FR3039688A1 - Detecteur de fumee chauffant - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un détecteur de fumée (1) comprenant un boîtier avec un dispositif de chauffage (H) pour chauffer des parois du boîtier à une température supérieure au point de rosée, le dispositif de chauffage (H) comprenant au moins une LED chauffante.
Description
DESCRIPTION L’invention concerne un détecteur de fumée comprenant un boîtier avec un dispositif de chauffage. Un tel détecteur de fumée est connu du document DE 10 2004 032 294 Al.
Dans le détecteur de fumée connu, une surface d’une chambre de mesure est pourvue d’un film chauffant qui est utilisé comme élément chauffant à résistance électrique. Un chauffage de la chambre de mesure s’oppose à une formation de rosée qui nuit à la capacité de fonctionnement du détecteur de fumée. La fabrication du détecteur de fumée connu est coûteuse. La présence du film chauffant limite de manière désavantageuse une surface d’entrée pour un échange gazeux avec l’environnement. Il en résulte une réponse retardée en cas de production de fumée.
Le document DE 10 2011 119 431 Al divulgue un détecteur d’incendie à rayonnement dispersé qui est équipé de plusieurs éléments chauffants à résistance à plusieurs endroits du boîtier. Le montage de plusieurs éléments chauffants à résistance dans le boîtier est coûteux.
Le but de l’invention est d’éliminer les inconvénients selon l’état de la technique. En particulier, il s’agit de fournir un détecteur de fumée équipé d’un dispositif de chauffage simple et peu coûteux à fabriquer.
Ce but est atteint grâce à un détecteur de fumée, comprenant un boîtier avec un dispositif de chauffage dispositif de fumée caractérisé en ce que le dispositif de chauffage comprend au moins une LED chauffante pour chauffer des parois du boîtier à une température supérieure au point de rosée, ledit détecteur de fumée étant un détecteur d’incendie à rayonnement dispersé qui comprend au moins une source de rayonnement et au moins un détecteur pour détecter le rayonnement dispersé et/ou pour détecter le rayonnement produit par la LED chauffante.
Pour atteindre le but fixé, il est donc proposé, selon l'invention et comme exposé ci-dessus, que le dispositif de chauffage comprenne au moins une LED (Diode Electroluminescente) chauffante.
Une LED chauffante est une diode électroluminescente. La LED chauffante émet de la lumière, par exemple sous la forme d’un cône lumineux autour d’un axe optique. Pour l’adaptation du cône lumineux, la LED chauffante peut comprendre un boîtier de LED comportant une ouverture de sortie de lumière et/ou un diaphragme. L’angle entre l’axe optique et la surface du cône est désigné dans la suite par angle d’ouverture.
La LED chauffante réchauffe les parois du boîtier par la lumière émise. Outre l’émission de lumière, le fonctionnement de la LED chauffante produit de la chaleur perdue. Cette chaleur perdue chauffe la zone dans laquelle la LED chauffante est disposée. La LED chauffante peut fonctionner de manière continue ou, de préférence, pulsée.
Le détecteur de fumée est un détecteur d’incendie à rayonnement dispersé comportant au moins une source de rayonnement et au moins un détecteur pour détecter un rayonnement dispersé et/ou pour détecter un rayonnement produit par la LED chauffante. La source de rayonnement et le détecteur présentent chaque fois un premier, respectivement un deuxième axe optique. La source de rayonnement émet de la lumière sous la forme d’un cône de rayonnement dont l’axe de symétrie forme un premier axe optique. De façon analogue, le détecteur détecte un rayonnement issu d’un volume en forme de cône dont l’axe de symétrie forme un deuxième axe optique. Un rayonnement dispersé dans le volume en forme de cône détectable est désigné par rayonnement dispersé détectable. La source de rayonnement et le détecteur sont disposés de telle façon que le détecteur puisse détecter le rayonnement dispersé provoqué par les particules de fumée se trouvant dans le boîtier. De préférence, le premier et le deuxième axe optique se croisent.
Le rayonnement dispersé résulte du fait que le rayonnement rencontre des particules de fumée à l’intérieur d’un cône de rayonnement et est dispersé sur celles-ci. Le volume d’intersection entre le cône de rayonnement du rayonnement incident et le volume en forme de cône du rayonnement dispersé détectable forme un volume de dispersion.
En particulier, l’agencement est choisi de telle façon qu’un point de croisement d’un premier axe optique de la source de rayonnement avec un deuxième axe optique du détecteur se trouve à l’intérieur du cône lumineux du dispositif de chauffage. La source de rayonnement peut fonctionner de manière continue ou, de préférence, pulsée. Dans cette version, les ouvertures sont réalisées sous la forme de pièges à lumière pour empêcher que de la lumière de l’extérieur pénètre et fausse la mesure optique.
Le boîtier du détecteur de fumée a typiquement une forme cylindrique limitée par les parois. Par le terme « paroi », on entend au sens de l’invention un fond, un plafond et/ou des parois latérales du boîtier. Les surfaces intérieures du boîtier sont typiquement réalisées en couleur sombre, en particulier noire. Le boîtier présente des ouvertures qui permettent un échange gazeux avec l’environnement. Le détecteur de fumée peut être, par exemple, un détecteur de fumée à ionisation ou optique. Dans le cas d’un détecteur de fumée optique, les ouvertures sont réalisées sous la forme de pièges à lumière.
Le dispositif de chauffage peut comprendre une ou plusieurs LED chauffantes. De préférence, le dispositif de chauffage présente une puissance > 0,2 W. La puissance se situe typiquement entre 0,2 W et 3 W, en particulier entre 0,5 W et 1,5 W, en particulier à environ 1 W.
De préférence, ladite au moins une LED chauffante est une LED blanche, bleue ou IR (infra-rouge). Les LED chauffantes de ces longueurs d’onde ont typiquement une puissance plus élevée. De manière avantageuse, le dispositif de chauffage a un rendement d’au moins 25 %, de préférence d’au moins 35 %, de préférence d’environ 50 %. Par rendement, on entend le rapport entre la puissance de rayonnement et la puissance électrique d’entrée. Cependant, des LED chauffantes d’un rendement plus élevé sont également possibles pour l’application selon l’invention.
De manière avantageuse, le dispositif de chauffage est monté sur une face supérieure de boîtier tournée vers l’intérieur du boîtier et capable d’émettre un rayonnement en direction d’une face inférieure de boîtier opposée à la face supérieure de boîtier. La lumière rencontre la face inférieure de boîtier. Elle y est en partie absorbée et émise sous forme de rayonnement infrarouge. La lumière émise par la LED chauffante peut aussi contenir des composantes infrarouges, de sorte que les parois du boîtier sont directement réchauffées. La chaleur perdue de la LED chauffante réchauffe en plus la face supérieure de boîtier. Par conséquent, les faces supérieure et inférieure du boîtier sont chauffées en même temps.
De préférence, l’angle d’ouverture de ladite au moins une LED chauffante est choisi de telle façon que la face inférieure de boîtier soit éclairée à au moins 90 % par le dispositif de chauffage. Un angle d’ouverture du dispositif de chauffage correspondant à la surface de la face inférieure de boîtier contribue en particulier à une répartition homogène de la température à l’intérieur du détecteur de fumée. On évite ainsi une formation indésirable de rosée.
Dans un mode de réalisation avantageux, le détecteur de fumée comprend au moins deux premières sources de rayonnement d’une première longueur d’onde et une source de rayonnement d’une deuxième longueur d’onde qui est plus grande que la première longueur d’onde, le détecteur étant un capteur qui est sensible à la première et à la deuxième longueur d’onde, les premières sources de rayonnement présentant de premiers axes optiques, la deuxième source de rayonnement un troisième axe optique et le capteur un deuxième axe optique, et les premières sources de rayonnement, la deuxième source de rayonnement et le capteur étant disposés de telle façon que leurs axes optiques soient dirigés vers un centre commun, les premières sources de rayonnement, la deuxième source de rayonnement et le capteur étant disposés de telle façon qu’ils se situent aux extrémités d’une surface de base d’une pyramide imaginaire et en outre orientés de telle façon que le centre forme la pointe de la pyramide. Le capteur est conçu pour détecter le rayonnement dispersé et/ou pour détecter le rayonnement produit par la LED chauffante. En particulier, il est capable de détecter le rayonnement dispersé ainsi que le rayonnement produit par la LED chauffante avec une sensibilité suffisante.
La première longueur d’onde se situe de manière avantageuse entre 460 nm et 540 nm, de préférence à environ 525 nm. La première longueur d’onde se situe donc dans le domaine de la lumière visible, de préférence dans le domaine spectral vert. La deuxième longueur d’onde se situe par contre de préférence dans le domaine spectral infrarouge, en particulier entre 890 nm et 990 nm, de préférence à environ 940 nm. La première et la deuxième source de rayonnement sont de préférence également des LED. Un tel détecteur d’incendie à rayonnement dispersé est divulgué par exemple dans le document DE 10 2011 119 431 B4.
De manière avantageuse, le dispositif de chauffage est disposé dans le même plan que les premières et la deuxième source de rayonnement. Il est ainsi assuré que le volume de dispersion est suffisamment chauffé et ne contient aucune goutte d’eau de condensation. De manière avantageuse, les premières sources de rayonnement, la deuxième source de rayonnement et le capteur sont disposés sur un cercle imaginaire dont le centre forme le dispositif de chauffage. Grâce à la disposition symétrique, le volume de dispersion est chauffé de façon optimale.
Le dispositif de chauffage est de préférence désactivé pendant une durée dans laquelle ladite au moins une source de rayonnement émet une impulsion lumineuse pour détecter le rayonnement dispersé à travers le détecteur. Le dispositif de chauffage et les sources de rayonnement peuvent fonctionner alternativement de manière pulsée. La durée de désactivation du dispositif de chauffage peut être inférieure à 50 ms, en particulier inférieure à 10 ms. La désactivation du dispositif de chauffage pendant la mesure du rayonnement dispersé sert à éviter que la mesure soit faussée par une dispersion possible de la lumière émise par la LED chauffante.
Selon un mode de réalisation avantageux, il est prévu que le capteur surveille aussi le fonctionnement de la LED chauffante. A cet effet, le rayonnement émis par la LED chauffante pendant un cycle d’activation de celle-ci peut être détecté et évalué par le capteur. Cela signifie que les signaux détectés par le capteur peuvent être évalués alternativement de manière cadencée au moyen de deux algorithmes différents. Un premier algorithme pendant un cycle d’activation de la LED chauffante sert à contrôler et surveiller le fonctionnement de la LED chauffante. Un deuxième algorithme pendant un cycle d’activation des sources de rayonnement sert à mesurer le rayonnement dispersé.
De manière avantageuse, des ouvertures du boîtier sont disposées sur au moins une surface latérale. Les ouvertures servent à l’échange gazeux avec l’environnement. Elles permettent à l’air ambiant chargé de fumée de pénétrer dans le boîtier. De manière avantageuse, les ouvertures sont disposées sur toutes les surfaces latérales du boîtier ou sur plusieurs côtés du boîtier cylindrique, de telle façon que la fonction de détecteur de fumée ne dépende pas de la direction. En particulier dans le cas d’un détecteur d’incendie à rayonnement dispersé, les ouvertures sont réalisées sous la forme de pièges à lumière.
Le détecteur de fumée comprend avantageusement un dispositif de commande pour commander le dispositif de chauffage. Celui-ci permet de prescrire la puissance de chauffage, notamment la durée d’impulsion et/ou l’instant de l’impulsion.
De préférence, le détecteur de fumée comprend un dispositif de régulation de température et un capteur de température pour mesurer la température dans le détecteur de fumée, le dispositif de régulation de température délivrant un signal de commande pour commander le dispositif de chauffage. Le dispositif de régulation de température sert en particulier à désactiver le dispositif de chauffage aux températures supérieures à une température de consigne et à l’activer aux températures inférieures à une température de consigne. Cela permet de désactiver le dispositif de chauffage aux températures auxquelles une formation de rosée dans le détecteur de fumée n’est pas à craindre et d’économiser ainsi du courant. La température de consigne se situe en particulier à au moins 15 °C, en particulier au moins à 20 °C.
De manière avantageuse, le détecteur de fumée comprend également un dispositif de régulation d’humidité et un capteur d’humidité pour mesurer l’humidité dans le détecteur de fumée, le dispositif de régulation d’humidité délivrant un signal de commande pour commander le dispositif de chauffage. Le dispositif de régulation d’humidité sert en particulier à activer le dispositif de chauffage aux valeurs d’humidité supérieures à une humidité prédéfinie et à désactiver le détecteur de fumée au-dessous d’une humidité prédéfinie.
La régulation de température et/ou d’humidité permet de diminuer la consommation d’énergie du dispositif de chauffage.
Des exemples de réalisation de l’invention sont expliqués ci-après en détail à l’aide de dessins. Sont montrées sur la fig. 1 : une représentation schématique d’un détecteur d’incendie à rayonnement dispersé à 3 canaux avec une LED comme dispositif de chauffage et sur la fig. 2 : une vue en coupe transversale d’un détecteur d’incendie à rayonnement dispersé.
La fig. 1 montre un détecteur de fumée 1 comprenant deux premières sources de rayonnement SI, une deuxième source de rayonnement S2 et un détecteur D. Dans cet exemple, les premières sources de rayonnement SI ainsi que la deuxième source de rayonnement S2 et le détecteur D sont disposés sur un cercle. La première source de rayonnement SI a un premier axe optique 7, la deuxième source de rayonnement S2 un troisième axe optique 9 et le détecteur D un deuxième axe optique 8. Les axes optiques 7, 8, 9 se rencontrent au centre du cercle. Les axes optiques 7, 9 forment le centre du cône du rayonnement incident 2 et l’axe optique 8 le centre du cône du rayonnement dispersé détectable 3.
Le volume de dispersion contient le point d’intersection des axes optiques 7, 8, 9 et est le volume d’intersection des cônes du rayonnement incident 2 et du rayonnement dispersé détectable 3. Au centre du cercle est en outre disposé le dispositif de chauffage H. Le dispositif de chauffage H se situe dans un autre plan sur le volume d’intersection 4. Il est ainsi assuré que le dispositif de chauffage H ne limite pas le fonctionnement du détecteur de fumée 1.
Le dispositif de chauffage H comprend une LED chauffante qui est capable d’émettre de la lumière et de livrer une puissance dissipée sous forme de chaleur. La LED chauffante présente un angle d’ouverture pour l’émission de la lumière qui produit une surface éclairée du boîtier, la surface chauffante 5. De manière avantageuse, dans ce mode de réalisation, les deux premières sources de rayonnement SI, la deuxième source de rayonnement S2 et le détecteur D ainsi que le dispositif de chauffage H sont disposés dans un plan, en particulier sur une platine commune. La disposition de tous les composants optiques SI, S2, D, H sur une platine a l’avantage de permettre la fabrication de la platine en une seule opération et son insertion comme un tout dans le boîtier du détecteur de fumée.
La fig. 2 montre un détecteur de fumée 1 comprenant une source de rayonnement S et un détecteur D. La source de rayonnement S et le détecteur de fumée 1 sont disposés sur une bordure extérieure de la face supérieure de boîtier O de telle façon que le premier axe optique 7 de la source de rayonnement S et le deuxième axe optique 8 du détecteur D se rencontrent en un point sur la face inférieure de boîtier U opposée à la face supérieure de boîtier O. Un volume de dispersion 4, non représenté ici, comprend le point d’intersection des axes optiques 7 et 8. Le dispositif de chauffage H est également disposé sur une face supérieure de boîtier O. De manière avantageuse, la source de rayonnement S, le détecteur D et le dispositif de chauffage H sont disposés sur une platine. La LED chauffante est capable d’émettre un rayonnement en forme de cône à l’intérieur d’un angle d’ouverture, de telle façon qu’au moins une partie de la face inférieure de boîtier U soit éclairée par le rayonnement chauffant. La surface d’intersection d’un cône de rayonnement de la LED chauffante avec la face inférieure de boîtier U est désignée par surface chauffante 5. Le point d’intersection des axes optiques 7 et 8 se situe dans la surface chauffante 5.
Les surfaces latérales 10 du boîtier présentent des ouvertures 6. Les ouvertures 6 servent à l’échange gazeux avec l’environnement. Du gaz contenant de la fumée peut pénétrer dans le détecteur de fumée 1, de sorte que des particules de fumée peuvent se trouver dans le volume de dispersion 4. Les ouvertures 6 sont réalisées sous la forme de pièges à lumière.
Pour réguler le dispositif de chauffage H, des capteurs de température et/ou d’humidité et un dispositif de régulation de température et/ou d’humidité non représentés peuvent en outre être présents, lesquels servent à activer le dispositif de chauffage H dès que la température et/ou l’humidité de l’air permettent une formation de rosée dans le détecteur de fumée 1.
En outre, un dispositif de commande peut être présent, lequel désactive le dispositif de chauffage H pendant une courte durée. Pendant que le dispositif de chauffage H est désactivé, une impulsion lumineuse est émise par la première SI et/ou la deuxième source de rayonnement S2, laquelle peut être dispersée sur des particules de fumée dans le volume de dispersion 4. Le rayonnement dispersé détectable 3 est détecté par le détecteur D. Dès que le processus de mesure est terminé, le dispositif de chauffage H peut de nouveau être activé. Cette durée du processus de mesure est de l’ordre de quelques millisecondes, en particulier de 0,5 à 10 ms. Le fonctionnement pulsé alternatif du dispositif de chauffage et des sources de rayonnement permet d’éviter que la mesure soit faussée.
Le détecteur D peut en outre être utilisé pour surveiller le fonctionnement du dispositif de chauffage H. A cet effet, un autre rayonnement dispersé, qui est produit par la lumière émise par le dispositif de chauffage, est détecté par le détecteur D. Il est ainsi possible de surveiller le fonctionnement du dispositif de chauffage H.
Les éléments, composants, parties et objets relatifs à l'invention sont référencés comme suit sur les figures annexées : 1 : détecteur de fumée 2 : rayonnement incident 3 : rayonnement dispersé détectable 4 : volume de dispersion 5 : surface chauffante 6 : ouverture 7 : premier axe optique 8 : deuxième axe optique 9 : troisième axe optique 10 : surface latérale D : détecteur H : dispositif de chauffage O : face supérieure de boîtier S : source de rayonnement 51 : première source de rayonnement 52 : deuxième source de rayonnement U : face inférieure de boîtier
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux différents modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Détecteur de fumée (1), comprenant un boîtier avec un dispositif de chauffage (H) dispositif de fumée (1) caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (H) comprend au moins une LED chauffante pour chauffer des parois du boîtier à une température supérieure au point de rosée, ledit détecteur de fumée (1) étant un détecteur d’incendie à rayonnement dispersé qui comprend au moins une source de rayonnement (S) et au moins un détecteur (D) pour détecter le rayonnement dispersé et/ou pour détecter le rayonnement produit par la LED chauffante.
- 2. Détecteur de fumée (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (H), comprenant une ou plusieurs LED chauffantes, présente une puissance > 0,2 W.
- 3. Détecteur de fumée (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une LED chauffante est une LED blanche, bleue ou IR.
- 4. Détecteur de fumée (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (H) a un rendement d’au moins 25 %, de préférence d’au moins 35 %.
- 5. Détecteur de fumée (1) selon Tune des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (H) est monté sur une face supérieure de boîtier (O) tournée vers l’intérieur du boîtier et capable d’émettre un rayonnement en direction de la face inférieure de boîtier (U) opposée à la face supérieure de boîtier.
- 6. Détecteur de fumée (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’angle d’ouverture de ladite au moins une LED est choisi de telle façon que la face inférieure de boîtier (U) soit éclairée à au moins 90 % par le dispositif de chauffage (H).
- 7. Détecteur de fumée (1) selon Tune des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux premières sources de rayonnement (SI) d’une première longueur d’onde et une deuxième source de rayonnement (S2) d’une deuxième longueur d’onde qui est plus grande que la première longueur d’onde, en ce que le détecteur (D) est un capteur qui est sensible à la première et à la deuxième longueur d’onde, et en ce que les premières sources de rayonnement (SI) présentent de premiers axes optiques (7), la deuxième source de rayonnement (S2) un troisième axe optique (9) et le détecteur (D) un deuxième axe optique (8), les premières sources de rayonnement (SI), la deuxième source de rayonnement (S2) et le capteur (D) étant disposés de telle façon que leurs axes optiques (7, 8, 9) soient dirigés vers un centre commun et les premières sources de rayonnement (SI), la deuxième source de rayonnement (S2) et le détecteur (D) étant disposés de telle façon qu’ils se situent aux extrémités d’une surface de base d’une pyramide imaginaire et en outre orientés de telle façon que le centre forme la pointe de la pyramide.
- 8. Détecteur de fumée (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (H) est disposé dans le même plan que la première (SI) et la deuxième source de rayonnement (S2).
- 9. Détecteur de fumée (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les premières sources de rayonnement (SI), la deuxième source de rayonnement (S2) et le détecteur (D) sont disposés sur un cercle imaginaire dont le centre forme le dispositif de chauffage (H).
- 10. Détecteur de fumée (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (H) est désactivé pendant une durée dans laquelle ladite au moins une source de rayonnement (S) émet une impulsion lumineuse pour détecter le rayonnement dispersé.
- 11. Détecteur de fumée (1) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que des ouvertures (6) du boîtier sont disposées sur au moins une surface latérale (10).
- 12. Détecteur de fumée (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de commande pour commander le dispositif de chauffage (H).
- 13. Détecteur de fumée (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de régulation de température et un capteur de température pour mesurer la température à l’intérieur du détecteur de fumée, le dispositif de régulation de température délivrant un signal de commande pour commander le dispositif de chauffage (H).
- 14. Détecteur de fumée (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de régulation d’humidité et un capteur d’humidité pour mesurer l’humidité à l’intérieur du détecteur de fumée, le dispositif de régulation d’humidité délivrant un signal de commande pour commander le dispositif de chauffage (H).
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