WO1996034262A1 - Dispositif optique sensible a la pression et plancher de detection de presence - Google Patents

Dispositif optique sensible a la pression et plancher de detection de presence Download PDF

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WO1996034262A1
WO1996034262A1 PCT/FR1996/000436 FR9600436W WO9634262A1 WO 1996034262 A1 WO1996034262 A1 WO 1996034262A1 FR 9600436 W FR9600436 W FR 9600436W WO 9634262 A1 WO9634262 A1 WO 9634262A1
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WO
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fiber
pressure
optical fiber
stress
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PCT/FR1996/000436
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Inventor
Vito Carnicelli
Dominique Godfroy
Marek Gierczak
Original Assignee
Honeywell
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/242—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
    • G01L1/243—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using means for applying force perpendicular to the fibre axis
    • G01L1/245—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using means for applying force perpendicular to the fibre axis using microbending
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/02—Mechanical actuation
    • G08B13/10—Mechanical actuation by pressure on floors, floor coverings, stair treads, counters, or tills

Definitions

  • the present invention relates to an optical device sensitive to pressure and to a presence detection floor comprising this optical device.
  • Optical devices which make it possible to measure a pressure by capturing the attenuation of the light intensity transmitted by an optical fiber, this attenuation being caused by the deformation of the fiber when the latter is subjected to a force.
  • Document FR-A is known in particular
  • 2,578,645 a pressure-sensitive optical fabric in which the deformations of the measuring optical fiber are caused by external elements constituted by fibers arranged perpendicular to the measuring fiber on either side thereof.
  • Document EP-A-419 267 also discloses an optical device sensitive to pressure in which the deformations of the optical fiber are induced by rigid external elements, for example sheets or sheets corrugated or sawtooth.
  • the light signal transmitted to the sensor after passing through the fiber must be reproducible so as not to trigger an undue alarm but also to react with certainty under the conditions provided.
  • a device sensitive to the pressure comprising a series of measuring optical fiber segments and a series of constraining members, such as stressing fiber segments extending transversely to a longitudinal direction of the measuring optical fiber segments, the constraining members being arranged alternately on either side of the measuring optical fiber segments, in which the measuring optical fiber segments and / or the stressed fiber segments are covered with a protective member arranged to allow movement relative to the protection member with respect to the segment of fiber which it covers.
  • the force applied to the constraining members and transmitted to the optical measuring fiber is distributed by the protective member so that the dry friction between the segments of optical measuring fiber and the constraining members is softened and the wear zone is widened, which minimizes the wear of the measuring optical fiber, and if necessary of the stress fiber segments, and considerably increases the service life of the pressure-sensitive device.
  • protection of the fiber segments is also ensured during the manufacture of the device.
  • the protective member consists of at least one gimped, knitted, braided or woven thread. This gives an easily deformable sheath and having sufficient freedom of displacement.
  • the sheath is then produced with a wire of softer material than the fiber which it protects.
  • the wear resulting from friction is mainly supported by the sheath, which consequently extends the service life of the measuring optical fiber.
  • the sheath is produced with a wire having a small diameter compared to that of the fibers which it covers. We minimize thus the increase in diameter of the fiber segments and consequently the curvature stress to which the measuring optical fiber is subjected when the device is subjected to a pressure.
  • the optical measurement fiber is made of silica and the strain fiber is made of synthetic material. This achieves a good compromise between performance and cost.
  • this relates to a presence detection floor comprising a pressure-sensitive device according to the invention disposed between a layer of upper elastic material and a layer of lower elastic material, a flexible metal sheet being disposed above the upper elastic material layer.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view along the line II-II of FIG. 1, of a detection floor equipped with a pressure-sensitive fabric according to the invention, in the rest position,
  • Figure 3 is a view similar to that of Figure 2 of a detection floor subjected to a load.
  • the optical tissue sensitive to pressure comprises an optical measuring fiber generally designated at 2, arranged along meanders comprising a series of rectilinear measuring optical fiber segments 2a, 2b, 2c parallel.
  • the pressure-sensitive optical fabric Perpendicular to the measuring optical fiber segments, the pressure-sensitive optical fabric comprises stress fiber segments generally designated at 3, arranged alternately on either side of the measuring optical fiber segments 2.
  • the segments arranged above the measurement optical fiber 2 have been denoted by the reference numeral 3a while the segments disposed below the measurement optical fiber bear the reference numeral 3b.
  • the spacing between the rectilinear segments of the measuring optical fiber must be sufficient to avoid loss of light signal resulting from the curvature of the measuring optical fiber between the rectilinear segments. In practice, a distance of about 50 mm has proven to be very satisfactory. Furthermore, to ensure satisfactory attenuation of the light signal in the measurement optical fiber during the application of a force on the stress fiber segments, these segments are arranged in a manner known per se at a pitch equal to a multiple of the half-wavelength of light propagation in the fiber used. In practice, a pitch of the order of 3.5 mm has proven to be very satisfactory.
  • the measuring fiber optics and the stress fiber segments are produced from the same optical fiber with an index gradient of doped silica / silica / methacrylate-coated acrylate , with dimensions 50 ⁇ m / 125 ⁇ m / 250 ⁇ m, and digital aperture 0.2.
  • the fiber segments are covered with a protective member arranged to allow relative movement of the protective member and the covered fiber segments.
  • the protection consists of a sheath formed of a polyamide 4 multifilament with a diameter close to 50 ⁇ m wound helically around the fiber segments to form a covering thereof.
  • the constraint fibers 3 being incorporated into the fabric in the form warp yarn while the measuring optical fiber is incorporated into the retaining fabric 4 in the form of weft yarn.
  • a stress fiber segment 3a of the upper ply constitutes with two stress fiber segments 3b of the lower ply a stress node 6.
  • the stress fiber 3a a constraint node tends to move to be inserted between the fibers 3b of the same node and causes a deformation of the measuring optical fiber segment 2.
  • Several adjacent constraint nodes 6 thus cause a sinusoidal or pseudosinusoidal deformation of the optical fiber of measure 2 and it was found that from three constraint nodes adjacent the light attenuation caused by a charge was sufficient to be detected by means of simple electronic devices.
  • a homogeneous distribution of the stress fiber segments would lead to an equally homogeneous distribution of the pressure applied to a large number of stress nodes so that the bending of the optical fiber would risk being below a threshold necessary to cause a perceptible attenuation of the light in the optical measurement fiber.
  • a group of stress fiber segments will preferably have seven to eleven stress fiber segments making three to five adjacent stress nodes.
  • Two groups of strain fibers 7 are spaced apart by a distance suitable for the use of the pressure-sensitive mat.
  • the groups of stress fibers will be spaced at a distance less than the dimension of a foot so that it is not possible to lay a foot on the pressure-sensitive mat without causing the compression of at least one group of constraint nodes.
  • a pattern of groups of stress fibers repeating is produced approximately every 50 mm.
  • the retaining fabric 5 has the function not only of maintaining the measuring optical fiber segments and the stressing optical fiber segments according to the desired relative position, but also ensures a limit on the amplitude of the deformation of the optical fiber of measure 2 by making a stop for the optical fiber of measure 2 when the stress fibers move towards one another under the effect of pressure. This prevents a segment of stress fiber of the upper layer from fully penetrating between the segments of stress fiber of the lower layer, which would cause an excessively pronounced curvature of the optical fiber 2 and would risk causing the rupture of this one.
  • the pressure-sensitive fabric according to the invention is preferably used by incorporating it into a presence detection floor 8 comprising for example a layer of cellular foam 9 with closed cells having for function of isolating floor 8 from the ground and absorbing roughness and gravel.
  • a foam layer of about 3mm is sufficient to perform this function.
  • the presence detection floor comprises two protective elastomer layers 10 and 11 having a thickness of between 1.5 and 2 mm, which frame the pressure-sensitive fabric.
  • a flexible metal sheet 12 is preferably arranged above the protective elastomer layer 11.
  • the metal sheet 12 has a high elastic limit and serves to protect the pressure-sensitive mat by distributing the pressure of an applied load so too punctual on the pressure sensitive mat.
  • the metal sheet 12 is preferably covered with an elastomeric coating 13 having a non-slip function, and absorbing the accidental fall of an object.
  • One end of the measuring optical fiber 2 is connected in a manner known per se to a light source while the other end is connected to an electronic device for detecting light attenuation.
  • the light source and the detection device can also be placed at the same end of the measuring optical fiber 2 by using a light separator at this end and by placing a mirror at the opposite end of the measuring optical fiber 2 so as to to return the light emitted.
  • This arrangement ensures a double passage of the light in the optical measurement fiber and therefore ensures a doubling of the detection dynamics without however causing modal recombinations.
  • the losses recorded are then twice as large, which allows greater reliability of the mat, which thus proves to be particularly useful in a safety device.
  • the protective member 4 has been illustrated by a covering, it can also be produced by a knitted, braided or woven wire, or even by an extruded sheath having an internal diameter very slightly greater than the external diameter covered fiber to allow relative movement of the protective member and covered fiber segments.
  • the retaining mat has been illustrated with threads extending between the stress fiber segments, it is also possible to use a retaining fabric, the fibers of which cover the stress fibers.
  • the pressure-sensitive device according to the invention can also be produced by covering only one of the series of fiber segments, or by using stress fiber segments of a different nature from the measuring optical fiber. It is also possible to produce a pressure-sensitive device associating an optical measurement fiber with stress members of different material, for example corrugated plates or comprising sawtooth ribs. In this case, the measuring optical fiber will be wrapped.
  • the measuring optical fiber 2 is continuous, the straight segments 2a, 2b, 2c being joined by curved parts, it is possible to provide a pressure-sensitive mat comprising several segments of measuring optical fibers separated, each connected to a light source and a detection device. It is also possible to provide for a pressure-sensitive fabric in which the stress fiber segments are not exactly perpendicular to the measurement optical fiber segments, for example a fabric comprising a spiral measurement optical fiber and segments of stress fiber arranged substantially radially.
  • the measuring optical fiber and the stress fiber are both silica fibers which give very good results due to the low hysteresis of the silica fiber, it turns out that that -This is very expensive and we can achieve a good compromise between cost and performance by using a synthetic fiber constraint, for example fishing line.

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Abstract

Il comporte une série de segments (2a, 2b, 2c) de fibre optique de mesure (2) et une série de segments (3a, 3b) de fibre de contrainte (3) s'étendant transversalement à une direction longitudinale des segments de fibre optique de mesure, les segments de fibre de contrainte étant disposés de façon alternée de part et d'autre des segments de fibre optique de mesure, les segments de fibre d'au moins une série étant recouverts d'un organe de protection (4) permettant un déplacement relatif de l'organe de protection et des segments de fibre recouverts.

Description

Dispositif optique sensible à la pression et plancher de détection de présence
La présente invention concerne un dispositif optique sensible à la pression et un plancher de détection de présence comportant ce dispositif optique.
On connaît des dispositifs optiques qui permet- tent d'effectuer la mesure d'une pression en captant l'atténuation de l'intensité lumineuse transmise par une fibre optique, cette atténuation étant provoquée par la déformation de la fibre lorsque celle-ci est soumise à une force. On connaît en particulier du document FR-A-
2.578.645 un tissu optique sensible à la pression dans lequel les déformations de la fibre optique de mesure sont provoquées par des éléments extérieurs constitués par des fibres disposées perpendiculairement à la fibre de mesure de part et d'autre de celle-ci. On connaît également du document EP-A-419 267 un dispositif optique sensible à la pression dans lequel les déformations de la fibre optique sont induites par des éléments extérieurs rigides, par exemple des feuilles ou des plaques ondulées ou en dents de scie.
Ces dispositifs présentent l'inconvénient majeur de provoquer un frottement permanent des éléments exté¬ rieurs sur la surface de la fibre. Ils conduisent rapide¬ ment à une altération de la surface de la fibre ce qui entraîne une modification permanente du signal lumineux transmis par la fibre, et même une rupture de la fibre.
Pour des dispositifs utilisés dans le domaine de la sécurité, par exemple pour détecter la présence d'un employé sur une zone dangereuse, d'un intrus dans un bâtiment..., le signal lumineux transmis au capteur après passage dans la fibre doit être reproductible afin de ne pas déclencher d'alarme indue mais également de réagir de façon certaine dans les conditions prévues.
Afin de pallier les inconvénients précités on propose selon l'invention un dispositif sensible à la pression comportant une série de segments de fibre optique de mesure et une série d'organes de contrainte, tels que des segments de fibre de contrainte s'étendant transversa¬ lement à une direction longitudinale des segments de fibre optique de mesure, les organes de contrainte étant disposés de façon alternée de part et d'autre des segments de fibre optique de mesure, dans lequel les segments de fibre optique de mesure et/ou les segments de fibre de contrainte sont recouverts d'un organe de protection disposé pour permettre un déplacement relatif à l'organe de protection par rapport au segment de fibre qu'il recouvre.
Ainsi, l'effort appliqué sur les organes de contrainte et transmis à la fibre optique de mesure se trouve réparti par l'organe de protection de sorte que le frottement sec entre les segments de fibre optique de mesure et les organes de contrainte est adouci et la zone d'usure est élargie, ce qui minimise l'usure de la fibre optique de mesure, et le cas échéant des segments de fibre de contrainte, et augmente considérablement la durée de vie du dispositif sensible à la pression. En outre, une protection des segments de fibres est également assurée lors de la fabrication du dispositif.
Selon une version avantageuse de l'invention l'organe de protection est constitué d'au moins un fil guipé, tricoté, tressé ou tissé. On obtient ainsi une gaine aisément déformable et présentant une liberté de déplace¬ ment suffisante.
De préférence, la gaine est alors réalisée avec un fil en matière plus molle que la fibre qu'elle protège. Ainsi, l'usure résultant du frottement est supportée principalement par la gaine, ce qui prolonge d'autant la durée de vie de la fibre optique de mesure.
Selon un aspect avantageux de l'invention la gaine est réalisée avec un fil ayant un diamètre faible par rapport à celui des fibres qu'elle recouvre. On minimise ainsi l'augmentation de diamètre des segments de fibre et par voie de conséquence la contrainte de courbure à laquelle est soumise la fibre optique de mesure lorsque le dispositif est soumis à une pression. Selon encore un autre aspect avantageux . de l'invention, la fibre optique de mesure est en silice et la fibre de contrainte est en matière synthétique. On réalise ainsi un bon compromis entre les performances et le coût. Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci concerne un plancher de détection de présence comportant un dispositif sensible à la pression selon l'invention disposé entre une couche de matière élastique supérieure et une couche de matière élastique inférieure, une feuille métallique flexible étant disposée au-dessus de la couche de matière élastique supérieure. Tout en conservant un seuil de sensibilité suffisant du plancher, on évite ainsi que le dispositif sensible à la pression ne soit soumis à un effort direct qui risquerait de provoquer une usure prématurée de celui-ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'in¬ vention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention, en référence aux dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de dessus du tissu selon l'invention sans le tissu de maintien,
- la figure 2 est une vue en coupe agrandie selon la ligne II-II de la figure 1, d'un plancher de détection équipé d'un tissu sensible à la pression selon l'invention, en position de repos,
- la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 d'un plancher de détection soumis à une charge.
En référence à la figure 1, le tissu optique sensible à la pression selon l'invention comporte une fibre optique de mesure généralement désignée en 2, disposée selon des méandres comprenant une série de segments de fibre optique de mesure rectilignes 2a, 2b, 2c parallèles. Perpendiculairement aux segments de fibre optique de mesure, le tissu optique sensible à la pression comporte des segments de fibre de contrainte généralement désignés en 3, disposés de façon alternée de part et d'autre des segments de fibre optique de mesure 2. Pour une meilleure identification des segments de fibre de contrainte, les segments disposés au-dessus de la fibre optique de mesure 2 ont été notés par la référence numérique 3a tandis que les segments disposés en-dessous de la fibre optique de mesure portent la référence numérique 3b.
L'écartement entre les segments rectilignes de la fibre optique de mesure doit être suffisant pour éviter des pertes de signal lumineux résultant de la courbure de la fibre optique de mesure entre les segments rectilignes. En prati-que une distance d'environ 50 mm s'est avérée très satisfaisante. Par ailleurs, pour assurer une atténuation satisfaisante du signal lumineux dans la fibre optique de mesure lors de l'application d'un effort sur les segments de fibre de contrainte, ces segments sont disposés d'une façon connue en soi selon un pas égal à un multiple encier de la demi-longueur d'onde de propagation de la lumière dans la fibre utilisée. En pratique un pas de l'ordre de 3,5 mm s'est avéré très satisfaisant.
Dans le mode de réalisation illustré, les seg¬ ments de fibre opti-que de mesure et les segments de fibre de contrainte sont réalisés à partir d'une même fibre optique à gradient d'indice en silice dopée/silice/Acrylate gainée de méthacrylate, de dimensions 50μm/125μm/250μm, et d'ouverture numérique 0,2. Selon l'invention les segments de fibre sont recouverts d'un organe de protection disposé pour permettre un déplacement relatif de l'organe de protection et des segments de fibre recouverts. Dans le mode de réalisation particulier illustré l'organe de protection est constitué par une gaine formée d'un multi- filament en polyamide 4 d'un diamètre voisin de 50μm enroulé en hélice autour des segments de fibre pour réaliser un guipage de ceux-ci. Pour assurer le maintien des segments de fibre optique de mesure 2 et des se-gments de fibre de contrainte 3 selon la disposition souhaitée, ceux-ci sont incorporés à un tissu de maintien 5, les fibres de contrainte 3 étant incorporées au tissu sous forme de fil de chaîne tandis que la fibre optique de mesure est incorporée au tissu de maintien 4 sous forme de fil de trame.
Un segment de fibre de contrainte 3a de la nappe supérieure constitue avec deux segments de fibre de contrainte 3b de la nappe inférieure un noeud de contrainte 6. Lorsque le tapis sensible à la pression est soumis à une charge, la fibre de contrainte 3a d'un noeud de contrainte tend à se déplacer pour s'insérer entre les fibres 3b du même noeud et provoque une déformation du segment de fibre optique de mesure 2. Plusieurs noeuds de contrainte 6 adjacents provoquent ainsi une déformation sinusoïdale ou pseudosinusoïdale de la fibre optique de mesure 2 et on a constaté qu'à partir de trois noeuds de contrainte adja¬ cents l'atténuation lumineuse provoquée par une charge était suffisante pour être détectée au moyen de dispositifs électroniques simples.
A ce propos on remarquera qu'une répartition homogène des segments de fibre de contrainte conduirait à une répartition également homogène de la pression appliquée sur un grand nombre de noeuds de contrainte de sorte que la flexion de la fibre optique risquerait d'être en-dessous d'un seuil nécessaire pour provoquer une atténuation perceptible de la lumière dans la fibre optique de mesure. Selon un aspect de l'invention on prévoit donc de disposer les fibres de contrainte selon des groupes 7 (figure 1) espacés les uns des autres. En pratique un groupe de segments de fibre de contrainte comportera de préférence sept à onze segments de fibre de contrainte réalisant trois à cinq noeuds de contrainte adjacents.
Deux groupes de fibres de contrainte 7 sont espacés d'une distance adaptée à l'utilisation du tapis sensible à la pression. Par exemple, dans le cas d'un tapis destiné à détecter la présence d'une personne les groupes de fibres de contraintes seront espacés d'une distance inférieure à la dimension d'un pied afin qu'il ne soit pas possible de poser un pied sur le tapis sensible à la pression sans provoquer la compression d'au moins un groupe de noeuds de contrainte. En pratique, pour des segments de fibre de contrainte espacés selon un pas de 3,5 mm environ, c'est-à-dire selon une distance de 3,5 mm entre les milieux de deux segments de fils de contrainte supérieurs 3a ou de deux segments de fibre de contrainte inférieurs 3b, on a réalisé un motif de groupes de fibres de contraintes se répétant environ tous les 50 mm.
Le tissu de maintien 5 a pour fonction non seulement de maintenir les segments de fibre optique de mesure et les segments de fibre optique de contrainte selon la position relative souhaitée, mais assure également une limite de l'amplitude de la déformation de la fibre optique de mesure 2 en réalisant une butée pour la fibre optique de mesure 2 lors des déplacements des fibres de contrainte les unes vers les autres sous l'effet d'une pression. On évite ainsi qu'un segment de fibre de contrainte de la couche supérieure ne pénètre totalement entre les segments de fibre de contrainte de la couche inférieure, ce qui provoquerait une courbure trop prononcée de la fibre optique 2 et risquerait d'entraîner la rupture de celle-ci.
Le tissu sensible à la pression selon l'invention est de préférence utilisé en l'incorporant dans un plancher de détection de présence 8 comprenant par exemple une couche de mousse alvéolaire 9 à cellules fermées ayant pour fonction d'isoler le plancher 8 du sol et d'absorber les aspérités et les gravillons. Une couche de mousse d'environ 3mm s'avère suffisante pour assurer cette fonction.
Au-dessus de la couche de mousse 9 le plancher de détection de présence comporte deux couches élastomères de protection 10 et 11 ayant une épaisseur comprise entre 1,5 et 2 mm, qui encadrent le tissu sensible à la pression. Une feuille métallique flexible 12 est de préférence disposée au-dessus de la couche élastomère de protection 11. La feuille métallique 12 a une limite élastique élevée et sert à protéger le tapis sensible à la pression en répartissant la pression d'une charge appliquée de façon trop ponctuelle sur le tapis sensible à la pression. La feuille métallique 12 est de préférence recouverte d'un revêtement élastomère 13 ayant une fonction antidérapante, et amortissant la chute accidentelle d'un objet.
Une extrémité de la fibre optique de mesure 2 est reliée de façon connue en soi à une source lumineuse tandis que l'autre extrémité est reliée à un dispositif électroni- que de détection de l'atténuation de lumière. On peut également disposer la source lumineuse et le dispositif de détection à une même extrémité de la fibre optique de mesure 2 en utilisant un séparateur de lumière à cette extrémité et en disposant un miroir à l'extrémité opposée de la fibre optique de mesure 2 afin de renvoyer la lumière émise. Cette disposition assure un double passage de la lumière dans la fibre optique de mesure et assure donc un doublement de la dynamique de détection sans toutefois provoquer de recombinaisons modales. Les pertes enregis- trées sont alors deux fois plus grandes ce qui permet une plus grande fiabilité du tapis qui s'avère ainsi particu¬ lièrement utile dans un dispositif de sécurité. On peut encore disposer un dispositif polariseur à l'entrée de la fibre optique de mesure et un analyseur à la sortie de la fibre optique de mesure de sorte que la déformation est mesurée par une variation de la polarisation au sein de la fibre optique de mesure.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'inven¬ tion tel que défini par les revendications.
En particulier, bien que l'organe de protection 4 ait été illustré par un guipage, il peut également être réalisé par un fil tricoté, tressé ou tissé, ou encore par une gaine extrudée ayant un diamètre interne très légère¬ ment supérieur au diamètre externe de la fibre recouverte afin de permettre un déplacement relatif de l'organe de protection et des segments de fibre recouverts. Bien que le tapis de maintien ait été illustré avec des fils s'étendant entre les segments de fibre de contrainte, on peut égale¬ ment utiliser un tissu de maintien dont les fibres recou¬ vrent les fibres de contrainte.
Bien que l'invention ait été décrite avec des segments de fibre de contrainte de même nature que la fibre optique de mesure, et également recouvert d'un guipage, on peut également réaliser le dispositif sensible à la pression selon l'invention en guipant seulement l'une des séries de segments de fibre, ou en utilisant des segments de fibre de contrainte de nature différente de la fibre optique de mesure. On peut également réaliser un dispositif sensible à la pression associant une fibre optique de mesure à des organes de contrainte de matière différente, par exemple des plaques ondulées ou comportant des nervures en dents de scie. Dans ce cas, c'est la fibre optique de mesure qui sera guipée.
Bien que dans le mode de réalisation illustré la fibre optique de mesure 2 soit continue, les segments rectilignes 2a, 2b, 2c étant réunis par des parties recourbées, on peut prévoir un tapis sensible à la pression comportant plusieurs segments de fibres optique de mesure séparés, chacun reliés à une source lumineuse et à un dispositif de détection. On peut également prévoir de réaliser un tissu sensible à la pression dans lequel les segments de fibre de contrainte ne sont pas exactement perpendiculaires aux se-gments de fibre optique de mesure, par exemple un tissu comportant une fibre optique de mesure en spirale et des segments de fibre de contrainte disposés de façon sensiblement radiale.
Bien que dans le mode de réalisation décrit la fibre optique de mesure et la fibre de contrainte soient toutes les deux des fibres de silice qui donnent de très bon résultat en raison de la faible hystérésis de la fibre en silice, il s'avère que celle-ci est très onéreuse et l'on pourra réaliser un bon compromis entre le coût et les performances en utilisant une fibre de contrainte en matière synthétique, par exemple en fil de pêche.

Claims

10REVENDICATIONS
1. Dispositif sensible à la pression comportant une série de segments (2a, 2b, 2c) de fibre optique de mesure (2) et une série de segments (3a, 3b) de fibre de contrainte (3) s'étendant transversalement à une direction longitudinale des segments de fibre optique de mesure, les segments de fibre de contrainte étant disposés de façon alternée de part et d'autre des segments de fibre optique de mesure, caractérisé en ce que les segments de fibre d'au moins une série sont recouverts d'un organe de protection (4) disposé pour permettre un déplacement relatif de l'organe de protection et des segments de fibre recouverts.
2. Dispositif sensible à la pression comportant une série de segments (2a, 2b, 2c) de fibre optique de mesure (2) et une série d'organes de contrainte (3a, 3b) s'étendant transversalement à une direction longitudinale des segments de fibre optique de mesure, les organes de contrainte étant disposés de façon alternée de part et d'autre des segments de fibre optique de mesure, caracté- risé en ce que les segments de fibre optique de mesure sont recouverts d'un organe de protection (4) disposé pour permettre un déplacement relatif de l'organe de protection et des segments de fibre recouverts.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de protec¬ tion est une gaine constituée par au moins un fil guipé, tressé, tricoté ou tissé.
4. Dispositif sensible à la pression selon la revendication 3, caractérisé en ce que les segments de fibre sont en silice recouverte de méthacrylate et la gaine est réalisée avec un fil en matière plus molle que la fibre.
5. Dispositif sensible à la pression selon la revendication 3, caractérisé en ce que la gaine est réalisé avec un fil (4) ayant un diamètre faible par rapport à celui des fibres qu'il recouvre.
6. Dispositif sensible à la pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fibre optique de mesure est en silice et la fibre de contrainte est en matière synthétique.
7. Dispositif sensible à la pression selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les segments de fibre de contrainte (3a, 3b) , ou respectivement organes de contrainte (3) , sont disposés selon des groupes (7) espacés les uns des autres.
8. Dispositif sensible à la pression selon la revendication 2, caractérisé en ce que les séries de segments de fibre (2, 3) sont maintenues selon une position relative prédéterminée par un tissu de maintien (5) .
9. Dispositif sensible à la pression selon la revendication 8, caractérisé en ce que le tissu de maintien (5) comporte les fils s'étendant selon une nappe entre les fibres de contrainte (3) .
10. Plancher de détection de présence comportant un dispositif selon l'une quelconque des revendications l à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des couches de matière élastique supérieure (11) et inférieure (10) encadrant le dispositif sensible à la pression, et une feuille métallique flexible (12) disposée au-dessus de la couche de matière élastique supérieure (11) .
PCT/FR1996/000436 1995-04-26 1996-03-22 Dispositif optique sensible a la pression et plancher de detection de presence WO1996034262A1 (fr)

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