EP0127493A1 - Détecteur différentiel de pression acoustique - Google Patents
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- EP0127493A1 EP0127493A1 EP84400782A EP84400782A EP0127493A1 EP 0127493 A1 EP0127493 A1 EP 0127493A1 EP 84400782 A EP84400782 A EP 84400782A EP 84400782 A EP84400782 A EP 84400782A EP 0127493 A1 EP0127493 A1 EP 0127493A1
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- G08B13/1681—Actuation by interference with mechanical vibrations in air or other fluid using passive vibration detection systems using infrasonic detecting means, e.g. a microphone operating below the audible frequency range
Definitions
- the present invention relates to a device for detecting and analyzing aperiodic pressure variations caused by the opening or breaking in of a door or window in the volume represented by an apartment, a villa or a store.
- the device according to the invention makes it possible to remedy this drawback and to distinguish among the possible noises in the volume concerned the pressure variation which must be taken into account by the alarm signaling system placed downstream.
- a conventional piezoelectric type sensor the sole purpose of which is to translate the pressure variations in the volume, delivers an electrical signal to the input of an electronic circuit which constitutes the device according to the invention .
- the role of the electronic circuit is not to react to the periodic pressure variations collected by the sensor but on the other hand to deliver unambiguous information, usable for giving an order, in the case where the sensor collects an aperiodic pressure variation.
- the device represented by FIG. 1 comprises a piezoelectric sensor (1) intended to transform the variations of pressure into electrical signals.
- the role of the electronic circuit (2), object of the invention, is to analyze the signals received and to deliver a control signal in the event that these signals reveal the presence of an aperiodic variation of the electrical signal.
- the circuit (3) ensures the shaping and the amplification of the control signal.
- the circuit (4) is the output interface that can be connected to any external alarm signaling device.
- the circuit (5) is used to supply and regulate the supply voltage of all the circuits (1, 2, 3, 4).
- a signal differentiator circuit (capacitor 6), of a high gain amplifier (9) with a bandwidth extending from the continuous at the frequency of the reference signal mentioned below, of a circuit for adjusting the operating point of the amplifier cator (resistor 7 and potentiometer 8), a generator (12) providing a periodic reference signal of stable frequency, a set for controlling the injection of the reference signal (capacitor 10 and potentiometer 11), a A narrowband frequency discriminator assembly centered on the frequency of the reference signal, comprising a frequency comparator (13), a filter (14) and a threshold detector (15).
- the amplifier (9) and the generator (12) can be produced using standard techniques; the producer may possibly use an integrated frequency decoder circuit in which the functions for generating the reference signal and for discriminating its frequency will be grouped together.
- the piezoelectric sensor collects an aperiodic pressure variation
- the aperiodic signal which it delivers, differentiated by the capacitor (6), blocks or saturates, depending on its polarity, the amplifier (9).
- the amplifier At the output of the latter there is only a direct voltage whose reference signal is absent.
- the discriminator no longer recognizes the presence of this signal and its output voltage varies abruptly.
- This variation is shaped by the circuit (3) and causes the change of state of the output interface (4) which transmits the alarm information to the external signaling device.
- the reference signal is found at the output of the amplifier (9); its presence is again recognized by the discriminator and the output interface returns to its initial state.
- the device according to the invention gives remarkably reliable information when it is used for detection of an effect.
- the electronic circuit (2), object of the invention can be used for very different applications, in its function of analysis of the received signals, such as: detection of seismic tremors - geophonic detection - shock detection - electronic switch - part of a multiplexing system - etc ...
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Abstract
L'invention concerne un circuit électronique permettant d'analyser les signaux transmis par un capteur d'informations, et de délivrer un signal de commande dans le cas où ces signaux font apparaître la présence d'une variation apériodique dans le signal électrique reçu par ledit circuit.
Le dispositif selon l'invention se compose d'un circuit différenciateur (6), d'un amplificateur à gain élevé en courant continu (9), d'un ensemble de réglage du point de fonctionnement de l'amplificateur (7 et 8), d'un générateur de signal de référence à fréquence stable (12), d'un ensemble de commande d'injection du signal de référence (10 et 11), d'un comparateur de fréquences (13), d'un filtre (14) et d'un détecteur de seuil (15).
Description
- La présente invention concerne un dispositif pour détecter et analyser les variations apériodiques de pression provoquées par l'ouverture ou l'effraction d'une porte ou d'une fenêtre dans le volume que représente un appartement, une villa ou un magasin.
- S'il existe, à notre connaissance, des dispositifs ayant le même objectif final, cet objectif est atteint en détectant les bruits quels qu'ils soient dans le volume surveillé. Ces dispositifs ne permettent pas de faire la différence entre un son, quelle que soit sa fréquence, et la différence instantanée de pression engendrée par l'ouverture ou l'effraction d'une porte ou d'une fenêtre, d'où erreurs fréquentes d'interprétation et fausses alarmes.
- Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient et de distinguer parmi les bruits possibles dans le volume concerné la variation de pression qui doit être prise en considération par le système de signalisation d'alarme placé en aval.
- Pour atteindre cet objectif, un capteur du type piézo-électrique conventionnel, dont le seul but est de traduire les variations de pression dans le volume, délivre un signal électrique à l'entrée d'un circuit électronique qui constitue le dispositif selon l'invention.
- Le circuit électronique a pour rôle de ne pas réagir aux variations périodiques de pression recueillies par le capteur mais par contre de déliver une information sans ambiguïté, utilisable pour donner un ordre, dans le cas où le capteur recueille une variation apériodique de pression.
- Il est donné, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation se référant aux figures ci-annexées :
- - la figure 1 représente le dispositif selon l'invention,
- - la figure 2 représente le circuit électronique (2) objet de l'invention.
- Le dispositif représenté par la figure 1 comporte un capteur piézo-électrique (1) destiné à transformer les variations de pression en signaux électriques. Le circuit électronique (2), objet de l'invention, a pour rôle d'analyser les signaux reçus et de délivrer un signal de commande dans le cas où ces signaux font apparaître la présence d'une variation apériodique du signal électrique. Le circuit (3) assure la mise en forme et l'amplification du signal de commande. Le circuit (4) est l'interface de sortie pouvant être relié à tout dispositif de signalisation d'alarme extérieur. Le circuit (5) est utilisé pour alimenter et réguler la tension d'alimentation de l'ensemble des circuits (1, 2, 3, 4). Le circuit électronique (2), objet de l'invention et représenté par la figure 2, se compose d'un circuit différenciateur de signal (condensateur 6), d'un amplificateur (9) à gain élevé avec une bande passante s'étendant du continu à la fréquence du signal de référence mentionné ci-après, d'un circuit de réglage du point de fonctionnement de l'amplificateur (résistance 7 et potentiomètre 8), d'un générateur (12) fournissant un signal de référence périodique de fréquence stable, d'un ensemble de commande d'injection du signal de référence (condensateur 10 et potentiomètre 11), d'un ensemble discriminateur de fréquence à bande étroite centrée sur la fréquence du signal de référence, comportant un comparateur de fréquence (13), un filtre (14) et un détecteur de seuil (15). Ces trois éléments ainsi que l'amplificateur (9) et le générateur (12) peuvent être réalisés à l'aide de techniques courantes ; le réalisateur peut éventuellement utiliser un circuit intégré décodeur de fréquence dans lequel se trouveront regroupées les fonctions de génération du signal de référence et de discrimination de sa fréquence.
- Principe de fonctionnement :
- Le générateur (12) injecte le signal périodique de référence à l'entrée de l'amplificateur (9) à gain élevé, signal qui vient se superposer en ce point à la tension continue fournie par le circuit de réglage (7) et (8) et au signal délivré éventuellement par le capteur piézo-électrique. Le signal résultant est amplifié et appliqué à l'ensemble discriminateur de fréquence. Tant que ce discriminateur peut reconnaître la présence du signal de référence comme composante du signal complexe qu'il traite, sa sortie conserve un état stable correspondant à cette présence, et ceci quel que soit le niveau du bruit perçu par le capteur. L'ensemble du circuit (2) délivre au circuit (3) de mise en forme une tension stable et l'interface de sortie (4) ne reçoit aucune impulsion de commande.
- Par contre, lorsque le capteur piézo-électrique recueille une variation apériodique de pression, le signal apériodique qu'il délivre, différencié par le condensateur (6), bloque ou sature, suivant sa polarité, l'amplificateur (9). A la sortie de celui-ci ne se trouve plus qu'une tension continue dont le signal de référence est absent. Le discriminateur ne reconnait plus la présence de ce signal et sa tension de sortie varie brutalement. Cette variation est mise en forme par le circuit (3) et provoque le changement d'état de l'interface de sortie (4) qui transmet l'information d'alarme au dispositif de signalisation extérieur.
- Lorsque la variation de pression cesse, le signal de référence se retrouve à la sortie de l'amplificateur (9) ; sa présence est à nouveau reconnue par le discriminateur et l'interface de sortie revient à son état initial.
- Dans son application première, donnée à titre d'exemple non limitatif, le dispositif selon l'invention donne des informations remarquablement fiables lorsqu'il est utilisé en détection d'effaction. Mais le circuit électronique (2), objet de l'invention, peut être utilisé pour des applications très différentes, dans sa fonction d'analyse des signaux reçus, telles que : détection des secousses sismiques - détection géophonique - détection de chocs - interrupteur électronique - élément d'un système de multiplexage - etc...
Claims (5)
1. Détecteur différentiel de pression acoustique du type comportant un circuit électronique, un ensemble de réglage du point de fonctionnement de l'amplificateur (7 et 8) caractérisé en ce que ledit circuit électronique se compose d'un circuit différenciateur (6), d'un amplificateur à gain élevé en courant continu non sélectif, d'un générateur de signal de référence à fréquence stable (12), d'un ensemble de commande d'injection du signal de référence (10 et 11), d'un comparateur de fréquence (13), d'un filtre (14) disposé entre ledit comparateur de fréquence (13) et un détecteur de seuil (15), et dudit détecteur de seuil (15), la particularité de ce circuit électronique (2) est de permettre une différenciation parmi les signaux reçus par le capteur (1), entre les signaux périodiques et les signaux apériodiques.
2. Détecteur différentiel de pression acoustique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'apparition d'un signal apériodique provenant du capteur (1) amène le circuit différenciateur (6) à délivrer momentanément une tension continue, pendant un temps asez long (fonction des valeurs des composants de ce circuit), ce qui a pour but de bloquer l'amplificateur à gain élevé (9).
3. Détecteur différentiel de pression acoustique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le blocage de l'amplificateur (9) neutralise simultanément les signaux émis par le générateur de fréquence de référence (12) qui sont injectés à l'entrée dudit amplificateur.
4. Détecteur différentiel de pression acoustique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le niveau du seuil de blocage de l'amplificateur (9) et la valeur minimale de la constante du temps du signal apériodique sont réglables en faisant varier l'amplitude et la fréquence du signal de référence du générateur (12).
5. Détecteur différentiel de pression acoustique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'information d'alarme est obtenue par changement d'état du comparateur de fréquences (13) au moment où il ne reçoit plus son signal de référence, ce qui a pour conséquence une variation de tension continue à la sortie du comparateur (13) ; celle-ci est alors traitée par le filtre (14) et le décodeur de seuil (15), et utilisée dans l'interface de sorxtie (4).
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