FR2570820A1 - Dispositif pour detecter des variations de temperature - Google Patents

Abstract

LE DISPOSITIF, COMPRENANT UNE THERMISTANCE A COEFFICIENT DE TEMPERATURE POSITIF 1 EST CARACTERISE EN CE QUE LADITE THERMISTANCE 1 EST CONNECTEE A L'ENTREE POSITIVE D'UN AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL DIFFERENTIEL 2 DONT L'ENTREE NEGATIVE EST RELIEE A LA SORTIE D'UN AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL 3, RELIE LUI-MEME PAR SON ENTREE POSITIVE ET PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN POTENTIOMETRE 4 A LA SORTIE D'UN AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL 5 MONTE EN REGULATEUR DE TENSION, LA SORTIE DE L'AMPLIFICATEUR 2 ETANT RELIEE A L'ENTREE POSITIVE D'UN AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL DE SORTIE 6 COMPRENANT ENTRE SA SORTIE ET SON ENTREE NEGATIVE UN CIRCUIT COMPORTANT UNE RESISTANCE AJUSTABLE 7. IL PEUT COMPRENDRE EN OUTRE UN CIRCUIT DE CODAGE ET DE TELETRANSMISSION EN LIGNE ETOU UN CIRCUIT D'ARRET D'URGENCE. APPLICATION A LA DETECTION DE SURCHAUFFES DE MOTEURS.

Description

La présente invention concerne un dispositif pour détecter des variations de température.

Les appareils électriques à consommation importante d'énergie (résistances chauffantes, moteurs) peuvent être l'objet, par suite d'un fonctionnement de longue durée ou de surcharges, d'un échauffement préjudiciable à leur longévité ou à la sécurité (possibilité d'incendies). La détection, de façon précise, d'une élévation de température de ces appareils par rapport à un seuil acceptable est devenue un souci constant. Il est souhaitable, en outre, que la détection d'une élévation anormale de la température de ces appareils ait pour conséquence le déclenchement soit manuel soit de préférence automatique de systèmes de protection (dispositifs d'arrêt, de refroidissement, d'alarme, etc...).

Le dispositif selon l'invention permet de détecter, de façon très précise, toute élévation de température et, accessoirement, de commander tout dispositif de sécurité.

La présente invention concerne un dispositif pour détecter des variations de température comprenant une thermistance à coefficient de température positif (1), caractérisé en ce que ladite thermistance (1)- est connectée à l'entrée positive d'un amplificateur-opérationnel différentiel (2) dont l'entrée négative est reliée à la sortie d'un amplificateur opérationnel (3), relié lui-même par son entrée positive et par l'intermédiaire d'un potentiomètre (4) à la sortie d'un amplificateur opérationnel (5) monté en régulateur de tension, la sortie de l'amplificateur (2) étant reliée à l'entrée positive d'un amplificateur opérationnel de sortie (6) comprenant entre sa sortie et son entrée négative un circuit comportant une résistance ajustable (7).

En fonctionnement, le dispositif est alimenté entre la masse (par exemple le point A3) et le point V+ par une source de tension continue.

Cette source de tension continue est constituée par exemple par une pile ou une batterie disposée près du dispositif, ou bien qui en est éloignée. La source de tension continue peut également être constituée par un circuit redresseur-stabilisateur (8) lui-même alimenté en courant alternatif entre les points (A1) et (B), (figure 4).

Les caractéristiques de la thermistance (1) sont choisies en fonction de la valeur-de la température de référence par rapport à laquelle on désire détecter une variation.

L'amplificateur (5) permet d'avoir une tension de référence stable et précise, réglable au moyen du potentiomètre (4). L'amplificateur (3) transmet le signal de tension et sert de référence à l'amplificateur opéra tionnel différentiel (2). Par différentiel, on entend que l'amplificateur (2) effectue l'opération de différence entre la tension provenant de la thermistance (1) et celle provenant de l'amplificateur (3). Le gain de l'amplificateur de sortie (6) est réglable au moyen de la résistance ajustable (7). A l-a sortie de l'amplificateur (6) on mesure donc entre les points A2 et C une tension correspondant à la température de la thermistance (1) ; cette tension est nulle si la température de la thermistance (1) est celle admise comme référence et est telle que l'amplificateur (2) ne détecte pas de différence de tension entre son entrée positive et son entrée négative.

La liaison entre la thermistance (1) et les points A3 et D peut être d'une longueur quelconque, par exemple une vingtaine de mètres. Cette disposition permet de centraliser plusieurs blocs de détection, la mesure de la tension entre les points A2 et C étant effectuée par branchement court sur lesdits points (on entend par bloc de détection l'ensemble des amplificateurs opérationnels (2), (3), (5) et (6) ainsi que leurs circuits annexes).

Avantageusement la mesure peut également avoir lieu à une grande distance du ou des blocs de détection, par exemple dans les installations du jour d'un carreau de mine, la thermistance étant installée au fond ainsi que, à proximité de la thermistance, le bloc de détection. Dans ce cas la liaison entre les points A2 et C et le dispositif de mesure est avantageusement assurée par une ligne sous forme d'informations codées. Le dispositif selon l'invention comprend donc en outre, dans ce cas, relié à la sortie de l'amplificateur (6) un circuit (9) de codage et de télétransmission en ligne. Le circuit (9) a pour fonction de transformer le signal analogique (tension) apparaissant entre les points A2 et C en un signal numérique. Ce signal est véhiculé par la ligne de transmission et décodé dans une unité de traitement pour restituer le signal analogique d'origine.Grâce à l'utilisation de modems, l'unité de traitement peut recevoir des signaux provenant de plusieurs amplificateurs, chacun étant relié à une thermistance.

La centralisation permet, en cas de surchauffe anormale de l'appareil dont on contrôle la température, d'envoyer des ordres nécessaires à l'arrêt de l'appareil et/ou à toute intervention nécessaire. Ces ordres peuvent être transmis par exemple par téléphone. Mais il peut se présenter des cas où l'arrêt immédiat de liappareil est impératif et incompatible avec les délais de transmission normaux. Il est alors avantageux que le dispositif selon l'invention comprenne en outre un circuit (10) d'arrêt d'urgence connecté aux bornes de la thermistance (1) et comprenant un relais (11), un circuit de commande (12) dudit relais et un circuit de détection (13) de la différence de potentiel apparue aux bornes de la thermistance (1). Le relais
(11) est, de façon connue en soi connecté au circuit d'alimentation de l'appareil contrôlé.Le déclenchement du relais (11) provoque l'ouverture du circuit d'alimentation de l'appareil contrôlé et l'arrêt immédiat de cet appareil. On peut également associer au relais un circuit d'intervention (par exemple d'arrosage) qui se ferme quand le circuit d'alimentation de l'appareil s'ouvre.

Avantageusement le circuit de commande (12) comprend un thyristor (14). Avantageusement encore le circuit de détection (13) comprend un amplificateur opérationnel (15).

Le dispositif selon l'invention peut être utilisé dans des applications très variées ou l'on souhaite détecter rapidement des variations, et plus particulièrement des augmentations, de température, par rapport à un seuil prédéterminé. Plus particulièrement le dispositif est utilisable à la détection de surchauffes de moteurs, notamment de têtes motrices de convoyeurs à bande. Ces convoyeurs, s'ils sont situés dans des galeries souterraines de mines de charbon, peuvent en cas d'échauffement de leur tête motrice provoquer des incendies. Dans cette application particulière on utilise donc avantageusement le dispositif comprenant le circuit d'arrêt d'urgence qui provoque l'arrêt de la tête motrice et son arrosage simultané.Le dispositif selon l'invention présente, malgré un seuil de réglage possible très bas (par exemple 30"C) et du fait de sa grande précision, l'avantage de ne pas provoquer de déclenchements intempestifs. Il répond par ailleurs de façon fiable aux simulations d'échauffement (tests de maintenance).

Le dispositif selon l'invention sera maintenant décrit de -façon détaillée mais néanmoins non-limitative à l'aide des figures ci-jointes ozi - la figure 1 représente les circuits du dispositif de détection, - la figure 2 représente le circuit (9) de codage et de télétransmission en
ligne, - la figure 3 représente un circuit (10) d'arrêt d'urgence, - la figure 4 représente l'association au dispositif de détection d'un
circuit d'arrêt d'urgence préféré selon l'invention.

La thermistance à coefficient de température positif (1) est reliée aux points D et A3 du bloc de détection proprement dit.

Le circuit (9) de codage et de télétransmission en ligne comprend, tel que représenté à la figure 2, un convertisseur analogique-numérique et un transformateur d'isolement. La ligne de télétransmission est branchée aux bornes de sortie dudit transformateur.

On a représenté à la figure 3 un circuit d'arrêt d'urgence (10).

La liaison de a thermistance (1) à ce circuit est également représentée. La thermistance (1) est évidemment reliée simultanément aux points D et A3 du bloc de détection proprement dit.

Avantageusement on utilise le dispositif de la figure 4. Le circuit redresseur-stabilisateur (8) comprend, comme il est connu en soi des diodes, condensateur et résistances ; on relie aux points Al et B une source extérieure de tension alternative. La thermistance (1) est fixée à proximité de l'appareil dont on souhaite détecter un échauffement éventuel, par exemple sur le carter d'une tête motrice de convoyeur à bandes. Au moyen de la résistance ajustable (7) on règle la tension de sortie entre les points C et A2 de façon par exemple qu'à une température de 25"C corresponde une tension de 3,5 V. On règle ensuite le potentiomètre (4) de façon qu'a une variation de température donnée corresponde une variation de tension donnée (par exemple 300-mV pour 1"C). Parallèlement le circuit d'arrêt d'urgence est réglé de façon-que le relais (11) soit actionné pour une élévation de température donnée, par rapport à la température normale de fonctionnement, par exemple + 10 C.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Dispositif pour détecter des variations de température comprenant une thermistance à coefficient de température positif (1), caractérisé en ce que ladite thermistance (1) est connectée à l'entrée positive d'un amplificateur opérationnel différentiel (2) dont l'entrée négative est reliée à la sortie d'un amplificateur opérationnel (3), relié lui-même par son entrée positive et par l'intermédiaire d'un potentiomètre (4) à la sortie d'un amplificateur opérationnel (5) monté en régulateur de tension, la sortie de l'amplificateur (2) étant reliée à l'entrée positive d'un amplificateur opérationnel de sortie (6) comprenant entre sa sortie et son entrée négative un circuit comportant une résistance ajustable (7).

2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est alimenté par une source de tension continue.

3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la source de tension continue est constituée par un circuit redresseur-stabilisateur lui-même alimenté en courant alternatif.

4. Dispositif selon lune des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comprend en outre, relié à la sortie de l'amplificateur (6), un circuit (9) de codage et de télétransmission en ligne.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit (10) d'arrêt d'urgence connecté aux bornes de la thermistance (1) et comprenant un relais (11), un circuit de commande (12) dudit relais et un circuit de détection (13) de la différence de potentiel apparue aux bornes de la thermistance (1).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de commande (12) comprend un thyristor (14).

7. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le circuit de détection (13) comprend un amplificateur opérationnel (15).

8. Application du dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 à la détection de surchauffes de moteurs.

9. Application selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moteur est une tête motrice de convoyeur à bande.