EP0815574B1 - Contacteur electrique a double detection d'immersion - Google Patents

Contacteur electrique a double detection d'immersion Download PDF

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EP0815574B1
EP0815574B1 EP96905911A EP96905911A EP0815574B1 EP 0815574 B1 EP0815574 B1 EP 0815574B1 EP 96905911 A EP96905911 A EP 96905911A EP 96905911 A EP96905911 A EP 96905911A EP 0815574 B1 EP0815574 B1 EP 0815574B1
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EP
European Patent Office
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switch according
electrodes
immersion
wall
voltage
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96905911A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0815574A1 (fr
Inventor
Roger Anfosso
Franck Garde
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Anfosso Roger
Pyroalliance SA
Original Assignee
Pyroalliance SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Pyroalliance SA filed Critical Pyroalliance SA
Publication of EP0815574A1 publication Critical patent/EP0815574A1/fr
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Publication of EP0815574B1 publication Critical patent/EP0815574B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00—Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/42—Switches operated by change of humidity

Definitions

  • the present invention relates to the field of detection of immersion in a liquid medium.
  • the invention relates to a contactor electric device according to the preamble of claim 1 arranged between a current source and a receiving device, the contactor does not closing the electrical circuit only if it is immersed in a depth and for a predetermined period of time in a defined liquid medium; see FR-A-2 569 305.
  • a contactor according to the invention finds a preferred application in the swelling area of life jackets.
  • contactors working under low immersion and therefore under small variation of pressure relative to atmospheric pressure.
  • Such contactor has, for example, been proposed in the patent FR-A-2 569 305 or in its correspondent EP-A-0 174 891.
  • the contactor does not not an independent element but is integrated into a pyrotechnic device. Triggering the circuit is not due to the mechanical deformation of a piece but is caused by an abrupt change in conductance related to the penetration of the liquid into the electrical box through a membrane of very low porosity set to not let the liquid pass than for continuous immersion.
  • the object of the present invention is precisely to propose such a contactor.
  • the contactor according to the invention is perfectly reliable in all positions because it suffices that the liquid medium covers the external face of the immersion detection wall without having to penetrate in the contactor itself.
  • the membrane microporous is impermeable to liquids and does not only function to ensure, before operation, the conservation of ambient atmospheric pressure in the waterproof compartment.
  • connection component is chosen in the group made up of semiconductors and relay.
  • said element pressure sensitive has free volume interior which communicates with the interior of the waterproof compartment which ensures that before said element is always wedged on the ambient atmospheric pressure and thus can be sensitive to very small pressure variations, i.e. at very shallow immersion depths.
  • the said microporous membrane will be advantageously chosen from the group made up of hydrophobic membranes and oleophobic membranes according to the type of liquid medium intended to receive the contactor and preferably still said membrane include at least one layer of fibrous material in expanded polytetrafluoroethylene.
  • said housing includes a sealed housing for the source of direct current which will advantageously consist of an electric battery.
  • said wall immersion detection will be protected by a cover exterior provided with openings allowing a liquid to come into contact with said wall.
  • these openings will be side openings allowing said hood to ensure full frontal protection of said wall immersion detection.
  • connection component is advantageously constituted by a transistor.
  • said circuit electronics includes two potentiometric divider bridges independent, connected to said component of connection and each comprising an input comparator and an output comparator separated by a diode, each bridge containing one of the two resistors variables associated with its threshold resistance.
  • each dividing bridge will be made up by a double operational power amplifier and preferably the two bridges will be grouped in a quadruple operational power amplifier unique.
  • the two bridges dividers are connected to an integrator which does not unlocks output comparators only if both variable resistances fell below their respective values for a period of time predetermined.
  • the said integrator will be consisting of a resistor and a capacitor.
  • said resistance of force detection advantageously comprises a volume free interior which communicates with the interior of the waterproof compartment.
  • connection component is advantageously constituted by a thyristor.
  • said circuit electronics then includes four separate modules, connected to said connection component: a command power, an oscillator, a signal detector and a microphone amplifier; the oscillator, the signal detector and microphone amplifier does can be supplied with voltage only if the resistance electric prevailing between the first pair of electrodes has reached its threshold level.
  • said pairs of electrodes do not are therefore not located in the same module, so as to make the module power up comprising said second pair of electrodes, dependent of the module integrating said first pair of electrodes: the power control.
  • control module power placed between the DC source and the current distribution socket, is connected in input on the first pair of electrodes and output on the signal detector, so as to control the power up of the other three modules.
  • the module power control therefore acts as a switch for the other three modules of the electronic circuit.
  • the oscillator module preferably made up by an operational amplifier is connected to the input on the microphone amplifier and output on the pressure sensor, so as to supply current said pressure sensor.
  • the signal detector module preferably consisting of an operational amplifier, is connected in input on the power control and in output on the microphone amplifier so as to convert the amplified alternating voltage of said pressure sensor into a continuous voltage.
  • the microphone amplifier module preferably consisting of an operational amplifier, is connected as an input to the signal detector and output on the oscillator, so as to detect a increasing alternating voltage.
  • said operational amplifiers will be grouped into a quadruple amplifier single operational.
  • said sensor for pressure has an internal free volume which communicates with the inside of the waterproof compartment, which allows to guarantee that before operation said sensor pressure is always set on pressure ambient atmospheric and can thus be sensitive to very small variations in pressure, i.e. very shallow immersion depths.
  • This second embodiment of the invention allows to obtain contactors which are particularly resistant good for salt spray.
  • the pyrotechnic device can advantageously be constituted by a pyrotechnic perforator coupled to a gas cartridge under pressure or even be consisting of a pyrotechnic gas generator.
  • a particularly advantageous use of the invention consists in connecting the contactor to a pyrotechnic device for inflating lifejackets life jacket so as to offer life jackets to automatic inflation in case of prolonged immersion of people who wear them.
  • Figure 1 is a top view with partial partial cutaway of a contactor made according to the first preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a section along AA of the contactor shown in FIG. 1.
  • Figure 3 is a schematic view showing the principle of constitution of a force sensing resistor.
  • Figure 4 is a partial top view of a force sensing resistor used in the context of the present invention.
  • FIG. 5 is a functional diagram of the electronic circuit of the contactor represented in FIG. 1.
  • FIG. 6 is the logic operating diagram of the electronic circuit shown in FIG. 5.
  • Figure 7 is a top view with double cutout of a contactor made according to the second preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is a section on AA of the contactor shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a functional diagram of the electronic circuit of the contactor represented in FIG. 7.
  • FIG. 10 is a logic operating diagram of the electronic circuit shown in FIG. 9.
  • Figure 11 is a simplified view, partially torn off, from a contactor according to the invention connected to a pyrotechnic perforator.
  • the invention relates in this first case to a electrical contactor 21 intended to detect a immersion in a liquid medium.
  • This contactor 21 is constituted by a housing 22 comprising a compartment 23 liquid tight.
  • This compartment 23 contains a electronic circuit 24 interposed between a source 25 of direct current and a 26 distribution outlet current.
  • Said circuit 24 comprises at least one component connection 27 which does not provide the connection between the source 25 and socket 26 only if sufficient voltage applied to it by the rest of the electronic circuit whose detailed description appears a little further in the description.
  • This connection component is advantageously a transistor as shown in the figure 5.
  • the housing 22 includes a sealed housing 28 for the source of direct current 25 which will advantageously be constituted by a 3.6 volt lithium battery for applications intended for inflating lifejackets rescue.
  • Said sealed compartment 23 has a wall 29 immersion detection whose external face 30 is in direct contact with the liquid in which is immersed contactor 21.
  • said electronic circuit 24 comprises a first pair of electrodes 31 and 32 which pass through the immersion detection wall 29.
  • the free end of each of these two electrodes is located on the external face 30 of the immersion wall 29 and the two electrodes 31 and 32 constitute a variable resistance R 3 as a function of the nature of the medium, gaseous or liquid, being in contact with said wall.
  • the electronic circuit 24 comprises a second pair of electrodes 33 and 34, the ends of which are connected to a force detection resistor 35 arranged on the external face 30 of said immersion wall 29 so thus constituting a variable resistance R 4 as a function of the pressure prevailing on said wall.
  • the resistor 35 for detecting force consists of a head 36 extended by a tail 37 containing the electrodes 33 and 34.
  • the head 36 comprises a set of two sheets 38 and 39 of polymer laminated and assembled so as to leave a free volume between them, at rest interior 40.
  • a layer 43 of semiconductor polymer On the sheet 38 is deposited a layer 43 of semiconductor polymer.
  • the head 36 of the resistor 35 rests on the face external 30 of the immersion detection wall 29 while the tail 37 enters through an opening 44 clogged by a seal 45 in the sealed compartment 23 so as to conduct the electrodes 33 and 34 to the electronic circuit 24.
  • the tail 37 has a channel hollow 46 which connects the free volume 40 with the interior of the waterproof compartment 23.
  • Such force sensing resistors are marketed by the company "INTERLINK” under the trademark “FSR” ®.
  • the immersion detection wall 29 has a opening 47 closed by a microporous membrane 48 permeable to gases and impermeable to said liquid medium.
  • a microporous membrane 48 permeable to gases and impermeable to said liquid medium.
  • said microporous membrane 48 is chosen from the group formed by hydrophobic membranes and membranes oleophobic.
  • microporous membrane 48 will include at least one layer of fibrous material in expanded polytetrafluoroethylene.
  • said detection wall immersion 29 can constitute an external face of the contactor 21; but according to a preferred embodiment of the invention, the immersion detection wall 29 will protected by an outer cover 49 provided with openings 50 allowing a liquid to come into contact with said wall. As shown in Figures 1 and 2, the openings 50 will advantageously be openings side so that the cover 49 can ensure complete frontal protection of the wall 29.
  • the electronic circuit 24 does not supply said component connecting enough tension to make it "passing" only if each of the two variable resistors R3 and R4 becomes less than a threshold resistance own determined.
  • This double condition implies that both the resistance between electrodes 31 and 32 either sufficiently lowered by immersion of the latter in a predetermined liquid medium and that the resistance between electrodes 33 and 34 is also sufficiently lowered due to an increase in the pressure on resistance 35 to become less than a predetermined value.
  • the source 25 of direct current with a positive terminal 25a and a negative terminal 25b as well as the distribution socket of current 26 having a good positive 26a and a negative terminal 26b.
  • the positive terminal 26a of the socket 26 is connected directly to the positive terminal 25a of the source 25, while the negative terminal 26b of the socket 26 is connected to the negative terminal 25b of the source 25 via a transistor 27 whose third terminal is connected to the electronic circuit 24 supplied with direct current by the source 25 according to the indications shown in figure 5.
  • the transistor 27 is protected against overvoltages by a resistor 49 and by a capacitor 500 connected to the mass.
  • the electronic circuit 24 includes two bridges independent potentiometric dividers L1 and L2 fictitiously isolated in Figure 5 by perimeters dotted. These bridges are connected to transistor 27 and each have an input comparator 51 or 52 and a output comparator 53 or 54 separated by a diode 55 or 56.
  • Each bridge contains one of the two variable resistors R 3 and R 4 , the resistance R 3 being associated with its specific threshold resistance constituted by the resistances 4.1 and 4.1 ′ and the resistance R4 being associated with its specific threshold resistance constituted by the resistors 4.2. and 4.2 '.
  • Each dividing bridge L1 and L2 will advantageously consisting of a double operational amplifier of power, or better yet, the two L1 dividing bridges and L2 will be integrated into a quad amplifier operational power and thus will only constitute than a single component of circuit 24.
  • the dividing bridges L1 and L2 are connected to an integrator 71 fictitiously isolated in FIG. 5 by a dotted perimeter.
  • the integrator 71 makes it possible to unblock the output comparators 53 and 54 only if the two variable resistors R 3 and R 4 have fallen below their respective threshold values for a predetermined period of time.
  • the integrator 71 will be constituted by a resistor 72 and by a capacitor 73.
  • the resistors R 3 and R 4 are very high, even infinite, the voltages V 2 and V 6 at the terminals of the input comparators 51 and 52 are close to the reference voltage supplied by the source 25 while the voltages V 3 and V 5 are substantially equal to half of this reference voltage.
  • the resistance R 3 becomes less than its threshold value 4.1 + 4.1 'and the resistance R 4 becomes less than its threshold value 4.2 + 4.2'.
  • the voltage V 6 becomes lower than the voltage V 5 while at the terminals of the input comparator 51 the voltage V 2 becomes less than the voltage V 3 .
  • the voltages V1 and V 7 on the one hand, V 10 and V 12 on the other hand then acquire sufficient values to make the diodes 55 and 56 passable insofar as the integrator 71 has unlocked the system.
  • the voltages V14 and V8 supplied by the output comparators are then sufficient to make the transistor 27 pass, the terminal 26b of the socket 26 is then connected to the terminal 25b of the source 25 and the socket 26 can distribute current.
  • the invention relates in this second case to a electrical contactor 121 intended to detect a immersion in a liquid medium.
  • This contactor 121 is consisting of a housing 122 comprising a compartment 123 liquid tight.
  • This compartment 123 contains an electronic circuit 124 interposed between a source 125 DC distribution and one outlet 126 current distribution.
  • Said electronic circuit 124 includes at least one connection component 127 which ensures the connection between the power source and the distribution outlet 126 only if sufficient voltage it is transmitted to it by the rest of the electronic circuit 124, the detailed description of which is given below in the description.
  • This connection component is advantageously a thyristor as shown in the figure 9.
  • the housing 122 includes a waterproof housing 128 for the source of direct current 125 which is advantageously constituted by a battery for applications intended for inflation inflatable tanks for the safety of goods or of people.
  • Said sealed compartment has a wall 129 immersion detection whose external face 130 is in direct contact with the liquid in which is immersed the contactor 121.
  • said electronic circuit 124 includes a first pair of electrodes 131 and 132 which pass through the wall of immersion detection 129.
  • the free end of each of these two electrodes is located on the external face 130 of the immersion detection wall 129 and the two electrodes 131 and 132 constitute a variable resistance Re depending on the nature of the medium, gaseous or liquid, being in contact with the so-called immersion detection wall 129.
  • electronic circuit 124 has a second pair of electrodes 133 and 134 whose ends are connected to a pressure sensor 135, one end of which passing through an opening 144, blocked by a seal seal 145 is located on the outer face 130 of the immersion detection wall 129, so as to generate a variable voltage Tp as a function of the pressure of the medium in contact with said immersion detection wall 129.
  • the sensor 135 has a free volume 140 which communicates with inside compartment 123.
  • the immersion detection wall 129 has a opening 147 closed by a microporous membrane 148 permeable to gases and impermeable to said liquid medium.
  • a microporous membrane 148 permeable to gases and impermeable to said liquid medium.
  • said microporous membrane 148 is chosen in the group consisting of hydrophobic membranes or oleophobic.
  • said membrane microporous 148 will include at least one layer of fibrous material of expanded polytetrafluoroethylene.
  • said detection wall immersion 129 can constitute an external face of the contactor 121; but according to a preferred embodiment of the invention, the immersion detection wall 129 will protected by an outer cover 149 provided with openings 150 allowing a liquid to come into contact with said wall. As shown in Figures 7 and 8, the openings 150 will advantageously be openings side so that the cover 149 can ensure complete frontal protection of the wall 129.
  • the electronic circuit 124 does not supply said component connection 127 enough tension to make it "on” only if the resistance Re and the voltage Tp have respectively crossed their own predetermined threshold.
  • This double condition implies that both the resistance between electrodes 131 and 132 i.e. sufficiently lowered by immersion of the latter in a predetermined liquid medium, and that the voltage Tp between electrodes 133 and 134 is also increased enough under pressure applied to the pressure sensor 135.
  • the current source continuous 125 with a positive terminal 125a and a negative terminal 125b as well as the distribution socket current 126 having a positive terminal 126a and a negative terminal 126b.
  • the positive terminal 126a of the socket current distribution is connected directly to the positive terminal 125a of the direct current source 125, while the negative terminal 126b of the socket distribution 126 is connected to the negative terminal 125b of the direct current source 125 via a thyristor 127 whose third terminal is connected on the electronic circuit 124 supplied with current continuous by source 125 as indicated in figure 9.
  • Thyristor 127 is protected against all overvoltages by the two capacitors 152, 153 and by resistance 154 connected in parallel to said thyristor 127.
  • the electronic circuit 124 comprises four independent modules: a power control H1, an oscillator H2, a signal detector H3 and a microphone amplifier H4, fictitiously isolated in FIG. 9 by dotted perimeters.
  • the modules H2, H3, and H4 can only be supplied with voltage if the electrical resistance prevailing between the electrodes 131 and 132 has reached its threshold level, for example less than 10 4 ohms.
  • the capacitors 152 and 153 as well as resistor 154 protect thyristor 127 from all nuisance overvoltages, especially during different energizations of circuit 124.
  • the H2 module, oscillator is advantageously consisting of an operational amplifier U4, two diodes 164 and 165, two capacitors 166 and 167, and five resistors 168, 169, 170, 171, 172 so as to supplying alternating current to said sensor pressure 135.
  • the value required to supply the pressure sensor 135, although not critical, requires an alternating voltage of 2V peak to peak for a frequency of 400 Hz, said signal, generated by the H2 oscillator, being moderated in power by the resistance 173 of module H3.
  • the H4 module, microphone amplifier differential is advantageously constituted by two operational amplifiers U1, U2, ten resistors 190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 199, four capacitors 115, 116, 117, 118 so as to detect an increasing AC voltage proportional to the pressure to which the sensor 135 is subjected.
  • Said H4 module producing considerable differential gain greater than 500, resistance 194 allows adjustment of this gain in the case of another application instrumental.
  • the H3 module, signal detector is advantageously constituted by an amplifier operational U3, two diodes 119 and 120, the very low conduction thresholds are specific to detection very weak signals, two capacitors 151 and 104, and five resistors 100, 101, 173, 102, 103 so as to convert the amplified alternating voltage of the said pressure sensor 135 in continuous voltage.
  • the resistance Re prevailing between the electrodes 131 and 132, drops below the threshold value of 10 4 ohms so that the other three modules are switched on.
  • the nominal voltage of 3.6V controllable in TP4
  • the pressure sensor 135 connected in bridge of measurement, supplied with 400 Hz alternating current, generated by the H2 oscillator module, sends its signal to H4 high gain differential amplifier (higher 500).
  • This amplifier controls the diode detector H3 which converts the amplified AC voltage from pressure sensor 135 in DC voltage, this voltage being analyzed by comparator U3 which goes to the active state, this having the effect of activating the transistor 156 then thyristor 127, thus closing the distribution outlet 126.
  • the measuring bridge (sensor 135) is almost balanced so that the chain of H4-H3 detection only analyzes voltage variations very weak continuous, in this state of rest the comparator U3 remains at level 1 (3.6V controllable in TP3).
  • the measurement chain H3-H4 detects a increasing alternating voltage (verifiable in TP2) and when the trigger threshold of comparator U3 predetermined by resistors 194 and 195 is reached, this switches to state 0 (less than 0.5V controllable in TP3), transistor 156 and thyristor 127 of the power module are then activated putting thus the current distribution socket 126 under voltage.
  • the invention also relates to the use of contactors according to the invention in combination with a pyrotechnic device, and in particular a device pyrotechnics intended to inflate tanks inflatable, by connecting the distribution outlet on the pyrotechnic device.
  • FIG. 11 shows a contactor 121, according to the second preferred embodiment of the invention, the distribution outlet 126 of which is plugged into socket 74 of a pyrotechnic perforator 75.
  • the plug 74 is at least connected to the perforator pyrotechnic 75 by two conducting wires 76 and 77.
  • the pyrotechnic perforator 75 consists of a body cylindrical 78 crossed by an axial bore of diameter variable 79. At one end, this bore forms a combustion chamber containing a charge pyrotechnic 80 covered by an ignition bead 81 into which the wires 76 and 77 penetrate.
  • the combustion chamber is closed by a plug 82 and is extended by a nozzle 83 opening into a working chamber 84 in which a piston is housed 85 gas tight and extended by a hollow rod 86 bevel cut.
  • Working chamber 84 ends by a threaded opening 87 intended to receive a gas cartridge closed by a cover located in look of the rod 86.
  • a radial bore 88 puts in communication the lower part of the working chamber 84 in which the rod 86 moves with the outside. It is on this bore that the hose is connected. inflating the inflatable tank, for example the hose inflatable vest.

Landscapes

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

La présente invention se rapporte au domaine de la détection de l'immersion dans un milieu liquide.
Plus précisément, l'invention concerne un contacteur électrique selon le préambule de la revendication 1 disposé entre une source de courant électrique et un dispositif récepteur, le contacteur ne fermant le circuit électrique que s'il est immergé à une profondeur et pendant un laps de temps prédéterminés dans un milieu liquide défini; voir FR-A-2 569 305. Un contacteur selon l'invention trouve une application préférée dans le domaine du gonflement des gilets de sauvetage.
On connaít déjà, par exemple par le brevet US-A-3,739,673 des contacteurs électriques pour les travaux sous-marins comme par exemple le déclenchement d'un coupe-cable pyrotechnique. Le contacteur décrit dans ce brevet comprend notamment une coupelle rigide qui peut se déplacer axialement par rapport au corps du contacteur sous l'effet de la pression et mettre ainsi au contact deux lames initialement séparées par une entretoise partiellement déformable. De tels contacteurs donnent toute satisfaction pour des domaines de pression élevée et notamment les pressions engendrées par une explosion sous-marine. Cependant de tels contacteurs ne sont pas fiables sous faible immersion, notamment à cause du frottement du joint d'étanchéité placé entre la coupelle mobile et le reste du corps du contacteur.
On a alors cherché des contacteurs fonctionnant sous faible immersion et donc sous faible variation de pression par rapport à la pression atmosphérique. Un tel contacteur a, par exemple, été proposé dans le brevet FR-A-2 569 305 ou dans son correspondant EP-A-0 174 891. Selon cette solution le contacteur ne forme pas un élément indépendant mais est intégré à un dispositif pyrotechnique. Le déclenchement du circuit électrique n'est pas dû à la déformation mécanique d'une pièce mais est provoqué par une variation brusque de conductance liée à la pénétration du liquide dans le boítier électrique au travers d'une membrane de très faible porosité réglée pour ne laisser passer le liquide que pour une immersion continue.
Si un tel contacteur est, en théorie, parfaitement fiable, en pratique son fonctionnement dépend de sa position au moment de l'immersion et sa fiabilité n'est pas totale.
Pour diverses applications comme, par exemple, le gonflement des gilets de sauvetage, l'homme de métier est donc toujours à la recherche d'un contacteur électrique présentant une grande fiabilité de fonctionnement sous faible immersion.
L'objet de la présente invention est précisément de proposer un tel contacteur.
L'invention concerne donc un contacteur électrique, déclenchable par immersion dans un milieu liquide, et comprenant un boítier comportant un compartiment étanche aux liquides qui contient un circuit électronique interposé entre une source de courant électrique continu et une prise de distribution de courant, ledit circuit comprenant au moins une paire d'électrodes et un composant de connexion qui n'assure la connexion entre la source de courant continu et la prise de distribution que si une tension suffisante lui est appliquée, ledit compartiment présentant une paroi de détection d'immersion avec une face externe qui est en contact direct avec le liquide dans lequel est immergé le contacteur, caractérisé en ce que :
  • i) les extrémités libres de ladite paire d'électrodes sont situées sur la face externe de la paroi d'immersion, lesdites électrodes constituant ainsi une résistance variable en fonction de la nature du milieu se trouvant au contact de ladite paroi,
  • ii) ledit circuit électronique comporte une seconde paire d'électrodes dont les extrémités libres sont reliées à un élément sensible à la pression qui lui est appliquée et dont au moins une partie est située sur la face externe de ladite paroi d'immersion de manière à rendre lesdites électrodes sensibles à la pression du milieu se trouvant au contact de la dite paroi,
  • iii) ladite paroi de détection d'immersion comporte une ouverture fermée par une membrane microporeuse perméable aux gaz et imperméable au dit milieu liquide,
  • iv) ledit circuit électronique ne fournit au dit composant de connexion la tension suffisante que si chaque paire d'électrodes a identifié un franchissement de seuil prédéterminé pour ses paramètres de fonctionnement.
    • Ainsi lorsque la sortie de courant est branchée sur un dispositif récepteur, le contacteur selon l'invention ne fermera le circuit électrique que lorsque deux conditions seront simultanément réalisées :
    • le contacteur doit être immergé pour que la résistance variable constituée par la première paire d'électrodes tombe en dessous de son seuil de fonctionnement,
    • le contacteur doit être soumis à une pression suffisante pour que la deuxième paire d'électrodes reliées à l'élément sensible à la pression détecte dans son fonctionnement un franchissement de seuil.
    Contrairement au contacteur objet du brevet FR-B-2 569 305, le contacteur selon l'invention est parfaitement fiable en toutes positions car il suffit que le milieu liquide recouvre la face externe de la paroi de détection d'immersion sans avoir à pénétrer dans le contacteur proprement dit. En effet la membrane microporeuse est imperméable aux liquides et n'a pour seule fonction que d'assurer, avant fonctionnement, la conservation de la pression atmosphérique ambiante dans le compartiment étanche.
    Selon une première variante préférée de réalisation de l'invention le composant de connexion est choisi dans le groupe constitué par les semi-conducteurs et les relais.
    Selon une seconde variante préférée, ledit élément sensible à la pression comporte un volume libre intérieur qui communique avec l'intérieur du compartiment étanche ce qui permet de garantir qu'avant fonctionnement ledit élément soit toujours calé sur la pression atmosphérique ambiante et puisse ainsi être sensible à de très faibles variations de pression, c'est-à-dire à de très faibles profondeurs d'immersion.
    Dans ce but la dite membrane microporeuse sera avantageusement choisie dans le groupe constitué par les membranes hydrophobes et les membranes oléophobes selon le type de milieu liquide destiné à recevoir le contacteur et préférentiellement encore la dite membrane comportera au moins une couche de matière fibreuse en polytétrafluoroéthylène expansé.
    Selon une troisième variante préférée, ledit boítier comporte un logement étanche pour la source de courant continu qui sera avantageusement constituée par une pile électrique.
    Selon une quatrième variante préférée, ladite paroi de détection d'immersion sera protégée par un capot extérieur muni d'ouvertures permettant à un liquide de venir au contact de la dite paroi.
    Avantageusement ces ouvertures seront des ouvertures latérales permettant au dit capot d'assurer une protection frontale complète de la dite paroi de détection d'immersion.
    Selon un premier mode préféré de réalisation de l'invention, le contacteur est caractérisé en ce que :
    • les extrémités libres de la seconde paire d'électrodes sont reliées à une résistance de détection de force disposée sur la face externe de ladite paroi d'immersion de manière à constituer ainsi une résistance variable en fonction de la pression du milieu se trouvant au contact de ladite paroi,
    • et en ce que ledit circuit électronique ne fournit au dit composant de connexion la tension suffisante que si chacune des deux résistances variables ainsi constituées devient inférieure à une résistance seuil propre prédéterminée.
    Dans ce mode de réalisation de l'invention, le composant de connexion est avantageusement constitué par un transistor.
    Selon une variante préférée, ledit circuit électronique comprend deux ponts diviseurs potentiométriques indépendants, connectés au dit composant de connexion et comportant chacun un comparateur d'entrée et un comparateur de sortie séparés par une diode, chaque pont contenant l'une des deux résistances variables associée à sa résistance seuil.
    Avantageusement chaque pont diviseur sera constitué par un double amplificateur opérationnel de puissance et préférentiellement les deux ponts seront regroupés dans un quadruple amplificateur opérationnel de puissance unique.
    Selon une autre variante préférée les deux ponts diviseurs sont branchés sur un intégrateur qui ne débloque les comparateurs de sortie que si les deux résistances variables sont tombées en dessous de leurs valeurs respectives pendant un laps de temps prédéterminé.
    Il est ainsi possible avec ce premier mode de réalisation de l'invention d'ajouter pour la fermeture du circuit électrique une troisième condition relative à la durée de l'immersion.
    Préférentiellement le dit intégrateur sera constitué par une résistance et par un condensateur.
    Comme déjà indiqué plus haut, ladite résistance de détection de force comporte avantageusement un volume libre intérieur qui communique avec l'intérieur du compartiment étanche.
    Selon un second mode préféré de réalisation de l'invention, le contacteur est caractérisé en ce que :
    • les extrémités libres de la seconde paire d'électrodes sont reliées à un capteur de pression dont la partie sensible est située sur la face externe de la paroi de détection d'immersion et qui est principalement constitué par deux ponts de Wheatstone branchés sur ledit circuit électronique et modulables en fonction de la pression exercée sur ladite partie sensible de manière à générer entre lesdites électrodes une tension Tp variable en fonction de la pression du milieu se trouvant au contact de ladite paroi,
    • et en ce que ledit circuit électronique ne fournit au dit composant de connexion la tension suffisante que si la première paire d'électrodes a identifié une résistance électrique Re inférieure à un seuil prédéterminé et que si la seconde paire d'électrodes a identifié une tension Tp supérieure à un seuil prédéterminé.
    Dans ce second mode préféré de réalisation de l'invention le composant de connexion est avantageusement constitué par un thyristor.
    Selon une variante préférée, ledit circuit électronique comprend alors quatre modules distincts, connectés au dit composant de connexion : une commande de puissance, un oscillateur, un détecteur de signal et un amplificateur microphonique ; l'oscillateur, le détecteur de signal et l'amplificateur microphonique ne pouvant être alimentés en tension que si la résistance électrique régnant entre la première paire d'électrodes a atteint son niveau seuil.
    Avantageusement lesdites paires d'électrodes ne sont pas donc pas situées dans le même module, de manière à rendre la mise sous tension du module comportant ladite seconde paire d'électrodes, dépendante du module intégrant ladite première paire d'électrodes : la commande de puissance.
    Préférentiellement, le module de commande puissance, placé entre la source de courant continu et la prise de distribution de courant, est branché en entrée sur la première paire d'électrodes et en sortie sur le détecteur de signal, de manière à commander la mise sous tension des trois autres modules. Le module de commande de puissance joue donc le rôle d'interrupteur pour les trois autres modules du circuit électronique.
    Le module oscillateur, préférentiellement constitué par un amplificateur opérationnel est branché en entrée sur l'amplificateur microphonique et en sortie sur le capteur de pression, de manière à alimenter en courant alternatif ledit capteur de pression.
    Le module détecteur de signal, préférentiellement constitué par un amplificateur opérationnel, est branché en entrée sur la commande puissance et en sortie sur l'amplificateur microphonique de manière à convertir la tension alternative amplifiée du dit capteur de pression en une tension continue.
    Le module amplificateur microphonique, préférentiellement constitué par un amplificateur opérationnel, est branché en entrée sur le détecteur de signal et en sortie sur l'oscillateur, de manière à détecter une tension alternative croissante.
    Préférentiellement lesdits amplificateurs opérationnels seront regroupés en un quadruple amplificateur opérationnel unique.
    Selon une autre variante préférée, ledit capteur de pression comporte un volume libre interne qui communique avec l'intérieur du compartiment étanche, ce qui permet de garantir qu'avant fonctionnement ledit capteur de pression soit toujours calé sur la pression atmosphérique ambiante et puisse ainsi être sensible à de très faibles variations de pression, c'est-à-dire à de très faibles profondeurs d'immersion.
    Ce second mode de réalisation de l'invention permet d'obtenir des contacteurs qui résistent particulièrement bien aux brouillards salins.
    L'invention concerne également l'utilisation d'un contacteur électrique selon l'invention par branchement de la prise de distribution sur un dispositif pyrotechnique récepteur devant être déclenché en cas d'immersion. Une des nombreuses utilisations particulièrement avantageuses de l'invention consiste à brancher le contacteur sur un dispositif pyrotechnique permettant le gonflage d'objets, tels que par exemple :
    • gilets des sauvetage,
    • ballons de détection,
    • ballons anti-chavirage, etc...
    Le dispositif pyrotechnique peut avantageusement être constitué par un perforateur pyrotechnique couplé à une cartouche de gaz sous pression ou encore être constitué par un générateur pyrotechnique de gaz.
    Une utilisation particulièrement avantageuse de l'invention consiste à brancher le contacteur sur un dispositif pyrotechnique de gonflage de gilets de sauvetage de manière à offrir des gilets de sauvetage à gonflement automatique en cas d'immersion prolongée des personnes qui les portent.
    On décrit ci-après deux exemples de réalisation et un exemple d'application des contacteurs selon l'invention en se référant aux figures 1 à 11.
    La figure 1 est une vue de dessus avec double arrachage partiel d'un contacteur réalisé selon le premier mode préféré de l'invention.
    La figure 2 est une coupe selon A.A. du contacteur représenté à la figure 1.
    La figure 3 est une vue schématique montrant le principe de constitution d'une résistance de détection de force.
    La figure 4 est une vue partielle de dessus d'une résistance de détection de force utilisée dans le cadre de la présente invention.
    La figure 5 est un schéma fonctionnel du circuit électronique du contacteur représenté à la figure 1.
    La figure 6 est le diagramme de fonctionnement logique du circuit électronique représenté à la figure 5.
    La figure 7 est une vue de dessus avec double arrachage d'un contacteur réalisé selon le deuxième mode préféré de l'invention.
    La figure 8 est une coupe selon A.A. du contacteur représenté à la figure 7.
    La figure 9 est un schéma fonctionnel du circuit électronique du contacteur représenté à la figure 7.
    La figure 10 est un diagramme de fonctionnement logique du circuit électronique représenté à la figure 9.
    La figure 11 est une vue simplifiée, partiellement arrachée, d'un contacteur selon l'invention branché sur un perforateur pyrotechnique.
    On décrit maintenant en détails la structure et le fonctionnement du contacteur représenté aux figures 1 à 6.
    L'invention concerne dans ce premier cas un contacteur électrique 21 destiné à détecter une immersion dans un milieu liquide. Ce contacteur 21 est constituée par un boítier 22 comportant un compartiment 23 étanche aux liquides. Ce compartiment 23 contient un circuit électronique 24 interposé entre une source 25 de courant continu et une prise 26 de distribution de courant. Ledit circuit 24 comprend au moins un composant de connexion 27 qui n'assure la connexion entre la source 25 et la prise 26 que si une tension suffisante lui est appliquée par le reste du circuit électronique dont la description détaillée figure un peu plus loin dans la description. Ce composant de connexion est avantageusement un transistor comme représenté à la figure 5.
    Comme représenté à la figure 1 le boítier 22 comporte un logement étanche 28 pour la source de courant continu 25 qui sera avantageusement constitué par une pile au lithium de 3,6 volts pour les applications destinées au gonflage des gilets de sauvetage.
    Ledit compartiment étanche 23 présente une paroi 29 de détection d'immersion dont la face externe 30 est en contact direct avec le liquide dans lequel est immergé le contacteur 21.
    Selon une première caractéristique de l'invention le dit circuit électronique 24 comporte une première paire d'électrodes 31 et 32 qui traversent la paroi de détection d'immersion 29. Ainsi l'extrémité libre de chacune de ces deux électrodes se trouve située sur la face externe 30 de la paroi d'immersion 29 et les deux électrodes 31 et 32 constituent une résistance variable R3 en fonction de la nature du milieu, gazeux ou liquide, se trouvant au contact de ladite paroi.
    Selon une seconde caractéristique de l'invention le circuit électronique 24 comporte une seconde paire d'électrodes 33 et 34 dont les extrémités sont reliées à une résistance de détection de force 35 disposée sur la face externe 30 de ladite paroi d'immersion 29 de manière à constituer ainsi une résistance variable R4 en fonction de la pression régnant sur la dite paroi.
    En se reportant plus particulièrement aux figures 3 et 4 on observe que la résistance 35 de détection de force se compose d'une tête 36 prolongée par une queue 37 contenant les électrodes 33 et 34.
    La tête 36 comporte un ensemble de deux feuilles 38 et 39 de polymère laminées et assemblées de manière à laisser subsister entre elles, au repos, un volume libre intérieur 40.
    Sur la feuille 39 est disposé un réseau de pistes conductrices 41 et 42 provenant des électrodes 33 et 34, ces pistes étant interpénétrées sans contact entre elles.
    Sur la feuille 38 est déposée une couche 43 de polymère semi-conducteur. Lorsqu'une force s'exerce sur les surfaces extérieures des feuilles 38 et 39, celles-ci s'écrasent l'une contre l'autre et le polymère 43 vient établir une liaison électrique entre les pistes 41 et 42. La tête 36 de la résistance 35 repose sur la face externe 30 de la paroi de détection d'immersion 29 tandis que la queue 37 pénètre par une ouverture 44 colmatée par un joint d'étanchéité 45 dans le compartiment étanche 23 de manière à conduire les électrodes 33 et 34 jusqu'au circuit électronique 24.
    De manière à garantir une bonne sensibilité de la résistance de détection de force 35 aux faibles variations de pression la queue 37 comporte un canal creux 46 qui met en communication le volume libre 40 avec l'intérieur du compartiment étanche 23.
    De telles résistances de détection de force sont commercialisées par la société "INTERLINK" sous la marque de commerce "FSR"®.
    Selon une troisième caractéristique de l'invention la paroi de détection d'immersion 29 comporte une ouverture 47 fermée par une membrane microporeuse 48 perméable aux gaz et imperméable au dit milieu liquide. Ainsi on garantit qu'avant fonctionnement la pression régnant dans le compartiment étanche 23 et dans le volume libre 40 de la résistance 35 est en permanence égale à la pression atmosphérique ambiante ce qui permet à la résistance 35 d'être sensible à de très faibles augmentations de pression par rapport à ladite pression atmosphérique ambiante. Préférentiellement ladite membrane microporeuse 48 est choisie dans le groupe constitué par les membranes hydrophobes et les membranes oléophobes.
    Avantageusement encore ladite membrane microporeuse 48 comportera au moins une couche de matière fibreuse en polytétrafluoroéthylène expansé.
    Ainsi constituée ladite paroi de détection d'immersion 29 peut constituer une face externe du contacteur 21 ; mais selon une réalisation préférée de l'invention, la paroi de détection d'immersion 29 sera protégée par un capot extérieur 49 muni d'ouvertures 50 permettant à un liquide de venir au contact de la dite paroi. Comme représenté aux figures 1 et 2, les ouvertures 50 seront avantageusement des ouvertures latérales de manière à ce que le capot 49 puisse assurer une protection frontale complète de la paroi 29.
    Selon une quatrième caractéristique de l'invention le circuit électronique 24 ne fournit au dit composant de connexion une tension suffisante pour le rendre "passant" que si chacune des deux résistances variables R3 et R4 devient inférieure à une résistance seuil propre déterminée. Cette double condition implique qu'à la fois la résistance entre les électrodes 31 et 32 soit suffisamment abaissée par immersion de ces dernières dans un milieu liquide prédéterminé et que la résistance entre les électrodes 33 et 34 soit également suffisamment abaissée sous l'effet d'une augmentation de la pression exercée sur la résistance 35 pour devenir inférieure à une valeur prédéterminée.
    On décrit maintenant la réalisation concrète de cette quatrième caractéristique en se référant plus particulièrement aux figures 5 et 6.
    On reconnaít sur la figure 5 la source 25 de courant continu présentant une borne positive 25a et une borne négative 25b ainsi que la prise de distribution de courant 26 présentant une bonne positive 26a et une borne négative 26b. La borne positive 26a de la prise 26 est reliée directement à la borne positive 25a de la source 25, tandis que la borne négative 26b de la prise 26 est reliée à la borne négative 25b de la source 25 par l'intermédiaire d'une transistor 27 dont la troisième borne est branchée sur le circuit électronique 24 alimenté en courant continu par la source 25 selon les indications figurant sur la figure 5.
    Le transistor 27 est protégé contre les surtensions par une résistance 49 et par un condensateur 500 reliés à la masse.
    Le circuit électronique 24 comprend deux ponts diviseurs potentiométriques indépendants L1 et L2 fictivement isolés sur la figure 5 par des périmètres pointillés. Ces ponts sont connectés au transistor 27 et comportent chacun un comparateur d'entrée 51 ou 52 et un comparateur de sortie 53 ou 54 séparés par une diode 55 ou 56.
    Chaque pont contient l'une des deux résistances variables R3 et R4, la résistance R3 étant associée à sa résistance seuil spécifique constituée par les résistances 4.1 et 4.1' et la résistance R4 étant associée à sa résistance seuil spécifique constituée par les résistances 4.2. et 4.2'.
    Deux condensateurs 57 et 58 ainsi que neuf résistances 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66 et 67 complètent l'équilibrage des deux points. Trois résistances 68, 69 et 70 protègent le circuit électronique 24.
    Chaque pont diviseur L1 et L2 sera avantageusement constitué par un double amplificateur opérationnel de puissance, ou, mieux encore, les deux ponts diviseurs L1 et L2 seront intégrés dans un quadruple amplificateur opérationnel de puissance et ne constitueront ainsi qu'un composant unique du circuit 24.
    Selon une réalisation préférée de l'invention les ponts diviseurs L1 et L2 sont branchés sur un intégrateur 71 fictivement isolé sur la figure 5 par un périmètre pointillé. L'intégrateur 71 permet de ne débloquer les comparateurs de sortie 53 et 54 que si les deux résistances variables R3 et R4 sont tombées en dessous de leurs valeurs seuil respectives pendant un laps de temps prédéterminé.
    Avantageusement l'intégrateur 71 sera constitué par une résistance 72 et par un condensateur 73.
    On décrit maintenant la logique de fonctionnement du contacteur selon l'invention en se référant plus particulièrement au diagramme représenté à la figure 6 sur lequel :
    • Vn (V1,V2,V3...) symbolise la tension existant à la borne n (1,2,3...) du circuit 24 tel que représenté à la figure 5,
    • Vcc symbolise la tension fournie par la source 25,
    • 0 symbolise l'état initial non passant,
    • 1 symbolise l'état passant après basculement des comparateurs.
    Lorsque le contacteur 21 n'est pas immergé, les résistances R3 et R4 sont très élevées, voire infinies, les tensions V2 et V6 aux bornes des comparateurs d'entrée 51 et 52 sont voisines de la tension de référence fournie par la source 25 tandis que les tensions V3 et V5 sont sensiblement égales à la moitié de cette tension de référence.
    Dans ces conditions les tensions V1 et V7 aux bornes des comparateurs d'entrée 51 et 52 et V12 et V10 aux bornes des comparateurs de sortie 53 et 54 sont insuffisantes pour rendre les diodes 55 et 56 passantes et les tensions V14 et V8 fournies par les comparateurs de sortie sont insuffisantes pour rendre passant le transistor 27. Aucun courant ne peut donc être fourni par la prise de distribution 26 puisque la borne 26b de cette dernière n'est pas connectée à la borne 25b de la source 25 de courant continu.
    Lorsque le contacteur 21 est immergé à une profondeur suffisante, la résistance R3 devient inférieure à sa valeur seuil 4.1 + 4.1' et la résistance R4 devient inférieure à sa valeur seuil 4.2 + 4.2'. Dans ces conditions aux bornes du comparateur d'entrée 52 la tension V6 devient inférieure à la tension V5 tandis qu'aux bornes du comparateur d'entrée 51 la tension V2 devient inférieure à la tension V3. Les tensions V1 et V7 d'une part, V10 et V12 d'autres part acquièrent alors des valeurs suffisantes pour rendre les diodes 55 et 56 passantes dans la mesure où l'intégrateur 71 a débloqué le système. Les tensions V14 et V8 fournies par les comparateurs de sortie sont alors suffisantes pour rendre passant le transistor 27, la borne 26b de la prise 26 est alors connectée à la borne 25b de la source 25 et la prise 26 peut distribuer du courant.
    Le diagramme de fonctionnement donné à la figure 6 montre que si l'une des deux conditions relatives à la présence d'un milieu liquide et à l'existence d'une surpression par rapport à la pression atmosphérique ambiante n'est pas réalisée, le contacteur 21 restera ouvert car l'une des diodes 55 ou 56 demeurera non passante. Il en va de même si le laps de temps nécessaire au fonctionnement de l'intégrateur 71 n'est pas respecté, étant précisé qu'en l'absence d'intégrateur ce laps de temps est nul, dans ce dernier cas le contacteur répond dès qu'il est immergé à une certaine profondeur.
    Le contacteur selon l'invention présente ainsi de grandes possibilités de réglage des seuils de déclenchement :
  • i) par le choix des valeurs des résistances 4.1 et 4.1' il est possible de déterminer le type de milieu liquide susceptible de provoquer le fonctionnement du contacteur ; il est ainsi possible, par exemple, de distinguer une immersion dans l'eau de mer d'une immersion dans l'eau douce.
  • ii) par le choix des valeurs des résistances 4.2 et 4.2' il est possible de déterminer la profondeur minimale d'immersion susceptible de provoquer le fonctionnement du contacteur.
  • iii) par le choix du condensateur 73 il est possible de déterminer la durée minimale d'immersion nécessaire pour provoquer le fonctionnement du contacteur.
    • On décrit maintenant en détails la structure et le fonctionnement du contacteur représenté aux figures 7 à 10.
    L'invention concerne dans ce second cas un contacteur électrique 121 destiné à détecter une immersion dans un milieu liquide. Ce contacteur 121 est constitué par un boítier 122 comportant un compartiment 123 étanche aux liquides. Ce compartiment 123 contient un circuit électronique 124 interposé entre une source 125 de distribution de courant continu et une prise 126 de distribution de courant. Ledit circuit électronique 124 comprend au moins un composant de connexion 127 qui n'assure la connexion entre la source de courant et la prise de distribution 126 que si une tension suffisante lui est transmise par le reste du circuit électronique 124, dont la description détaillée figure un plus loin dans la description. Ce composant de connexion est avantageusement un thyristor comme représenté à la figure 9.
    Comme représenté à la figure 7, le boítier 122 comporte un logement étanche 128 pour la source de courant continu 125 qui est avantageusement constituée par une pile pour les applications destinées au gonflage des réservoirs gonflables pour la sécurité de biens ou de personnes.
    Ledit compartiment étanche présente une paroi 129 de détection d'immersion dont la face externe 130 est en contact direct avec le liquide dans lequel est immergé le contacteur 121.
    Selon une première caractéristique de l'invention, ledit circuit électronique 124 comporte une première paire d'électrodes 131 et 132 qui traversent la paroi de détection d'immersion 129. Ainsi, l'extrémité libre de chacune de ces deux électrodes se trouve située sur la face externe 130 de la paroi de détection d'immersion 129 et les deux électrodes 131 et 132 constituent une résistance variable Re en fonction de la nature du milieu, gazeux ou liquide, se trouvant au contact de la dite paroi de détection d'immersion 129.
    Selon une seconde caractéristique de l'invention, le circuit électronique 124 possède une seconde paire d'électrodes 133 et 134 dont les extrémités sont reliées à un capteur de pression 135 dont l'une des extrémités passant par une ouverture 144, colmatée par un joint d'étanchéité 145 est située sur la face externe 130 de la paroi de détection d'immersion 129, de manière à générer une tension variable Tp en fonction de la pression du milieu se trouvant en contact de ladite paroi de détection d'immersion 129. Le capteur 135 comporte un volume libre 140 qui communique avec l'intérieur du compartiment 123.
    Selon une troisième caractéristique de l'invention, la paroi de détection d'immersion 129 comporte une ouverture 147 fermée par une membrane microporeuse 148 perméable aux gaz et imperméable au dit milieu liquide. Ainsi on garantit qu'avant fonctionnement, la pression régnant dans le compartiment étanche 123 et dans le volume libre 140 du capteur de pression 135 est en permanence égale à la pression atmosphérique ambiante, ce qui permet au capteur de pression 135 d'être sensible à de très faibles variations de pression par rapport à ladite pression atmosphérique ambiante. Préférentiellement, ladite membrane microporeuse 148 est choisie dans le groupe constitué par les membranes hydrophobes ou oléophobes.
    Avantageusement encore, ladite membrane microporeuse 148 comportera au moins une couche de matière fibreuse en polytétrafluoréthylène expansé.
    Ainsi constituée ladite paroi de détection d'immersion 129 peut constituer une face externe du contacteur 121 ; mais selon une réalisation préférée de l'invention, la paroi de détection d'immersion 129 sera protégée par un capot extérieur 149 muni d'ouvertures 150 permettant à un liquide de venir au contact de ladite paroi. Comme représenté aux figures 7 et 8, les ouvertures 150 seront avantageusement des ouvertures latérales de manière à ce que le capot 149 puisse assurer une protection frontale complète de la paroi 129.
    Selon une quatrième caractéristique de l'invention, le circuit électronique 124 ne fournit au dit composant de connexion 127 une tension suffisante pour le rendre "passant" que si la résistance Re et la tension Tp ont respectivement franchi leur propre seuil prédéterminé. Cette double condition implique qu'à la fois la résistance entre les électrodes 131 et 132 soit suffisamment abaissée par immersion de ces dernières dans un milieu liquide prédéterminé, et que la tension Tp entre les électrodes 133 et 134 soit également suffisamment augmentée sous l'effet de la pression exercée sur le capteur de pression 135.
    On décrit maintenant la réalisation concrète de cette quatrième caractéristique en se référant plus particulièrement aux figures 9 et 10.
    On reconnaít sur la figure 9 la source de courant continu 125 présentant une borne positive 125a et une borne négative 125b ainsi que la prise de distribution de courant 126 présentant une borne positive 126a et une borne négative 126b. La borne positive 126a de la prise de distribution de courant est reliée directement à la borne positive 125a de la source de courant continu 125, tandis que la borne négative 126b de la prise de distribution 126 est reliée à la borne négative 125b de la source de courant continu 125 par l'intermédiaire d'un thyristor 127 dont la troisième borne est branchée sur le circuit électronique 124 alimenté en courant continu par la source 125 selon les indications figurant sur la figure 9.
    Le thyristor 127 est protégé contre toutes surtensions par les deux condensateurs 152, 153 et par la résistance 154 connectés en parallèle au dit thyristor 127.
    Le circuit électronique 124 comprend quatre modules indépendants : une commande de puissance H1, un oscillateur H2, un détecteur de signal H3 et un amplificateur microphonique H4, fictivement isolés sur la figure 9 par des périmètres pointillés. Les modules H2, H3, et H4 ne peuvent être alimentés en tension que si la résistance électrique régnant entre les électrodes 131 et 132, a atteint son niveau seuil, par exemple inférieure à 104 ohms.
    Le module H1, commande de puissance, intégrant la première paire d'électrodes 131 et 132 est avantageusement constitué par :
    • deux transistors 155, 156 dont les gains en courant sont les plus élevés possibles, par exemple supérieurs à cent cinquante,
    • un thyristor 127 qui accepte en régime permanent un courant de claquage supérieur à 3A, ceci étant spécifié pour une tension supérieure à 30V, de telle sorte que cet élément capital ne soit jamais mis en défaut, car, ainsi qu'il a été dit plus haut, ledit thyristor 127 commande la prise de distribution 126,
    • cinq condensateurs 152, 153, 159, 157, 158, et cinq résistances 160, 162, 161, 163, 154 qui sont des éléments passifs n'ayant pas de valeurs critiques en dehors de leur haute fiabilité en toutes circonstances de température dans les conditions normales de fonctionnement.
    Selon une réalisation préférée de l'invention les condensateurs 152 et 153 ainsi que la résistance 154 permettent de protéger le thyristor 127 de toutes surtensions intempestives, notamment lors des différentes mises sous tension du circuit 124.
    Le module H2, oscillateur, est avantageusement constitué par un amplificateur opérationnel U4, deux diodes 164 et 165, deux condensateurs 166 et 167, et cinq résistances 168, 169, 170, 171, 172 de manière à alimenter en courant alternatif ledit capteur de pression 135. La valeur requise pour alimenter le capteur de pression 135, bien que non critique, nécessite une tension alternative de 2V crête à crête pour une fréquence de 400 Hz, ledit signal, généré par l'oscillateur H2, étant modéré en puissance par la résistance 173 du module H3.
    Le module H4, amplificateur microphonique différentiel, est avantageusement constitué par deux amplificateurs opérationnels U1, U2, dix résistances 190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 199, quatre condensateurs 115, 116, 117, 118 de manière à détecter une tension alternative croissante proportionnelle à la pression à laquelle est soumis le capteur 135. Ledit module H4 produisant un gain différentiel considérable supérieur à 500, la résistance 194 permet un ajustement de ce gain dans le cas d'une autre application instrumentale.
    Le module H3, détecteur de signal, est avantageusement constitué par un amplificateur opérationnel U3, deux diodes 119 et 120 dont les très faibles seuils de conduction sont propres à la détection de très faibles signaux, deux condensateurs 151 et 104, et cinq résistances 100, 101, 173, 102, 103 de manière à convertir la tension alternative amplifiée du dit capteur de pression 135 en une tension continue.
    On décrit maintenant la logique de fonctionnement du contacteur en se référant plus particulièrement au diagramme représenté à la figure 10 sur lequel :
    • Vcc symbolise la tension fournie par la pile après fermeture du transistor 155.
    • TPn (TP1, TP2,...) représente la tension mesurable au point de contrôle correspondant.
    • 0 symbolise l'état initial non passant.
    • 1 symbolise l'état conducteur.
    Lorsque le contacteur 121 n'est pas immergé, la résistance électrique Re est très élevée, voire infinie, le transistor 155 demeure à l'état 0, bloquant ainsi la mise sous tension de TP4 et par là même la mise sous tension de la prise de distribution de courant 126.
    Lorsque le contacteur 121 est immergé à une profondeur suffisante dans le milieu aqueux prédéterminé, la résistance Re, régnant entre les électrodes 131 et 132, passe en dessous de la valeur seuil de 104 ohms de telle sorte que les trois autres modules sont mis à la tension nominale de 3,6V (contrôlable en TP4).
    Le capteur de pression 135 connecté en pont de mesure, alimenté en courant alternatif 400 Hz, généré par le module oscillateur H2, envoie son signal sur l'amplificateur différentiel à grand gain H4 (supérieur à 500). Cet amplificateur commande le détecteur à diodes H3 qui convertit la tension alternative amplifiée du capteur de pression 135 en une tension continue, cette tension étant analysée par le comparateur U3 qui passe à l'état actif, ceci ayant pour effet d'activer le transistor 156 puis le thyristor 127, fermant ainsi la prise de distribution 126.
    A faible pression le pont de mesure (capteur 135) est quasi équilibré de telle sorte que la chaíne de détection H4-H3 n'analyse que des variations de tensions continues très faibles, en cet état de repos le comparateur U3 reste à un niveau 1 (3,6V contrôlable en TP3).
    Lorsque le pont de mesure (capteur 135) est mis en pression, la chaíne de mesure H3-H4 détecte une tension alternative croissante (vérifiable en TP2) et lorsque le seuil de déclenchement du comparateur U3 prédéterminé par les résistances 194 et 195 est atteint, celui-ci bascule à l'état 0 (inférieur à 0,5V contrôlable en TP3), le transistor 156 et le thyristor 127 du module de puissance sont alors activés mettant ainsi la prise de distribution de courant 126 sous tension.
    Le contacteur 121 selon l'invention présente ainsi de grandes possibilités de réglage des seuils de déclenchement :
  • i) par la sélection du gain en courant du transistor 155, il est possible de déterminer le type de milieu liquide susceptible de provoquer le fonctionnement du contacteur 121, rendant ainsi la distinction possible entre une immersion en eau de mer ou une immersion en eau douce.
  • ii) par le choix des résistances 194 et 195 il est possible de déterminer la profondeur minimale d'immersion susceptible de provoquer le fonctionnement du contacter 121.
    • L'invention concerne également l'utilisation des contacteurs selon l'invention en combinaison avec un dispositif pyrotechnique, et notamment un dispositif pyrotechnique destiné à gonfler des réservoirs gonflables, par branchement de la prise de distribution sur le dispositif pyrotechnique.
    On a représenté à la figure 11 un contacteur 121, conforme au deuxième mode préféré de réalisation de l'invention, dont la prise de distribution 126 est branchée sur la prise 74 d'un perforateur pyrotechnique 75. La prise 74 est au minimum reliée au perforateur pyrotechnique 75 par deux fils conducteurs 76 et 77. Le perforateur pyrotechnique 75 est constitué par un corps cylindrique 78 traversé par un alésage axial de diamètre variable 79. A une extrémité, cet alésage forme une chambre de combustion contenant un chargement pyrotechnique 80 recouvert par une perle d'allumage 81 dans laquelle pénètrent les fils 76 et 77.
    La chambre de combustion est fermée par un bouchon 82 et se prolonge par une tuyère 83 débouchant dans une chambre de travail 84 dans laquelle est logé un piston 85 étanche aux gaz et prolongé par une tige creuse 86 taillée en biseau. La chambre de travail 84 se termine par un orifice fileté 87 destiné à recevoir une cartouche de gaz fermée par un opercule se trouvant en regard de la tige 86. Un alésage radial 88 met en communication la partie basse de la chambre de travail 84 dans laquelle se déplace la tige 86 avec l'extérieur. C'est sur cet alésage que vient se brancher le tuyau de gonflage du réservoir gonflable, par exemple le tuyau du gilet gonflable.
    Lorsqu'une personne ou un objet équipé d'un réservoir gonflable muni dans sa partie inférieure d'un tel dispositif vient à tomber à l'eau et y séjourne un certain temps, le contacteur 121 ferme le circuit électrique et le courant fourni par la pile 125 vient enflammer la perle d'allumage 81 qui vient à son tour allumer le chargement 80. Les gaz de combustion passent par la tuyère 83 et pénètrent dans la chambre 84 en mettant en mouvement le piston 85 dont la tige creuse 86 vient déchirer l'opercule qui ferme la cartouche de gaz. Le gaz s'échappant de la cartouche vient remplir la partie basse de la chambre 84 et par l'alésage 88 va gonfler le réservoir gonflable.

    Claims (25)

    1. Contacteur électrique (21 ; 121) déclenchable par immersion dans un milieu liquide et comprenant un boítier (22 ; 122) comportant un compartiment étanche aux liquides (23 ; 123) qui contient un circuit électronique (24 ; 124) interposé entre une source (25 ; 125) de courant électrique continu et une prise de distribution (26 ; 126) de courant, ledit circuit comprenant au moins une paire d'électrodes (31-32, 131-132) et un composant de connexion (27, 127) qui n'assure la connexion entre la source (25 ; 125) et la prise (26 ; 126) que si une tension suffisante lui est appliquée, le dit compartiment (23 ; 123) présentant une paroi de détection d'immersion (29 ; 129) avec une face externe (30 ; 130) qui est en contact direct avec le liquide dans lequel est immergé le contacteur (21 ; 121), caractérisé en ce que :
      i) les extrémités libres de ladite paire d'électrodes sont situées sur la face externe (30 ; 130) de la paroi d'immersion (29 ; 129), lesdites électrodes constituant ainsi une résistance variable (R3 ; Re) en fonction de la nature du milieu se trouvant au contact de la paroi,
      ii) ledit circuit électronique (24 ; 124) comporte une seconde paire d'électrodes (33-34 ; 133-134) dont les extrémités libres sont reliées à un élément (35 ; 135) sensible à la pression qui lui est appliquée et dont au moins une partie est située sur la face externe (30 ; 130) de la dite paroi d'immersion (29 ; 129) de manière à rendre lesdites électrodes sensibles à la pression du milieu se trouvant au contact de la dite paroi,
      iii) ladite paroi de détection d'immersion (29 ; 129) comporte une ouverture (47 ; 147) fermée par une membrane (48 ; 148) microporeuse perméable aux gaz et imperméable au dit milieu liquide,
      iv) ledit circuit électronique (24 ; 124) ne fournit au dit composant de connexion (27 ; 127) la tension suffisante que si chaque paire d'électrodes a identifié un franchissement de seuil prédéterminé pour ses paramètres de fonctionnement.
    2. Contacteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dit composant de connexion (27 ; 127) est choisi dans le groupe constitué par les semi-conducteurs et les relais.
    3. Contacteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la dite membrane microporeuse (48 ; 148) est choisie dans le groupe constitué par les membranes hydrophobes et les membranes oléophobes.
    4. Contacteur selon la revendication 3 caractérisé en ce que la dite membrane (48 ; 148) comporte au moins une couche de matière fibreuse en polytétrafluoréthylène expansé.
    5. Contacteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dit boítier (22 ; 122) comporte un logement étanche (28 ; 128) pour la source de courant continu (25 ; 125).
    6. Contacteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la dite paroi de détection d'immersion (29 ; 129) est protégée par un capot extérieur (49 ; 149) muni d'ouvertures (50 ; 150) permettant à un liquide de venir au contact de la dite paroi.
    7. Contacteur selon la revendication 2 caractérisé en ce que :
      les extrémités libres de la seconde paire d'électrodes (33-34) sont reliées à une résistance de détection de force (35) disposée sur la face externe (30) de ladite paroi d'immersion (29) de manière à constituer ainsi une résistance variable (R4) en fonction de la pression du milieu se trouvant au contact de ladite paroi,
      et en ce que ledit circuit électronique (24) ne fournit au dit composant de connexion (27) la tension suffisante que si chacune des deux résistances variables (R3, R4) devient inférieure à une résistance seuil propre prédéterminée.
    8. Contacteur selon la revendication 7 caractérisé en ce que le dit composant de connexion (27) est un transistor.
    9. Contacteur selon la revendication 7 caractérisé en ce que le dit circuit électronique (24) comprend deux ponts diviseurs potentiométriques indépendants (L1, L2) connectés au dit composant de connexion (27) et comportant chacun un comparateur d'entrée et un comparateur de sortie séparés par une diode, chaque pont contenant l'une des deux résistances variables (R3, R4) associée à sa résistance seuil (4.1 + 4.1', 4.2. + 4.2').
    10. Contacteur selon la revendication 9 caractérisé en ce que chaque pont diviseur est constitué par un double amplificateur opérationnel de puissance.
    11. Contacteur selon la revendication 9 caractérisé en ce que les dits ponts diviseurs (L1, L2) sont branchés sur un intégrateur (71) qui ne débloque les comparateurs de sortie (53,54) que si les deux résistances variables (R3,R4) sont tombées en dessous de leur valeur seuil pendant un laps de temps prédéterminé.
    12. Contacteur selon la revendication 11 caractérisé en ce que le dit intégrateur (71) est constitué par une résistance (72) et par un condensateur (73).
    13. Contacteur selon la revendication 7 caractérisé en ce que la dite résistance de force (35) comporte un volume libre intérieur (40) qui communique avec l'intérieur du compartiment étanche (23).
    14. Contacteur selon la revendication 2 caractérisé en ce que :
      les extrémités libres de la seconde paire d'électrodes (133-134) sont reliées à un capteur de pression (135) dont la partie sensible est située sur la face externe (130) de la paroi de détection d'immersion (129) et qui est principalement constitué par deux ponts de Wheatstone branchés sur ledit circuit électronique (124) et modulables en fonction de la pression exercée sur ladite partie sensible de manière à générer entre lesdites électrodes une tension (Tp) variable en fonction de la pression du milieu se trouvant au contact de ladite paroi,
      et en ce que ledit circuit électronique (124) ne fournit au dit composant de connexion (127) la tension suffisante que si la première paire d'électrodes (131-132) a identifié une résistance électrique (Re) inférieure à un seuil prédéterminé et si la seconde paire d'électrodes (133-134) a identifié une tension Tp supérieure à un seuil prédéterminé.
    15. Contacteur selon la revendication 14 caractérisé en ce que le composant de connexion (127) est un thyristor.
    16. Contacteur selon la revendication 15 caractérisé en ce que le circuit électronique (124) comprend quatre modules distincts : une commande de puissance (H1), un oscillateur (H2), un détecteur de signal (H3) et un amplificateur microphonique (H4), les modules oscillateur, détecteur de signal et amplificateur microphonique (H2, H3 et H4) ne pouvant être alimentés en tension que si la résistance électrique régnant entre la première paire d'électrodes (131 - 132) a atteint son niveau seuil.
    17. Contacteur selon la revendication 16 caractérisé en ce que le module de commande puissance (H1) intégrant la première paire d'électrodes (131 et 132) est constitué par : deux transistors (155, 156), le thyristor (127), cinq condensateurs (152, 153, 159, 157, 158) et cinq résistances (160, 162, 161, 163, 154).
    18. Contacteur selon la revendication 17 caractérisé en ce que le thyristor (127) est protégé contre tout surtensions par deux condensateurs (152, 153) et une résistance (154) connectés au dit thyristor (127).
    19. Contacteur selon la revendication 16 caractérisé en ce que le module oscillateur (H2) est constitué par un amplificateur opérationnel (U4), deux diodes (164, 165), deux condensateurs (167, 166) et cinq résistances (168, 169, 170, 171, 172) de manière à alimenter en courant alternatif ledit capteur de pression (135).
    20. Contacteur selon la revendication 16 caractérisé en ce que le module détecteur de signal (H3) est constitué par un amplificateur opérationnel (U3) , deux diodes (119, 120), deux condensateurs (151, 104), et cinq résistances (100, 101, 173, 102, 103) de manière à convertir la tension alternative amplifiée du dit capteur de pression (135) en une tension continue.
    21. Contacteur selon la revendication 16 caractérisé en ce que le module amplificateur microphonique différentiel (H4) est constitué par deux amplificateur opérationnels (U1, U2), dix résistances (190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 199), quatre condensateurs (115, 116, 117, 118) de manière à amplifier la tension transmise par le capteur de pression (135).
    22. Contacteur selon la revendication 14 caractérisé en ce que ledit capteur de pression (135) comporte un volume libre intérieur (140) qui communique avec l'intérieur du compartiment étanche (123).
    23. Utilisation d'un contacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la prise de distribution de courant électrique (26, 126) est branchée sur un dispositif pyrotechnique.
    24. Utilisation selon la revendication 23 caractérisé en ce que le dispositif pyrotechnique est un perforateur pyrotechnique (75) couplé à une cartouche de gaz sous pression.
    25. Utilisation selon la revendication 23 caractérisé en ce que le dispositif pyrotechnique est un générateur pyrotechnique de gaz.
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