EP2492882A1 - Device for detecting obstacles concealing a smoke detector - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a trait à un dispositif et à un procédé de détection d'obstacles susceptibles de masquer un détecteur de fumée ou de gaz par exemple du CO2, et fonctionnant par émission / réception d'ondes notamment de type sonore ou ultrasonore.The present invention relates to a device and a method for detecting obstacles that may mask a smoke or gas detector, for example CO 2 , and operating by emission / reception of waves, particularly of the sonic or ultrasonic type.
Un détecteur de fumée est un organe de sécurité qui réagit à la présence de fumée ou de vapeur dans l'air. Il existe des détecteurs à fonctionnement optique, par exemple à cellule photoélectrique, ou qui fonctionnent par ionisation. Les détecteurs ioniques sont interdits en France car ils présentent des éléments radioactifs non autorisés dans les habitations privées. Les détecteurs à cellule photoélectrique ou optique sont par contre répandus en France car ils respectent les conditions établies dans la norme Française. Cette norme prévoit d'ailleurs que tous les logements privés devront être équipés d'un dispositif de détection de fumée d'ici 2015.A smoke detector is a safety device that reacts to the presence of smoke or vapor in the air. There are optically operated detectors, for example photocells, or that operate by ionization. Ionic detectors are prohibited in France because they have unauthorized radioactive elements in private homes. On the other hand, the detectors with photocell or optics are widespread in France because they respect the conditions established in the French norm. This standard stipulates that all private dwellings must be equipped with a smoke detection device by 2015.
Un détecteur de fumée est conçu pour se déclencher lors de l'arrivée de fumée dans une chambre de détection du détecteur. Il ne détecte pas le gaz, la chaleur ou les flammes, mais exclusivement les fumées en vue d'avertir au plus tôt des possibles incendies par le déclenchement d'une alarme intégrée.A smoke detector is designed to trip when smoke arrives in a detector's detector chamber. It does not detect gas, heat or flames, but only fumes to warn as soon as possible of fires by triggering an integrated alarm.
Les détecteurs de fumée de type photo-électrique présentent l'avantage de détecter les feux couvants, en d'autres termes des feux qui mettent longtemps avant de se déclarer (matelas, canapé, poubelle ...). Ces feux à évolution lente sont les plus courants (80% des cas) et les plus dangereux.Photoelectric smoke detectors have the advantage of detecting smoldering fires, in other words fires that take a long time to declare themselves (mattresses, sofas, garbage cans, etc.). These slowly evolving fires are the most common (80% of cases) and the most dangerous.
Les détecteurs d'incendie à cellule photo-électrique sont classiquement composés :
- d'un boîtier délimitant une chambre de détection obscure, pourvu d'une grille périphérique laissant passer l'air environnant vers l'intérieur de la chambre de détection ;
- d'une source lumineuse de type diode électroluminescente (LED) éclairant la chambre de détection, et
- d'une cellule photo-électrique localisée dans la chambre de détection, et ayant pour fonction de transformer la lumière en un faible courant électrique.
- a housing defining an obscure detection chamber provided with a peripheral grid passing the surrounding air to the inside of the detection chamber;
- a light emitting diode (LED) type light source illuminating the detection chamber, and
- a photoelectric cell located in the detection chamber, and having the function of transforming the light into a weak electric current.
Concrètement, la source lumineuse envoie un faisceau de lumière à travers la chambre de détection qui, en temps normal, n'est pas dirigé vers la cellule photo-électrique.Concretely, the light source sends a beam of light through the detection chamber which, in normal times, is not directed towards the photocell.
Lorsque des particules de fumée arrivent dans la chambre de détection, la lumière émise par la source se réfléchit sur la surface desdites particules, dispersant ainsi le faisceau incident dont une partie est réfléchie en direction de la cellule photoélectrique, produisant un courant qui permet de déclencher l'alarme.When smoke particles arrive in the detection chamber, the light emitted by the source is reflected on the surface of said particles, thus dispersing the incident beam, a portion of which is reflected towards the photocell, producing a current that triggers the alarm.
L'inconvénient majeur de ces détecteurs réside dans la possibilité d'une obstruction de leur grille, ce qui les rend inopérants et les empêche de jouer leur rôle sécuritaire. Un tel masquage peut résulter par exemple de jets de peinture ou de poussière qui viendraient couvrir la grille périphérique, l'air de la pièce ne pouvant alors plus pénétrer dans la chambre de détection, ou être provoqué par une lampe dont l'abat-jour est imposant et empêche la fumée d'atteindre le plafond, etc... Dans ces conditions, l'accès au détecteur est plus ou moins obstrué, et ce dernier peut ne plus assumer sa fonction correctement en cas d'incendie.The major disadvantage of these detectors lies in the possibility of an obstruction of their grid, which makes them inoperative and prevents them from playing their role safe. Such masking may result, for example, from jets of paint or dust which would cover the peripheral grid, the air of the room then being unable to penetrate into the detection chamber, or be caused by a lamp whose lamp shade is imposing and prevents smoke from reaching the ceiling, etc ... In these conditions, access to the detector is more or less obstructed, and the latter may no longer perform its function properly in case of fire.
La présente invention remédie à cet inconvénient en proposant un dispositif de détection d'obstruction proche de la partie active d'un détecteur de fumée ou de CO2 ou en d'autres termes, un dispositif de détection des obstacles susceptibles de masquer un détecteur de fumée par exemple tel que décrit ci-dessus.The present invention overcomes this disadvantage by proposing an obstruction detection device close to the active part of a smoke or CO 2 detector, or in other words, an obstacle detection device capable of masking a detector of smoke or CO 2. smoke for example as described above.
Selon l'invention, ce dispositif de détection d'obstacle est localisé à l'intérieur du boitier du détecteur de fumée et est composé :
- d'au moins un émetteur émettant des ondes en direction d'une surface de réflexion présentant un axe de symétrie centrale et positionnée relativement à l'émetteur de manière à réfléchir les ondes émises vers une zone de détection d'obstacles entourant à 360° le détecteur de fumée, la grille périphérique étant incluse dans cette zone de détection ;
- d'au moins un récepteur positionné relativement à la surface de réflexion en vue de capter les ondes réfléchies par la surface de réflexion en provenance d'un ou plusieurs obstacles présents dans la zone de détection d'obstacles.
- at least one transmitter emitting waves towards a reflection surface having a central axis of symmetry and positioned relative to the transmitter so as to reflect the transmitted waves to an obstacle detection area surrounding the smoke detector, the peripheral grid being included in this detection zone;
- at least one receiver positioned relative to the reflection surface for sensing waves reflected from the reflection surface from one or more obstacles in the obstacle detection area.
Ce dispositif permet en quelque sorte d'établir une cartographie de l'environnement dans lequel se situe le détecteur de fumée. En particulier, certaines ondes émises ricochent sur la grille et sont ainsi captées par le(s) récepteur(s), tandis que d'autres ondes passent à travers les fentes de la grille pour atteindre l'environnement extérieur du détecteur puis, soit ne rencontrent aucun obstacle, soit ricochent sur un obstacle (de type suspension, décoration, etc) et sont alors également captées par le(s) récepteur(s).This device makes it possible to establish a map of the environment in which the smoke detector is located. In particular, some waves emitted ricochet on the grid and are thus captured by the receiver (s), while other waves pass through the slots of the grid to reach the external environment of the detector then, or not encounter no obstacle, either ricochet on an obstacle (suspension, decoration, etc.) and are then also picked up by the receiver (s).
Plus précisément, le dispositif établi tout d'abord une cartographie initiale à l'instant t0 servant de référence ou d'offset. Il établit ensuite périodiquement une cartographie à l'instant t qu'il compare à la cartographie initiale, de manière à repérer un éventuel changement dans l'environnement du détecteur de fumée. Ce changement consiste dans l'apparition d'obstacles, se traduisant par la modification de la forme de l'onde captée par le(s) récepteur(s). Ces obstacles peuvent par exemple correspondre à de la poussière accumulée autour du détecteur et bouchant la grille périphérique, ou à de la peinture malencontreusement projetée sur le détecteur et bouchant également la grille à certains endroits, ou encore à des objets (abat-jour, décoration) rajoutés dans la pièce au niveau de la zone de détection.More precisely, the device first establishes initial mapping at time t 0 serving as reference or offset. It then periodically establishes a map at the instant t that it compares to the initial mapping, so as to identify a possible change in the environment of the smoke detector. This change consists in the appearance of obstacles, resulting in the modification of the shape of the wave picked up by the receiver (s). These obstacles can for example correspond to the dust accumulated around the detector and blocking the peripheral grid, or to the paint inadvertently projected on the detector and also blocking the grid in certain places, or to objects (lampshade, decoration ) added in the room at the detection zone.
Tout changement dans l'environnement du détecteur de fumée entraine l'activation d'une alarme (visuelle ou sonore). L'utilisateur dès lors averti peut prendre toute mesure adéquate, comme nettoyer le détecteur de fumée ou déplacer les nouveaux objets de manière à ne pas masquer le détecteur de fumée.Any change in the environment of the smoke detector causes the activation of an alarm (visual or audible). The informed user can take any appropriate action, such as cleaning the smoke detector or moving the new objects so as not to mask the smoke detector.
Idéalement, la zone de détection d'obstacles correspond à une demie sphère d'un rayon de 1,5m autour du détecteur de fumée, lequel peut être fixé au plafond ou à un mur comme une applique murale. Pour pouvoir détecter des obstacles dans une telle zone, de nombreux paramètres interviennent en pratique, notamment la forme de la surface de réflexion, les positions relatives des différents éléments constitutifs du dispositif, l'orientation de la surface du boîtier couverte par la grille, etc.Ideally, the obstacle detection area is a half-sphere with a radius of 1.5m around the smoke detector, which can be attached to the ceiling or a wall such as a wall light. In order to be able to detect obstacles in such a zone, many parameters intervene in practice, in particular the shape of the reflection surface, the relative positions of the various constituent elements of the device, the orientation of the surface of the box covered by the grid, etc. .
Pour se rapprocher au mieux de cet objectif de couverture du domaine périphérique maximal, la surface de réflexion peut prendre différentes formes : une forme de cône, une forme de dôme, ou encore une forme composée de multiples facettes agencées de manière à réfléchir les ondes émises à 360° autour du détecteur de fumée.In order to get as close as possible to this goal of maximum peripheral coverage, the reflection surface can take different forms: a cone shape, a dome shape, or a multiple form. facets arranged to reflect the waves emitted 360 ° around the smoke detector.
D'autres formes autorisant une telle réflexion à 360° autour du détecteur de fumée sont bien entendu possibles.Other forms allowing such 360 ° reflection around the smoke detector are of course possible.
Dans tous les cas, la surface de réflexion a une forme culminant en direction du (des) émetteurs(s).In all cases, the reflection surface has a culminating shape towards the transmitter (s).
L'angle d'inclinaison de la surface de réflexion constitue également un paramètre sur lequel il est possible de jouer afin d'élargir la zone de détection.The angle of inclination of the reflection surface is also a parameter on which it is possible to play in order to widen the detection zone.
Selon une configuration possible de l'invention, un unique émetteur est centré par rapport à l'axe de symétrie centrale de la surface de réflexion de manière à ce que les ondes émises couvrent toute la surface de réflexion.According to a possible configuration of the invention, a single emitter is centered with respect to the central axis of symmetry of the reflection surface so that the transmitted waves cover the entire reflection surface.
Selon une autre configuration possible de l'invention plusieurs émetteurs répartis dans le boîtier du détecteur de fumée émettent des ondes couvrant ensemble toute la surface de réflexion.According to another possible configuration of the invention, several emitters distributed in the housing of the smoke detector emit waves covering the entire reflection surface.
Selon une possibilité propre à l'invention, un unique récepteur peut également être centré par rapport à l'axe de symétrie centrale de la surface de réflexion de manière à capter les ondes réfléchies par la surface de réflexion en provenance d'obstacles présents dans la zone de détection.According to one possibility of the invention, a single receiver may also be centered with respect to the central axis of symmetry of the reflection surface so as to capture the waves reflected by the reflection surface from obstacles present in the detection area.
Alternativement, plusieurs récepteurs peuvent être répartis dans le boîtier du détecteur de fumée et positionnés par rapport à la surface de réflexion également de manière à capter toutes les ondes réfléchies par la surface de réflexion en provenance d'obstacles présents dans la zone de détection.Alternatively, several receivers may be distributed in the smoke detector housing and positioned relative to the reflection surface also to capture all the waves reflected by the reflection surface from obstacles in the detection zone.
De manière générale, le (les) émetteur(s) et le (les) récepteur(s) peu(ven)t être réuni(s) en un(des) même(s) dispositif(s), réduisant d'une part l'encombrement dans le boîtier du détecteur de fumée, et facilitant d'autre part leur positionnement par rapport à la surface de réflexion.In general, the transmitter (s) and the receiver (s) can be combined into one or more devices, reducing on the one hand the bulk in the housing of the smoke detector, and further facilitating their positioning relative to the reflection surface.
L'invention a par ailleurs trait à un procédé de détection d'obstacle masquant le détecteur de fumée tel que décrit précédemment. Ce procédé comporte les étapes suivantes :
- réalisation et mémorisation d'un premier diagramme d'acquisition temporelle de l'onde, correspondant à un offset à l'instant t0 représentant l'environnement normal autour du détecteur de fumée ;
- émission périodique à l'instant tx d'une impulsion sonore et mémorisation du diagramme d'acquisition temporelle obtenu en retour après réflexion ;
- comparaison des deux diagrammes d'acquisition temporelle à l'instant t0 et tx ;
- en cas de différence des résultats, déclenchement de l'alarme.
- producing and storing a first temporal acquisition diagram of the wave, corresponding to an offset at time t 0 representing the normal environment around the smoke detector;
- periodic emission at the instant t x of a sound pulse and memorization of the temporal acquisition diagram obtained in return after reflection;
- comparing the two temporal acquisition diagrams at time t 0 and t x ;
- in case of difference in results, triggering the alarm.
L'invention va à présent être décrite plus en détail, en référence aux figures annexées, pour lesquelles :
- la
figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de détection d'obstacles masquant un détecteur de fumée ; - la
figure 2a représente un enregistrement graphique de l'environnement normal du détecteur de fumée; - la
figure 2b consiste en un enregistrement graphique de l'environnement du détecteur de fumée encombré par un obstacle.
- the
figure 1 is a sectional view of an obstacle detection device masking a smoke detector; - the
figure 2a represents a graphical record of the normal environment of the smoke detector; - the
figure 2b consists of a graphical recording of the environment of the smoke detector obstructed by an obstacle.
En référence à la
Ce détecteur de fumée (1) est traditionnellement composé d'un boîtier (3) auquel est fixé une grille périphérique (4), en l'occurrence située au niveau de sa partie basse. Le boîtier (3) présente un axe de symétrie central (X).This smoke detector (1) is traditionally composed of a housing (3) to which is attached a peripheral grid (4), in this case located at its lower part. The housing (3) has a central axis of symmetry (X).
Les ouvertures (5) de la grille (4) permettent de laisser circuler l'air environnant vers l'intérieur du boîtier (3). Une chambre de détection (6) est en pratique délimitée par le boîtier (3).The openings (5) of the grid (4) allow the surrounding air to circulate inwardly of the housing (3). A detection chamber (6) is in practice delimited by the housing (3).
Un ensemble source lumineuse (7) / détecteur à cellule photo-électrique (8), par exemple localisé dans la partie haute du boîtier (3) est prévu pour détecter si de la fumée entre dans la chambre de détection (6).A light source assembly (7) / photoelectric cell detector (8), for example located in the upper part of the housing (3) is provided to detect if smoke enters the detection chamber (6).
Un émetteur/récepteur ultrason (9) commandé par une carte électronique (16) est par ailleurs localisé dans la partie haute du boîtier (3), plus précisément centré sur l'axe central (X) du boîtier (3), intégré dans ce dernier de manière à ne pas perturber le fonctionnement normal du détecteur de fumée (1).An ultrasonic transmitter / receiver (9) controlled by an electronic card (16) is also located in the upper part of the housing (3), more precisely centered on the central axis (X) of the housing (3), integrated in this last so as not to disturb the normal operation of the smoke detector (1).
Une surface de réflexion (10) ayant en l'occurrence l'allure d'un cône repose dans la partie basse du boîtier (3), également centrée par rapport à l'axe central (X), pointant en direction de l'émetteur/récepteur (9).A reflective surface (10) having the shape of a cone rests in the lower part of the housing (3), also centered with respect to the central axis (X), pointing towards the transmitter / receiver (9).
La grille périphérique (4) entoure le cône de réflexion (10), sensiblement sur toute sa hauteur.The peripheral grid (4) surrounds the reflection cone (10) substantially over its entire height.
L'émetteur/récepteur (9) et le cône de réflexion (10) constituent en fait le dispositif de détection d'obstacles de l'invention, destiné à prévenir contre tout masquage du détecteur de fumée (1).The transmitter / receiver (9) and the reflection cone (10) are in fact the obstacle detection device of the invention intended to prevent any masking of the smoke detector (1).
En fonctionnement, l'émetteur/récepteur (9) émet des ondes ultrasonores en direction du cône de réflexion (10), qui les réfléchit ainsi dans l'air en direction de la grille périphérique (4). La distance entre l'émetteur (9) et le cône (10) est calculée de manière à ce que les ondes émises couvrent de préférence toute la surface du cône (10), et pas seulement une partie de ce dernier. La forme du cône (10) en elle-même ainsi que l'angle d'inclinaison de sa paroi permettent de réfléchir les ondes sur une zone périphérique la plus importante possible sous le boîtier (3) de manière à élargir au maximum la zone de détection (11) d'obstacles.In operation, the transmitter / receiver (9) emits ultrasonic waves towards the reflection cone (10), which thus reflects them in the air towards the peripheral grid (4). The distance between the emitter (9) and the cone (10) is calculated so that the emitted waves preferably cover the entire surface of the cone (10), and not only a part of it. The shape of the cone (10) itself as well as the angle of inclination of its wall make it possible to reflect the waves on a peripheral zone which is as large as possible under the casing (3) so as to widen as much as possible the zone of detection (11) of obstacles.
La grille (4) a ainsi deux fonctions :
- laisser passer l'air environnant vers l'intérieur du boîtier (3) pour la détection de fumée ;
- laisser passer les ondes ultrasonores vers l'extérieur du boîtier (3) pour la détection d'obstacles.
- let the surrounding air to the inside of the housing (3) for smoke detection;
- let the ultrasonic waves to the outside of the housing (3) for the detection of obstacles.
Dans la configuration illustrée en
Lorsque les ondes émises rencontrent un obstacle, par exemple la grille (4), ou tout objet potentiellement gênant pour le passage des fumées, elles sont réfléchies vers le cône de réflexion (10) puis vers le récepteur (9). L'onde effectue finalement un aller-retour entre l'émetteur/récepteur (9) et l'obstacle.When the transmitted waves encounter an obstacle, for example the grid (4), or any potentially troublesome object for the passage of fumes, they are reflected towards the reflection cone (10) then to the receiver (9). The wave finally makes a round trip between the transceiver (9) and the obstacle.
Une LED de contrôle de détection d'obstacle (13) ainsi qu'une LED de contrôle de détection de fumée (14), sont placées sur la façade extérieure du boîtier (3) de manière à alerter visuellement l'utilisateur en cas de masquage du détecteur de fumée (1) ou en cas d'incendie.An obstacle detection control LED (13) and a smoke detection control LED (14) are placed on the outer face of the housing (3) so as to visually alert the user in case of masking. smoke detector (1) or in case of fire.
La
Concrètement, il s'agit d'un diagramme d'acquisition temporelle de l'onde réalisé suite à l'envoi d'une impulsion ultra sonore. Plus l'obstacle est éloigné de l'émetteur/récepteur, plus le trajet de l'onde est long et plus le signal en retour est par conséquent capté tard. La forme des signaux apparaît sur le diagramme, temporellement sur l'axe des abscisses alors que l'ordonnée marque l'amplitude mesurée en volt.Specifically, it is a temporal acquisition diagram of the wave produced following the sending of an ultrasonic pulse. The further the obstacle is from the transceiver, the longer the path of the wave and the longer the feedback signal is received late. The shape of the signals appears on the diagram, temporally on the abscissa axis while the ordinate marks the measured amplitude in volts.
La réflexion due à la grille impacte le signal émis d'une manière qui est enregistrée comme constituant l'environnement normal du produit.The reflection due to the gate impacts the transmitted signal in a manner that is recorded as constituting the normal environment of the product.
L'allure de cette première acquisition permet donc d'établir une cartographie initiale, appelée offset, à l'instant t0, de l'environnement dans lequel se trouve le détecteur de fumée.The appearance of this first acquisition thus makes it possible to establish an initial mapping, called offset, at time t 0 , of the environment in which the smoke detector is located.
La
Il s'agit en l'espèce d'une cible plate (15) de 20cm2 placée à 25cm du détecteur de fumée.This is a flat target (15) of 20cm2 placed 25cm from the smoke detector.
Concrètement, le dispositif de détection d'obstacles fonctionne de manière suivante :
- il réalise un offset à l'instant t0 représentant l'environnement normal autour du détecteur de fumée ;
- puis il émet périodiquement une impulsion sonore ;
- il compare chaque réflexion obtenue avec l'enregistrement initial ;
- si les résultats sont sensiblement identiques, cela signifie que le détecteur de fumée n'est pas obstrué, alors que si les résultats diffèrent, le dispositif en infère que le détecteur de fumée risque d'être masqué, et l'alarme est alors déclenchée.
- it performs an offset at time t 0 representing the normal environment around the smoke detector;
- then it periodically emits a sound pulse;
- he compares each reflection obtained with the initial recording;
- if the results are substantially identical, it means that the smoke detector is not obstructed, whereas if the results differ, the device infers that the smoke detector may be masked, and the alarm is then triggered.
L'exemple de mise en oeuvre du dispositif de l'invention apparaissant dans les figures précédentes n'est pas exhaustif de l'invention, qui englobe au contraire les variations de formes et de configurations à la portée de l'homme de l'art. En particulier, les choix des formes pour les différents composants peuvent varier dans la mesure où elles permettent la mise en oeuvre d'une détection appropriée telle qu'expliquée en détail auparavant.The exemplary implementation of the device of the invention appearing in the preceding figures is not exhaustive of the invention, which on the contrary covers variations of shapes and configurations within the reach of those skilled in the art. . In particular, the choice of shapes for the different components may vary to the extent that they allow the implementation of appropriate detection as explained in detail before.
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