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"BBTECTEUB8 Dl INOMIDIS ET INSTALLATION ISS COMPRENANT"
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La tendance qui s'est affermie, au cours de ces dernières années, de construire de plus en pins d'imaeubles à habitations multiples s'étageant en hauteur, a amené Ion rachitectes et les entrepreneurs à considerer t sér @@ent les problèmes que posaient les risquée d'incent burvenant dans ces complexes à torte densité de population et à envisager les mesures à prendre tant pour en prévenir que déceler et combattre les foyers éventuels.
Lo but du présent mémoire est de décrire un appareillage de aétection d'incendie dans lequel n'intervient aucun tube à vide ou élément chauffé, relevant uniquement de la technique d'état solide, caractérisé par sa polyvalence, sa durée pratiquement infinie et un nombre considérable d'avantages sur les appareils existants.
DETECTEURS IONIQUES
L'opération de ces détecteurs est basée sur la varia- %ion de résistance électrique d'une atmosphère gâteuse emprise entre deux électrodes électriquement polarisées et soumises à l'action d'un agent ionisant tel que la particule alpha du radium, par exemple.
La figure 1 illustre le comportement électrique d'un circuit simple de détection ionique.
Une source d'énergie électrique 8 débite dans une résistance R de très forte valeur, comprise généralement entre 1010 et 1014 ohms en série avec l'électrode centrale Ec d'une enceinte E ouverte et contenant, a sa partie inférieure, une préparation radioactive A émettrice de particules alpha (radium, polonium, américium, etc...).
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L1e.uoe1Ate 3 étant retournée * la source Se un courant s'établit au travers de R, Se et 3 et ai l'on connecte entre D et C un indicateur électrique rez très haute résistance interne (1012 1 105 otxms), un électromètre par exemple, on constate que la différence de potentiel entre ces deux points croit lorsque l'on introduit dans l'enceinte 0 un gaz plus lourd que l'air et
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d6croit lorsque l'on introduit un gaz plus léger que l'air dan. cette même enceinte. bans la pratique courante, les variations de tension
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disponibles entre 0 et D sont appliquées à l'entrée d'un système amplificateur en vue d'actionner des relais ou autres dispositifs
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alarme.
À la lueur des récents développements en physique dbêtat solide, il est possible d'envisager un montage 8lIpl1t1- 'Íï9ur d'une très grande simplicité de fonctionnement.
9dàd0IRi DESCRIPTIF Le fonctionnement au montage proposé repose sur le faib que dans une diode somîconduecricej l'épaisseur de la sous de déplétion séparant les porteurs de charge, varie comme la tension appliquée dans le sens inverse ae la conduction de la diode.
Il en résulte donc que l'on dispose ainsi d'un condensateur dont la capacité est fonction de la tension qui lui eat appliquée. uomme le diélectrique de ce condensateur est constitué par un monocristal polarisé en sens inverse de sa conduction, pour autant qu'un très grand soin et certaines précautions iques soient prises, la résistance ohmique propre à
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t9 toct diode peut être très élevée, ne Il ordre de 10 10 à 10 jA ohms par exemple.
Dès lors, on peut concevoir un circuit comme .chemat1.. à .La figure 2, dans lequel sont repris tous les éléments du montage de la figure 1 associés, via une résistance R1, de
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quelques négonma, jouant le raie d'arrêt ae haute fréquence,
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une diode à capacité variable Cp 9 un condensateur a tres tort isolement C1, une inductance L1, associés de telle façon que la fréquence de résonance de l'ensemble est définie, au départ de la formule de THOMSON, par la relation :
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Dès lors, si Cp vient à varier, f variera de même et si les variations de ! sont comparées en permanence à un quartz ou un discriminateur de fréquence, il en résultera un courant qui sera de sens et d'amplitude qui seront en fonction du sens et de l'amplitude de la variation de capacité de Op, qui ôtant elle-même fonction de la polarité et de l'amplitude de la tension qui lui est appliquée, fournit une reproduction des variations de la tension aux bornes d'entrée C, D. Celles-ci sont reliées à une enceinte E, qui est en fait une chambre d'ionisation aux bornes de laquelle, ainsi que vu plus haut, ou aux bornes de la résistance R, existe une différence de potentiel essentiellement dépendante de l'atmosphère gazeuse comprise entre Ec, l'électrode centrale et Ex, la paroi extérieure de E.
Pour illustrer le fonctionnement du circuit de la figure 2, on relèvera aux différentes fréquences, voisines de la résonance, le comportement électrique du circuit oscillant constitué par Cp, Ci et L1, lorsqu'un générateur à fréquence progressivement ajustable débite dans L2, inductivement couplée à L1.
Si, au moyen d'un appareil à très faible amortissement, un voltmètre électronique par exemple, on relève la tension apparente entre H et F, on obtient une courbe présentant l'aspect de la figure 3 qui est la courbe de résonance du circuit considère,
Lorsque l'impédance capacitive du circuit est égale à l'impédance inductive de celui-ci, on obtient un maximum de tension induite entre H et G, lequel maximum est d'autant plus prononcé que le rapport
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est élevé, o',.t-"-4iH que le dénominateur R de cette expres- 810& qui représente l'ensemble ète portes à la fréquence de r6noaanee, est plua petit pour une pulsation wh donnée.
81 maintenant, toutes autres conditions Pb1a1qu.. demeurant constantes, ça mparvi% à 4p une variation 63p posi- %ivo ou négatives il en résultera# autour cur la xrlquence de rbaonance, un désaccord Lr négatif ou positif selon que &0p ont pouitîf ou négatif En co.n.6qulnol, la tension initiait ¯trI 1 et Y corral pondant à la fréquence do résonances sera otfftottw d'une varie- 'ion telle que ni .lf3p est positif, Ar .er8 Aésat1t, *% 1aTer- .0.8.ut, ai <HO.. wet màsatjxt à± aara positif" Si, Maintenant, la 1'r'queAoe du resonance 20 corresponde une pression atmosphérique bien u'tl1'81a'I, .
Un né1on6o 6aaus, de 11 air par exemple$ compris entre go et lx et que Itoz introduit dane l'enceinte E un mélange gazeux de mène composition chimique ou tout autre mélange gaaeuz plue léger que ltaîrg la fréquence de résonance de l'ensemble Cp, Ci et Li sera altérée dans un sens tel que le tension à tes bornée diainuera.
Il en sera de même si l'on introuuit en 3 un mélange gazeux plus lourd que l'air, la variation de fréquence 'tot toutefois en cons opposé de celle obaervée en intruetusant un mélange gazeux plus léger que l'air, main la variation de courant obtunue entre E et G ne traduit toujours par une diminution cL tension entre H et 79 c'eet-1-dire aux bornes du circuit oacillant Cpt i et iii.
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Si, maintenant, après amplification préalable, on s'arrange de façon telle qu'un relais opère pour une variation
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de tension située aux niveaux Identiques y et V de la figure 3 et pour autant que le circuit oscillant Cpt 01 et fi soit inti-
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tialement réglé à la résonance, due les conditions stipulées
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ci-deseua, ai les variations Imparties à 0p sont d'amplitude
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telle que les variations de tension hors résonance atteignent
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au minimum lea niveaux Y et l, le relais dont question plus
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haut opérera indépendamment du sens ou de la polarité de la tenais
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appliquée au condensateur à capacité variable en fonction de la
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tension.
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les cas de la résonance examiné ci-dessus a eté choisi pour illustrer le fonctionnement optimum du circuit, il n'est toutefois pas nécessaire que celui-ci soit initialement réglé sur fo si l'on veut favoriser l'un ou l'autre mode de fonctionnement.
Ainsi, si l'on règle initialement l'ensenble Cp, C1 et L1 en un point tel que M de la figure 3, si un gas plus que l'air est introduit en E. la variation de et A V provoquant l'opération du relaie $ aéra beaucets plus petite que celle de Z à V et la sensibilité du système en aéra accrue pour la détection des gaz plue légers que l'air au détriment des Ces plus lourde.
En fait, on peut envisager un nombre infini de réglage$ de l'ensemble Cp, Ci et L1 répondant à de,% considérations d'uti- lisations particulières.
On-peut fixer le point d'opération du circuit en rendant L1 et Ci ajustables comme indiqué à la figure 4 (où le condensateur C1 de la figure 2 est noté C1).
Une modification de la sensibilité du système peut également être obtenue dans un tel détecteur en agissant sur la valeur de la tension d'alimentation de R et de la chambre d'ioni- sation ou en introduisant dans l'enceinte de celle-ci une troi- sième, ou éventuellement plusieurs électrodes destinées à modi- fier la répartition du champ à l'intérieur de l'enceinte de la chambre d'ionisation.
La ou les électrodes secondaires introduites dans l'enceinte de la chambre peuvent également jouer le rôle de lentille électronique, de déflecteurs comme dans le caa du tube' rayons cathodiques ou de grille de commande, d'accélé ration ou de mélange comme dans le cas du tube électronique triode ou multigrille.
L'utilisation d'électrodes secondaires est surtout justifiée dans les chambres à faible volume et ces mêmes élec- trodes peuvent dans ce cas être portées à des potentiels positifs ou négatifs plus élevés, égaux ou plus bas que l'électrode collectrice telle que Ec aux figures 1, 2 et 4.
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cette dernière tigure permet d'illustrer l'ensemble du fonciancaent d'un détecteur de gaz, vapeurs ou fumées, qui peut également être utilisé en pré-détection d'incendie.
Un oscillateur à transistor T piloté par un quartz et alimenté par une source S1, couplé par un condensateur C alimente le circuit oscillant Cp, C1 et L1 en courant dont la fréquence est essentiellement fixée par le quartz Q.
L'amplitude de l'oscillation est maintenue constante par une stabilisation très poussée de S1, le choix du point de fonctionnement de T et une stabilisation thermique définie par la thermistance R5 en série avec la résistance R4.
Il est bien entendu que tout autre oscillateur, soit transisterisé, à tubes électroniques ou généralement quelconque ; peut être utilisé en lieu et place de T qui est ici donné à titre purement oxemplatif.
Une prise P sur L1 permet une adaptation électrique précis de l'impédance de sortie de T à L1 C1 et Cp,
La chambre d'ionisation E dessinée ici à trois électrodes attaque 0 via R1.
Les variations de tension aux bornes de 3 appliquées vis R1 aux bornes de Op provoquant les variations de capacité de ce condensateur,,
Il en résulte que la fréquence d'accord de Cp, C1 et L varie par rapport à la fréquence fixe de l'oscillateur et, dès lors, il apparaît aux bornes de ce circuit des variations de tension amplifiées aux bornes de L1, qui son% transmises à L2 couplée inductivement à L1.
Ces variations de tension sont amplifiées par un/amplificater et démodulées éventuellement par un démodulateurss hél dans la charge V qui peut être un relais électro- maghétique, un relais d'état solide, un thyratron, un système d'enregistrement électrique, optique ou acoustique ou tout autre système d'information ou d'alarme.
Parmi ces systèmes. on peut signaler, entre autres, les connexions sans ou par fil (émetteurs radio par exemple) générateurs d'impulsions infra-rouge ou boucle* magnétiques.
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Il y a lieu également de noter que la résistance R, présente dans les schémas des figures 1, 2 et 4, n'est pas nécessairement une résistance physique bobinée ou à couche de carbone, elle peut être représentée par une deuxième chambre d'ionisation, l'espace ajustable entre deux électrodes soumises ; à l'irradiation d'une seconde source radioactive, un barreau de matériel diélectrique de haute stabilité, etc...
Il est mène possible, comme à la figure 5, de suppri- mer R. Dans ce cas, la source S alimentant la chambre d'ionisation, est montée en série avec celle-ci et c'est aux bornes de la très haute résistance propre à Cp que se développe la tension résul- tant du passage du courant de la chambre d'ionisation N au traters de Cp qui agit alors simultanément comme résistance de charge de
E et comme élément à capacité variable dans le circuit Cp, C1 et
L1.
Comme préalablement exposé, tous les réglages de fonction- nement, soit à la résonance, soit en-deçà ou au-delà de celle-ci, restent possibles et la source 81 peut également être utilisée à 1 alimentation électrique des autres constituants du détecteur.
Cependant, un tel détecteur est incomplet de par sa nature même et il est sujet à donner aes alarmes intempestives.
En effet, vu sous l'angle de la détection d'incendie, il n'opère que pour un seul critère spécifique à ce phénomène, c'est-à-dire la présence de gaz de combustion ou de distillation, de vapeurs ou d'aérosols.
Cependant, de tels gaz peuvent être présents dans l'atmosphere sans pour cela qu'il existe un foyer d'incendie, c'est le cas par exemple d'usines dégageant des émanations gazeuses, certains laboratoires, les fumées de moteurs à explo- sion, etc.,. etc...
Pour qu'une détection d'incendie soit certaine, il faut donc ajouter au détecteur ionique d'autres circuits de détection, d'autres critères spécifiques à un foyer de combus- tion spontanée.
Lus principaux critères envisageables sont la présence de rayonnement infra-rouge, la vitesse d'élévation de la tempé- rature (mesure du graaient thermique ou thermovélocimetrique)
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et enfin, la mesure thermcmétrique,
La combinaison d'une dévotion ionique avec un système capable de révéler l'apparition soudaine d'un des Critères repris et-dessus$ permet de certifier à coup sûr l'existence d'un foyer d'incendie.
Quoiqu'il soit possible de détecter des variations thermovélocimétriques anormales, des élévations de températures dangereuses ou la présence impromptue de rayonnement infra-rouge par des procédés très divers, la figure 6 donne un schéma d'un montage pouvant être facilement associé 4 un détecteur ionique, de façon telle que la combinaison d'au moins deux détections simultanées de paramètres spécifiques à un début d'incendie, puisse assurer l'existence certaine d'une combustion indésirable avec un minimum de risques d'alarmes intempestives.
Dans ce schéma$ T1 et T2 sont deux transistors associés en tandem, de façon à former un amplificateur à deux étages à liaison directe.
T2 est le transistor de sortie chargé dans son collecteur par un relais électromagnétique L, et stabilisé en température par R2 en série avec la thermistance il,144
T2 est connecté directement à T1 chargé par R1 dont la valeur est choisie de façon telle que, en l'absence de signal sur la base de T1, le courant de collecteur de T2 soit pratiquement nul et tout au plus de quelques microampères.
La base de T1 est polarisée via le potentiomètre P'1 relié directement à son collecteur introduisant, ainai, une contre- réaction visant à la stabilisation thermique de T1.
Cette même base est connectée à deux thermistances identiques Th et Th3 montées en potentiomètre par rapport à l'électrode de commande de T1.
Mais, tandis que Th2 est montée dans l'enceinte même du détecteur et soustrait aux variations brusques de la tempé- rature ambiante, Th3 est, au contraire, monté extérieurement à cette enceinte de façon à être soumise à toutes les variations thermiques do l'ambiance.
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Si donc une température constante à variations lente$ règne autour du détecteur, le potentiel de base de T1 ne variera pratiquement pas puisque les deux thermistances varient simul- tanément on valeur absolue.
Mais si une variation thermique soudaine affecte Th3, la valeur résistive de cette thermistance décroît, la base de T1 devient plus positive, le courant de collecteur en R1 diminue tandis que le courant de collecteur en T2 cr lt et ls L3 se ferme,
L'opération de L3 st donc liée à ;e différentielle thermique au lieu où le détecteur est placé.
P1 eat un élément photosensible à l'infrs-rouge, soit une cellule photoconductive responsive à l'infra-roue' ou un transistor à oase ouverte muni d'un filtre optique.
Si, a un certain moment, une radiation de longueur d'onde appropriée frappe P1, la résistance électrique do cet élément diminue, le potentiel au point A décroît et, partant, le potentiel de base de T1, et le relais L, est encore sollicité,
On obtient ainsi la détection do toute source de rayon- nement infra-rouge pouvant se manifester aux environs du détecteur,
Finalement, en série avec P1, se trouve une deraière thermistance Th1 shuntée par une résistance variable R1.
Uette thermistance également montée extérieurement A l'enceinte contenant les circuits de détection, est choisie de façon telle que ses variations propres fluctuent avec la topérature du milieu.
Lorsque par pré-réglage de Rv1. Th1 diminue en valeur absolue d'une quantité pré-assignée pour une température Maximale donnée, par l'ajustage de cette résistance, tout comme pour P1, le potentiel au point A diminue suffisamment pour provoquer le fonctionnement de L3.
On se trouve donc en présence d'un détecteur à trois valences, fonctionnant par thermovélcimétriee, détection d'infra-rouge et thermométrie.
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En associant un tel détecteur à un circuit de détection iondique eomme décrit au début du présent mémoire, on ajoute donc une quatrième valence et l'on obtient un détecteur tétravalent capable d'opérer en détection d'incendie sur les critères ionique, tehrmovélocimétrique, thermométrique et infra-rouge.
- REVENDICATIONS - 1,- Détecteur de gaz, vapeurs, aérosols ou fumées, pouvant être utilisé comme détecteur ou pré-détecteur d'incendie, carac- tériaé en ce qu'il comprend en combinaison une chambre d'ioni- sation dont l'intérieur est accessible à l'atmosphère, et une diode à capacité variable en fonction de la tension, présen. tant une résistance très élevée en conduction inverse, et dont la tension de commande appliquée à ses bornes varie en fonction de la tension recueillie aux bornes de la chambre d'ionisation, et un appareil indicateur sensible aux varia- tions de capacité de la diode.
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"BBTECTEUB8 Dl INOMIDIS AND ISS INSTALLATION INCLUDING"
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The growing trend in recent years to build more and more high-rise multi-unit buildings has led architects and contractors to take seriously the problems that lie ahead. posed the risk of incitement occurring in these complexes with a wrong population density and to consider the measures to be taken both to prevent them and to detect and fight any outbreaks.
The purpose of this memo is to describe a fire detection apparatus in which no vacuum tube or heated element intervenes, pertaining only to the solid state technique, characterized by its versatility, its practically infinite duration and a number of considerable advantages over existing devices.
IONIC DETECTORS
The operation of these detectors is based on the variation of the electrical resistance of a bad atmosphere gripped between two electrically polarized electrodes and subjected to the action of an ionizing agent such as the alpha particle of radium, for example.
Figure 1 illustrates the electrical behavior of a simple ion detection circuit.
A source of electrical energy 8 delivers through a resistance R of very high value, generally between 1010 and 1014 ohms in series with the central electrode Ec of an open enclosure E and containing, at its lower part, a radioactive preparation A alpha particle emitter (radium, polonium, americium, etc ...).
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L1e.uoe1Ate 3 being returned * the source Se a current is established through R, Se and 3 and a we connect between D and C a very high internal resistance electrical indicator (1012 1 105 otxms), an electrometer for example, it can be seen that the potential difference between these two points increases when a gas heavier than air is introduced into enclosure 0 and
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decreases when introducing a gas lighter than air in the air. this same enclosure. in current practice, voltage variations
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available between 0 and D are applied to the input of an amplifier system in order to actuate relays or other devices
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alarm.
In the light of recent developments in solid state physics, it is possible to envisage an assembly which is very easy to operate.
9dàd0IRi DESCRIPTION The operation with the proposed assembly is based on the fact that in a somîconduecricej diode the thickness of the depletion sub separating the charge carriers, varies as the voltage applied in the opposite direction to the conduction of the diode.
It therefore follows that a capacitor is thus available, the capacity of which is a function of the voltage applied to it. uas the dielectric of this capacitor is constituted by a single crystal polarized in the opposite direction of its conduction, provided that great care and certain ical precautions are taken, the ohmic resistance specific to
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t9 toct diode can be very high, only around 10 10 to 10 jA ohms for example.
Consequently, one can conceive of a circuit like .chemat1 .. in. Figure 2, in which are taken all the elements of the assembly of figure 1 associated, via a resistor R1, of
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some negonma, playing the high frequency ae stop line,
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a variable capacitance diode Cp 9 a very wrongly insulated capacitor C1, an inductor L1, associated in such a way that the resonant frequency of the assembly is defined, starting from THOMSON's formula, by the relation:
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Therefore, if Cp comes to vary, f will vary in the same way and if the variations of! are constantly compared to a quartz or a frequency discriminator, the result will be a current which will be of direction and amplitude which will be a function of the direction and the amplitude of the variation in capacitance of Op, which itself removes depending on the polarity and the amplitude of the voltage applied to it, provides a reproduction of the variations of the voltage at the input terminals C, D. These are connected to an enclosure E, which is in fact a chamber ionization at the terminals of which, as seen above, or at the terminals of resistance R, there is a potential difference essentially dependent on the gaseous atmosphere between Ec, the central electrode and Ex, the outer wall of E .
To illustrate the operation of the circuit of figure 2, one will note at the various frequencies, close to the resonance, the electrical behavior of the oscillating circuit constituted by Cp, Ci and L1, when a generator with gradually adjustable frequency outputs in L2, inductively coupled to L1.
If, by means of a device with very low damping, an electronic voltmeter for example, one notes the apparent voltage between H and F, one obtains a curve having the appearance of figure 3 which is the resonance curve of the circuit considered ,
When the capacitive impedance of the circuit is equal to the inductive impedance of the latter, we obtain an induced voltage maximum between H and G, which maximum is all the more pronounced as the ratio
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is high, o ',. t - "- 4iH that the denominator R of this expression, which represents the set of gates at the frequency of r6noaanee, is smaller for a given pulse wh.
81 now, all other conditions Pb1a1qu .. remaining constant, this will prevent% to 4p a positive or negative 63p variation, this will result # around the rbaonance xrquence, a negative or positive Lr disagreement depending on whether & 0p are negative or negative In co.n.6qulnol, the voltage initiated ¯trI 1 and Y correlating to the frequency of resonances will be otfftottw of a variation- 'ion such that ni .lf3p is positive, Ar .er8 Aésat1t, *% 1aTer- .0.8 .ut, ai <HO .. wet màsatjxt to ± aara positive "If, Now, the resonance 1'r'reque corresponds to an atmospheric pressure well u'tl'81a'I,.
A neon6o 6aaus, of 11 air for example $ between go and lx and that Itoz introduces into enclosure E a gaseous mixture of chemical composition or any other gaaeuz mixture lighter than the resonance frequency of the whole Cp, Ci and Li will be altered in such a way that the tension at your bounded will diainuera.
It will be the same if one intrudes in 3 a gaseous mixture heavier than air, the variation of frequency 'tot however in opposite cons of that observed by intruding a gas mixture lighter than air, main the variation of current obtained between E and G does not always translate into a decrease cL voltage between H and 79 that is to say at the terminals of the acillant circuit Cpt i and iii.
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If, now, after prior amplification, we arrange such a relay that operates for a variation
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voltage located at Identical levels y and V of figure 3 and provided that the oscillating circuit Cpt 01 and fi is inti-
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initially tuned to resonance, due to the stipulated conditions
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below, have the variations Imparted at 0p have an amplitude
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such that the voltage variations without resonance reach
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at least levels Y and I, the relay of which question more
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top will operate regardless of the direction or polarity of the tenais
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applied to the capacitor with variable capacitance as a function of the
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voltage.
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the cases of resonance examined above has been chosen to illustrate the optimum operation of the circuit, it is however not necessary that this one be initially set to fo if one wants to favor one or the other mode Operating.
Thus, if we initially adjust the set Cp, C1 and L1 at a point such as M in figure 3, if a gas more than air is introduced into E. the variation of and AV causing the operation of the Relays $ aera much smaller than that from Z to V and the sensitivity of the ventilation system increased for the detection of gases lighter than air to the detriment of those heavier.
In fact, one can consider an infinite number of adjustments $ of the set Cp, Ci and L1 responding to de.% Considerations of particular uses.
We can fix the operating point of the circuit by making L1 and Ci adjustable as indicated in figure 4 (where the capacitor C1 of figure 2 is denoted C1).
A modification of the sensitivity of the system can also be obtained in such a detector by acting on the value of the supply voltage of R and of the ionization chamber or by introducing into the enclosure of the latter a three. the second, or possibly several electrodes intended to modify the distribution of the field inside the enclosure of the ionization chamber.
The secondary electrode (s) introduced into the enclosure of the chamber can also play the role of electronic lens, of deflectors as in the caa of the cathode ray tube or of control, acceleration or mixing grid as in the case of the cathode ray tube. of the triode or multigrid electron tube.
The use of secondary electrodes is especially justified in low volume chambers and these same electrodes can in this case be brought to positive or negative potentials higher, equal or lower than the collecting electrode such as Ec aux. figures 1, 2 and 4.
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this last figure makes it possible to illustrate the whole of the funciancaent of a gas, vapor or smoke detector, which can also be used in pre-detection of fire.
An oscillator with transistor T driven by a quartz and supplied by a source S1, coupled by a capacitor C supplies the oscillating circuit Cp, C1 and L1 with current, the frequency of which is essentially set by the quartz Q.
The amplitude of the oscillation is kept constant by a very thorough stabilization of S1, the choice of the operating point of T and a thermal stabilization defined by the thermistor R5 in series with the resistor R4.
It is understood that any other oscillator, either transisterized, electron tube or generally any; can be used instead of T which is given here purely as an example.
A socket P on L1 allows precise electrical adaptation of the output impedance from T to L1 C1 and Cp,
The ionization chamber E, drawn here with three electrodes, attacks 0 via R1.
The voltage variations across 3 applied screws R1 to the terminals of Op causing variations in capacitance of this capacitor ,,
It follows that the tuning frequency of Cp, C1 and L varies with respect to the fixed frequency of the oscillator and, consequently, there appear at the terminals of this circuit amplified voltage variations at the terminals of L1, which are % transmitted to L2 inductively coupled to L1.
These voltage variations are amplified by a / amplifier and possibly demodulated by hel demodulators in the load V which can be an electromagnetic relay, a solid state relay, a thyratron, an electrical, optical or acoustic recording system. or any other information or alarm system.
Among these systems. we can point out, among others, the wireless or wire connections (radio transmitters for example) generating infrared pulses or magnetic loops *.
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It should also be noted that the resistor R, shown in the diagrams of Figures 1, 2 and 4, is not necessarily a wound or carbon layer physical resistor, it can be represented by a second ionization chamber , the adjustable space between two subjected electrodes; irradiation of a second radioactive source, a bar of high stability dielectric material, etc.
It is possible, as in figure 5, to suppress R. In this case, the source S supplying the ionization chamber, is connected in series with this one and it is at the terminals of the very high resistance. specific to Cp that the voltage resulting from the passage of the current from the ionization chamber N to the traters of Cp develops which then acts simultaneously as a load resistance of
E and as a variable capacitance element in the circuit Cp, C1 and
L1.
As previously explained, all the operating adjustments, either at resonance, or below or above it, remain possible and the source 81 can also be used to supply power to the other components of the detector.
However, such a detector is incomplete by its very nature and is subject to giving false alarms.
Indeed, seen from the angle of fire detection, it only operates for a single criterion specific to this phenomenon, that is to say the presence of combustion or distillation gases, vapors or aerosols.
However, such gases can be present in the atmosphere without there being a source of fire, this is the case for example of factories giving off gaseous fumes, certain laboratories, fumes from explosive engines. sion, etc.,. etc ...
For a fire detection to be certain, it is therefore necessary to add to the ionic detector other detection circuits, other criteria specific to a source of spontaneous combustion.
The main conceivable criteria are the presence of infrared radiation, the rate of temperature rise (measurement of thermal or thermovelocimetric fat)
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and finally, the thermometric measurement,
The combination of an ionic devotion with a system capable of revealing the sudden appearance of one of the Criteria listed and above $ makes it possible to certify the existence of a source of fire with certainty.
Although it is possible to detect abnormal thermovelocimetric variations, dangerous temperature rises or the unexpected presence of infrared radiation by a wide variety of methods, figure 6 gives a diagram of an assembly which can be easily associated with an ionic detector. , in such a way that the combination of at least two simultaneous detections of parameters specific to the start of a fire, can ensure the certain existence of an undesirable combustion with a minimum of risks of untimely alarms.
In this diagram $ T1 and T2 are two transistors associated in tandem, so as to form a two-stage amplifier with direct connection.
T2 is the output transistor charged in its collector by an electromagnetic relay L, and temperature stabilized by R2 in series with the thermistor II, 144
T2 is connected directly to T1 charged by R1, the value of which is chosen such that, in the absence of a signal on the basis of T1, the collector current of T2 is practically zero and at most a few microamperes.
The base of T1 is polarized via the potentiometer P'1 connected directly to its collector, thus introducing a feedback aimed at the thermal stabilization of T1.
This same base is connected to two identical thermistors Th and Th3 mounted as a potentiometer with respect to the control electrode of T1.
But, while Th2 is mounted in the enclosure of the detector itself and withdrawn from sudden variations in ambient temperature, Th3 is, on the contrary, mounted externally to this enclosure so as to be subjected to all the thermal variations of the temperature. atmosphere.
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If therefore a slowly varying constant temperature $ prevails around the detector, the base potential of T1 will hardly vary since the two thermistors vary simultaneously in absolute value.
But if a sudden thermal change affects Th3, the resistive value of this thermistor decreases, the base of T1 becomes more positive, the collector current in R1 decreases while the collector current in T2 cr lt and ls L3 closes,
The operation of L3 is therefore linked to the thermal differential at the place where the detector is placed.
P1 is an infrared photosensitive element, either an infrared responsive photoconductive cell or an open oase transistor provided with an optical filter.
If at some point radiation of the appropriate wavelength strikes P1, the electrical resistance of this element decreases, the potential at point A decreases, and hence the base potential of T1, and the relay L, is still solicited,
This results in the detection of any infrared radiation source that may appear in the vicinity of the detector,
Finally, in series with P1, there is a last thermistor Th1 shunted by a variable resistor R1.
Uette thermistor also mounted externally to the enclosure containing the detection circuits, is chosen such that its own variations fluctuate with the temperature of the medium.
When by pre-setting Rv1. Th1 decreases in absolute value by a pre-assigned quantity for a given Maximum temperature, by adjusting this resistance, just like for P1, the potential at point A decreases sufficiently to cause the operation of L3.
We are therefore in the presence of a three-valence detector, operating by thermovélcimetriee, infrared detection and thermometry.
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By associating such a detector with an ionic detection circuit as described at the beginning of this memorandum, a fourth valence is therefore added and a tetravalent detector is obtained capable of operating in fire detection on the ionic, tehrmovelocimetric, thermometric criteria. and infra-red.
- CLAIMS - 1, - Gas, vapor, aerosol or smoke detector which can be used as a fire detector or pre-detector, characterized in that it comprises, in combination, an ionization chamber whose interior is accessible to the atmosphere, and a diode with variable capacity according to the voltage, present. both a very high resistance in reverse conduction, and whose control voltage applied to its terminals varies as a function of the voltage collected at the terminals of the ionization chamber, and an indicator device sensitive to variations in the capacitance of the diode.