FR2596167A1 - Device for remote location of electrical circuits - Google Patents

Abstract

The invention relates to a device for remotely locating the path of a given electrical circuit over its whole length, or, in the case of an interruption, up until this interruption (it may thus be found). The device consists of two miniature boxes: - the "selector" which injects a specific signal into the circuit 6 to be followed; - the "probe", a selective receiver, which picks up the fields radiated by this specific signal passing through the circuit to be followed, and converts their intensity and/or gradient into visual and sound indications allowing the user to be guided to the circuit sought. The injection by the selector is performed by means of an impedance modulator 3: - in voltage if the circuit 6 to be followed is open (in this case the battery 5 is connected up by the switch 4); - in current if it is closed (in this case it is solely a modulation of the current coming from the source through the circuit 6). The device according to the invention allows circuits and their interruptions to be located in any type of electrical cabling, and in particular those of automated control systems, telephony and data transmission.

Description

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DISPOSITIF DE REPERAGE A DISTANICE DE CIRCUITS ELECTRIQUES  REMOTE TRACKING DEVICE FOR ELECTRICAL CIRCUITS

eLa présente invention concerne un dispositif pour repérer par induction, donc i distance, le trçé d'un circuit électrique donné tout le long de son parcours, ou bien, en cas de circuit ouvert, jusqu'à la discontinuité (que l'on peut ainsi localiser). eLe problémrne de le recherche de fils se pose -d'une port lorsque l'on a besoin de distinguer un circuit donné permi les autres circuits d'une I nstallation électrique, - d'autre part lorsque l'on doit déterminer le trajet d'un circuit donné dans une zone o il est masqué per un corps opaque, -et aussi dans certeai ns ces o, le circuit étant accidentellernent coupé, on recherche le coupure.  The present invention relates to a device for locating by induction, therefore at a distance, the layout of a given electrical circuit all along its course, or else, in the case of an open circuit, up to the discontinuity (which can be so locate). eThe problem of finding wires arises - from a port when one needs to distinguish a given circuit from other circuits in an electrical installation, - on the other hand when one has to determine the path of 'a given circuit in an area where it is masked by an opaque body, -and also in some of these o, the circuit being accidentally cut, we look for the cut.

Actuellement, on procède en général par tâtonnements avec un ohmétre ou une 15 "sonnette", après avoir coupé la source d'ali mentation.  Currently, the procedure is generally by trial and error with an ohmeter or a "bell", after having cut off the power source.

Cette méthode présente des inconvénients majeure: -elle est longue, fastidieuse et nécessite des qualités exceptionnelles d'intuition et de "fi air' -elle nécessite aussi des démontages mécaniques et/ou des travaux de maçonnerie 20 -elle rend souvent indispansable de disposer d'un aide et d'un systèmrne de intercommunication phenique, pour peu que le circuit soit étendu -elle requiert la coupure du courant qui est de moins en moins tolérable à cause de la générslisation des suystèmrnes informatiques, des automatismes, et des appareils de  This method has major drawbacks: - it is long, tedious and requires exceptional qualities of intuition and "fi air '- it also requires mechanical disassembly and / or masonry work 20 - it often makes it essential to have access to '' a help and a system of phenolic intercommunication, provided that the circuit is extended - it requires the cut of the current which is less and less tolerable because of the generslisation of the computer systems, automatisms, and devices of

surveillance (hopitaux, usines, bureaux, et mame locaux d'habitation).  surveillance (hospitals, factories, offices, and even residential premises).

Le cas de le coupure de circuit est encore plus difficile à traiter et la solution mise en oeuvre jusqu'à présent était souvent d'installer purement et simplement un nouveau  The case of the circuit break is even more difficult to deal with and the solution implemented until now was often simply to install a new one

circuit en remplacement du circuit en paenne.  circuit replacing the pagan circuit.

Le dispositif selon l'invention permet de résoudre ces problèmes beaucoup plus 30 simplement.  The device according to the invention makes it possible to solve these problems much more simply.

Il se compose, en effet, de deux boitiers miniatures (pouvant éventuellement s'emboiter ensemble pour le transport): - Le "sélecteur" dont le rôle est de caractériser physiquement le circuit auquel on s'intéresse, de le 'marquer' comme on opacifie certains organes du corps humain avant 35 une radiographie. Pour ce faire, le slecteur fait parcourir le circuit par une tension ou un courant spécifique appelé dans la suite 'signal". Le "signal" se propage tout au long du circuit, ou le cas échéant j usquà la coupure recherchée. Ce faisant, il rayonne des  It consists, in fact, of two miniature boxes (which can possibly fit together for transport): - The "selector" whose role is to physically characterize the circuit in which we are interested, to mark it as we opacifies certain organs of the human body before an x-ray. To do this, the selector makes the circuit run through a specific voltage or current called hereinafter "signal". The "signal" propagates throughout the circuit, or if necessary until the desired cutoff. he radiates

champs électrique, magnétique et/ou électronmagnétique.  electric, magnetic and / or electronmagnetic fields.

-La "sonde, qui est un récepteur sélectif, est sensible aux champs rauonnés par le 40 "signal" (et seulement à eux). Après traitement, l'i ntensité du "signal" résulte en des indications sonores et/ou visuelles (soit numériques, soit par vu-mètre ou bargraphe)  -The "probe, which is a selective receptor, is sensitive to fields scarred by the 40" signal "(and only to them). After treatment, the intensity of the" signal "results in audible and / or visual indications ( either numeric or by meter or bar graph)

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-2 traduisant 1'1 ntensité du champ capté, donc la proxi mité relative du circuit. La variation de ces signaux quand on déplace la sonde dans la zone de recherche permet de déterminer aisément le gradient, ou direction d'intensité croissante de "signal", donc de se rapprocher progressivement du circuit qui rayonne ce 'signal', c'est-i-dire du circuit à suivre. Un autre mode d'indications visuelles possible est le modxe directionnel qui ne traduit plus l'intensité du champ, mais la direction d'o il vient, en comparant les niveaux reçus per deux antennes dont les axes de sensibilité maximale ne sont pas parallèles entre eux. Les indications résultantes seront donc dans ce cas de la forme: vers la gauche" ou 'vers la droite' Le dispositif permet de détermir ner la position du circuit avec d'autant plus de précision que l'on en est proche. On peut aussi reconnaitre quesi-instantanément et sans aucun démontage un fil donné dens un toron, ou le fusible protégeant un circuit donné  -2 translating 1'1 ntensity of the captured field, therefore the relative proximity of the circuit. The variation of these signals when the probe is moved in the search area makes it possible to easily determine the gradient, or direction of increasing intensity of "signal", therefore to progressively approach the circuit which radiates this 'signal', ie the circuit to follow. Another possible visual indication mode is the directional mode which no longer translates the intensity of the field, but the direction from which it comes, by comparing the levels received by two antennas whose axes of maximum sensitivity are not parallel between them. The resulting indications will therefore be in this case of the form: to the left "or 'to the right'. The device makes it possible to determine the position of the circuit with all the more precision as one is close to it. recognize that instantly and without any disassembly of a given wire in a strand, or the fuse protecting a given circuit

dans un tableau de distribution.in a distribution board.

En procédent de la sorte en plusieurs points du circuit, on peut déterminer tout le 15 tracé d'un circuit, même à travers des parois ou des canalisations.  By proceeding in this way at several points of the circuit, the entire route of a circuit can be determined, even through walls or pipes.

Pour rempli r sa fonction, le dispositif doit présenter certaines caractéristiques techniques i ndispensables: 1) Dans lecas du repérage d'un ci rcuit non coupé (fermé), le signal doit se 20 propager sur toute la longueur du circuit, mais ne pas se transmettre aux autres circuits brenchés en paral1èle. Pour ce faire, le "signal" peut être "injecté' en courant, c'est-i-dire que ce doit être en réalité une consommation de courant commandée (par modulation de l'lmpédance de charge présentée au circuit per le sélecteur). Le courant ne se propageant que de la source (supposée unique) vers la charge ne se divisera donc 25 pas entre les différents circuits. Le sélecteur se comportera donc dens ce cas comme une  To fulfill its function, the device must have certain essential technical characteristics: 1) When locating an uncut (closed) circuit, the signal must propagate over the entire length of the circuit, but not transmit to the other circuits connected in parallel. To do this, the "signal" can be "injected" in current, that is to say that it must in reality be a controlled current consumption (by modulation of the charge impedance presented to the circuit by the selector) The current propagating only from the source (assumed to be unique) towards the load will therefore not divide between the different circuits. The selector will therefore behave in this case as a

charge rrmodulée ou commutée i un ruthme caractéristique reconnaissable par la sonde.  load modulated or switched to a characteristic ruthme recognizable by the probe.

2) Dans le cas de recherche de coupure de circuit, le "signal" ne peut être injecté qu'en tension puisque du fait de la coupure, l'impédance du circuit (ouvert) est très forte. Dans ces conditions, le 'signal" doit, d'une part être capable de rayonner suffisamment pour activer la sonde (donc à fréquence élevée), d'autre part ne pas se propager trop facilement sur les circuits voisins par diaphonie (fréquence pes trop élevée) Il est donc nécessaire d'optimiser les caractéristiques du - signal' en fonction des  2) In the case of a circuit break search, the "signal" can only be injected in voltage since, due to the break, the impedance of the (open) circuit is very high. Under these conditions, the "signal" must, on the one hand be able to radiate enough to activate the probe (therefore at high frequency), on the other hand not to be propagated too easily on the neighboring circuits by crosstalk (frequency pes trop It is therefore necessary to optimize the characteristics of the - signal 'according to the

propriétés du circuit auquel on l'injecte.  properties of the circuit to which it is injected.

eSelon une forme de réalisation préférentielle destinee aux installations électriques domestiques et industrielles en 220 et 380 volts/50 Hz, le dispositif est réalisé à partir de circuits i ntégrés pour des raisons de portabilité et d'encombrement. La consommation et la dissipation de puissance doivent donc être sérieusement limitées en raison du faible volume disponible pour la répartition des calories. Le courant instantané consommé par la charge modulée étant de '1 ordre de 0,25 A, il faut que le taux moyen de conduction (rapport du temps de conduction au temps total) soit extrêmement 2 5 9 6 1d7 - 3 foi ble pour mainteni r la dissi potion dans des limites acceptables sous 220 ou 380 volts efficaces i 50 Hz. C'est pourquoi 1a fréquence de pilotage de la charge modulée est prise égale à quelques kilohertz afin que les filtres de la sonde réceptrice aient le temps de répondre en une demi alternance, soit 10 millisecondes (on sait que le temps de réponse 5 d'un filtre, pour un facteur de surtension Q donné se compte en nombre de périodes de sa fréquence centrale). Le récurrence de ce train d'impulsions de quelques kHz pendant 10 ms est fixée au environs de 300 ms eafin d'assurer un rafraîchissement correct de la  eAccording to a preferred embodiment intended for domestic and industrial electrical installations at 220 and 380 volts / 50 Hz, the device is produced from integrated circuits for reasons of portability and size. Power consumption and power dissipation must therefore be seriously limited due to the small volume available for the distribution of calories. Since the instantaneous current consumed by the modulated load is of the order of 0.25 A, the average conduction rate (ratio of conduction time to total time) must be extremely 2 5 9 6 1d7 - 3 times as long as maintained. r the dissipation within acceptable limits under 220 or 380 volts rms at 50 Hz. This is why the frequency of piloting the modulated charge is taken equal to a few kilohertz so that the filters of the receiving probe have time to respond by half an alternation, that is 10 milliseconds (we know that the response time 5 of a filter, for a given overvoltage factor Q is counted in number of periods of its central frequency). The recurrence of this train of pulses of a few kHz for 10 ms is fixed at around 300 ms in order to ensure correct refreshment of the

mesure malgré la faible dissi petion.  measure despite the low dissi petion.

eLes schémes annexés illustrent l'invention: Le figure 1 représente un synopt1que possible pour le sélecteur La figure 2 représente un synoptique possible pour une sonde à indication de proximité La figure 3 représente un synoptique possi ble pour une sonde à indications de di rection 1 5 -Le sélecteur présenté sur la figure 1 utilise une circuiterie classique pour générer parti r d'une horloge à cristel ( 1) et d'un séquenceur (2) des trains d'impulsions. Ceuxci commandent un modulateur d'impédence (3) qui, si le contacteur électronique (4) est ouvert va moduler le courant passant dans le ci rcuit (fermé) à suivre (6) . Si le circuit  The attached diagrams illustrate the invention: FIG. 1 represents a possible block diagram for the selector FIG. 2 represents a possible block diagram for a probe with proximity indication FIG. 3 represents a possible block diagram for a probe with direction indications 1 5 The selector presented in FIG. 1 uses conventional circuitry to generate part r of a crystal clock (1) and of a sequencer (2) of the pulse trains. These control an impedance modulator (3) which, if the electronic contactor (4) is open will modulate the current flowing in the circuit (closed) to be followed (6). If the circuit

à suivre (6) est ouvert, en ferment (4), on obtient la génératIon d' impulsions en 20 tension à partir de la batterie d'ali mentation interne (5).  to be continued (6) is open, in closure (4), the generation of pulses in voltage is obtained from the internal supply battery (5).

-La sonde présentée sur la figure 2 comporte une antenne ( 1 1) captent les champs émis per le signal que le sélecteur de la figure 1 envoie dans le circuit (6). Aprés amplification per l'amplificateur ( 12) et filtrage par les filtres ( 13), les données sont  -The probe presented in Figure 2 includes an antenna (1 1) capture the fields emitted by the signal that the selector of Figure 1 sends in the circuit (6). After amplification by the amplifier (12) and filtering by the filters (13), the data are

traduites en sons par le transducteur piézoélectrique ( 1 6) et en indications visuelles 25 par le vu- mtre ( 15) attaqué par le comparateur i seuils multiples ( 14).  translated into sounds by the piezoelectric transducer (1 6) and into visual indications 25 by the meter (15) attacked by the comparator i multiple thresholds (14).

-La sonde représentée sur la figure 3 comporte deux chaînes parallèles amplifient et filtrant les signaux ceptés per les deux antennes ( 1 1) décalées. Le transducteur piézoélectrique ( 16) transcrit l'intensité des signaux (donc la proximité du circuit à suivre), alors que le comparateur ( 1 9) commande 1 'al umage du vouent ( 1 8) "gauche" 30 ou "droite" selon la chaine délivrant la plus grande amplitude, donc selon l'antenne ( 1 1)  -The probe shown in Figure 3 has two parallel chains amplify and filter the signals received by the two antennas (1 1) offset. The piezoelectric transducer (16) transcribes the intensity of the signals (therefore the proximity of the circuit to be followed), while the comparator (1 9) controls the lighting of the image (1 8) "left" 30 or "right" according to the chain delivering the greatest amplitude, therefore depending on the antenna (1 1)

la mieux orientée par rapport aux champs rayonnés per le circuit à suivre (6).  the best oriented with respect to the fields radiated by the circuit to be followed (6).

eL'invention est utilisable en général dans tous les domai nes utilisent des conducteurs électriques, parcourus ou non par des courants alternatifs ou continus, et en particulier  The invention can be used in general in all areas using electrical conductors, whether or not crossed by alternating or direct currents, and in particular

dans les domaines des eutomatismes, de la téléphonie et des transmissions de données.  in the fields of eutomatisms, telephony and data transmissions.

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REYEIINDICATIONSREYEIINDICATIONS

1) Dispositif de repérage à distance de circuits électriques carectérisé en ce qu'il comporte un boitier sélecteur' pour injecter un signal spécifique dans un circuit à suivre (6), et un boltier sonde' permettent, par détection à distance des rayonnenments émis par la circulation du signal du sélecteur a travers ce même circuit (6), de fournir des indications pour en repérer le tracé sur tout son parcours et le reconnaitre au  1) Device for the remote location of electrical circuits characterized in that it includes a selector box 'for injecting a specific signal into a circuit to be followed (6), and a probe bolt' allow, by remote detection of the radiation emitted by the circulation of the selector signal through this same circuit (6), to provide indications to locate the trace over its entire course and recognize it by

milieu des autres.middle of others.

2)Dispositif sélecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un 10 modulateur d'impédance (3) permettant, le circuit (6) étant fermé, de réaliser une injection en courent, par modulation de la charge présentée au circuit, de telle sorte que le signal ne se propage qu'entre le sélecteur et la source d'eli mentation, et pas sur  2) selector device according to claim 1 characterized in that it comprises an impedance modulator (3) allowing, the circuit (6) being closed, to carry out a current injection, by modulation of the load presented to the circuit, so that the signal propagates only between the selector and the source of the elim ment, and not on

les autres ci rcuits de l'installation.  the others from the installation.

3)Dispositif sélecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un 15 modulateur d'impédance (3) connecté à une batterie (5), permrnettent, le circuit (6) étant coupé, de réaliser une injection en tension, i une ou plusieurs fréquences, adaptée(s) aux caractéristiques du circuit i repérer (6), de façon à générer un signal se propageant j usqu'à la coupure, mais de fréquence suffisamment basse pourne pas trop se  3) selector device according to claim 1 characterized in that it comprises an impedance modulator (3) connected to a battery (5), permrnquent, the circuit (6) being cut, to perform a voltage injection, i one or more frequencies, adapted to the characteristics of the circuit to be identified (6), so as to generate a signal propagating until the cut-off, but of sufficiently low frequency not to be too

répandre au-deli et aux autres circuits de l'i nstallation par diaphonie.  spread beyond and to other crosstalk installation circuits.

4)Dispositif sélecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il réunit les  4) selector device according to claim 1 characterized in that it combines the

sustèmrnes d'injection selon les revendications 2 et 3 commutés (automatiquement ou non)  injection systems according to claims 2 and 3 switched (automatically or not)

par le contacteur electronique (4).by the electronic contactor (4).

) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce  ) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that

que la sonde comporte un dispositif visuel (1 5) et/ou sonore ( 16) fournissent des 25 indications de proximité.  that the probe includes a visual (1 5) and / or audible (16) device providing indications of proximity.

6) Dispositif selon ' une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce  6) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that

que la sonde comporte un dispositif visuel (1 8) fournissant des indications de di rection.  that the probe includes a visual device (1 8) providing directions.