FR3030750A1

FR3030750A1 - Detecteur optique d'une valeur d'une grandeur physique de l'atmosphere representative d'un danger

Info

Publication number: FR3030750A1
Application number: FR1463172A
Authority: FR
Inventors: Marco Stephane Di; Laurent Pichard; Jacques Lewiner
Original assignee: Finsecur SAS
Current assignee: Finsecur SAS
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-06-24
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: WO2016102891A1; FR3030750B1; US20170370835A1; EP3237888A1

Abstract

Le détecteur optique d'une valeur d'une grandeur physique de l'atmosphère représentative d'un danger, comporte : une chambre de mesure accessible à l'atmosphère; un compartiment d'électronique pour recevoir une électronique de détection de la valeur de la grandeur physique de l'atmosphère représentative d'un danger, l'électronique de détection comportant des éléments d'électronique comprenant au moins un émetteur de lumière, un récepteur de lumière, sensible pour au moins une partie des longueurs d'onde des rayons lumineux émis par l'émetteur, et une électronique de traitement des signaux de détection le détecteur comportant en outre un premier guide de lumière en regard de l'émetteur pour diriger la lumière émise par l'émetteur, du compartiment d'électronique vers une zone de détection dans la chambre de mesure ; et un deuxième guide de lumière en regard du récepteur pour diriger, la lumière en provenance de ladite zone de détection, vers le compartiment d'électronique pour être reçue par le récepteur, la quantité lumière reçue par le récepteur étant représentative de la présence/absence dans la zone de détection de ladite valeur de grandeur physique représentative d'un danger. Le compartiment d'électronique est séparé de la chambre de mesure, et isole l'ensemble des éléments d'électronique qu'il contient de l'atmosphère et les guides de lumière sont agencés pour pénétrer le compartiment d'électronique de manière étanche à l'atmosphère.

Description

La présente invention concerne un détecteur optique d'une valeur d'une grandeur physique de l'atmosphère représentative d'un danger et un dispositif d'alarme le comportant. Elle s'applique, en particulier, à la détection dans des bâtiments et ouvrages de travaux publics, publics ou privés, résidentiels, industriels, commerciaux ou de loisir. Les zones ATEX sont des zones dans lesquelles il y a un risque d'ATmosphère EXplosive. Ces zones font l'objet d'une règlementation dite ATEX. Cette règlementation a pour but de maîtriser les risques relatifs à l'explosion de ces atmosphères. Il existe plusieurs subdivisions dans la classification des zones : 0, 1 et 2 pour les gaz, 20, 21 et 22 pour les poussières. Pour chacune des zones, des règlementations (décrets, lois, etc.) imposent l'utilisation de matériels spécifiques afin d'écarter les risques d'explosion. De façon générale, un produit ATEX doit être conçu pour éviter des échauffements et des étincelles au contact de l'atmosphère explosive.

Les détecteurs de fumée utilisent plusieurs principes physiques et principalement l'ionisation des gaz et l'absorption ou la diffusion optique. Dans de tels détecteurs, il est nécessaire de laisser pénétrer l'atmosphère à l'intérieur d'une chambre de mesure, puisque ce sont les particules présentes dans cette atmosphère qui vont faire l'objet d'une détection. Cette contrainte rend très difficile la conception de détecteurs de fumée ATEX. Dans le cas des détecteurs de fumée ioniques, par exemple, les chambres de mesure comportent des électrodes destinées à créer un champ électrique d'entrainement des ions. Ces électrodes et les circuits électriques associés sont donc directement en contact avec l'atmosphère et donc avec les gaz inflammables qui peuvent éventuellement s'y trouver. Dans le cas des détecteurs optiques de fumée, on distingue les détecteurs à diffusion et les détecteurs à absorption. Le principe d'un détecteur optique de fumée à diffusion est basé sur la mise en oeuvre, d'une part, d'un émetteur de rayonnements lumineux et, d'autre part, d'un récepteur des signaux lumineux diffusés par l'air ambiant. Lorsqu'il n'y a pas de fumée dans l'air qui pénètre dans le détecteur, le récepteur ne reçoit que très peu de lumière diffusée. Au contraire, lorsqu'il y a de la fumée dans l'air qui pénètre dans le détecteur, celle-ci diffuse la lumière provenant de l'émetteur et illumine ainsi le récepteur. Dans ces détecteurs optiques, des circuits d'émission à diodes électroluminescentes ou à diodes laser, par exemple, sont associés à des récepteurs de lumière de type phototransistors ou photodiodes. Là encore, des circuits électriques et électroniques sont en contact avec l'atmosphère et donc avec d'éventuels gaz inflammables qui pourraient s'y trouver. Dans les détecteurs optiques de fumée à absorption, on utilise un émetteur de rayonnements lumineux et un récepteur, ces deux éléments étant disposés de manière à ce que le récepteur puisse recevoir le rayonnement émis par l'émetteur, soit de manière directe, soit après réflexion sur des réflecteurs. La présence de fumée sur le trajet du faisceau a pour effet de réduire le signal lumineux reçu par le récepteur. Là encore, des circuits électriques et électroniques sont en contact avec l'atmosphère et donc avec d'éventuels gaz inflammables qui pourraient s'y trouver.

La présente invention a pour but de permettre la réalisation de détecteurs de fumée susceptibles de fonctionner en atmosphère explosive. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un détecteur optique d'une valeur d'une grandeur physique de l'atmosphère représentative d'un danger, le détecteur comportant : - au moins une chambre de mesure accessible à l'atmosphère ; - au moins un compartiment d'électronique pour recevoir un dispositif électronique de détection de la valeur de la grandeur physique représentative d'un danger, le dispositif électronique de détection comportant des éléments d'électronique comprenant au moins : - un émetteur de lumière, - un récepteur de lumière, sensible pour au moins une partie des longueurs d'onde des rayons lumineux émis par l'émetteur, et une électronique de traitement des signaux de détection ; le détecteur comportant en outre : un premier guide de lumière en regard de l'émetteur pour diriger la lumière émise par l'émetteur, du compartiment d'électronique vers une zone de détection dans la chambre de mesure ; et un deuxième guide de lumière en regard du récepteur pour diriger, la lumière en provenance de ladite zone de détection, vers le compartiment d'électronique pour être reçue par le récepteur, la quantité de lumière reçue par le récepteur étant représentative de la valeur de la grandeur physique représentative d'un danger ; dans lequel le compartiment d'électronique est séparé de la chambre de mesure, et isole l'ensemble des éléments d'électronique qu'il contient de l'atmosphère ; et les guides de lumière sont agencés pour pénétrer le compartiment d'électronique de manière étanche à l'atmosphère. La grandeur physique représentative d'un danger est mesurable par des moyens optiques. Par exemple, cette grandeur physique est un taux de particules 10 dans l'air ou une présence de gaz détectable par spectroscopie. Ainsi, il est possible de bénéficier dans la chambre de mesure d'une détection optique de la fumée, cette chambre étant ouverte à l'atmosphère mais ne contenant aucun circuit électrique susceptible de présenter un risque vis-à-vis des réglementations ATEX, et d'avoir la partie électrique et électronique du détecteur 15 entièrement isolée de l'atmosphère. Dans des modes de réalisation, le compartiment d'électronique isole l'ensemble des éléments d'électronique de l'atmosphère par une enceinte étanche. Dans des modes de réalisation, au moins un joint torique est prévu pour relier au moins un des guides de lumière au compartiment d'électronique au point de 20 pénétration du premier et/ou deuxième guide dans le compartiment d'électronique. L'étanchéité autour des guides de lumière lors de leur pénétration dans la partie électronique peut être assurée de diverses manières, par exemple dans un mode de réalisation le détecteur comporte un joint torique pour relier une guide de lumière au compartiment d'électronique au point de pénétration dudit guide dans le 25 compartiment d'électronique. Dans des modes de réalisation, le compartiment d'électronique isole l'ensemble des éléments d'électronique de l'atmosphère par enrobage de l'ensemble des éléments d'électronique qu'il contient par une résine isolante de l'électricité. Dans d'autres modes de réalisation l'étanchéité peut également être assurée par 30 moulage direct des guides dans la résine d'encapsulation des composants et autres pièces métalliques de la partie électronique. Dans des modes de réalisation, l'extrémité d'au moins un des guides de lumière est noyé dans la résine.

Dans des modes de réalisation, au moins un des guides de lumière est entouré d'une gaine dont l'indice de réfraction est plus faible que l'indice de réfraction du guide de lumière. De cette manière, un rayon lumineux qui entre dans le guide de lumière sous un angle adéquat subit de multiples réflexions internes. Ainsi, si le matériau constitutif du coeur du guide de lumière n'est pas trop absorbant pour la lumière transmise, la lumière qui rentre à une extrémité du guide de lumière est presque entièrement récupérée à l'autre extrémité du guide de lumière. Dans des modes de réalisation, au moins un des guides de lumière est entouré d'une couche réfléchissante de la lumière. Dans des modes de réalisation, l'émetteur de lumière est agencé pour émettre des rayons lumineux dont la longueur d'onde se situe dans l'infrarouge et chaque guide de lumière comporte au moins une partie en silice ou en polycarbonate. Chaque guide de lumière peut être composé d'un matériau peu absorbant pour les longueurs d'ondes transmises. Par exemple, dans un mode de réalisation l'émetteur de lumière est agencé pour émettre des rayons lumineux dont la longueur d'onde se situe dans l'infrarouge et chaque guide de lumière contient au moins de la silice. Dans un autre mode de réalisation, chaque guide de lumière est composé d'un matériau plastique, facile à mouler ou à injecter Il est avantageux que ce matériau soit un matériau qui possède deux propriétés particulières : une bonne transmission dans l'infrarouge et un retrait limité lors du démoulage de pièces moulées. Le polycarbonate constitue l'un de ces matériaux. Du fait de sa sensibilité dans l'infrarouge, le récepteur est peu sensible à la lumière ambiante, ce qui réduit les risques de fausse alarme et la transmission des rayons lumineux est facilitée dans chaque guide d'onde. Dans des modes de réalisation, ladite valeur de la grandeur physique dans la zone de détection correspond à la diffusion de la lumière émise par l'émetteur vers le récepteur. Dans des modes de réalisation, ladite valeur de la grandeur physique dans la zone de détection correspond à la réduction, par absorption, de la lumière dirigée de l'émetteur vers le récepteur Dans des modes de réalisation, un réflecteur est prévu pour réfléchir de la lumière dans la chambre de mesure vers le deuxième guide de lumière Dans des modes de réalisation, le premier et le deuxième guides de lumière sont constitués par une pièce mécanique unique comportant une liaison résistante au passage de la lumière depuis le premier guide de lumière vers le deuxième guide de lumière. Dans des modes de réalisation particuliers, la liaison résistante au passage de la lumière porte un plot de centrage. Grâce à ces dispositions, le positionnement de la pièce unique comportant les prismes est reproductible et précis. Dans des modes de réalisation, une pièce mécanique unique comporte le premier et le deuxième guides de lumière et une liaison résistante au passage de la lumière depuis le premier réflecteur de lumière vers le deuxième réflecteur de lumière. Grâce à ces dispositions, le positionnement des composants émetteur et récepteur de lumière est réalisé conjointement. Il est donc simplifié et la reproductibilité de la sensibilité du circuit électronique de détection de fumée est améliorée. De plus la reproductibilité des angles d'émission/réception des rayons de lumière est améliorée. La fabrication des réflecteurs de lumière est facilitée car ils peuvent être moulés conjointement à la liaison qui les relie. Un autre problème qui se pose dans des détecteurs optiques à diffusion concerne la détection des pannes et notamment de l'absence d'émission par un composant émetteur de lumière et/ou en cas de perte de sensibilité d'un composant récepteur de lumière. Or ces pannes sont critiques puisqu'elles limitent, voire empêchent la détection de fumée. Dans des modes de réalisation particuliers, ladite liaison comprend un guide optique adapté à véhiculer une partie de la lumière émise par l'émetteur vers le récepteur, l'électronique de détection de fumée étant adaptée à détecter l'absence de réception, par ledit récepteur, de ladite partie de la lumière émise par l'émetteur et à émettre un signal représentatif de cette absence de réception. Grâce à ces dispositions, une très faible partie de la lumière émise par l'émetteur parvient en permanence au récepteur. Lorsque l'on détecte que le récepteur n'émet plus de signal représentatif de cette partie ou émet un signal atténué, l'électronique signale une panne ou un dysfonctionnement du détecteur. La partie de la lumière qui parvient en permanence est calibrée pour être toujours inférieure au niveau de lumière requis pour la détection de la fumée afin que cette partie permanente ne perturbe pas la détection de fumée.

Dans des modes de réalisation, la liaison résistante au passage de la lumière est un guide optique brisé, une partie du guide optique brisé débouchant sur l'extérieur du détecteur optique de manière étanche à l'atmosphère. Grâce à ces dispositions, on peut : - vérifier le fonctionnement du composant émetteur en positionnant un composant récepteur externe, par exemple dans un boîtier mobile qui pourra être positionné, en regard du lieu où débouche ledit guide optique, - notamment dans le cas où le composant émetteur est susceptible d'émettre dans le domaine visible, communiquer au moins une information vers l'extérieur, comme, par exemple, signaler une détection de fumée ou une défaillance du circuit de détection de fumée et/ou - communiquer avec le circuit de détection de fumée en émettant, par exemple avec une télécommande, un signal lumineux vers le lieu où débouche ledit guide optique.

Dans des modes de réalisation particuliers, la liaison résistante au passage de la lumière est un guide optique formant chicane, un guide optique comprenant une zone absorbante de la lumière dans les longueurs d'onde des rayons lumineux émis par l'émetteur et/ou un guide optique comprenant une zone réfléchissante de la lumière dans les longueurs d'onde des rayons lumineux émis par l'émetteur.

Grâce à ces dispositions, les risques d'éclairage parasite du récepteur par l'intermédiaire de la fibre optique sont réduits. Dans des modes de réalisation, le premier guide de lumière comprend un réflecteur convergent agencé pour focaliser la lumière dans la zone de détection et/ou le deuxième réflecteur de lumière comprend un guide convergent agencé pour focaliser vers le récepteur la lumière en provenance de la zone de détection. Grâce à ces dispositions, la zone de détection, dans laquelle une éventuelle fumée à détecter est traversée par les rayons lumineux, est plus petite, ce qui réduit les risques de réflexion parasite et le niveau de bruit. Dans des modes de réalisation, le détecteur comporte en outre : - un boitier, pour loger la chambre de mesure et agencé pour permettre le passage de l'air tout en minimisant l'introduction de lumière parasite dans ladite chambre de mesure ; et - un support intermédiaire disposé dans le boitier, pourvu d'une paroi optique agencée pour empêcher la lumière émise par le guide de lumière situé du côté de l'émetteur d'atteindre le guide de lumière situé du côté du récepteur. Dans des modes de réalisation, au moins un des guides de lumière comporte une partie cylindrique : l'une des extrémités dudit guide est positionnée en face de l'émetteur/récepteur de lumière, à l'intérieur du compartiment électronique et l'autre extrémité est placée dans la chambre de mesure et comporte une partie cylindrique, la partie cylindrique étant positionnée à la traversée de l'enceinte étanche. Dans des modes de réalisation, l'extrémité positionnée dans la chambre de mesure a la forme d'une lentille. Cette lentille permet de mettre en former le faisceau lumineux qui issu de la chambre de mesure. Dans des modes de réalisation, l'extrémité positionnée dans la chambre de mesure a la forme d'un prisme optique.

Un deuxième aspect de l'invention vise un dispositif d'alarme comportant au moins un détecteur optique selon le premier aspect de la présente invention, et un émetteur de signaux d'alarme dont l'émission de signaux d'alarme est représentatif de la détection d'une valeur de la grandeur physique représentative d'un danger par un dit détecteur optique.

Dans des modes de réalisation, le dispositif comporte un réflecteur pour les ondes lumineuses émises par le premier guide de lumière, ce réflecteur étant positionné pour renvoyer le dit faisceau lumineux vers le deuxième guide de lumière. Dans des modes de réalisation, la chambre de mesure est constituée par le local à surveiller, le détecteur optique étant placé au voisinage d'une première extrémité du local, le faisceau lumineux émis à travers le premier guide de lumière traversant ledit local, le réflecteur étant placé au voisinage de l'extrémité opposée du dit local, et étant positionné pour renvoyer le dit faisceau lumineux vers le deuxième guide de lumière. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement limitatif en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement un détecteur optique selon un premier mode de réalisation de la présente invention, - la figure 2 représente, schématiquement un détecteur optique selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention, - la figure 3 représente, schématiquement un détecteur optique selon un troisième mode de réalisation de la présente invention, - la figure 4 représente, schématiquement un système d'alarme selon un mode de réalisation de l'invention et - les figures 5 à 10 représentent, schématiquement, d'autres modes de réalisation d'un détecteur optique objet de la présente invention. Dans un but de clarté, les figures ne sont pas à l'échelle.

Un détecteur optique d'une valeur d'une grandeur physique de l'atmosphère représentative d'un danger selon un premier mode de réalisation est représenté schématiquement sur la figure 1. Dans ce mode de réalisation, le détecteur optique est configuré pour détecteur la présence de fumée dans l'atmosphère autour du détecteur, la valeur de la grandeur physique représentative d'un danger étant la quantité ou le taux de particules de fumée ou d'aérosols, associés à une incendie, dans l'atmosphère. On observe en figure 1 un détecteur optique 100 selon le premier mode de réalisation comportant dans un boîtier 105 une chambre de mesure 110 accessible à l'atmosphère et un compartiment d'électronique 120 pour recevoir une électronique de détection de fumée 130. L'électronique de détection de fumée 130 comporte un émetteur de lumière 131, un récepteur de lumière 132 sensible pour au moins une partie des longueurs d'onde des rayons lumineux émis par l'émetteur 131, et une électronique de traitement des signaux de détection 133. Dans un mode de réalisation particulier le boitier 105 peut présenter des ouvertures en chicanes pour permettre le passage de l'air dans la chambre de mesure 110 au travers une zone de détection D tout en minimisant la pénétration de lumière ambiante dans la zone de détection D. Les parois internes du boîtier peuvent être agencées pour réfléchir au minimum les rayons lumineux Le détecteur optique de fumée 100 comporte en outre un premier guide de lumière 141 en regard de l'émetteur 131 pour diriger la lumière émise par l'émetteur 131, du compartiment d'électronique 120 vers la zone de détection D dans la chambre de mesure 110; et un deuxième guide de lumière 142 en regard du récepteur 132 pour diriger, la lumière en provenance de ladite zone de détection D, vers le compartiment d'électronique 120 pour être reçue par le récepteur 132.

Dans ce mode de réalisation la quantité lumière reçue par le récepteur 132 est représentative de la présence/absence dans la zone de détection D des particules de fumée. Chaque guide de lumière 141 et 142 peut être composé d'un matériau peu 5 absorbant pour les longueurs d'ondes transmises. Par exemple, dans ce mode de réalisation l'émetteur 131 de lumière est agencé pour émettre des rayons lumineux dont la longueur d'onde se situe dans l'infrarouge et chaque guide de lumière 141 et 142 est composé au moins de la silice. D'autres matériaux peuvent convenir, par exemple des matériaux plastiques, faciles à mouler ou à injecter, tels que le 10 polycarbonate. Un tel matériau, comme beaucoup de polymères amorphes, présente un retrait limité lors du démoulage de pièces moulées. Le composant émetteur de lumière 131 est, par exemple, une diode émettrice de lumière fonctionnant dans l'infrarouge. Le composant récepteur de lumière 132 est, par exemple, une photodiode ou un phototransistor fonctionnant dans 15 l'infrarouge. Le compartiment d'électronique 120 comporte une enceinte étanche 125 configuré pour isoler l'ensemble des composants d'électronique 130 de l'atmosphère. Dans d'autres modes de réalisation l'étanchéité peut être assurée autrement. Par exemple, dans un autre mode de réalisation l'ensemble des éléments 20 d'électronique 130 sont enrobés par une résine pour les isoler de l'atmosphère. Dans un exemple de réalisation l'épaisseur de la résine sur le composant qui ressort le plus est égale à au moins 30mm. Le premier guide de lumière 141 et le deuxième guide de lumière 142 sont agencés pour pénétrer le compartiment d'électronique 120 de manière étanche à 25 l'atmosphère pour éviter l'exposition des composants d'électronique 130 à l'atmosphère. L'étanchéité autour des guides de lumière lors de leur pénétration dans la partie électronique peut être assurée de diverses manières, par exemple dans ce premier mode de réalisation le détecteur optique 100 comporte des joints toriques 151 et 152 pour assurer l'étanchéité entre le premier et le deuxième guides de 30 lumière 141 142 et le compartiment d'électronique 120 respectivement aux points de pénétration du premier et du deuxième guides 141, 142 dans l'enceinte étanche 125. Dans d'autres modes de réalisation l'étanchéité peut également être assurée par moulage direct des guides de lumière 141, 142 dans une résine d'encapsulation des composants et autres pièces métalliques de la partie électronique. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, une extrémité de chaque guide de lumière 141 et 142 peut être noyée dans la résine. Dans le premier mode de réalisation illustré sur la figure 1, le premier guide de lumière 141 et le deuxième guide de lumière 142 sont chacun entouré d'une gaine dont l'indice de réfraction est plus faible que l'indice de réfraction du guide de lumière. De cette manière, un rayon lumineux qui entre dans un guide de lumière sous un angle adéquat subit de multiples réflexions internes. Ainsi, si le matériau constitutif du coeur du guide de lumière n'est pas trop absorbant pour la lumière transmise, la lumière qui rentre à une extrémité du guide de lumière 141, 142 est presque entièrement récupérée à l'autre extrémité du guide de lumière 141, 142. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, au moins un des guides de lumière 141, 142 est entouré d'une couche réfléchissante de la lumière. L'électronique de détection 130 comporte des composants d'alimentation et de traitement de signaux, d'une part, pour alimenter en électricité l'émetteur 131 et le récepteur 132 et, d'autre part, pour traiter les signaux électriques sortant du composant récepteur de lumière 132 pour déterminer si de la fumée traverse la zone de détection D. Ces composants 130 ainsi que leur liaison sont connus de l'homme du métier des détecteurs de fumée et ne sont donc pas plus décrits ici. Les guides de lumière 141 et 142 sont orientées l'un par rapport à l'autre de telle façon que en l'absence de particules de fumé dans la zone de détection D la lumière émise par l'émetteur 131 n'atteigne pas le récepteur 132. Lorsque des particules de fumée pénètrent dans la chambre de mesure 110 et atteignent la zone de détection D, de la lumière est dirigée par des particules de fumée vers le guide de lumière 142 qui la dirige vers le récepteur 132 Lorsque l'électronique de traitement de signaux de détection 133 détecte que la quantité de lumière reçue par le récepteur 132 dépasse un seuil prédéterminé un signal d'alarme est déclenché dans un module d'alarme pour signaler la présence de fumée. Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 2 le détecteur optique 200 comporte en outre un réflecteur 260 pour diriger de la lumière émise par l'émetteur 231 vers le récepteur 232 en l'absence de particules de fumée dans la zone de détection D. Lorsque des particules, par exemple des particules de fumée, pénètrent dans la chambre de mesure 210 et atteignent la zone de détection D, de la lumière est diffusée ou absorbée par ces particules de telle façon que la quantité de lumière dirigée par le guide de lumière 242 vers le récepteur 232 diminue. Lorsque l'électronique de traitement de signaux de détection 233 détecte que la quantité de lumière reçue par le récepteur 232 tombe en dessous d'un seuil prédéterminé un signal d'alarme est déclenché dans un module d'alarme pour signaler la présence de fumée.

Un détecteur optique d'une valeur de grandeur physique de l'atmosphère représentative d'un danger selon un troisième mode de réalisation est représenté schématiquement sur la figure 3. Dans ce mode de réalisation, le détecteur optique 300 est configuré pour détecteur la présence de fumée dans l'atmosphère, la valeur de la grandeur physique représentative d'un danger étant la quantité ou le taux de particules de fumée ou d'aérosols associés à un incendie dans l'atmosphère. On observe en figure 3 un détecteur optique 300 selon le troisième mode de réalisation comportant un compartiment d'électronique 320 similaire au compartiment d'électronique 120 du premier mode de réalisation pour recevoir une électronique de détection de fumée 330. L'électronique de détection de fumée 330 comporte un émetteur de lumière 331, un récepteur de lumière 332 sensible pour au moins une partie des longueurs d'onde des rayons lumineux émis par l'émetteur 331, et une électronique de traitement des signaux de détection 333. Dans ce troisième mode de réalisation de l'invention la chambre de mesure est constituée par une zone 310 du local à surveiller dans lequel le détecteur optique 300 est installé. Un réflecteur 360 est installé dans le local pour diriger, par réflexion, de la lumière émise par l'émetteur 331 vers le récepteur 332 en absence de particules de fumée dans une zone de détection DD dans le local 310. Lorsque des particules de fumée pénètrent dans la zone 310 du local et atteignent la zone de détection DD, de la lumière est diffusée par des particules de fumée de telle façon que la quantité de lumière dirigée par le guide de lumière 342 vers le récepteur 332 diminue. Lorsque l'électronique de traitement de signaux de détection 333 détecte que la quantité de lumière reçue par le récepteur 332 tombe en dessous d'un seuil prédéterminé un signal d'alarme est déclenché dans un module d'alarme pour signaler la présence de fumée.

Un système d'alarme 1055 selon un mode de réalisation de l'invention est illustré sur la Figure 4. Le système d'alarme 1055 comporte un dispositif d'alarme 1020 et des détecteurs optique 1005 selon un des modes de réalisation de l'invention. Chaque détecteur optique 1005 est relié au dispositif d'alarme par une liaison 1045, filaire ou non pour transmettre des signaux de détection au dispositif d'alarme. Le dispositif d'alarme comprend un émetteur de signaux d'alarme 1050 dont l'émission de signaux d'alarme est représentatif de la détection d'une valeur de grandeur physique de l'atmosphère représentative d'un danger par au moins un des détecteurs optique 1005. L'émetteur de signaux d'alarme 1020 comporte, par exemple un haut-parleur 1050. Dans un quatrième mode de réalisation illustré à la figure 4 le premier guide de lumière et le deuxième guide de lumière ont des réflecteurs de lumières constitués ici des faces 465 de deux prismes respectifs 461 et 462. Le prisme 461 en regard de l'émetteur 431 est agencé pour diriger la lumière 10 émise par l'émetteur 431 vers une zone de détection D ; et le prisme 462 en regard du récepteur 432 est agencé pour diriger, en présence de fumée dans la zone de détection D, la lumière diffusée en provenance de ladite zone de détection D, vers le récepteur 432. L'intersection du cône de lumière émise du premier guide de lumière 461 et du cône utile de réception du deuxième guide de réception 462 définit la zone 15 de détection. D Des rayons lumineux LE et LR, utiles pour la détection de fumée, ainsi que la zone de détection D sont représentés en traits discontinus en figure 4. Chacun des prismes 461 et 462 présente une surface inférieure plane 463, une surface latérale plane 460 oblique et une face courbe 465 formant miroir convergent. 20 Les prismes 461 et 462 sont, par exemple, en polycarbonate. Ce matériau a l'avantage d'être, au moins partiellement, transparent dans une partie de l'infrarouge. Ainsi, le récepteur n'est pas sensible à la lumière ambiante, ce qui réduit les risques de fausse alarme et la transmission des rayons lumineux est facilitée tant dans le prisme du côté de l'émetteur de lumière que dans le prisme du côté du récepteur de 25 lumière. De plus, ce matériau, présente un retrait limité lors du démoulage de pièces moulées. Comme on le voit en figure 4, la forme de la face courbe 465 des prismes 461 et 462 et l'angle d'incidence des rayons lumineux LE et LR sur cette face courbe 465 en font un miroir convergent dont la longueur focale est sensiblement égale à la 30 distance parcourue par le rayon lumineux central émis par l'émetteur de lumière 431 avant d'atteindre la face courbe 465, multiplié par l'indice optique du matériau constituant le prisme. De cette manière, les rayons lumineux sortant du prisme faisant face au composant émetteur de lumière 431 sont pratiquement parallèles.

Pour des raisons de symétrie, les rayons lumineux issus de la zone de détection D convergent, grâce à la face courbe 465 du prisme faisant face au composant récepteur de lumière 432, sur la partie sensible de ce composant 432. L'électronique de détection incluant l'émetteur et le récepteur est logé dans un compartiment d'électronique étanche à l'atmosphère. Le premier guide de lumière 441 et le deuxième guide de lumière 442 sont agencés pour pénétrer le compartiment d'électronique 420 qui loge l'électronique de détection de manière étanche à l'atmosphère pour éviter l'exposition des composants d'électronique 430 à l'atmosphère. L'étanchéité autour des guides de lumière lors de leur pénétration dans la partie électronique peut être assurée de diverses manières, par exemple dans ce quatrième mode de réalisation le détecteur optique 400 comporte des joints toriques 451 et 452 pour relier respectivement le premier et le deuxième guides de lumière 441 442 au compartiment d'électronique 420 aux points de pénétration du premier et deuxième guides 441, 442 dans l'enceinte étanche 425.

Dans d'autres modes de réalisation l'étanchéité peut également être assurée par moulage direct des guides de lumière 441, 442 dans une résine d'encapsulation des composants et autres pièces métalliques de la partie électronique. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, une extrémité de chaque guide de lumière 441 et 442 peut être noyée dans la résine.

Comme illustré en figure 5 et en figure 6 les prismes 461 et 462 dans un mode de réalisation particulier forment une pièce mécanique unique 440, une liaison 445 reliant, dans cette pièce unique 445, les prismes 461et 462. Dans des modes de réalisation particuliers, cette liaison comprend un guide optique qui véhicule une partie de la lumière émise par l'émetteur 431 vers le récepteur 432, l'électronique de détection de fumée 430 étant adaptée à détecter l'absence de réception, par ledit récepteur 432, de ladite partie de la lumière émise par l'émetteur 431 et à émettre un signal représentatif de cette absence de réception. Ainsi, une très faible partie de la lumière émise par l'émetteur 431 parvient en permanence au récepteur 432. Lorsque l'on détecte que le récepteur 432 n'émet plus de signal représentatif de cette partie ou émet un signal atténué, l'électronique de détection 430 signale une panne ou un dysfonctionnement du détecteur optique 400. La partie de la lumière qui parvient en permanence est calibrée (par le biais de la géométrie de la pièce mécanique) pour être toujours inférieure au niveau de lumière requis pour la détection de la fumée afin que cette partie permanente ne perturbe pas la détection de fumée. La mesure de la quantité de lumière arrivant en permanence sur le récepteur 432 permet aussi de mesurer le vieillissement de l'émetteur 431 et/ou du récepteur 432. Le vieillissement ou une panne provoquent préférentiellement l'émission d'un signal, lumineux, sonore ou à un système central, représentatif du problème et du besoin d'effectuer des opérations de réparation ou de maintenance sur le détecteur de fumée.

Dans certains modes de réalisation, la liaison mécanique 440 constitue un guide optique brisé 480, comme illustré à la figure 6, pour éviter que de la lumière parasite issue du composant émetteur 431 n'atteigne, par son biais, le composant récepteur 432. Ainsi, le premier réflecteur de lumière constitué par une face 465 du prisme 461 est relié au deuxième réflecteur de lumière, constitué par une face 465 du prisme 462, par l'intermédiaire d'une liaison résistante au passage de la lumière parasite pour former une seule pièce mécanique 445. Dans d'autres modes de réalisation, la liaison entre les prismes 461 et 462 peut être constituée de tous autres moyens agencés de manière à éviter le passage de la lumière parasite issue de l'émetteur vers le récepteur. Par exemple la liaison peut être constituée par un guide optique comportant une zone centrale en forme de chicane, une zone absorbante de la lumière dans les longueurs d'onde des rayons lumineux émis par l'émetteur et/ou une zone réfléchissante de la lumière dans les longueurs d'onde des rayons lumineux émis par l'émetteur. La pièce mécanique 445 peut, de manière avantageuse, être obtenue par injection dans un moule de polymère, par exemple du polycarbonate, en positionnant dans l'outil d'injection le trou par lequel la matière en fusion pénètre le moule dans la région correspondante à la zone centrale du guide optique brisé 480. Cela permet d'utiliser la carotte d'injection, constituée par la matière ayant rempli le canal d'alimentation entre le nez du cylindre d'injection et l'entrée dans le moule, pour réaliser le guide optique et ainsi d'économiser de la matière et d'éviter une opération supplémentaire, à savoir l'extraction des carottes, lors de la récupération des pièces injectées. Ces techniques d'injection sont connues de l'homme du métier du travail des polymères et ne sont donc pas plus décrites ici.

Comme illustré en figure 7, dans ce mode de réalisation de l'invention un détecteur de fumée 400 comporte un boîtier 405, comportant deux zone séparés : la chambre de mesure 410 dans laquelle se trouve le zone de diffusion D accessible aux particules de fumée et le compartiment d'électronique 420 qui loge le circuit de 5 détection de fumée 430. Le boîtier 405 présente des ouvertures en chicanes pour permettre le passage de l'air au travers la zone de détection D tout en minimisant la pénétration de lumière ambiante dans la zone de détection D. Les parois internes du boîtier sont agencées pour refléter au minimum les rayons lumineux. Comme illustré en figure 8 la surface de l'enceinte étanche 425 du compartiment électronique 420 10 du côté de la chambre de mesure 410 est pourvue d'une paroi optique 820 qui, en absence de fumée dans la zone de détection D, empêche la lumière émise par l'émetteur 431, vers la zone de détection D via le prisme 461, d'atteindre le récepteur 432 via le prisme 462. La paroi optique 820 présente deux surfaces opposées 321, 322 crénelées pour refléter au minimum les rayons lumineux. 15 Le prisme 441 en regard de l'émetteur 431 est positionnée de l'un des côtés de la paroi 320 et le prisme 462 en regard du récepteur 432 est disposé de l'autre côté de la paroi 820 de façon telle que des rayons lumineux ne puissent circuler de manière directe d'un prisme à l'autre. Le prisme 461 en regard de l'émetteur 431 focalise la lumière dans la zone de détection D. En présence des particules de fumée 20 dans la zone de détection D la lumière est diffusée vers le prisme 462 en regard du récepteur 432 qui la récupère et l'envoie vers le récepteur 432. Dans le mode de réalisation illustré sur les Figures 6 à 8, la pièce mécanique 445 comportant les deux prismes 461, 462 est montée sur le support 411 de façon que la configuration du prisme 461 par rapport au prisme 462 soit fixée. La pièce 25 mécanique 445 est pourvue d'un dispositif de positionnement précis vis à vis à un support intermédiaire 810 fixé à la surface de l'enceinte 425, à savoir des plots de centrage destinés à coopérer avec des trous situés sur le support intermédiaire 810, des trous 1,2, 3, 4 destinés à coopérer avec des pions situés sur le support intermédiaire 810, ou des clips situés sur le support intermédiaire 310. Le 30 positionnement des prismes est ainsi aisément reproductible. Cela permet d'assurer la reproductibilité des angles d'émission/réception des rayons de lumière. Deux ouvertures 825, 826 dans la surface du support 810 permettent de positionner les deux prismes 461, 462 dans la chambre de mesure, le guide optique brisé 480 entre les deux prismes étant positionné sur l'autre côté du support. Le support 310 est agencé de façon à empêcher le passage de la lumière parasite à la zone de diffusion, sauf que par l'intermédiaire des prismes 461, 462 Il peut être avantageux de prévoir sur la face située du coté du circuit imprimé des prismes 461 et 462 deux évasements plats afin de permettre le positionnement des émetteur 431 et récepteur 432 à l'intérieur de ces évasements, les prismes pouvant ainsi venir au contact du circuit imprimé. Dans une variante, les prismes et /ou la pièce mécanique peuvent venir au contact du circuit imprimé en évitant les évasements ci-dessus mais en prévoyant des butées 143, 144, 138 et 139.

Dans le mode de réalisation illustré en figure 9 le circuit imprimé 411 est fixé au support intermédiaire 810 par des clips situés par exemple en périphérie de ce support intermédiaire. Ainsi les prismes optiques sont positionnés de manière précise vis à vis du support intermédiaire 810 qui est lui même positionné de manière précise vis à vis du circuit imprimé 411. Le positionnement des prismes sur une série de circuits imprimés est ainsi aisément reproductible. Dans le mode de réalisation illustré en figure 5, la fibre optique 445 débouche sur l'extérieur du circuit électronique de détection de fumée. Ainsi, on peut : - vérifier le fonctionnement du composant émetteur en positionnant un 20 composant récepteur externe, par exemple dans un boîtier mobile 1025 en regard du lieu où débouche la fibre optique 1045, - notamment dans le cas où le composant émetteur est susceptible d'émettre dans le domaine visible, communiquer au moins une information vers l'extérieur, comme, par exemple, signaler une détection de fumée ou une défaillance 25 du circuit de détection de fumée visuellement ou par l'intermédiaire d'un boîtier mobile 1025 et/ou - communiquer avec le circuit de détection de fumée en émettant, par exemple avec une télécommande 1025 illustrée en figure 10, un signal lumineux vers le lieu où débouche la fibre optique.

30 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci- dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Détecteur optique d'une valeur d'une grandeur physique de l'atmosphère représentative d'un danger, le détecteur comportant : - une chambre de mesure accessible à l'atmosphère; - un compartiment d'électronique pour recevoir une électronique de détection de la valeur de la grandeur physique de l'atmosphère et représentative d'un danger, l'électronique de détection comportant au moins - un émetteur de lumière, - un récepteur de lumière, sensible pour au moins une partie des longueurs d'onde des rayons lumineux émis par l'émetteur, et - une électronique de traitement des signaux de détection ; le détecteur comportant en outre : un premier guide de lumière en regard de l'émetteur pour diriger la lumière émise par l'émetteur, du compartiment d'électronique vers une zone de détection dans la chambre de mesure ; et un deuxième guide de lumière en regard du récepteur pour diriger, la lumière en provenance de ladite zone de détection, vers le compartiment d'électronique pour être reçue par le récepteur, la quantité lumière reçue par le récepteur étant représentative de la présence/absence dans la zone de détection de ladite valeur de la grandeur physique représentative d'un danger ; dans lequel le compartiment d'électronique est séparé de la chambre de mesure, et isole l'ensemble des éléments d'électronique qu'il contient de l'atmosphère ; et les guides de lumière sont agencés pour pénétrer le compartiment d'électronique de manière étanche à l'atmosphère.
2. Détecteur selon la revendication 1, dans lequel le compartiment d'électronique isole l'ensemble des éléments d'électronique de l'atmosphère par une enceinte étanche.
3. Détecteur selon l'une des revendications 1 ou 2, comportant au moins un joint 30 torique pour relier au moins un des guides de lumière au compartiment d'électronique au point de pénétration du premier et/ou deuxième guide dans le compartiment d'électronique.
4. Détecteur selon la revendication 1, dans lequel le compartiment d'électronique isole l'ensemble des éléments d'électronique de l'atmosphère par enrobage de l'ensemble des éléments d'électronique qu'il contient par une résine.
5. Détecteur selon la revendication 4, dans lequel l'extrémité d'au moins un des guides de lumière est noyé dans la résine.
6. Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel au moins un des guides de lumière est entouré d'une gaine dont l'indice de réfraction est plus faible que l'indice de réfraction du guide de lumière.
7. Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel au moins un des guides de lumière est entouré d'une couche réfléchissante de la lumière.
8. Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'émetteur 15 de lumière est agencé pour émettre des rayons lumineux dont la longueur d'onde se situe dans l'infrarouge et chaque guide de lumière comporte au moins une partie en silice ou en polycarbonate.
9. Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ladite 20 valeur de la grandeur physique dans la zone de détection correspond à la diffusion, de la lumière émise par l'émetteur vers le récepteur.
10. Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ladite valeur de la grandeur physique dans la zone de détection correspond à la réduction, 25 par absorption, de la lumière dirigée de l'émetteur vers le récepteur
11. Détecteur selon la revendication 10, comportant en outre un réflecteur pour réfléchir de la lumière dans la chambre de mesure vers le deuxième guide de lumière 30
12. Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le premier guide de lumière comprend un réflecteur convergent agencé pour focaliser la lumière dans la zone de détection et/ou le deuxième réflecteur de lumière comprend un guide convergent agencé pour focaliser vers le récepteur la lumière en provenance de la zone de détection.
13. Détecteur selon la revendication 12, comprenant en outre : - un boitier, pour loger la chambre de mesure et agencé pour permettre le passage de l'air tout en minimisant l'introduction de lumière parasite dans ladite chambre de mesure ; et - un support intermédiaire disposé dans le boitier, pourvu d'une paroi optique agencée pour empêcher la lumière émise par le guide de lumière situé du coté de l'émetteur d'atteindre le guide de lumière situé du coté du récepteur.
14. Détecteur optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel au moins un des guides de lumière comporte une partie cylindrique et l'une des extrémités dudit guide est positionnée en face de l'émetteur/récepteur de lumière, à l'intérieur du compartiment électronique et l'autre extrémité est placée dans la chambre de mesure et comporte une partie cylindrique, la partie cylindrique étant positionnée à la traversée de l'enceinte étanche.
15. Détecteur optique selon la revendication 14, dans lequel l'extrémité positionnée dans la chambre de mesure a la forme d'une lentille permettant de former le faisceau lumineux qui en est issu.
16. Détecteur optique selon la revendication 15, dans lequel l'extrémité positionnée dans la chambre de mesure a la forme d'un prisme optique.
17. Dispositif optique de détection d'une valeur de grandeur physique de l'atmosphère représentative d'un danger comportant : - un détecteur optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 ; - un réflecteur pour les ondes lumineuses émises par l'un des guides de lumière, ce réflecteur étant positionné pour renvoyer le dit faisceau lumineux vers le deuxième guide de lumière;
18. Dispositif optique selon la revendication 17, dans lequel la chambre de mesure est constituée par le local à surveiller, le détecteur optique étant placé au voisinage d'une première extrémité du local, le faisceau lumineux émis à travers le premier guide de lumière traversant ledit local, le réflecteur étant placé au voisinage del'extrémité opposée du dit local, et étant positionné pour renvoyer le dit faisceau lumineux vers le deuxième guide de lumière.