FR2655155A1 - Electrical device for the remote measurement of energy consumption, particularly a consumption of gas - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif électrique de mesure à distance d'une consommation d'énergie, en particulier d'une consommation de gaz. The present invention relates to an electrical device for remote measurement of a power consumption, in particular a consumption of gas.
On sait que dans le but d'éviter le déplacement d'opérateurs chargés de relever périodiquement les index de consommations en gaz ou électri cité, industrielles ou domestiques, en vue de leur facturation ultérieure, on s'oriente à l'heure actuelle vers des systèmes de captage électrique ou électronique permettant le téléreport desdits index. Le captage de l'index de consommation est alors effectué sur le site et transmis à distance, par câble ou autre moyen de transmission d'informations, vers un organe central de mesure comportant généralement des compteurs-totalisateurs qui sont activés par les signaux, en général impulsionnels, émis par le ou les dispositifs de captage.L'inconvénient de ces dispositifs de téléreport d'index des compteurs réside dans leur finalité même : du fait qu'il n'y a plus de passage régulier d'opérateurs chargés de relever ces compteurs sur le site, la tentation est grande, pour certains usagers indélicats, d'agir soit sur le dispositif de captage, soit sur la ligne de transmission, dans le but de fausser les indications transmises par le dispositif de captage. It is known that, in order to avoid the displacement of operators who periodically record the indexes of consumption of gas or electricity, whether industrial or domestic, with a view to their subsequent invoicing, we are now moving towards electrical or electronic sensing systems for telereporting said indexes. The capture of the consumption index is then carried out on the site and transmitted remotely, by cable or other means of transmitting information, to a central measurement unit generally comprising counter-totalisers which are activated by the signals, in general impulse, issued by the or the capture devices.The drawback of these metreport index meter devices lies in their very purpose: because there is no longer a regular passage of operators responsible for meeting these meters on the site, the temptation is great, for some unscrupulous users, to act either on the capture device or on the transmission line, in order to distort the indications transmitted by the capture device.
Une telle fraude peut être réalisée par exemple
- soit en plaçant un puissant aimant permanent sur le boîtier isolant du compteur placé sur le site, dans le but de perturber le fonctionnement du dispositif de captage électromagnétique qu'il contient ;
- soit en court-circuitant la ligne de transmission ;
- soit en réalisant une coupure de cette même ligne.Such fraud can be achieved for example
or by placing a strong permanent magnet on the insulating housing of the meter placed on the site, in order to disturb the operation of the electromagnetic pickup device that it contains;
- by short-circuiting the transmission line;
- or by making a cut of this same line.
A noter que le court-circuit ou ltouverture de la ligne de transmission peuvent aussi être accidentels. Note that the short circuit or the opening of the transmission line can also be accidental.
Quoi qu'il en soit, et surtout si ces incidents ne sont par permanents, il est parfaitement possible que la centrale de mesure n'aper çoive pas qu'une anomalie s'est introduite au niveau du dispositif de captage installé chez un de ses abonnés. Anyway, and especially if these incidents are not permanent, it is perfectly possible that the datalogger does not see that an anomaly has been introduced at the level of the capture device installed at one of its subscribers.
L'invention vise en particulier à remédier à ce type d'inconvénient. Elle a en outre pour objets d'une part de permettre une installation aisée, c'est-à-dire sans risque d'erreur de branchement de fils électriques, d'un dispositif de captage électrique dans un "compteur" placé sur le site, cette installation pouvant alors être effectuée par un opérateur non électricien, par exemple par un spécialiste des installations à gaz, et d'autre part de permettre à l'installation de mesure de continuer à fonctionner en cas d'anomalie (coupure par exemple) du dispositif d'alimentation en énergie électrique de cette installation de mesure. The invention aims in particular to remedy this type of disadvantage. It also has the object on the one hand to allow easy installation, that is to say without risk of error of connecting electrical wires, an electrical pickup device in a "meter" placed on the site this installation can then be performed by a non-electrician operator, for example by a specialist in gas installations, and on the other hand to allow the measuring installation to continue to operate in the event of an anomaly (cutoff for example) of the electric power supply device of this measuring installation.
Elle se rapporte à cet effet à un dispositif de mesure à distance d'une consommation d'énergie, en particulier d'une consommation de gaz, ce dispositif comportant un dispositif de captage d'index de consommation qui est intégré au "compteur" situé sur le site du consommateur, un dispositif d'accumulation des informations de mesure fournies par ce dispositif de captage, ce dispositif d'accumulation étant situé à distance, et une ligne de transmission de ces informations de mesure depuis ce dispositif de captage jusqu'à ce dispositif d'accumulation. It relates for this purpose to a device for remotely measuring a power consumption, in particular a consumption of gas, this device comprising a consumption index capture device which is integrated in the "counter" located at the consumer's site, a device for accumulating the measurement information provided by this sensing device, this accumulation device being located at a distance, and a transmission line of this measurement information from this sensing device to this accumulation device.
Conformément à l'invention, d'une part ce dispositif de captage comporte :
- un premier interrupteur à commande électromagnétique ILS1, du genre "Interrupteur à lames souples" dit "ILS", dont l'ouverture ou la fermeture sont commandés par un aimant fixé sur une roue d'entraîne- ment ou une roue d'affichage du compteur situé sur le site, ce premier interrupteur étant placé en série avec une première impédance résistive
R1 pour constituer un circuit-série dont les deux bornes extremes sont aptes à être connectées à deux bornes d'alimentation en énergie électrique, constituant les deux bornes d'entrée de la ligne de transmission précitée ;
- un second interrupteur à commande électromagnétique ILS2, branché aux bornes de ce circuit-série et apte à être actionné par un champ magnétique extérieur perturbateur ; et
- une seconde impédance résistive R2 également branchée aux bornes de ce circuit-série et apte à assurer le passage d'un courant permanant dans la ligne de transmission ; et d'autre part, ce dispositif d'accumulation des informations de mesure comporte :
- deux bornes d'arrivée de la ligne de transmission, dont la première est connectée à une première borne de sortie d'un dispositif d'alimentation en énergie électrique, et dont la seconde est connectée, à travers une troisième impédance résistive R3, à la deuxième borne de sortie de ce dispositif d'alimentation en énergie électrique ;
- un dispositif de comptage qui est connecté à cette seconde borne d'arrivée et qui reçoit de ce fait les impulsions engendrées par l'ouverture ou la fermeture du premier interrupteur à commande électromagnétique ILS1 ; et
- un circuit comparateur à fenêtre dont les seuils haut et bas définissent une fenêtre de fonctionnement correct du dispositif d'accumulation, en dehors de laquelle un circuit d'alarme ou analogue, relié à la sortie de ce comparateur, est déclenché en cas d'anomalie du dispositif de captage ou de la ligne de transmission engendrée par une fermeture de ce second interrupteur à commande électromagnétique ILS2 ou par une coupure ou mise en court-circuit de cette ligne de transmission.According to the invention, on the one hand, this sensing device comprises:
a first ILS1 electromagnetic control switch, of the "Flexible-wave switch" type, called "ILS", whose opening or closing is controlled by a magnet fixed on a drive wheel or a display wheel of counter located on the site, this first switch being placed in series with a first resistive impedance
R1 to form a series circuit whose two end terminals are able to be connected to two terminals for supplying electrical energy, constituting the two input terminals of the aforementioned transmission line;
a second electromagnetically controlled switch ILS2 connected to the terminals of this series circuit and able to be actuated by a disturbing external magnetic field; and
a second resistive impedance R2 also connected to the terminals of this series circuit and able to ensure the passage of a permanent current in the transmission line; and on the other hand, this measurement information accumulation device comprises:
two terminating terminals of the transmission line, the first of which is connected to a first output terminal of an electrical energy supply device, and the second of which is connected, through a third resistive impedance R3, to the second output terminal of this power supply device;
a counting device which is connected to this second arrival terminal and which thereby receives the pulses generated by the opening or closing of the first electromagnetic control switch ILS1; and
a window comparator circuit whose upper and lower thresholds define a correct operating window of the accumulation device, outside of which an alarm circuit or the like, connected to the output of this comparator, is triggered in the event of anomaly of the sensing device or the transmission line generated by a closure of the second ILS2 electromagnetic control switch or a cut or short circuit of this transmission line.
Très avantageusement par ailleurs, les deux premières impédances résistives précitées sont bidirectionnelles, de sorte que la manière dont les deux bornes extrêmes du circuit-série précité sont respectivement connectées aux deux bornes d'entrée précitées de la ligne de transmission, est sans aucune incidence sur le fonctionnement du dispositif. Most advantageously, the first two resistive impedances mentioned above are bidirectional, so that the way in which the two extreme terminals of the aforementioned series circuit are respectively connected to the two aforementioned input terminals of the transmission line, has no effect on the operation of the device.
Préférentiellement en outre, ce dispositif comporte des moyens de sauvegarde du fonctionnement de la mesure en cas de défaillance du dispositif d'alimentation en énergie électrique précité, ces moyens comportant :
- une alimentation de sauvegarde apte à être commutée à la place de l'alimentation défaillante, ayant une borne remplaçant de façon correspondante ladite première borne de cette alimentation défaillante, et une autre borne qui correspond à ladite seconde borne de cette alimentation défaillante et qui est quant à elle connectée à ladite première borne d'arrivée de la ligne de transmission à travers une quatrième impédance résistive R4 de valeur très supérieure à celle de la troisième impédance résistive R3 précitée ;;
- des moyens pour, non seulement commuter ces deux alimentations, mais encore mettre alors hors-service ledit circuit comparateur à fenêtre et donc ledit circuit d'alarme ; et
- un élément résistif non linéaire, très préférentiellement bidirectionnel lui-aussi, placé en série avec la seconde impédance résistive entre lesdites bornes du circuit-série précité, cet élément non-linéaire étant tel que, sous l'alimentation normale, il présente une impédance Z1 faible devant ladite seconde impédance résistive R2 ou telle que le courant le traversant résulte de la combinaison de ses caractéristiques et de la valeur de cette seconde impédance résistive
R2, et tel que, sous alimentation de sauvegarde, il présente une autre impédance Z2 grande devant cette seconde impédance résistive R2 et grande devant la quatrième impédance résistive R4 précitée, de sorte que ledit dispositif de comptage puisse alors continuer à fonctionner sans consommation substantielle de courant sur la ligne de transmission. Preferably, in addition, this device comprises means for saving the operation of the measurement in the event of failure of the aforementioned electrical energy supply device, these means comprising:
a backup power supply capable of being switched in place of the failing power supply, having a terminal correspondingly replacing said first terminal of this faulty power supply, and another terminal corresponding to said second terminal of this faulty power supply and which is as for itself connected to said first terminal of the transmission line through a fourth resistive impedance R4 of a value much greater than that of the third resistive impedance R3 mentioned above;
means for not only switching these two power supplies, but also turning off said window comparator circuit and thus said alarm circuit; and
a non-linear resistive element, very preferably bidirectional itself, placed in series with the second resistive impedance between said terminals of said series circuit, said non-linear element being such that, under normal power supply, it has an impedance Z1 weak in front of said second resistive impedance R2 or such that the current passing through it results from the combination of its characteristics and the value of this second resistive impedance
R2, and such that, under backup power, it has another impedance Z2 large before this second resistive impedance R2 and large before the fourth resistive impedance R4 above, so that said counting device can then continue to operate without substantial consumption of current on the transmission line.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer
Fig. 1 est un schéma synoptique d'une forme élémentaire de réalisation de ce dispositif de mesure à distance de consommation d'énergie ;
Fig. 2 est un diagramme des temps facilitant la compréhension du fonctionnement du dispositif de la figure 1 ;
Fig. 3 est un schéma synoptique de principe d'une forme de réalisation plus perfectionnée de ce dispositif de mesure à distance d'une consommation d'énergie ; et
Fig. 4 est un exemple plus détaillé de réalisation du circuit selon la figure 3.The accompanying drawing, given by way of example, will provide a better understanding of the invention, the characteristics it presents and the advantages that it is likely to provide.
Fig. 1 is a block diagram of an elementary embodiment of this remote power consumption measuring device;
Fig. 2 is a timing diagram facilitating understanding of the operation of the device of FIG. 1;
Fig. 3 is a schematic block diagram of a more advanced embodiment of this remote meter of energy consumption; and
Fig. 4 is a more detailed embodiment of the circuit according to FIG.
En se reportant tout d'abord à la fig. 1, il s'agit ici d'un dispositif électrique de mesure à distance d'une consommation de gaz, ce dispositif comportant essentiellement :
- un dispositif 1 de captage d'index de consommation, qui est intégré au "compteur à gaz" (non représenté) situé sur le site du consommateur ;
- un dispositif 2 d'accumulation des informations de mesure fournies pour le dispositif de captage 1, ce dispositif d'accumulation étant situé à distance dans un site accessible à l'agent chargé du relevé de l'index, ou dans un site central regroupant par exemple toutes les informations d'index de mesure relatives aux abonnés d'un secteur déterminé ;
- une ligne bifilaire 3 pour la transmission, vers l'installation totalisatrice 2, des informations de mesure fournies par le dispositif de captage 1 ; cette ligne est par exemple une ligne souterraine étanche et soigneusement blindée.Referring first to fig. 1, this is an electrical device for remote measurement of a gas consumption, this device essentially comprising:
a consumption index capture device 1, which is integrated in the "gas meter" (not shown) located on the consumer's site;
a device 2 for accumulating the measurement information supplied for the sensing device 1, this accumulation device being located remotely in a site accessible to the agent responsible for reading the index, or in a central site grouping together for example all measurement index information relating to the subscribers of a given sector;
a two-wire line 3 for transmitting, to the totalizing system 2, measurement information provided by the sensing device 1; this line is for example a sealed underground line and carefully shielded.
Le captage proprement dit consiste essentiellement à fixer une plaquette aimantée (non représentée) sur la roue d'entrée (correspondant en fait aux litres dans la majorité des cas) du mécanisme totalisateur du compteur à gaz, et à disposer en vis-à-vis, à l'intérieur d'un compartiment qui est séparé par une cloison étanche de l'atmosphère éventuellement chargée de gaz et renfermant le mécanisme totalisateur précité, un interrupteur électromagnétique à lames souples ILS1 formant capteur et apte à être actionné, à la fermeture ou à l'ouverture selon le type d'interrupteur à lames souples utilisé, et à travers ladite cloison étanche, lors de chaque passage de la plaquette aimantée à proximité de cet interrupteur à lames souples ILS1.Dans l'exemple représenté ici, il s'agit d'un interrupteur qui fonctionne à l'ouverture, c'est-à-dire qui est normalement fermé en l'absence de sollicitation magnétique et qui s'ouvre sous l'action d'une telle sollicitation. The capture proper is essentially to fix a magnetized plate (not shown) on the input wheel (corresponding in fact to the liters in most cases) of the totalizer mechanism of the gas meter, and arrange vis-à-vis , inside a compartment which is separated by a bulkhead from the possibly gas-filled atmosphere and enclosing the aforesaid totalizing mechanism, an electromagnetic switch with ILS1 flexible blades forming a sensor and able to be actuated, closed or at the opening according to the type of reed switch used, and through said watertight partition, during each passage of the magnetized wafer near this ILS1 reed switch. In the example shown here, it s' is a switch that operates at the opening, that is to say that is normally closed in the absence of magnetic stress and which opens under the action of such a request itation.
Le dispositif 1, qui est placé à l'intérieur du compartiment horsgaz précité, constitue un boîtier électrique prévu pour être positionné tel quel dans ce compartiment, et muni de deux fils de branchement 4, 5 dont les bornes de connexion respectives 6, 7 sont à brancher par l'installateur (pour lequel aucune qualification de spécialiste en électricité n'est requise) respectivement aux deux bornes de départ 8, 9 de la ligne de transmission 3, ces deux bornes étant elles-mêmes installées à demeure dans ce compartiment hors-gaz. Comme on le justifiera ci-après, les bornes 6 et 7 peuvent être indifféremment reliées respectivement à la borne 8 et à la borne 9, ou à contrario à la borne 9 et à la borne 8, de sorte qu'une erreur de branchement n'est pas à craindre. The device 1, which is placed inside the aforesaid outboard compartment, constitutes an electrical box intended to be positioned as such in this compartment, and provided with two connection wires 4, 5 whose respective connection terminals 6, 7 are to be connected by the installer (for which no electricity specialist qualification is required) respectively to the two starting terminals 8, 9 of the transmission line 3, these two terminals being themselves permanently installed in this compartment outside -gas. As will be justified hereinafter, the terminals 6 and 7 can be indifferently connected respectively to the terminal 8 and the terminal 9, or to the opposite to the terminal 9 and to the terminal 8, so that a branching error n is not to be feared.
Le circuit électrique 1 compris entre les bornes 6 et 7 se compose de la mise en parallèle, entre ces bornes, de trois branches
- une première branche constituée par la mise en série de l'interrupteur ILS1 précité et d'une résistance R1 de par exemple quelques kilohms ;
- une deuxième branche comportant un autre interrupteur à lames souples ILS2 qui est placé à distance suffisante de l'interrupteur ILS1 pour ne pas être actionné par la plaquette aimantée et qui fonctionne (à contrario dans cet exemple particulier de l'interrupteur
ILS1) à la fermeture, c'est-à-dire qui se ferme sous l'action d'un champ magnétique extérieur, appliqué par exemple par un fraudeur qui voudrait ainsi bloquer le fonctionnement de l'interrupteur ILS1 et donc celui du dispositif de captage 1 ; et
- une troisième branche comportant une résistance R2 qui est préférentiellement grande devant R1, et dont la valeur est par exemple de quelques dizaines de kilohms, cette résistance R2 assurant le passage d'un courant permanent dans la ligne 3.The electrical circuit 1 between the terminals 6 and 7 consists of the paralleling between these terminals of three branches.
a first branch constituted by placing in series the aforementioned switch ILS1 and a resistor R1 of for example a few kilohms;
a second branch comprising another flexible reed switch ILS2 which is placed at a sufficient distance from the switch ILS1 so as not to be actuated by the magnetized plate and which functions (in contrast to this particular example of the switch
ILS1) closing, that is to say that closes under the action of an external magnetic field, applied for example by a fraudster who would like to block the operation of the switch ILS1 and therefore that of the device of capture 1; and
a third branch comprising a resistor R2 which is preferably large in front of R1, and whose value is, for example, a few tens of kilohms, this resistor R2 ensuring the passage of a permanent current in line 3.
Le dispositif totalisateur 2 comporte une alimentation continue présentant deux sources de polarités opposées 10, fournissant sur ses deux bornes de sortie 11, 12 des tensions pouvant être égales et opposées +V, -V égales par exemple à plus et moins 5 volts. The totalizing device 2 comprises a DC power supply having two sources of opposite polarities 10, providing on its two output terminals 11, 12 voltages that can be equal and opposite + V, -V equal for example to plus and minus 5 volts.
La borne 12 (tension -V) est reliée directement à la borne d'arrivée 40 de la ligne bifilaire 3, tandis que la borne 11 (tension +V) est reliée à l'autre borne d'arrivée 41 de cette ligne à travers une résis tance de protection R3 de par exemple une dizaine de kilohms. Terminal 12 (voltage -V) is connected directly to the arrival terminal 40 of the two-wire line 3, while terminal 11 (voltage + V) is connected to the other end terminal 41 of this line across a protection resis tance R3 of for example ten kilohms.
La borne supérieure 40 est également reliée d'une part à l'entrée de comptage 13 d'un compteur électronique d'impulsions 14 de seuil par exemple égal à O volts, et d'autre part aux deux entrées 15 et 16 d'un circuit comparateur à fenetre 17 classiquement composé d'un premier comparateur analogique 18 définissant le seuil "bas" (su) de la fenêtre et d'un second comparateur analogique 19 définissant le seuil "haut" (S1) dela fenêtre, ainsi que d'un circuit "OU" recevant les sorties respectives 21, 22 des comparateurs à seuil 18, 19 et dont la sortie 32 est appliquée à un dispositif d'alarme 23. The upper terminal 40 is also connected firstly to the counting input 13 of a threshold electronic pulse counter 14, for example equal to 0 volts, and secondly to the two inputs 15 and 16 of a window comparator circuit 17 conventionally composed of a first analog comparator 18 defining the "low" threshold (su) of the window and a second analog comparator 19 defining the "high" threshold (S1) of the window, as well as of an "OR" circuit receiving the respective outputs 21, 22 of the threshold comparators 18, 19 and whose output 32 is applied to an alarm device 23.
En se référant maintenant également à la fig. 2, ou le temps est porté en abscisses et les tensions sont portées en ordonnées, le fonctionnement de l'installation de mesure de la fig. 1 est le suivant
En l'absence de champ magnétique perturbateur, l'interrupteur
ILS2 reste normalement ouvert. Dans la ligne 3 circule, en l'absence d'incident sur celle-ci, un courant permanent égal à
In the absence of a disturbing magnetic field, the switch
ILS2 remains normally open. In line 3 circulates, in the absence of incident on it, a permanent current equal to
A ce courant permanent vient s'ajouter un courant impulsionnel dû aux ouvertures et fermetures successives de l'interrupteur ILS1 consécutives aux passages successifs de la plaquette aimantée précitée au voisinage immédiat de cet interrupteur.To this permanent current is added a pulse current due to the successive openings and closures of the switch ILS1 consecutive successive passages of the aforementioned magnetized plate in the immediate vicinity of this switch.
Lorsque l'interrupteur ILS1 est fermé, la tension (voir la courbe 24 sur la figure 2) à l'entrée 13 du compteur 14 est égale à
comptée par rapport au niveau -V où :
counted against the -V level where:
Les résistances ssont choisies pour que cette tension VO soit inférieure au seuil de l'entrée de comptage 13 (O volt), mais reste, en valeur absolue, inférieure à la valeur absolue du seuil bas (S du comparateur à fenêtre 17. The resistances are chosen so that this voltage VO is lower than the threshold of the counting input 13 (O volt), but remains, in absolute value, lower than the absolute value of the low threshold (S of the window comparator 17.
Lorsque, suite au passage de la plaquette aimantée, ILS1 vient à s'ouvrir (l'interrupteur ILS2 restant ouvert du fait, mentionné cidessus, qu'il est situé trop loin de cette plaquette pour qu'elle ait une influence sur lui), la tension à l'entrée 13 du compteur 14 passe brusquement à la valeur positive
comptée par rapport au niveau -V > puis elle retombe à la valeur VO après passage de cette plaquette.When, following the passage of the magnetized plate, ILS1 comes to open (the switch ILS2 remaining open fact, mentioned above, it is located too far from this plate so that it has an influence on him), the voltage at the input 13 of the counter 14 passes abruptly to the positive value
counted in relation to the -V> level and then falls back to the VO value after passing this plate.
Il en résulte sur l'entrée de ce compteur 14 une impulsion positive de comptage 25 qui l'incrémente d'une unité, et ainsi de suite (impulsions 26, 27,...) pour les passages suivants de la plaquette à proximité de l'interrupteur ILS1. This results in the input of this counter 14 a positive counting pulse 25 which increments it by one unit, and so on (pulses 26, 27, ...) for the following passages of the wafer in the vicinity of the switch ILS1.
A noter que les résistances sont bien entendu choisies pour que cette tension +V1 soit supérieure au seuil de l'entrée de comptage 13 et reste inférieure au seuil haut S1 du comparateur à fenêtre 17. Note that the resistors are of course chosen so that the voltage + V1 is greater than the threshold of the counting input 13 and remains below the high threshold S1 of the window comparator 17.
Lors d'une coupure, accidentelle ou malintentionnelle, de la ligne 3, l'entrée 16 du comparateur 19 se trouve, à travers R3, portée à la tension +V, qui est supérieure à son seuil de déclenchement S1, ce qui entraîne l'apparition d'un signal en 22, et, à travers le circuit OU 20, en 32. L'alarme 23 est alors activée (voir la partie hachurée 28 sur le diagramme de la figure 2). During a cut, accidental or malintentionnal, of the line 3, the input 16 of the comparator 19 is, through R3, brought to the voltage + V, which is greater than its triggering threshold S1, which leads to the appearance of a signal at 22, and, through the OR circuit 20, at 32. The alarm 23 is then activated (see the hatched portion 28 in the diagram of Figure 2).
Lors d'une fermeture du contact ILS2 sous l'influence d'un champ magnétique perturbateur extérieur, ou lors d'une mise en court-circuit (malintentionnelle ou non) de la ligne 3, la borne 8 se trouve directement reliée à la tension -V (la résistance R3 limitant alors fort heureusement le courant), ce qui déclenche le comparateur à seuil bas 18, et par suite à nouveau l'alarme 23 (voir la partie hachurée 29 sur le diagramme de la fig. 2). When closing the contact ILS2 under the influence of an external disturbing magnetic field, or during a short-circuiting (malintentionnal or not) of the line 3, the terminal 8 is directly connected to the voltage -V (the resistor R3 then fortunately limiting the current), which triggers the low threshold comparator 18, and therefore again the alarm 23 (see the hatched portion 29 in the diagram of Fig. 2).
Il convient de remarquer que, les trois branches parallèles du circuit de captage 1 ne contenant que des éléments bidirectionnels (résistances et/ou interrupteurs), ce circuit 1 est totalement symétrique et fonctionne donc de même façon, que l'on branche la borne 6 à la borne 8 et la borne 7 à la borne 9 ou vice-versa. It should be noted that, since the three parallel branches of the sensing circuit 1 contain only bi-directional elements (resistors and / or switches), this circuit 1 is totally symmetrical and therefore operates in the same way, that terminal 6 is connected. at terminal 8 and terminal 7 at terminal 9 or vice versa.
En se reportant à la fig. 3, il s'agit d'un dispositif semblable à celui de la fig. 1, mais qui est apte à fonctionner, grace à une alimentation de sauvegarde +Vs, -Vs relayant l'alimentation électrique normale (+V, -V) en cas de défaillance de cette dernière, dans un mode dégradé dans lequel les fonctions annexes de détection d'anomalies sont abandonnées tandis que la fonction de relevé d'index de consommation est maintenue : Si ce fonctionnement en mode dégradé peut être maintenu un nombre d'heures suffisant (une dizaine d'heures par exemple), on peut ainsi espérer pouvoir assurer le rétablissement de l'alimentation principal sans perte de relevé de consommation, ce qui est bien l'essentiel. Referring to FIG. 3, it is a device similar to that of FIG. 1, but which is able to function, thanks to a backup power supply + Vs, -Vs relaying the normal power supply (+ V, -V) in case of failure of the latter, in a degraded mode in which the ancillary functions anomaly detection are abandoned while the consumption index reading function is maintained: If this operation in degraded mode can be maintained a sufficient number of hours (about ten hours for example), we can hope be able to ensure the restoration of the main supply without loss of consumption record, which is the essential.
Cette alimentation de sauvegarde étant en général constituée par un ensemble de batteries d'accumulateurs de secours, il est essentiel, pour ne pas décharger trop rapidement ces batteries, que l'alimentation de sauvegarde ne fournisse pratiquement pas, à contrario de l'alimentation principale, de courant permanent sur la ligne 3. As this backup power supply generally consists of a set of backup storage batteries, it is essential, in order not to discharge these batteries too quickly, that the backup power supply does not provide, in contrast to the main power supply. , permanent current on line 3.
Dans ce but, le circuit de la fig. 3 diffère de celui de la fig. 1 par le triple fait
- qu'il est prévu un dispositif de commutation (ici constitué par deux contacteurs simples mais inverses 30, 31 et par un contacteur deux-voies 33, tous trois commandés par une sortie 34 du bloc électronique d'alimentation et de commande 10) apte à commuter, en cas de panne de l'alimentation principale, cette alimentation +V, -V sur une alimen tation de secours (ou de sauvegarde) + V5, -V (borne ils et 12s) ;
s
- qu'une résistance de protection R4 très supérieure à R3
(par exemple de l'ordre d'une centaine de fois plus grande) est branchée entre la borne positive 11 (+Vs) de l'alimentation de sauvegarde et de la borne 40 ; et
- qu'un élément résistif non linéaire 35, très préférentiellement bidirectionnel lui aussi pour conserver la propriété précitée d'indépendance d'interconnexion de couples de bornes 6, 7 et 8, 9, est placé dans la même branche que R2, en série avec celle-ci.For this purpose, the circuit of FIG. 3 differs from that of FIG. 1 by the triple fact
a switching device is provided (here constituted by two simple but inverse contactors 30, 31 and by a two-way contactor 33, all three controlled by an output 34 of the electronic power supply and control unit 10) capable of to switch, in case of failure of the main power supply, this supply + V, -V on a backup supply (or backup) + V5, -V (terminal them and 12s);
s
- a protection resistance R4 much higher than R3
(For example of the order of a hundred times greater) is connected between the positive terminal 11 (+ Vs) of the backup power supply and the terminal 40; and
- A non-linear resistive element 35, very preferably bidirectional too to maintain the above property of interconnection independence of terminal pairs 6, 7 and 8, 9, is placed in the same branch as R2, in series with it.
Les tensions V et V sont telles que, sous alimentation normale
s +V, -V, l'élément non linéaire 35 présente une impédance Z1 qui est très faible devant R2 (par exemple quelques ohms), tandis que sous alimentation de sauvegarde +V5, -Vs, il présente une impédance Z2 qui est à la fois grande devant R2 et devant R4 (par exemple une dizaine de Mégohms).The voltages V and V are such that, under normal power supply
s + V, -V, the non-linear element 35 has an impedance Z1 which is very small in front of R2 (for example a few ohms), while under backup power supply + V5, -Vs, it has an impedance Z2 which is at both large before R2 and R4 (for example ten megohms).
Par ailleurs, en cas de panne de l'alimentation principale +V, -V, les comparateurs à seuil 18, 19 qui sont normalement alimentés par cette alimentation principale et ne sont alors pas commutés sur +Vs, -Vs, sont bien évidemment mis alors hors-service. Moreover, in case of failure of the main power supply + V, -V, the threshold comparators 18, 19 which are normally powered by this main power supply and are then not switched to + Vs, -Vs, are obviously set then out of order.
Lors du passage en alimentation de sauvegarde, le fonctionnement du dispositif de la fig. 3 est le suivant
- le dispositif de détection d'anomalies (ILS2, 15 à 23) ne fonctionne plus ;
- le courant permanent dans la ligne 3 a une valeur négli geable ;
- lorsque ILS1 est fermé, la tension d'entrée du compteur 14 à ce niveau bas est voisine de -Vs, et reste (par choix conséquent de la valeur de -Vs) inférieure à son seuil de comptage ;
- lorsque ILS1 est ouvert, la tension en 13 est voisine de +V
elle est supérieure à son seuil de sorte que, là encore, l'ouverture de ILS1 incrémente à distance le compteur 14 d'une unité.When switching to backup power, the operation of the device of FIG. 3 is the following
the anomaly detection device (ILS2, 15 to 23) no longer functions;
the permanent current in line 3 has a negligible value;
when ILS1 is closed, the input voltage of the counter 14 at this low level is close to -Vs, and remains (by a consequent choice of the value of -Vs) lower than its counting threshold;
when ILS1 is open, the voltage at 13 is close to + V
it is greater than its threshold so that, again, the opening of ILS1 remotely increments the counter 14 by one unit.
Un exemple pratique, particulièrement simple et avantageux, de réalisation du circuit de la figure 3 est représenté à la fig. 4, à laquelle on se reportera maintenant. A practical example, particularly simple and advantageous embodiment of the circuit of Figure 3 is shown in FIG. 4, which will be referred to now.
Dans ce mode de réalisation, l'alimentation normale est toujours constituée par une alimentation symétrique par rapport à la masse : -V appliquée entre les bornes 11 et 12. En revanche, l'alimentation de sauvegarde est constituée d'une alimentation prise entre d'une part une borne positive ils portée à +Vs et la masse d'autre part, c'est-à-dire en fait entre les bornes 11s et 12, compte tenu du fait que, si l'alimentation normale est hors-circuit, cette borne 12 est nécessairement reliée à la masse par la résistance Req des circuits normalement polarisés entre la borne 12 et la masse lorsque les circuits de l'alimentation normale ne sont pLus alimentés entre -V et la masse.Optionnellement, ce retour de masse est de toute façon garanti par une résistance R5 de quelques kilohms (du même ordre de grandeur que R2 et en tous cas faible devant R4) branchée entre la borne 12 et la masse comme représenté au dessin : cette résistance R5 vient en parallèle sur la résistance Req précitée. In this embodiment, the normal power supply is always constituted by a symmetrical power supply with respect to the ground: -V applied between the terminals 11 and 12. On the other hand, the backup power supply consists of a power supply taken between on the one hand a positive terminal they brought to + Vs and the other mass, that is to say in fact between the terminals 11s and 12, considering that, if the normal power supply is out of circuit this terminal 12 is necessarily connected to ground by the resistor Req of the normally polarized circuits between the terminal 12 and the ground when the circuits of the normal power supply are no longer fed between -V and the ground.Optionally, this mass return is anyway guaranteed by a resistance R5 of a few kilohms (of the same order of magnitude as R2 and in any case weak in front of R4) connected between the terminal 12 and the mass as shown in the drawing: this resistance R5 comes in parallel on the resistance this Req above.
Par ailleurs, les résistances R3 et R4 sont alimentées respectivement chacune à travers une diode D1, D2, D1 étant branchée en direct entre la borne 11 et R3 et D2 étant branchée en direct entre 11s et R3. En outre, la valeur de la tension +V par rapport à la
s masse est égale à celle de la tension +V par rapport à la masse. Dans ces conditions, plus aucun dispositif actif de commutation (tel que le dispositif 30, 31, 33 de la fig. 3) n'est nécessaire puisque, en cas de défaillance de +V, -V, la commutation sur +Vs, O volts est automatiquement effectuée grâce à la présence des diodes D2 et D1 : lorsque tout est normal, l'installation est théoriquement alimentée, du côté positif, à la fois par +V et -Vs, mais +V ne joue pratiquement
s s aucun rôle compte-tenu de la très grande valeur de R4 par rapport à
R3 ;au contraire, lorsque +V, -V ne fonctionne plus, +Vs prend automatiquement le relais à travers D2, alors que D1 est alors bloquée puisque polarisée en inverse. Dans ce qui précède, la tension de déchet des diodes D1, D2 a été négligée pour simplifier l'exposé.Furthermore, the resistors R3 and R4 are respectively fed respectively through a diode D1, D2, D1 being connected directly between the terminal 11 and R3 and D2 being connected live between 11s and R3. In addition, the value of the voltage + V relative to the
s mass is equal to that of the voltage + V with respect to the mass. Under these conditions, no active switching device (such as the device 30, 31, 33 of Fig. 3) is necessary since, in case of failure of + V, -V, switching to + Vs, O volts is automatically performed thanks to the presence of diodes D2 and D1: when everything is normal, the installation is theoretically powered, on the positive side, both + V and -Vs, but + V practically plays
ss no role given the very high value of R4 compared to
R3, on the contrary, when + V, -V no longer works, + Vs automatically takes over through D2, while D1 is then blocked as reverse biased. In the foregoing, the waste voltage of diodes D1, D2 has been neglected to simplify the disclosure.
Dans ce mode de réalisation, l'élément non linéaire 35 est constitué par un composant limiteur de tension du type diode Zener, et préférentiellement comme représenté, par un ensemble de deux diodes Zener similaires DZ1, DZ2 montées en série et tête-bêche comme représenté, ce qui permet d'assurer la symétrie avantageuse précitée de l'élément non linéaire 35. Par exemple, les diodes DZ1 et DZ2 sont des diodes
Zener "BZ X 85C" de R.T.C., ayant un courant de fuite de l'ordre du microampère. Ces diodes Zener ne sont pas quelconques car elles sont choisies telles que leur tension de Zener V soit supérieure ou égale à la valeur Vs de l'alimentation de sauvegarde, tout en restant inférieure à la valeur 2V de l'alimentation principale.Par exemple, l'alimentation principale est une alimentation symétrique
+V, -V = +5 volts, -5 volts tandis que l'alimentation de sauvegarde est une alimentation
+Vs, O = +5 volts, 0 volt et que les diodes Zener DZ1, DZ2, ont une tension de Zener V de
z l'ordre de 7 volts.In this embodiment, the nonlinear element 35 is constituted by a Zener diode voltage limiting component, and preferably as shown, by a set of two similar Zener diodes DZ1, DZ2 connected in series and head to tail as shown. , which makes it possible to ensure the aforementioned advantageous symmetry of the nonlinear element 35. For example, the diodes DZ1 and DZ2 are diodes
Zener "BZ X 85C" of RTC, having a leakage current of the order of microampere. These Zener diodes are not arbitrary because they are chosen such that their Zener voltage V is greater than or equal to the value Vs of the backup power supply, while remaining less than the value 2V of the main power supply. For example, the main power supply is a balanced power supply
+ V, -V = +5 volts, -5 volts while backup power is a power supply
+ Vs, O = +5 volts, 0 volts and the Zener diodes DZ1, DZ2, have a Zener voltage V of
z the order of 7 volts.
Enfin, dans ce mode de réalisation, les résistances R2 et R3 sont choisies égales, ce qui permet d'entrer, comme on s'en rendra compte ci-après, dans tous les cas sur un compteur 14 alimenté sous +5 volts/0 volt (soit +V/0 volt en fonctionnement normal, soit +V /0 volt en fonctionnement sous alimentation de sauvegarde). Le
s seuil de comptage de ce compteur 14 est alors bien évidemment choisi supérieur à 0 volt.Finally, in this embodiment, the resistors R2 and R3 are chosen equal, which allows to enter, as will be seen below, in all cases on a counter 14 powered at +5 volts / 0 volt (ie + V / 0 volts in normal operation, ie + V / 0 volts in operation under backup power). The
s counting threshold of this counter 14 is then obviously chosen greater than 0 volts.
Le fonctionnement du circuit de la fig. 4 est le suivant
En cas de fonctionnement normal, le courant permanent I dans la ligne 3 est égal à la différence entre la tension d'alimentation et la tension de Zener Vz, divisée par la somme des résistances R2 et R3 (la tension de déchet de l'autre diode Zener étant négligée)
In the case of normal operation, the steady current I in line 3 is equal to the difference between the supply voltage and the Zener voltage Vz, divided by the sum of the resistors R2 and R3 (the waste voltage of the other Zener diode being neglected)
Le niveau haut de tension à l'entrée du compteur 14, compté par rapport au niveau -V, est alors égal à V +R I
z 2
Le niveau bas, lui aussi compté par rapport au niveau -V, est égal a:
z 2
The low level, also counted relative to the -V level, is equal to:
(2V : alimentation symétrique +V, -V). (2V: symmetrical power supply + V, -V).
Dans ce cas particulier, R1 est choisi égaL à R3, de sorte que ce niveau bas est de zéro vott, ce qui rend compatible l'utilisation d'un compteur 14 alimenté sous +V/0 volt, soit sous +5 volts/0 volt. In this particular case, R1 is chosen equal to R3, so that this low level is zero vott, which makes compatible the use of a counter 14 supplied with + V / 0 volts, ie under +5 volts / 0 volt.
A l'extinction de la source +V, -V ou à son rétablissement, la commutation des alimentations +V, -V et +V5, 0 est effectuée automatiquement et sans commutation matérielle active, grâce aux diodes D1 et
D2 en série sur ces deux sources. Le retour à la masse de l'alimentation de sauvegarde (entre 12 et la masse) est effectué par les résistances R5 et Req en parallèle.When the + V, -V source is switched off or when it is restored, switching of the + V, -V and + V5, 0 supplies is performed automatically and without any active hardware switching, thanks to diodes D1 and
D2 in series on these two sources. The back-up of the backup power supply (between 12 and ground) is performed by the resistors R5 and Req in parallel.
La tension de Zener V étant choisie supérieure ou égale à Vs,
z la résistance équivalente, sous +V /0 volt, de l'élément 35 est
s déterminée par le courant de fuite Io de ces diodes Zener : elle est de toute façon grande devant R4. La tension d'entrée du compteur 14 (niveau haut) qui est obtenue lorsque ILS1 est ouvert, et alors égale à V - R4.Io.The Zener voltage V being chosen greater than or equal to Vs,
z the equivalent resistance, under + V / 0 volts, of the element 35 is
s determined by the leakage current Io of these Zener diodes: it is in any case large in front of R4. The input voltage of the counter 14 (high level) which is obtained when ILS1 is open, and then equal to V - R4.Io.
s
Il est entendu que les impédances d'entrée 13 du compteur, 15 et 16 du comparateur à fenêtre sont grande devant R4.s
It is understood that the input impedances 13 of the counter, 15 and 16 of the window comparator are large in front of R4.
Cette tension d'entrée est proche de la masse (niveau bas) lorsque
ILS1 est fermé, compte tenu du fait que R4 est très supérieure à
R1, Req, et R5 : sous alimentation de sauvegarde, le compteur 14, dont le seuil de comptage est par exemple choisi à une valeur sensiblement médiane entre 0 volt et +Vs volts, fonctionne donc de même façon que sous alimentation normale.This input voltage is close to ground (low level) when
ILS1 is closed, given that R4 is much higher than
R1, Req, and R5: under backup power supply, the counter 14, whose counting threshold is for example chosen at a substantially median value between 0 volts and + Vs volts, therefore works in the same way as normal power supply.
Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. It must also be understood that the foregoing description has been given by way of example only and that it in no way limits the scope of the invention which could not be overcome by replacing the execution details described. by all other equivalents.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8916076A FR2655155B1 (en) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | ELECTRICAL DEVICE FOR REMOTE MEASUREMENT OF ENERGY CONSUMPTION, PARTICULARLY GAS CONSUMPTION. |
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Publications (2)
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|---|---|
| FR2655155A1 true FR2655155A1 (en) | 1991-05-31 |
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Family
ID=9388178
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| FR2655155B1 (en) | 1992-02-21 |
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