmettre à la capacité 37 un signal suffisamment fort pour simuler un in- cendie. Avec un certain choix des éléments de circuit pour assurer le déclen- chement du relais de détection FR en réponse à unccourt-circuit de tube, le potentiel de l'enroulement secondaire 51 serait beaucoup plus fort que la va- leur requise pour les filaments. Dans ce cas, les filaments sont alimentés au moyen d'une prise intermédiaire de l'enroulement secondaire de filaments.
Le fonctionnement détaillé du circuit de la Figure 1 après dé- tection d'un incendie est le suivant -. le commutateur S se trouvant à la posi- tion de fonctionnement représentée sur la Figure 1 et le relais FR ainsi que le relais TR étant enclenchés selon la précédente description, si l'énergie rayonnante émise par un feu frappe un ou plusieurs des éléments détecteurs 1, 2 ou 3, il se développe aux bornes dé la capacité d'intégration 37 un poten- tiel négatif qui réduit le courant plaque du tube T6 à une valeur inférieure à la valeur du maintien du relais FR, et libère les contacts de celui-ci. La fermeture du contact à ouverture du relais FR complète lecircuit d'excitation de l'avertisseur d'incendie FA,lequel avertit de la présence d'un feu dans la région surveillée par les éléments détecteurs 1, 2 et 3.
L'enroulement se- condaire du transformateur 48 fournit le courant d'excitation de l'avertisseur d'incendie FA au moyen d'un circuit qui comprend le contact à ouverture du re- lais de détection FR, le contact supérieur à fermeture de relais de perturba- tion TR, l'avertisseur d'incendie FA, la section supérieure du commutateur S à la position représentée sur la Figure 1, et un conducteur retournant à l'en- roulement secondaire du transformateur 48.
Le potentiel négatif aux bornes de la capacité 37, provoquant le déclenchement du relais de détection FR, se développe comme suit : 1'éner- gie rayonnante frappant sur un ou plusieurs des éléments détecteurs 1, 2 et 3 produit une modulation des impédances en série de même fréquence de modula- tion que la flamme de l'incendie. Cette variation d'impédance développe dans la résistance de charge 7 une chute de tension ayant les mêmes composantes de fréquences. Le potentiel appliqué aux bornes 4 et 5 a donc une amplitude mo-
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dulée aux mêmes fréquences que celles de la flamme d'incendie.
Le potentiel aux bornes 4 et 5 est appliqué en série avec le signal =de sortie de l'oscilla- teur à relaxation développé aux bornes de la résistance 9, à la borne 4 et au solo
Les composantes de fréquences de la gamme de 5 à 25 cycles/se- conde appliquées entre la borne 4 et le sol sont amplifiées par le tube Tl am- plificateur passe-bande et les éléments amplificateurs associés, qui dévelop- pent ainsi un signal amplifié dans la résistance de charge 18. Le signal dé- veloppé dans cette résistance de charge 18 est couplé par la capacité 19 et la résistance 22 connectées en série, à la grille de commande G3 du tube T3, lequel tube, conjointement avec les éléments qui lui sont associés, constitue un second étage amplificateur passe-bande.
Les composantes transmises sont. donc encore amplifiées et elles apparaissent enfin aux bornes de la résistan- ce de charge de sortie 27. Ce signal est couplé à la grille de commande G4 du tube limiteur T4 par la capacité 28 et la résistance 30 connectées en sé- rie. Les alternances' de sens n,égatif de celui-ci sont limitées complètement par le tube limiteur T4, car ce dernier est polarisé à une valeur excédant cel- le de coupure. Lorsque le potentiel des alternances positives du signal déve- loppé dans la résistance 29 dépasse le potentiel de polarisation aux bornes de la résistance 32, le passage du courant de grille dans la résistance 30 et le passage du courant de saturation de plaque dans la résistance 31 limitent les impulsions de sens négatif développées dans la résistance 31 de la maniè- re habituelle.
Il ne se développe donc dans la résistance de charge 31 du tu- be limiteur T4 que des impulsions de sens négatif d'amplitude constante.
Ces impulsions de sens négatif sont différenciées par la capa- cité 33 et la résistance 36. Toutes les impulsions positives produites par différenciation dans la capacité 33 sont court-circuitées au sol par la faible impédance que leur oppose le tube T5. Les impulsions négatives produites par la différenciation ne sont pas court-circuitées par le tube T5, et, par consé- quent, elles chargent la capacité 37. Grce au choix des valeurs d'éléments expliqué précédemment, la constante de temps de charge de la capacité 37 est plus courte que sa constante de temps de décharge. Donc, plus grand est le nombre d'impulsions appliquées à la. capacité 37 dans un intervalle de temps donné,: plus grande est la valeur du potentiel négatif intégré.
Lorsqu'on ap- plique à la capacité 37 cinq impulsions par seconde, le potentiel intégré est suffisant pour réduire le passage du courant plaque dans le tube T6 au-dessala de la valeur de maintien du relais de détection FR, et actionner ainsi l'aver- tisseur d'incendie FA, ainsi qu'il a été expliqué précédemment.
Cette condition requise d'application d'au moins cinq impulsions à la capacité 37 en une seconde avant l'obtention d'une intégration suffisante, empche une fausse alarme d'être donnée en réponse à l'allumage et à l'extinc- tion rapide de la lampe.
Il est possible que cette manoeuvre d'interrupteurs de lampes produise deux cycles de lumière dans un intervalle inférieur au cinquième de -seconde. Un signal se trouvera donc transmis par les étages amplificateurs passe-bande. Mais le circuit intégrateur différenciera ce signal puisqu'au moins cinq impulsions par seconde sont nécessaires pour produire une intégra- tion suffisante pour déclencher le relais de détection FR.
On peut arrêter le fonctionnement de l'avertisseur d'incendie FA enamenant le commutateur S sur sa position inférieure ou de rétablissement afin d'ouvrir le circuit de l'avertisseur d'incendie. Si l'incendie a été ¯éteint, en amenant à nouveau le commutateur sur sa position supérieure ou de fonctionnement, on ne referme pas le circuit d'excitation de l'avertisseur d'incendie FA car le contact de déclenchement du relais FR est ouvert par le réenclenchement de ce dernier. L'appareil de détection est donc facilement remis en étàt de détecter un second incendie sans remplacement ni entretien des éléments qui le constituent.
Lorsque on désire éprouver le fonctionnement de l'appareil en réponse à une flamme d'essai sous contrôle, sans fonctionnement de l'avertis- seur, on amène le commutateur S à sa position inférieure ou de rétablissement.
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Cette manoeuvre déconnecte l'avertisseur d'incendie FA de l'enroulement secon- daire du transformateur 48 et connecte la lampe d'essai TL à celui-ci. Par conséquent, lorsque la flamme d'essai provoque la fermeture du contact de dé- clenchement du relais de détection FR de la manière précédemment décrite, la lampe dressai TL est alimentée par le courant du secondaire du transformateur
48 passant dans un circuit comprenant le contact à ouverture du relais FR, la lampe d'essai Tl, et la section supérieure du commutateur S, alors à sa posi- tion inférieure, et retour à l'enroulement secondaire du transformateur 48.
On remarquera que chaque fois que l'on amène le commutateur S à sa position d'essai ou de rétablissement, laggrille de commande G9 est mi- se à laterre, ce qui libère 1'armature inférieure du relais de perturbation
TR et ferme le circuit d'excitation de l'avertisseur de perturbation TA. Le fonctionnement de cet avertisseur rappelle continuellement que le commutateur
S doit être, après l'essai, ramené à sa position supérieure ou de fonctionne- ment, afin que l'appareil puisee à nouveau actionner l'avertisseur d'incendie en réponse à la détection d'un feu.
La Figure 2 représente une cellule photo-conductrice au sulfu- re de plomb susceptible d'être utilisée comme élément détecteur associé au circuit de la Figure 1, La cellulose se compose de deux bagues circulaires d'"aquadag" 55 et 56 peintes sur la face interne de l'ampoule hermétiquement scellée 54. Une couche de sulfure de plomb est déposée sur le dessus des ba- gues d'aquadag 55 et 56. Cette couche de sulfure de plomb assure un circuit électrique photo-sensible entre les bagues d'aquadag. Des connexions élec- triques externes sont établies avec les bagues 55 et 56 par les contacts de culot 57 et 58, respectivement. Cette construction de cellule convient par- ticulièrement à l'appareil décrit, car elle assure la détection dans un volu- me hémisphérique représenté par l'enveloppe extérieure 60.
Il suffit donc d'un très petit nombre de ces cellules pour surveiller un grand volume du point de vue incendie. Pour une description plus détaillée de la construction et du fonctionnement dé la cellule à photo-conductibilité représentée sur la Figure 2, on pourra se reporter à la demande de Brevet aux Etats-Unis 214.375 déposée au nom de M. Anderson, le 7 Mars 1951.
La cellule de la Figure 2 peut 'être montée de manière protégée sur un mur ou un plafond au moyen da dispositif de montage représenté sur la Figure 3. Ce dispositif se compose d'une boite métallique 61, de préférence encastrée dans le mur ou le plafond 62 afin de n'exposer que la partie infé- rieure de l'ensemble, laquelle comprend la partie photos-sensible de la cellu- le. L'ampoule de verre 54 de la cellule est protégée par une cloche transpa- rente 63, qui doit être fabriquée en matière n'absorbant pas appréciablement l'énergie rayonnante émise par une flamme. Les connexions nécessaires de la cel- lule sont assurées par', les'conducteurs 64 et 65. La partie de ces conducteurs, extérieure à la boite 61, interconnectant une pluralité de cellules, doit de préférence être logée dans un conduit métallique.
Une partie appréciable de la seconde forme de réalisation de l'invention représentée sur la Figure 4 est identique au dispositif de la Figure 1. En particulier, l'amplificateur passe-bande composé par les tubes Tl et T3, et les éléments qui léur sont associés, est le morne que l'amplifi-- cateur passe-bande de la Figure l. De même, le circuit limiteur formé par le tube T4 et les éléments associés est identique au :circuit limiteur représenté sur la Figure 1. Les éléments de circuit des Figures 1 et 4 ayant des fonctions correspondantes sont identifiés par les mêmes caractères de référence, et en ce qui concerne l'explication de leur fonctionnement, on: se reportera à l'en- droit approprié de la description détaillée ci-dessus, du circuit de la figu- re 1.
-Le signal d'entrée de l'amplificateur passe-bande constitué par les tubes Tl et T3, est développé aux bornes de la résistance de charge 89, la- quelle est connectée de la manière habituelle dans les circuits d'anode des tubes mélangeurs Tll, T12, et T13. Ce signal est appliqué à la grille de com- mande Gl par une capacité 87 et une résistance 88 connectées en série.
Les anodes All, A12 et A13 des tubes mélangeurs sont connectées en multiple entre elles afin de créer un débit commun dans la résistance de charge 89; tandis
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que les entrées des tubes mélangeurs Tll, T12 et T13, aux bornes A, B et C, respectivement,sont isolées les unes des autres pour remplir la fonction de mélanger des signaux, Les cellules photoconductices P1, P2 et P3 dès élé- ments capteurs-détecteurs Dl, D2 et D3 sont connectées à la borne A au moyen des résistances d'isolement 66, 67 et 68, respectivement; les cellules P4, P5 et P6 des capteurs-détecteurs D4, D5 et D6 sont connectées à la borne B au moyen des résistances d'isolement 69, 70 et 71, respectivement;
et les cel- lules P7, P8 et P9 des capteurs-détecteurs D7, D8 et D9 sont'connectées à la borne C au moyen des résistances d'isolement 72, 73 et 74, respectivement.
Les courants d'excitation pour ces trois jeux de cellules photo-conductrices Pl à P3 P4 à P6, et P7 à P9, sont fournis par les résistances de charge 75, 76 et 77, respectivement. Les résistances 78, 79 et 80 aident à. maintenir le potentiel courant continu des bornes A B et C à une valeur pratiquement constante pendant toute la durée de fonctionnement de l'appareil. La capa- cité de couplage 81 et la résistance de retour de grille 84, la capacité de couplage 82 et la résistance de retour de grille 85, la capacité de couplage 83 et la résistance de retour de grille 86, constituent les circuits d'en- trée résistance-capacité des tubes T11, T12 et T13, respectivement.
Chacun des éléments détecteurs Dl à D9 comprend une cellule photoconductrice P et une lampe d'essai L correspondantes. Chacune des cel- lules P et la lampe d'essai L qui lui est associée sont de préférence logées à l'intérieur d'une gaine du type général représenté sur la Figure 5, permet- tant à l'énergie lumineuse de la lampe L de frapper la surface active de la cellulose photoconductrice P, en réponse au fonctionnement de cette lampe d'es- sai L. Si l'on considère plus particulièrement la Figure 5, le dispositif représenté comprend une gaine tubulaire métallique 122, dont une partie est supprimée pour montrer la position de la cellule P à l'intérieur. La région photo-sensible de cette cellule, représentée d'une manière générale en 121, est constituée par la région commune située entre les électrodes 123 et 124.
La lampe L est logée à l'intérieur de l'enveloppe extérieure 125, laquelle enveloppe est vissée à une paroi latérale de la gaine 122. La lumière émise par la lampe d'essai L passe à travers une fente étroite 126 de l'enveloppe 125, et une partie des composantes de celle-ci est tranmise à travers une fenêtre de filtrage 120 de manière à venir frapper la partie active de la cellule photoconductrice., P en 121, Le fonctionnement de la lampe d'essai L est utilisé pour simuler un incendie et éprouver l'appareil détecteur du cir- cuit de la Figure 4 de la manière expliquée ci-dessous en détail.
Une descrip- tion complète de laconstruction d'un dispositif à cellule photoélectrique i- dentique à la gaine détectrice d'incendie représentée sur la Figure 5 est donnée dans une demande de Brevet aux Etats Unis n 116.393, déposée le 17 Septembre 1949, au nom de B.E. Shaw.
Le commutateur d'essai TS comprend neuf-positions d'essai et une deuxième position de fonctionnement 0. Lorsqu'on amène le commutateur TS à l'une de ses positions d'essai, la lampe d'essai correspondante L est exci- tée par le potentiel appliqué par l'enroulement secondaire 112 par l'intermé- diaireddu rupteur DIT. Ce rupteur peut être n'importe quel appareil courant destiné à couper ou ouvrir de toute autre manière le circuit d'alimentation de la lampe L à une fréquence tombant dans la ganme de fonctionnement de l'am- plificateur passe-bande formé par les tubes Tl et T3. Cette gamme de fonc- tionnement est, dans le cas de la plupart des avions, comprise entre les li- mites de 5 à 25 cycles par-seconde. Le rupteur INT peut donc avoir une fré- quence de coupure, par exemple, de 10 cycles/seconde.
Lorsque le commutateur d'essai est placé sur sa position 0 aucune lampe d'essai n'est alimentée, car il n'existe de circuit de retour au sol pour aucune des lampes par l'intermédiairede l'enroulement secondaire 112.
Dans le circuit de la Figure 4, les cellules photo-conductrices Pl à P9 sont mutuellement connectées en parallèle afin d'assurer une protec- tion absolument sûre contre l'incendie. C'est-à-dire, qu'en cas de destruc- tion par l'incendie ou d'incapacité de fonctionnement pour toute autre raison, d'un ou plusieurs des éléments capteurs-détecteurs D, les autres éléments dé-
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tecteurs resteront néanmoins capables de détecter l'incendie de manière satis- faisante, ou d'indiquer la fin d'un incendie détecté. Dans le circuit de la
Figure 1, les éléments de détection 1, 2 et 3 sont connectés en série. La défaillance de l'un d'eux empèche donc le fonctionnement des autres.
Cette occurrence n'a rien de critique dans la forme de réalisation de la Figure 1, puisque la transmission du signal de contrôle de l'appareil de la Figure 1 est interrompue par la défaillance de l'un des éléments de détection connectés en série. Cette défaillance de transmission du signal de contrôle provoque le fonctionnement de l'avertisseur de perturbation TA qui avertit ainsi de la panne. Mais, .dans l'appareil de la Figure 4 destiné à l'aviation, l'ex- tinction de l'incendie doit être indiquée de manière sure malgré la défail- lance d'un ou de plusieurs des éléments capteurs-détecteurs D. Ceci exige la connexion en parallèle des éléments de détection, au lieu de leur connexion en série.
Cette connexion en parallèle des éléments détecteurs impose égale- ment la restriction suivante l'essai simultané des éléments, possible dans le cas du circuit de la Figure 1, doit être remplacé par un essai individuel de chacun des éléments détecteurs.
Les impulsions de forme carrée de sens négatif développées aux bornes de la résistance de charge 31 du tube limiteur T4, quand les fré- quences appropriées de signal apparaissent 'dans la résistance de charge de sortie 27 du tube amplificateur passe-bande T3, sont différencies principa- lement par la capacité 33 et la résistance 35 de telle sorte que les impul- sions positives ainsi que négatives de courte durée et d'amplitude constante apparaissent aux bornes de la résistance 35. La résistance 91 et la capacité
92 constituent un filtre haute fréquence atténuant encore toutes composantes dépassant la limite de fréquence supérieure de l'amplificateur passe-bande et atteignant ce point.
Les valeurs composantes pour la section de filtrage sont choisies de manière à ne pas agir appréciablement sur la forme d'onde des im- pulsions positives différenciées apparaissant dans la résistance 35 à une fré- quence d'environ 5 à 10 à la seconde.
Les impulsions positives développées par différenciation dans la capacité 33 et la résistance 35 sont transmises par le tube T14 de manière à charger la capacité d'intégration 93. Les impulsions négatives produites par différenciation n'influencent pas l'intégration effectuée par la capacité 93 étant donné la forte contre-résistance offerte par le tube T14 aux impul- sions négatives. La constante de temps de charge de la capacité 93 est plus courte que sa constante de temps de décharge. Par conséquent, plus grand est le nombre d'impulsions appliquées à la capacité 93 en un intervalle de temps donné, plus grande est la valeur du potentiel positif intégré dans celle-ci.
Lorsque cinq impulsions par seconde au moins sont appliquées à la capacité 93, le potentiel intégré appliqué à la résistance 96 par l'intermédiaire de-la résistance 94 est assez fort pour provoquer la décharge du tube à atmosphère gazeuse du type thyratron T15.
Le potentiel disruptif de l'anode A15 à la cathode C15 du tube T15 est fourni par le débit de potentiel alternatif de l'enroulement secondai- re 106. Une polarisation négative est appliquée à la cathode C15 et à la gril- le de commande G15 au moyen de la diode à chauffage rapide T18 par l'enroule- ment secondaire 109 pendant la période de réchauffage de filaments du tube redresseur T17 et du tube à atmosphère gazeuse T15. Cet agencement de polari- sation empêche le fonctionnement de la lampe indicatrice d'incendie FI au moyen d'une impulsion développée dans l'enroulement primaire du transformateur de débit 103 et due à la décharge du tube T15 pendant la période de réchauf- fage de filament.
Lorsque le filament F17 du tube redresseur d'onde totale T17 a atteint sa température de fonctionnement, les impulsions positives sortant à la cathode C17 sont filtrées par la section en "T" comprenant les résistan- ces 100 et 102 et la capacité 101. Le potentiomètre 99 est connecté directe- ment entre la borne positive de l'alimentation et le sol afin que son curseur puisse être réglé de manière à appliquer au tube à atmosphère gazeuse T15 une polarisation courant continu assurant dans la capacité 93 l'intégration requi- se avant la décharge du tube T15.
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Les écrans électrostatiques 104, 107 et 108 empêchent les enroulements secondaires 104 et 106 de développer un potentiel alternatif aux bornes de la branche inférieure du potentiomètre 99. Etant donné que cette par- tie du potentiomètre 99 fournit la polarisation négative au tube T15 après la période de réchauffage du filament, tout potentiel alternatif appréciable apparaissant aux bornes de cette partie du potentiomètre tendrait à amorcer à faux le tube T15.
La diode à atmosphère gazeuse T16 assure la régulation de ten- sion habituelle du courant d'alimentation, et la section de filtrage constituée par la résistance 98 et la capacité 97 assure un filtrage supplémentaire du courant fourni aux cellules photoconductrices Pl à P9. Une prise de l'enrou- lement secondaire 109 fournit un potentiel approprié aux filaments des tubes qui en sont pourvus. Lorsqu'on choisit pour ce circuit des tubes ayant diver- ses valeurs de filaments, les prises de tension nécessaires doivent être sor- ties du secondaire 109.
Le circuit de la Figure 4 effectue la détection et la surveil- lance d'incendie de la manière suivante -, Le commutateur d'essai TS doit tre ramené à sa position de fonctionnement 0 avant l'application des potentiels de commande au circuit.- A cette position du commutateur TS, tous les circuits d'alimentation des lampes dressai L sont ouverts. Les cellules photoconduc- trices P ne seront donc, soumises -qu'au rayonnement, y compris,le rayonnement d'une flamme possible, de l'intérieur des compartiments de véhicule sous sur- veillance d'incendie et non filtré par la fenêtre 120 de la gaine représentée sur la Figure 5.
La fenêtre 120 est de -préférence encastrée dans la gaine de manière à réduire au minimum l'intensité des composantes de lumière ambiante frappant sur la cellule photoconductrice enclose. Ces composantes sont préju- diciables en ce qu'elles tendent à saturer la cellule et à amoindrir la sensi- bilité de celle-ci aux composantes à fluctuation. La fenètre de filtrage 120, pour assurer la meilleure sensibilité, doit de préférence transmettre seule- ment les longueurs d'ondes les plus proches de l'infra-rouge, étant donné que le rapport de l'intensité de la fluctuation aux composantes ambiantes est le plus élevé dans cette partie du spectre.
Quand le potentiel à courant altennatif approprié est appliqué aux bornes d'entrée de l'enroulement primaire 110 par le réseau de distribu- tion de courant de l'avion, une polarisation négative tempcr aire est immédia- tement appliquée, par l'intermédiaire de la diode T18 à chauffage rapide, au circuit spatial de commande du tube T15, par l'enroulement secondaire 109, afin d'empêcher la décharge possible du tube T15 en réponse au potentiel fourni par l'enroulement secondaire 106. Les filaments des divers tubes pourvus de ré- chauffeurs sont ensuite amenés à température de la manière habituelle par le potentiel de sortie appliqué par la partie branchée du secondaire 109.
Lors- que le filament F17 du tube redresseur d'onde totale T17 est à la température voulue, un potentiel courant continu apparaît aux bornes du potentiomètre 99 et une partie de celui-ci est appliquée, comme polarisation négative permanen- te, au circuit spatial de commande du tube T15. Des potentiels positifs de commande sont également appliqués à ce moment aux anodes AU, A12 et A13 au moyen de la résistance de charge 89, à l'anode Al au moyen de la résistance de charge 18, à 1.$ anode A3 par la résistance de charge 27, et à l'anode A4 au moyen de la résistance de charge 31.
Le débit courant -continu très filtré de la source d'alimentation, apparaissant à la borne de droite de la résistan- ce 98 est appliqué aux cellules photoconductricesP par l'intermédiaire de leurs résistances de charge et d'isolement respectives. Une polarisation cou- rant continu supérieure à la valeur de coupure est également appliquée à ce moment'à la cathode du tube limiteur T4 par le circuit potentiomètrique cons- titué par les résistances 32 et 34.
L'impédance électrique des cellules photoconductrices Pl à P9 varie en réponse à 1 'énergie rayonnante de la gamme de sensibilité des cellu- les, qui frappe les régions actives des cellules respectives. Ces dernières convertissent l'intensité de cette énergie en un courant électrique variable ayant une amplitude de fluctuation correspondante. Les composantes de fréquen- ce de cette forme d'onde électrique complexe, y compris toutes composantes cou-
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rant continu, sont appliquées aux bornes d'entrée A, B et C.
Inaction de blo- cage des capacités 81, 82 et 83 empêche la transmission des composantes cou- rant continu aux circuits spatiaux de commande des tubes mélangeurs T11, T12 et T13, Les composantes de courant alternatif des signaux d'entrée appliqués sont transmises aux grilles des tubes mélangeurs T11, T12 et T13, elles sont mélangées de la manière habituelle, et le débit résultant apparaît aux bornes de la résistance de charge 89. Les composantes de signaux développées aux bornes de la résistance de charge 89 sont couplées à l'entrée de l'amplifica- teur passe-bande, constitué par les tubes T1 et T3, par la capacité 87 et la résistance 88 connectées en série.
Etant donné que cet amplificateur passe- bande transmet sélectivement une gamme restreinte de composantes de fréquences, et, relativement parlant,atténue toutes les composantes situées en dehors de cette gamme restreinte, le signal de sortie apparaissant dans la résistance de charge 27 de la sortie de l'amplificateur passe-bande ne contient, prati- quement, que des composantes comprises dans la gamme de 5 à 25 cycles par se- conde.
Ces composantes sont encore transmises à l'entrée du tube limi- teur T4 par la capacité de couplage 28. Le tube limiteur T4 convertit ces composantes de courant alternatif en impulsions à forme d'onde carrée, de sens négatif, d'amplitude constante, de la manière précédemment décrite au su- jet du circuit de la Figure 1.
Ces impulsions de forme d'onde carrée de sens négatif sont dif- férenciées par le circuit comprenant la capacité 33 et la résistance 35, gra- ce auquel des impulsions positives et négatives à crête très nette, pratique- ment de la même forme d'onde, apparaissent aux bornes de la résistance 35.
Le circuit RC formé par la résistance 91 et la capacité 92 atténue toutes les composantes produites à une vitesse dépassant approximativement dix impulsions positives par seconde. Cette opération constitue un contrôle supplémentaire de l'atténuation des fréquences supérieures par l@amplificateur passe-bande.
Malgré l'atténuation dans la gamme de 10 à 25 impulsions positives par secon- de, ce régime d'impulsions peut encore produire aux bornes de la capacité 93 un potentiel intégré suffisant pour faire fonctionner le tube T15.
Les impulsions positives produites par différenciation sont transmises par la diode T14 sans atténuation appréciable et chargent la capa- cité d'intégration 93. Les impulsions négatives produites par différenciation sont, pratiquement, complètement eatténuées par la forte impédance inverse de la diode T14, et n'ont par conséquent aucun effet sur le potentiel intégré apparaissant.aux bornes de la capacité 93. La constante de temps de charge de la résistance 94 et de la capacité de verrouillage 95, dont la combinaison shunte directement la capacité d'intégration 93, est relativement courte, de sorte que la capacité 95 se charge en un temps relativement négligeable à un potentiel constant déterminé par les valeurs des résistances 94 et 96.
Lors- que cinq impulsions positives, au moins, sont intégrées par la capacité 93 en l'espace d'une seconde, il se développe aux bornes de la capacité 95 et de la résistance 96 un potentiel suffisant pour produire la décharge du tube à gaz T15. Ce potentiel de rupture doit être maintenu aux bornes de la capaci- té 95 et de la résistance 96 pendant une durée de plusieurs cycles pour faire fonctionner le tube T15 pendant une période continue, étant donné que ce tube s'éteint à chaque cycle et doit être amorcé à nouveau à chaque cycle succes- sif.
Les composantes de fréquences comprises dans la gamme de 5 à 25 cycles par seconde étant particulières à la flamme pour les raisons précé- demment exposées, un signal appréciable apparaîtra à la sortie du tube limi- teur T4 seulement lorsque le rayonnement d'une flamme d'incendie vient frap- per une ou plusieurs des cellules photoconductrices P. Ce débit du tube limiteur est différencié et intégré de manière à amorcer le tube T15 et à faire ainsi fonctionner l'indicateur d'incendie F1 en réponse au feu détecté.
Mais, si pour une raison quelconque, un feu détecté vient à s'éteindre, le débit du tube limiteur disparait, et en un temps relativement court la charge intégrée dans la capacité 93 se dissipe, de sorte qu'aucun potentiel d'amor- çage n'est plus appliqué au circuit spatial de commande du tube T15. En consé- quence, en réponse à l'extinction de l'incendie, l'excitation de l'indicateur
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dincendie FI cesse.
Certaines caractéristiques d'incendie compliquent l'obtention de 19 avertissement de la fin d'un feu aumoyen .de 1-9 appareil et du procédé de détection de la présente invention. On a constaté que dans presque tous les feux, il existe des périodes au cours desquelles les composantes de fréquences comprises dans la gamme de 5 à 25 cycles par seconde, aussi bien que dans les autres gammes, ont une amplitude négligeable. Cette caractéristique d'incen- die n'introduit aucun problème sérieux en ce qui concerne le fonctionnement de la forme de réalisation représentée sur la Figure 1 étant donné que cet ap- pareil ne doit faire fonctionner un avertisseur quen réponse à la détection de l'incendie.
Une fois l'avertisseur actionné, son circuit reste établi en permanence et il continue à fonctionner bien que le feu se soit éteint,pour une raison ou pour une autre. Dans la forme de réalisation représentée sur la Figure 4, l'indicateur d'incendie FI n'est pas verrouillé après déclenche- ment de son fonctionnement en réponse à la détection d'un feu, et par consé- quent, au cours d'une période durant laquelle les composantes comprises entre 5 et 25 cycles par seconde sont négligeables, il est tout à fait possible que le potentiel intégré dans la capacité 93 se décharge suffisamment pour em- pécher un amorçage du tube T15 à chaque cycle. .En conséquence, l'excitation de l'indicateur d'incendie FI cessera indiquant ainsi à faux l'extinction du feu.
La capacité de verrouillage 95 a été ajoutée au circuit pour supprimer cet inconvénient. Spécifiquement, la capacité 95 se charge durant chaque modification d'amorçage du tube T15 au moyen d'un courant de sondage prove- nant de la grille de commande G15. Ge courant de sondage entretient dans la capacité 95 une charge suffisante pour maintenir le tube T15 amorcé durant I'intervalle au cours duquel le potentiel intégré dans la capacité 93 est in- férieur à la valeur normale du fait de l'absence des composantes de fréquen- ces comprises dans la gamme de 5 à 25 cycles par seconde.
Outre cette caractéristique susdite du feu, la fonction de ver- rouillage de la capacité 95 supprime également une autre caractéristique qui pourrait vraisemblablement donnér un faux avertissement de l'extinction de 1-'incendie, Car, bien que l'on ait exposé précédemment quen général l'am- plificateur passe-bande formé des @ubes Tl et T3 atténue toutes les composan- tes tombant en dehors d'une gamme choisie, on doit reconnaître que, du point de vue pratique, cette atténuation aux limites supérieure et inférieure de fréquences nest pas nette, mais est en réalité une atténuation relative et graduelle.
Dans certains feux, il existe des périodes durant lesquelles les composantes de fréquences comprises dans la gamme de 1 à 5 cycles par se- conde ont, par rapport aux composantes de la gamme de 5 à 25 cycles/seconde, une amplitude d'intensité suffisante pour créer aux bornes de la résistance de charge 31 du tube limiteur T4, un débit fondamental à onde carrée dans les limites de la gamme de 1 à 5 cycles par seconde. Dans ces conditions, les composantes dans la gamme choisie n'auront aucun effet sur la fréquence fon- damentale du débit du limiteur du fait de Inaction primordiale des composan- tes de basse fréquence.
Les ondes carrées de basse fréquence seront différen- ciées et transmises à la capacité d'intégration 93, ainsi qu'on l'a expliqué plus haut, mais le potentiel intégré dans cette capacité 93 ne sera pas suffi- sant pour amorcer le tube T15. Par conséquent, pendant ces intervalles, une fausse indication de 1?extinction d'un feu pourrait être donnée, à moins que la capacité de verrouillage 95 ne tire un courant de sondage suffisant pour entretenir une charge capable, conjointement avec la charge de la capacité 93, d'amorcer successivement le tube T15, et éviter ainsi le faux avertisse- ment décrit.
L'appareil de la Figure 4 est de préférence éprouvé préalable- ment à 1'utilisation de 1'avion sur lequel il est installé, afin que le pilo- te soit bien convaincu que cet appareil est parfaitement capable d'exécuter ces fonctions de détection et de surveillance d'incendie, En particulier, a- vant le vol, le commutateur d'essai TS est successivement amené sur ses neuf positions d'essai, afin que les lampes dressai soient successivement alimen-, tées par le courant fourni par l'enroulement secondaire 112 par l'intermédiai- re du rupteur INT.
Ce dernier module 1-'énergie fournie aux lampes dressai à une fréquence d'environ 10 cycles par seconde, modulant ainsi à une fréquen-
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ce correspondante la lumière émise par les lampes d'essai L alimentées., Lors- que l'énergie modulée d'une lampe L particulière vient frapper la cellule pho- toconductrice associée, un signal est transmis dans tout le circuit de maniè- re identique à celle de transmission du signal créé par le rayonnement d'une flamme d'incendie. La fréquence fondamentale de ce signal étant de 10 cycle s/ seconde, il produit dans la capacité 93 une intégration suffisante pour amor- cer le tube T15 et exciter ainsi l'indicateur d'incendie FI.
En répétant ce procédé pour toutes les neuf positions d'essai, on s'assure du fonctionnement correct de chacun des éléments capteurs-détec- tours. Si pour une raison quelconque 1'indicateur d'incendie FI ne fonction- ne pas en réponse à la manoeuvre du commutateur TS à chacune de ces positions d'essai, les travaux de réparation et d'entretien nécessaires doivent de pré- férence être effectués avant la mise en route de l'avion.
La Figure 7 représente une proposition d'installation d'une forme commerciale de l'appareil de la Figure 4, sur un avion à moteur à mouve- ment alternatif. Les éléments détecteurs D sont placés à l'intérieur de la nacelle du moteur de manière à assurer la surveillance complète de la force motrice èt des sections accessoires de celle-ci. Ces éléments détecteurs sont individuellement reliés par câbles à l'élément amplificateur AU qui abri- te le dispositif de circuit. L'amplificateur AU est de préférence situé en dehors des zones de l'avion qui sont en principe sujettes aux incendies .
Le commutateur d'essai TS est de préférence situé sur le tableau de bord pour la commodité de la manoeuvre, et l'indicateur d'incendie FI est également de pré- férence placé sur ce tableau de bord afin que le pilote soit facilement infor- mé de l'occurrence d'un incendie ou des résultats de l'opération d'essai.
La Figure 6 représente une proposition d'installation de l'ap- pareil de détection de la Figure 4 sur un avion du type à réaction. En gé- néral, l'installation de l'élément amplificateur AU, du commutateur d'essai TS,et de l'indicateur d'incendie FI, est identique à celle précédemment décri- te au sujet de l'avion du type à moteur à mouvement alternatif. Les éléments détecteurs D sont disposés dans l'espace d'air réservé entre l'enveloppe du moteur et la cellule de l'avion de manière-que toute flamme apparaissant à l'extérieur des parois de la section accessoire 126, de la section compresseur 127, des tubes brûleurs 128, de la turbine 129, du cône d'échappement 130 et de la tuyère d'échappement 131, soit immédiatement détectée.
Une troisième forme de réalisation de l'invention particuliè- rement destinée à la surveillance de la persistance de feux intentionnellement entretenus, est représentée sur la Figure 8. Le type de fonction de sortie assuré par ce circuit est, en général, l'inverse de celle assurée par les cir- cuits des Figures 1 et 4. C'est-a-dire que le circuit de la Figure 8 a une réponse nulle pendant un feu et fournit une fonction de commande en réponse à l'extinction d'un feu. A titre d'exemple, la cellule photoconductrice 1 est représentée couplée par un tuyau 132 à une fraction du blindage du moteur à réaction de l'avion représenté sur la Figure 6, assurant la surveillance de la présence continue d'une flamme à l'intérieur du brûleur 128, au moyen du circuit de la Figure 8.
Pendant le fonctionnement de l'avion à réaction, la flamme doit être continuellement présente'à l'intérieur du brûleur. L'ap- pareil de la Figure 8 peut être utilisé pour informer immédiatement le pilo- te de l'extinction indésirable de cette flamme, ou pour amorcer une fonction de commande particulière en réponse à l'extinction de cette flamme. On remar- quera, toutefois, que cette forme de réalisation de l'invention est également adaptable à la surveillance de feux intentionnellement entretenus à l'intérieur de tous types de chambres de combustion de manière à obtenir une modifica- tion de la fonction de débit en réponse à l'extinction d'une flamme.
Les tubes Tl et T3 ainsi que les éléments qui leur sont asso- ciés constituent un amplificateur passe-bande de construction identique à l'amplificateur passe-bande des circuits des Figures 1 et 4. Les eléments de circuit des Figures 1 et 8 exécutant des fenctions correspondantes portent les mêmes caractères de référence et pour la description détaillée de leur fonctionnement, on se reportera à la description du circuit de la Figure 1.
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Le débit de potentiel alternatif de l'amplificateur passe-ban- de développé aux bornes de la résistance de- charge 27 en réponse à la détec- tion dune flamme par la cellule photoconductrice 1 est couplé au circuit spa- tial grille de commande G22-cathode c22 de la triode T22 par une capacité 134 et les résistances 136 et 137 connectées en série.
La diode T20 court-circui- te au sol les alternances positives du débit de courant alternatif développées aux bornes de la résistance 27, de sorte que seul un potentiel négatif par rapport au sol apparatt aux bornes des résistances 136 et 1370 La capacité 138 shunte la résistance 137 afin qu'un potentiel courant continu relativement uni soit appliqué au circuit spatial de commande du tube T22 chaque fois qu'un signal courant alternatif apparaît aux bornes de la résistance 27.
Les circuits spatiaux ancde-cathode des tubes T21 et T22 sont connectés mutuellement en série par l'intermédiaire de la résistance 139. Un potentiel à courant alternatif est appliqué au circuit spatial anode-cathode du tube T21 au moyen de la bobine de relais RR par la partie de 1'enroulement secondaire du transformateur 146 comprise entre les conducteurs 141 et 143.
Un potentiel courant alternatif est appliqué au circuit spatial anode-catho- de du tube T22 au moyen de la résistance 139 par la partie de l'enroulement secondaire du transformateur 146, comprise entre les conducteurs 143 et 144.
La grille de commande G21 est connectée directement à l'anode A22 de manière que la valeur de polarisation négative appliquée au circuit spatial de com- mande du tube T21 soit déterminée par le passage du courant dans le circuit spatial anode-cathode du tube T22. En particulier, un courant appréciable passant dans le circuit spatial anode-cathode du tube T22 développe dans la résistance 139 une chute dé tension suffisante pour couper le passage du cou- rant du circuit spatial anode-cathode du tube T21 de sorte que le relais RR libère son contact et ferme== ainsi le circuit d'alimentation de la lampe de sortie LL.
Si, toutefois, un potentiel négatif suffisant est appliqué au cir- cuit spatial de commande du tube T22 pôur limiter la chute de tension dans la résistance 139, le tube T21 laissera passer un courant appréciable dans son circuit spatial anode-cathode et le relais RR fonctionnera, ouvrant ainsi le circuit d'alimentation de la lampe de sortie LL. La capacité 140 shunte la bobine de relais RR afin d'appliquer un courant de commande relativement uni à ce relais et en empècher les vibrations possibles.
Le conducteur 142 applique un potentiel alternatif à l'anode du tube redresseur demi-onde T19 et crée ainsi à la cathode 019 un potentiel positif par rapport au sol. La capacité 135 filtre ce potentiel avant l'ap- plication de ce dernier au point de jonction des résistances 133 et 27. La diode à atmosphère gazeuse régulatrice de tension T18 et sa résistance limita- trice 133 assurent Inaction de régulation de tension et de filtrage habituelle de sorte qu'un potentiel courant continu relativement uni et constant est ap- pliqué au point de jonction des résistances 12 et 18.
Le fonctionnement détaillé du circuit de la Figure 8 en répon- se à un feu surveillé à 1?intérieur du brûleur 128 est le suivant. Lorsque le potentiel primaire approprié est appliqué à 1-'enroulement 147 du transformateur 146, l'enroulement secondaire 145 chauffe les filaments F1, F3, F19, F20 et F21 de la manière habituelle. Un potentiel courant alternatif est appliqué au circuit spatial anode-cathode du tube T22, au moyen de la bobine de relais.
RR, par les parties de 19enroulement secondaire du transformateur 146 com- prises entre les conducteurs 141 et 143. Un potentiel courant alternatif .est appliqué au circuit spatial anode-cathode du tube T22 par la partie de 1'en- roulement secondaire du transformateur 146 comprise entre les conducteurs 143 et 144, par l'intermédiaire de la résistance 139. Un potentiel positif four- ni par la cathode du tube redresseur demi-onde T19 est appliqué à la cellule photoconductrice 1 par 19intermédiaire des résistances 7, 12 et 133. Un po- tentiel positif est également appliqué aux anodes Al e t A3 au moyen de leurs résistances de charge respectives 18 et 27.
Le rayonnement à fluctuation de la flamme à l'intérieur du bru- leur 128 provoque une fluctuation correspondante de 1impédance de la cellule photoconductrice 1 et développe aux bornes de la résistance de charge 27 une forme d'onde complexe de courant alternatif dont les composantes se situent
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principalement dans la gamme passe-bande de l'amplificateur constitué par les tubes Tl et T3. Les alternances positives de cette forme d'onde complexe sont court-circuitées au sol par la faible impédance que leur oppose la dio- de T20. La forte contre-résistance de la diode T20 n'agit pas sur les alter- nances négatives de cette forme d'onde complexe et par conséquent un potentiel négatif se développe aux bornes de la résistance 137 de la manière précédemment expliquée.
Ce potentiel négatif réduit la chute de potentiel de la résistan- ce 139 de sorte qu'un courant appréciable passe dans le circuit spatial ano- de-cathode du tube T21, et fait fonctionner le relais RR. Le fonctionnement de ce dernier ouvre le circuit d'alimentation de la lampe de sortie LL. Par conséquent, cette lampe LL s'éteint en réponse à la constatation de la persis- tance d'une flamme par la cellule photoconductrice 1. Si, pour une raison quelconque, la flamme du brûleur 128 venait à s'éteindre, le débit de courant alternatif n'apparaîtrait pas aux bornes de la résistance de charge 27 de l'am- plificateur passe-bande,
la polarisation négative développée pendant la surveil- lance de la flamme aux bornes de la résistance 137 disparaîtrait donc et le tube T22 laissant alors passer un courant appréciable appliquerait une polari- sation négative au circuit spatial de commande du tube 21. Cette polarisa- tion négative réduit le courant traversant la bobine de relais RR à une valeur inférieure à la valeur de déclenchement'de celui-ci. Par conséquent, le re- lais se déclenche et ferme:son contact de déclenchement pour compléter le cir- cuit d'alimentation de la lampe de sortie LL.
L'allumage de la iampe LL in- dique donc que la flamme du brûleur 128 vient de s'éteindre. On peut naturel- lement faire fonctionner d'autres circuits de commande au moyen de contacts supplémentaires du relais RR afin d'obtenir toute fonction de-débit désirable en réponse à l'extinction d'une flamme à l'intérieur d'une chambre de combus- tion surveillée, ou en réponse à la persistance de cette flamme.
De même que dans le cas de la forme de réalisation représentée sur la Figure 4, le circuit de la Figure 8 est influencé par l'existence de période au cours desquelles les composantes de fréquences de la flamme, dans la gamme choisie de l'amplificateur passe-bande, ont une amplitude négligea- ble. Pendant ces,périodes, l'amplitude du potentiel négatif appliqué au cir- cuit spatial de commande du tube T22 est diminuée du fait de la réduction du débit aux bornes de la résistance 27. Ce potentiel réduit a tendance à couper le passage du courant anode-cathode dans le tube T21, de sorte que le relais RR libère son contact et ferme, le circuit d'alimentation de la lampe de sor- tie LL, donnant ainsi un faux avertissement d'extinction de flamme.
Mais, étant donné que la valeur de courant de déclenchement des relais ordinaires est très inférieure à la valeur de courant d'enclenchement, une réduction importante du passage du courant dans la bobine de relais-RR est nécessaire avant que le relais puisse effectivement libérer son contact. Cette différence entre les valeurs d'enclenchement et de déclenchement du relais RR offre un mode de fonc- tionnement analogue à celui de la capacité de verrouillage 95 du circuit de la Figure 4. C'est-à-dire que, malgré une réduction appréciable du signal de sortie de la résistance 27 pendant les périodes susdites, le relais restera enclenché grâce à sa valeur de courant de déclenchement relativement faible.
Au cas où la commande de fonctionnement du circuit de sortie ne s'effectuerait pas au moyen.d'un appareil ayant des valeurs d'enclenchement et de déclenche- ment différentes, il serait préférable de modifier l'agencement en lui incor- porant des éléments particuliers de verrouillage.
Le circuit de la Figure 8 est relativement simple du point de vue du nombre d'éléments nécessaires pour assurer les fonctions désirées, car, d'une façon générale, les circuits différenciateurs compliqués des Fi- gures 1 et 4 sont supprimés. Ces circuits différenciateurs étaient nécessai- res dans les formes de réalisation des Figures 1 et 4 pour être parfaitement sur du non fonctionnement de l'appareil de détection d'incendie en réponse aux transitions lumineuses de basse fréquence.
Mais, cette assurance n'est pas nécessaire dans la forme de réalisation de la Figure 8, car les valeurs transitoires basse fréquence, survenant après extinction de la flamme surveil- lée, auront seulement un effet momentané sur le fonctionnement du relais RR, lequel effet ne peut qu'ouvrir le circuit d'alimentation de la lampe de sor- tie LL pendant un temps relativement courte Après disparition de ces transi-
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tions, et i aucune flamme n'est détectée,le relais RR libère à nouveau son contact et permet l'allumage de la lampe de sortie LL. Si 1= on désire élimi- ner cette ouverture momentanée, on peut adjoindre au dispositif un circuit dif- férenciateur.
Diaprés la description détaillée précédente concernant la cons- truction et le mode de fonctionnement de l'invention, les techniciens reconnal- tront aisément que la sensibilité de l'appareil de détection d'incendie ne se limite pas nécessairement à la gamme de fréquences de 5 à 25 cycles/segonde.
En général, en ce qui concerne la réalisation des buts -de l'invention, il est seulement nécessaire que la limite inférieure de fréquences soit capable d'at- ténuer les valeurs transitoires basse fréquence sans flamme et/ou les compo- santes de rayonnement stables auxquelles l'appareil sera effectivement soumis.
Ce résultat peut être facilement obtenu au moyen d'un amplificateur passe-ban- de ou d'un circuit différenciateur, ou encore de préférence en utilisant con- jointement ces deux éléments, ainsi que dans le cas des circuits des Figures 1 et 4. D'autres appareils peuvent naturellement fonctionner de manière sa- tisfaisante. De même, la limite supérieure de fréquences de l'appareil est déterminée par les composantes de fluctuation haute fréquence sans flamme qui peuvent effectivement se présenter dans une installation particulière.
Pour certaines installations et applications particulières, il peut même être dé- sirable de construire un appareil sensible seulement aux composantes d'une seule fréquence de modulation.,
Naturellement, la portée de l'invention concernant la détection et la. surveillance d'incendie ne se limite pas à l'appareil particulièrement décrit ci-dessus. Dans sa portée générale, la présente invention concerne un procédé fondamental nouveau d'obtention de signaux de réponse à un incendie, cest-à-dire la conversion de l'intensité de composantes variables de rayonne- ment du feu en une forme d'onde complexe de courant alternatif d'intensité correspondante, et l'utilisation des composantes de fréquences de cette for- me donde particulière à l'incendie pour produire une fonction de sortie.
Ce procédé peut de préférence être mis en pratique au moyen de l'appareil dont la construction générale est représentée sur les dessins annexés. Mais il est également possible d'appliquer ce nouveau procédé au moyen d'un appareil non équivalent. On peut utiliser par exemple un agencement calculateur à touches pour compter les composantes de rayonnement modulé dans une région surveillée, et qui indiquerait la présence de l'incendie, lorsque le compte obtenu en un certain intervalle de temps tomberait dans la gamme particuliè- re à la flamme d'incendie.
REVENDICATIONS.
1. - La présente invention concerne un appareil pour détec- ter la présence d'une flamme qui émet une énergie rayonnate d'amplitude mo- dulée, caractérisé par ceci qu'un organe transducteur est agencé de manière à convertir 19énergie rayonnante en un courant alternatif de fréquence et modulation correspondantes; un filtre est disposé sélectivement pour trans- mettre une gamme restreinte de fréquences de ce courant, et un élément sensi- ble au courant est agencé de manière à actionner un indicateur lorsque il re- coit le courant qui lui est transmis à travers ce filtre.
2. - Un appareil pour la détection d'une flamme, selon la re- vendication 1, caractérisé par ceci que le transducteur est agencé de maniè- re à répondre seulement à l'énergie rayonnante provenant d'un volume d'espa- ce surveillée
3. - Un appareil pour la détection d'une flamme, selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par ceci que 1-'indicateur est un aver- tisseur d'alarme.
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