FR2586875A1 - Systeme domestique de communications logiques, unidirectionnelles et personnalisees en altitude et en frequence utilisant des transducteurs ultrasoniques cylindriques. - Google Patents

Abstract

SYSTEME DOMESTIQUE DE COMMUNICATIONS LOGIQUES, UNIDIRECTIONNELLES ET PERSONNALISEES EN ALTITUDE ET EN FREQUENCE UTILISANT DES TRANSDUCTEURS ULTRASONIQUES CYLINDRIQUES COMPOSES D'UN DOUBLET PIEZOXYDE DE FABRICATION SIMPLE OU D'UN ELECTRET ET D'UN OSCILLATEUR INCREMENTAL. L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DOMESTIQUE DE COMMUNICATIONS ENTRE DES CAPTEURS ET DES POSTES D'ALARME REPORTABLES PAR TRANSMETTEURS TELEPHONIQUES. LES EMETTEURS ET LES RECEPTEURS, QUI PEUVENT FONCTIONNER SUR UNE FREQUENCE CHOISIE, SONT COMPOSES D'UN MEME TRANSDUCTEUR COMPRENANT UN OSCILLATEUR INCREMENTAL ASSOCIE A UN CYLINDRE VIBRANT AUX FREQUENCES ULTRASONIQUES DANS UN PLAN HORIZONTAL. CE CYLINDRE, PLACE SUR UN AXE VERTICAL1, PEUT ETRE SOIT UN DOUBLET2 FORME D'UN MANCHON D'ACIER3 COLLE SUR UN CYLINDRE PIEZOXYDE4 SOIT UN ELECTRET. LES LIAISONS, CARACTERISEES AVEC PRECISION EN ALTITUDE ET EN FREQUENCE, SONT INDEPENDANTES DU GISEMENT. ON PEUT AISEMENT EN REVISER LE NOMBRE, LA CATEGORIE, L'ALTITUDE ET LE GISEMENT.

Description

La présente invention concerne un système domestique de communications entre des capteurs et des postes d'alarme pouvant être reportés, notamment, par des transmetteurs téléphoni- ques.

La surveillance domestique, qui évolue vers la télésurveillance, voire vers la télésécurité, englobe des risques de nature différente : urgence médicale, risque d'incendie, intrusion.

Il en résulte la nécessité de relier ces différents capteurs aux postes de surveillance ou aux transmetteurs telle phoniques et de distinguer la nature du risque encouru.

Il est souhaitable d'éviter la pose onéreuse de fils inesthétiques qui peut, de surcroît, se revoler incoinniode.

C'est le cas pour le risque d'intrusion qui concerne en premier lieu la porte denturée et, principalement, de notoriete publique, les tentatives deeffraetion à la pince-monseigneur qui sont détectables par le capteur dont le corps d'épreuve est un rempart d'acier (Demande de Brevet 81/21122).

Le système de communications propose est fondé sur des liaisons logiques, unidirectionnelles, caracterisees avec precision par l'altitude et la fréquence utilises Elles doivent être indépendantes du gisement pour éviter tout réglage sur le chantier.

les liaisons radio sont tries réglementées, les liaisons lumineuses sont facilement arrte'es. les liaisons ultrasoniques ne présentent pas ces inconvénients.

Elles nécessitent des cylindres vibrants pouvant être des électrets (effet Heaviside).

La technique des ultrasons a bénéficié de deux ameliora- tions importantes au cours des deux guerres mondiales : le triplet de Langevin et la mise au point des céramiques piezo- électriques.

Une synthèse de ces deux améliorations consiste à utiliser un doublet composé d'un cylindre piezoxyde et d'un manchon d'acier.

Deux avantages décisifs en découlent. D'une part, ce doublet émet (effet Curie) et reçoit (effet Lippmann) dans un plan perpendiculaire à son axe et situé en son milieu. Il est donc aisé d'établir des liaisons horizontales indépendantes du gisement.

D'autre part, ce doublet peut être réalisé simplement et efficacement par le collage du manchon d'acier. Il n'est donc pas nécessaire d'usiner spécialement la partie cylindrique du piézoxyde.

Si l'on associe à ce doublet un circuit oscillant, par exemple du type Kelvin parallèle, composé, notamment, d'une capacité principale et d'un nombre restreint 2k de capacités identiques, on forme un transducteur incrémental de telle sorte que le double du rapport de la fréquence choisie Nn à la fréquence propre N1 du doublet soit sensiblement un nombre impair
2Nn/Nî = 2n+1
La fréquence moyenne de ltoscillateur peut être augmentée ou diminuée k fois d'un incrément sensiblement égal à la fréquence propre N1 du doublet : A N = N1
La puissance radiale, la directivité en site et le degré k de personnalisation peuvent être maîtrisés en choisissant convenablement les dimensions et les matériaux du doublet ainsi que l'ordre de la fréquence moyenne.

L'émetteur, normalement actionné par un capteur, peut être également actionné par une commande manuelle utilisée pour les tests et lorsque l'émetteur est portatif. Un sélecteur manuel permet de choisir parmi 2k+1 fréquences et , par conséquent, de personnaliser la liaison de manière révocable.

Dans le cas d'un transducteur à doublet piézoxyde, l'émet- teur comporte également une alimentation locale continue.

On peut supprimer cette alimentation et son amplification en tension en remplaçant le doublet piézoxyde par un cylindre à électret.

La partie propre au circuit récepteur comporte 2k+1 thyristors qui permettent, dès la première alternance favorable, de fermer le circuit d'alarme correspondant à la fréquence choisie.

Ce commutateur statique multicanaux à maintien permet de personnaliser le traitement de l'information et, en cas d'urgence médicale, de prévoir un acquittement sonore rassurant.

La figure 1 représente, en coupe axiale, le doublet piézoélectrique.

La figure 2 représente, en coupe axiale, le cylindre à électret qui peut entre utilisé en variante.

La figure 3 schématise la partie incrémentale de l'oscillant teur associé à l'un de ces deux cylindres vibrants.

La figure 4 schématise la partie propre à l'émetteur personnalisable.

La figure 5 schématise le circuit propre au récepteur sélectif à maintien.

le doublet vibrant 2 comporte, placé sur ltaxe verticalI, un cylindre central de céramique piézoélectrique 4 avec ses électrodes raccordées aux points Ag et Ai. Un manchon d'acier 7, de même hauteur utile, amplifie les vibrations radiales du piézoxyde avec une directivité de Huygens oc qui augmente avec le rayon du doublet et diminue avec l'ordre de la fréquence choisie.

Deux rondelles de plastique moulé maintiennent le doublet dans son bottier et dégradent les vibrations axiales qui sont inutiles.

Ce doublet est raccordé aux points Ao et A1 à l'oscillateur incrémental qui comporte, notamment, 2k capacités 9 de mime valeur AC montées en parallèle sur la capacité principale 10 d'un circuit oscillant 8.

Chaque fois que l'on choisit un point B d'indice croissant, on supprime une capacité auxilliaire 9 et on augmente la fréquence de résonnance de la valeur N1 qui est propre au doublet.

On peut déterminer un degré suffisant de personnalisation k compatible avec l'ordre n de la fréquence moyenne N
On peut également déterminer les dimensions et les caractéristiques des matériaux du doublet et les valeurs du circuit oscillant pour que le fonctionnement soit satisfaisant et que les capacités aient une valeur courante.

La partie propre au circuit émetteur est raccordée, aux points CO et C1, à un capteur. Elle comporte un sélecteur manuel 11 de fréquence, une commande manuelle 12 de l'émetteur pouvant être un bouton-poussoir et l'alimentation locale continue 13 qui comporte, notamment, une batterie et son amplificateur de tension.

On peut supprimer cette alimentation locale en remplaçant le doublet piézoxyde 2 par un cylindre à électret 5 qui comporte un cylindre d'acier 6 placé sur un axe vertical 1 et est entouré d'un manchon d'acier 3 de même hauteur à l'intérieur duquel, et à son contact, est fixé l'électret cylindrique 7 de même hauteur.

Deux rondelles de plastique moulé maintiennent le cylindre 6 et les manchons solidaires 3 et 7. Ces deux electrodes sont raccordées aux points Ag et A1
La partie propre au circuit récepteur est raccordée, aux points C0,, C1,, .. C2k+1, au poste d'alarme ou à son transmetteur téléphonique.

Elle comporte 2k+1 thyristors 14 dont les cathodes sont reliées au circuit commun d'indice zéro.

A la première alternance favorable, l'un des 2k+1 thyristors ferme le circuit d'alarme correspondant à la fréquence choisie.

Ce circuit complémentaire se comporte donc comme un commutateur statique multicanaux à maintien.

le bottier dans ses versions émetteur et récepteur, ses différents constituants et son dispositif optionnel de fixation murale sont fabricables en grande série dans des conditions intéressantes de coût et d'encombrement.

On peut aisément réviser le nombre, la catégorie, l'altitude et le gisement des liaisons qui forment un tel réseau domestique de surveillance, voire de télésurveillance.

Claims (5)

REVENDICATIONS
1. i) Système domestique de communications logiques, unidirectionnelles, personnalisées en altitude et en fréquence carac- térisé à chaque extrémité par un doublet ultrasonique 2 universel en gisement et directif en site situé sur un axe vertical i et composé d'un manchon d'acier 3 collé sur un cylindre de céramique piézoélectrique 4 de même hauteur utile.
2. 2) Système suivant la revendication 1 caractérisé par un oscillateur incrémental associé au doublet ultrasonique 2 et dont la capacité principale 10 peut 8trie majorée ou minorée un nombre restreint de fois k d'une valeur unique 9 d'usage courant de telle sorte que le double du rapport de la fréquence obtenue à la fréquence propre du doublet soit sensiblement un nombre impair.
3. 3) Système selon les revendications 1 et 2 caractérisé à l'émission par un sélecteur manuel il de 2k+i fréquences, une commande manuelle 12 de l'émetteur et une alimentation continue locale 13 composée principalement d'une batterie et de son amplificateur de tension.
4. 4) Système selon les revendications 1 à 3 caractérisé à la réception par un commutateur statique multicanaux à maintien formé de 2k+1 thyristors 14 et susceptible de fermer un circuit d'alarme parmi 2k+1 circuits en raison de la fréquence choisie à l'émission.
5. 5) Système selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble caractérisé par le remplacement du doublet piézoxyde 2 par un cylindre à électret 5 permettant de supprimer l'alimentation locale 13 de l'émetteur et composé, placés sur un axe vertical 1, avec une hauteur commune, d'un cylindre d'acier 6 et d'un manchon d'acier 3 à l'intérieur duquel est fixé l'électret cylindrique 7.