CH627573A5 - Dispositif pour detecter la presence d'un objet le long d'une ligne. - Google Patents
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Description
La présente invention concerne un dispositif pour détecter la présence d'un objet de long d'une ligne.
On connaît par le brevet britannique 1.497.995 un dispositif pour détecter la présence d'un intrus le long d'une ligne entourant une surface dont on désire interdire l'accès. Ce dispositif comporte des fibres optiques disposées suivant cette ligne, un générateur laser émettant un faisceau lumineux à l'entrée des fibres et des récepteurs disposées à la sortie des fibres afin de capter les bruits parasites résultant du passage d'une personne marchant sur les fibres.
La présente invention a pour but d'augmenter la sensibilité de ces dispositifs.
La présente invention concerne un dispositif pour détecter la présence d'un objet de long d'une ligne, comportant un générateur lumineux disposé en un point de référence et capable d'émettre une impulsion de départ, une fibre optique disposée le long de la ligne, une extrémité de cette fibre étant placée pour recevoir l'impulsion de départ, l'objet situé à proximité d'une portion longitudinale de la fibre provoquant par son poids une compression radiale élastique de cette portion, cette compression créant une réflexion partielle sur cette portion de l'impulsion de départ provenant de ladite extrémité et un récepteur photoélectrique disposé à proximité de ladite extrémité pour capter la réflexion partielle, caractérisé en ce qu'il comporte une gaine entourant la fibre optique, la surface interne de cette gaine étant rugueuse, ladite compression étant exercée par les rugosités de cette surface interne sur la surface extérieure de ladite portion de la fibre.
L'objet de la présente invention est décrit ci-dessous, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels.
- la figure 1 représente schématiquement un premier mode d'utilisation du dispositif selon l'invention,
- la figure 2 est un schéma plus détaillé d'un système émet-teur-détecteur faisant partie du dispositif illustré par la figure 1,
- la figure 3 est une coupe partielle du dispositif illustré par la figure 1,
- la figure 4 est un diagramme appraissant sur un appareil de mesure faisant partie du système illustré par la figure 2
- et la figure 5 représente schématiquement un deuxième mode d'utilisation du dispositif selon l'invention.
Sur la figure 1 est représentée une voie ferrée 1 comportant deux rails 2 et 3 montés sur des traverses telles que 4 et 5 reposant sur un ballast. Sur la voie 1 roule un véhicule 6, par exemple une locomotive. Une fibre optique 7 est disposée le 5 long de la voie 1. De préférence la fibre optique 7 passe sous les traverses de la voie, enterrée d'une faible profondeur dans le ballast.
Une extrémité de la fibre 7 est reliée à un système optique émetteur-récepteur 8 placé en un point de référence, par exem-îo pie dans une gare.
Le système émetteur-récepteur 8 dont le schéma est représenté sur la figure 2, comprend un émetteur lasser 9, tel qu'un laser à injection, alimenté par un générateur d'impulsions 10. Le faisceau lumineux 11 émis par l'émetteur 9 est dirigé vers la face 15 plane extrême 12 de la fibre 7 à travers une lame partiellement réfléchissante 13 inclinée à 45 degrés sur l'axe du faisceau 11. Un récepteur photoélectrique 14 constitué par exemple par une diode au silicium est disposé pour recevoir la lumière provenant de la fibre 7 et réfléchie par la lame 13. Les impulsions électri-20 ques émises par le récepteur 14 sont dirigées vers un oscillographe 15 dont le balayage est synchronisé avec la fréquence du générateur d'impulsion 10.
La figure 3 est une vue en coupe du dispositif représenté sur la figure 1, la coupe étant effectuée suivant un plan AB perpen-25 diculaire au plan de la figure 1 et parallèle à la direction de la voie 1. Ce plan coupe une extrémité de la traverse 4 située sous le véhicule 6, ainsi que le ballast supportant cette traverse, de façon à montrer la fibre optique 7 enterrée. Comme il est visible sur la figure 3, la fibre 7 est entourée d'une gaine 16 en matière 30 plastique. La surface interne de la gaine 16 est rugueuse et comporte par exemple des ondulations comme représenté sur la figure.
Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante.
35 Le poids du véhicule provoque un léger affaissement transitoire du ballast, en particulier sous la traverse 4 qui supporte le poids du véhicule 6. Cette déformation du ballast, représentée de façon exagérée sur la figure 3, est transmise à la gaine 16 qui s'affaisse à son tour, et provoque une compression élastique 40 radiale de la fibre 7 sur une portion longitudinale 17 située à proximité immédiate du point de passage du véhicule. A titre d'exemple, le profil longitudinal de la surface interne de la gaine 16 peut comporter des ondulations quasi sinusoïdales de période 2 millimètres, et cette gaine peut communiquer à la sur-45 face extérieure de la fibre des déformations transitoires axiales de l'ordre de 100 à 200 microns. La matière plastique constituant la gaine doit être suffisamment dure pour pouvoir obtenir de telles déformations, mais aussi suffisamment souple pour rester élastique et ne pas se briser sous l'effet du passage du véhi-50 cule. La fibre optique est du type de celles utilisées dans les télécommunications optiques. Elle peut être réalisée en silice par la méthode de dépôt en phase vapeur par exemple.
Il est possible de détecter la déformation transitoire de la portion 17 de la fibre 7 à l'aide du système émetteur-récepteur 55 8.
En effet l'émetteur laser 9 injecte dans la fibre des impulsions lumineuses de départ récurrentes à faible cadence. La fibre ne transmet pas intégralement l'énergie qu'elle reçoit: chaque point de cette fibre renvoie vers la face 12 une faible partie de 60 l'énergie lumineuse d'entrée, dans une proportion qui dépend du coefficient d'atténuation de la fibre. La figure 4 représente le diagramme qui apparaît sur l'écran de l'oscillographe 15 en réponse à une impulsion de départ émise par l'émetteur 9 et reçue sur le récepteur 14 après rétrodiffusion par la fibre 7. 65 Ce diagramme est rapporté à deux axes de coordonnées rectangulaires OP et Ot, P, en ordonnée, représentant la puissance lumineuse rétrodiffusée et t le temps. On voit que d'une manière générale cette courbe décroît exponentiellement en
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fonction du temps. On remarque sur cette courbe une irrégularité 18 due à l'atténuation lumineuse locale provoquée par la déformation transitoire de la portion 17 de la fibre.
L'intervalle de temps OT entre l'émission du signal de départ et l'apparition de l'irrégularité, lu directement sur le diagramme de la figure 4, est proportionnel à la distance comptée le long de la fibre 7 entre le point de référence et le point de passage du véhicule, et est donc représentatif de la position du point de passage du véhicule par rapport au point de référence.
La figure 5 représente un autre mode d'utilisation du dispositif selon l'invention particulièrement adapté à la détection d'un véhicule 19, tel qu'une voiture automobile, roulant sur une route 20.
Dans ce cas, le dispositif comporte une fibre optique telle que 21 dont une portion est disposée au travers de la route 20. La fibre 21 est munie d'une gaine analogue à celle décrite plus haut. Elle est de préférence très légèrement enterrée dans le sol, notamment dans la traversée de la route 20. Une extrémitée de la fibre 21 arrive à l'entrée d'un système émetteur-récepteur 22 situé en un point de référence 23 et analogue à celui représenté sur la figure 2.
Le fonctionnement du dispositif représenté sur la figure 5, analogue à celui du dispositif illustré par la figure 1, permet de détecter le passage du véhicule en un point de la route sans que le conducteur du véhicule puisse s'en douter. En effet même dans le cas où la gaine entourant la fibre optique est posée directement sur le revêtement de la route, cette gaine peut être pratiquement invisible si elle est réalisée en une matière plasti-5 que translucide et possède une faible dimension radiale.
Le dispositif représenté sur la figure 5 peut être appliqué notamment pour détecter le passage d'un véhicule militaire sur une route, les appareils placés au point de référence étant alors convenablement camouflés.
io D'une manière plus générale, le dispositif selon l'invention peut être appliqué à la détection de la présence d'un objet le long d'une ligne. La fibre optique étant disposée le long de la ligne, la pression, qui peut être légère, exercée par le poids de l'objet en un point de la ligne permet de déterminer la position 15 de cet objet le long de la ligne.
Cet objet peut être une personne humaine, et le dispositif peut s'appliquer par exemple à la détermination de l'arrivée d'un intrus à l'intérieur d'installations civiles ou militaires. Dans ce cas, celui dont on veut détecter la présence ne peut que 20 difficilement savoir qu'il est observé.
L'objet à détecter peut être aussi un mobile de type quelconque, par exemple un avion roulant sur un aérodrome, un wagonnet ou un téléphérique se déplaçant le long d'un câble tendu.
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1 feuille dessins
Claims (4)
1. Dispositif pour détecter la présence d'un objet le long d'une ligne, comportant un générateur lumineux disposé en un point de référence et capable d'émettre une impulsion de départ, une fibre optique disposée le long de la ligne, une extrémité de cette fibre étant placée pour recevoir l'impulsion de départ, l'objet situé à proximité d'une portion longitudinale de la fibre provoquant par son poids une compression radiale élastique de cette portion, cette compression créant une réflexion partielle, sur cette portion, de l'impulsion de départ provenant de ladite extrémité et un récepteur photoélectrique disposé à proximité de ladite extrémité pour capter la réflexion partielle, caractérisé en ce qu'il comporte une gaine entourant la fibre optique, la surface interne de cette gaine étant rugueuse, ladite compression étant exercée par les rugosités de cette surface interne sur la surface extérieure de ladite portion de la fibre.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface interne de la gaine comporte des ondulations longitudinales sinusoïdales.
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REVENDICATIONS
3. Utilisation du dispositif selon la revendication 1, le long d'une voie ferrée montée sur des traverses, caractérisée en ce que la fibre optique est placée sous les traverses.
4. Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que la fibre optique est enterrée dans le ballast de la voie ferrée.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |