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WO2003006310A1 - Dispositif destine a indiquer acoustiquement a un plongeur equipe d'un scaphandre la pression de gaz de respiration dans le reservoir et/ou la pression hydrostatique - Google Patents

Dispositif destine a indiquer acoustiquement a un plongeur equipe d'un scaphandre la pression de gaz de respiration dans le reservoir et/ou la pression hydrostatique Download PDF

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René Vinci
Bruno Pierot
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    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/02—Divers' equipment
    • B63C11/18—Air supply
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    • B63C11/02—Divers' equipment
    • B63C11/26—Communication means, e.g. means for signalling the presence of divers

Definitions

  • the invention relates to a device intended to indicate to a diver equipped with an autonomous diving suit comprising a reservoir of respiratory gas and a mouthpiece, the pressure of the respiratory gas in the reservoir and / or the depth of immersion.
  • the pressure of the respiratory gas in the bottles is indicated either by a conventional manometer fixed at the end of a flexible tube in connection with the gas bottle, or by a display on the wrist of the diver receiving the information from a transmitter. attached to the bottle and connected to a pressure sensor.
  • the diver To know the pressure of the bottle, the diver must therefore, in the first case, grasp the hose carrying the pressure gauge and read the pressure on the dial; in addition to the bulky side of the flexible hose and the pressure gauge which are added to the already numerous other flexible tubes, this maneuver is restrictive because there is a risk of not looking at the pressure gauge in time.
  • the transmitter In the second case, the latter drawback also exists, and in addition, the transmitter is an expensive and fragile device because it is exposed to shocks. In addition, it requires a computer on the wrist and everything is very expensive.
  • the invention relates to a device comprising: - means for measuring the pressure of the respiratory gas in the tank and / or the hydrostatic pressure, comprising at least one pressure sensor capable of delivering signals representative of the values of the pressures measured,
  • an electronic module connected to the measurement means, comprising a generator of terms and / or beeps in electrical form corresponding in a one-to-one fashion to the values of the pressures measured by the measurement means, and at least one amplifier, and suitable for delivering a signal electrical audio corresponding to vocables and / or beeps,
  • At least one transducer vibrator incorporated in the mouthpiece so as to be in contact with the teeth of the plunger, and adapted to transform the audio electrical signal into an acoustic signal intelligible by the plunger, means for transmitting representative information the pressure between the electronic module and each transducer, - and at least one source of electrical energy.
  • the pressure in the tank and / or the hydrostatic pressure are measured by means of sensors of the type for example pressure / voltage or pressure / current or pressure / binary number.
  • the electronic module which receives the signals emitted by the sensors, then associates with each measured pressure value an audio electrical signal characteristic of this value.
  • the means for transmitting the information representative of the pressure consist of conductive wires connecting the electronic module and each transducer.
  • the means for transmitting the information representative of the pressure comprise a transmitter connected to the electronic module, capable of delivering a modulated or coded wave propagating in water, and a receiver connected to each transducer able to demodulate or decode the wave emitted by the transmitter.
  • these measuring means comprise a respiratory gas pressure sensor
  • the latter can advantageously be integrated at the level of the first high pressure stage of the tank regulator.
  • measuring means comprise a hydrostatic pressure sensor
  • the latter and the electronic module can advantageously be incorporated into the mouthpiece.
  • the measurement means can also advantageously comprise a sensor for the pressure of the respiratory gas in the reservoir and a hydrostatic pressure sensor, the electronic module being adapted to process the signals delivered by said sensors.
  • the electronic module incorporates a diving microcomputer capable of periodically measuring the time spent in diving and the diving depth and delivering, at the request of the diver, electrical audio signals representative of the protocol to be used. follow by the diver for his ascent.
  • the diver thus directly perceives the data relating to his protocol for ascent to the surface, the triggering of the announcement of this protocol being able for example to be obtained by a "blow of tooth" which causes a pulse detected by the electronic module.
  • the electronic module comprises means for entering into a memory the maximum depth that the diver does not wish to exceed, the diving microcomputer being adapted to deliver an electrical audio alarm signal.
  • the device comprises a sensor for measuring the proportions of the mixture in the tank, capable of delivering an alarm signal to the electronic module when the mixtures are no longer compatible for diving.
  • FIG. 1 is a schematic view of a first alternative embodiment of a device according to the invention
  • FIG. 2 is a partial schematic view of a second variant of a device according to the invention.
  • FIG. 3 is a partial schematic view of a third variant of this device.
  • the device according to the invention is intended to equip an autonomous diving suit comprising a reservoir 1 of respiratory gas provided with a high pressure regulator 10, and a mouthpiece 9 of the low pressure regulator.
  • this device comprises a pressure sensor 2 in relation to the pressurized gas from the tank 1, and fixed on the regulator 10 of the latter.
  • a voltage of 0 to 100 mV may be available at the output of sensor 2 for a pressure inside the tank varying between 0 and 200 bars.
  • This device further comprises an electronic module 3 connected to the sensor 2 and comprising a word generator such as for example "10 bars”, “20 bars” ... “200 bars”, previously stored in "Flash” memory and addressed.
  • a word generator can for example consist of an ML2500 circuit marketed by OKI.
  • This electronic module 3 powered by a battery 11 further comprises a microcontroller provided with an analog / digital converter which generates for example every 5 mV, the word address of the corresponding pressure, and commands, after amplification of the signal, the transmission of this word to at least one transducer 5, via a conducting wire 6.
  • each of the transducers 5, of the piezoelectric transducer type for example is incorporated, in a conventional manner, into one of the lateral bite tabs of the mouthpiece 5 so as to be in contact with the diver's teeth.
  • this transducer 5 when the transducer 5 is excited by the reception of an electrical signal delivered by the electronic module 3 corresponding to the word representative of the pressure measured, this transducer 5 transforms this electrical signal into an acoustic signal which is transmitted by bone to the inner ear of the diver who clearly perceives the value of the pressure measured.
  • a sensor for measuring the proportions of the mixture in the tank, capable of delivering an alarm signal to the electronic module when the mixture is no longer compatible. for diving.
  • the device according to the invention comprises, in addition to the pressure sensor 2 described above, a second pressure sensor 4 capable of measuring the absolute pressure at a given depth, sum of hydrostatic and atmospheric pressures, from which the immersion depth can be deduced.
  • the electronic module alternately reads the values transmitted by the two sensors 2, 4 and generates the words corresponding to the pressure in the tank 1 and to the depth, such as for example "lObars", "25m".
  • the electronic module 3 of each of the three devices described above can also integrate a diving microcomputer capable of periodically measuring the time spent in diving and the diving depth and delivering, at the request of the diver, audio electrical signals representative of the protocol to be followed by the diver for his ascent.
  • the electronic module 3 comprises means for entering into a memory the maximum depth that the diver does not wish to exceed, the dive microcomputer being adapted to deliver an electrical audio alarm signal.
  • the above described devices are particularly suitable for underwater diving but can also find their use for any diving suit other than underwater.

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Abstract

L'invention conerne un dispositif destiné à indiquer à un plongeur équipé d'un scaphandre de plongée autonome, la pression du gaz respiratoire dans le réservoir (1) et/ou la profondeur d'immersion. Ce dispositif comporte des moyens de mesure (2) de la pression du gaz respiratoire dans le réservoir (1) et/ou de la pression hydrostatique, comportant au moins un capteur de pression (2), un module électronique (3) relié aux moyens de mesure (2), comportant un générateur de vocables et/ou de bips sous forme électrique correspondant de façon biunivoque aux valeurs des pressions mesurées par les moyens de mesure (2), et adapté pour délivrer un signal électrique audio correspondant aux vocables et/ou bips, et au moins un vibreur transducteur (5) incorporé dans l'embout buccal (9) de façon à être en contact avec les dents du plongeur, et adapté pour transformer le signal électrique audio en un signal acoustique intelligible par le plongeur.

Description

DISPOSITIF DESTINE A INDIQUER ACOUSTIQUEMENT A UN
PLONGEUR EQUIPE D'UN SCAPHANDRE LA PRESSION DE GAZ
DE RESPIRATION DANS LE RESERVOIR ET/OU LA PRESSION
HYDROSTATIQUE
L'invention concerne un dispositif destiné à indiquer à un plongeur équipé d'un scaphandre de plongée autonome comportant un réservoir de gaz respiratoire et un embout buccal, la pression du gaz respiratoire dans le réservoir et/ou la profondeur d'immersion. A ce jour, la pression du gaz respiratoire dans les bouteilles est indiquée soit par un manomètre classique fixé au bout d'un tube flexible en liaison avec la bouteille de gaz, soit par un afficheur au poignet du plongeur recevant les informations d'un émetteur fixé sur la bouteille et relié à un capteur de pression. Pour connaître la pression de la bouteille, le plongeur doit donc, dans le premier cas, saisir le flexible portant le manomètre et lire la pression sur le cadran ; outre le côté encombrant du flexible et du manomètre qui viennent s'ajouter aux déjà nombreux autres tubes flexibles, cette manœuvre est contraignante car on peut craindre de ne pas regarder à temps le manomètre. Dans le deuxième cas, ce dernier inconvénient existe aussi, et de plus, l'émetteur est un dispositif cher et fragile car exposé aux chocs. Par ailleurs, il impose de s'équiper d'un ordinateur au poignet et le tout est très onéreux.
Tout ce qui vient d'être dit est valable pour la mesure de la pression hydrostatique et donc de la profondeur (profondimètre).
La présente invention vise à pallier ces inconvénients et a pour objectif de fournir un dispositif apte à délivrer au plongeur des annonces acoustiques portant sur les pressions mesurées, et ce, indépendamment de l'attention et de la volonté du plongeur. Un autre objectif de l'invention est de fournir un dispositif apte à calculer le protocole de remontée à la surface du plongeur et à délivrer à ce plongeur des annonces acoustiques portant sur ce protocole. Un autre objectif de l'invention est de fournir un dispositif apte à délivrer au plongeur, lors de plongées en mélange contrôlé, une annonce acoustique prévenant ce plongeur d'une incompatibilité du mélange.
A cet effet, l'invention vise un dispositif comprenant : - des moyens de mesure de la pression du gaz respiratoire dans le réservoir et/ou de la pression hydrostatique, comportant au moins un capteur de pression apte à délivrer des signaux représentatifs des valeurs des pressions mesurées,
- un module électronique relié aux moyens de mesure, comportant un générateur de vocables et/ou de bips sous forme électrique correspondant de façon biunivoque aux valeurs des pressions mesurées par les moyens de mesure, et au moins un amplificateur, et adapté pour délivrer un signal électrique audio correspondant aux vocables et/ou bips,
- au moins un vibreur transducteur incorporé dans l'embout buccal de façon à être en contact avec les dents du plongeur, et adapté pour transformer le signal électrique audio en un signal acoustique intelligible par le plongeur, des moyens de transmission de l'information représentative de la pression entre le module électronique et chaque transducteur, - et au moins une source d'énergie électrique.
Selon l'invention, et en premier lieu, la pression dans le réservoir et/ou la pression hydrostatique sont mesurées au moyen de capteurs du type par exemple pression/tension ou pression/courant ou pression/nombre binaire. Le module électronique qui reçoit les signaux émis par les capteurs, associe ensuite à chaque valeur de pression mesurée un signal électrique audio caractéristique de cette valeur.
Ce signal électrique audio est ensuite transmis à au moins un transducteur incorporé dans l'embout buccal du détendeur basse pression, qui transforme ce dernier en un signal acoustique, consistant en des vibrations mécaniques transmises à l'oreille interne du plongeur par voie osseuse par l'intermédiaire des dents. Le plongeur perçoit ainsi la valeur de la pression, soit en clair, sous forme de nombres, soit sous forme de "bips", ou de tous autres signaux compréhensibles et représentatifs de la pression dans le réservoir et/ou de la pression hydrostatique. Selon un premier mode de réalisation avantageux, les moyens de transmission de l'information représentative de la pression consistent en des fils conducteurs reliant le module électronique et chaque transducteur.
En variante, et de façon avantageuse, les moyens de transmission de l'information représentative de la pression comprennent un émetteur relié au module électronique, apte à délivrer une onde modulée ou codée se propageant dans l'eau, et un récepteur relié à chaque transducteur apte à démoduler ou décoder l'onde émise par l'émetteur.
En outre, lorsque ces moyens de mesure comprennent un capteur de pression du gaz respiratoire, ce dernier peut quant à lui être avantageusement intégré au niveau du premier étage haute pression du détendeur du réservoir.
Lorsque ces moyens de mesure comprennent un capteur de pression hydrostatique, ce dernier et le module électronique peuvent avantageusement être incorporés dans l'embout buccal. Les moyens de mesure peuvent également avantageusement comprendre un capteur de pression du gaz respiratoire dans le réservoir et un capteur de pression hydrostatique, le module électronique étant adapté pour traiter les signaux délivrés par lesdits capteurs.
Selon un autre mode de réalisation avantageux, le module électronique intègre un micro-ordinateur de plongée apte à mesurer périodiquement le temps passé en plongée et la profondeur de plongée et à délivrer, à la demande du plongeur, des signaux électriques audio représentatifs du protocole à suivre par le plongeur en vue de sa remontée.
Le plongeur perçoit ainsi directement les données concernant son protocole de remontée à la surface, le déclenchement de l'annonce de ce protocole pouvant par exemple être obtenu par un "coup de dent" qui provoque une impulsion détectée par le module électronique. De plus, de façon avantageuse, le module électronique comporte des moyens d'entrée dans une mémoire de la profondeur maximale que le plongeur ne souhaite pas dépasser, le micro-ordinateur de plongée étant adapté pour délivrer un signal électrique audio d'alarme. Moyennant une initialisation avant chaque plongée consistant à entrer dans le module électronique la profondeur maximale souhaitée, au moyen par exemple d'un potentiomètre, d'un encodeur..., le plongeur est ensuite assuré d'être alerté si le seuil mémorisé est atteint.
Par ailleurs, de façon avantageuse, et pour des plongées en mélange contrôlé, le dispositif comprend un capteur de mesure des proportions du mélange dans le réservoir, apte à délivrer vers le module électronique un signal d'alarme lorsque les mélanges ne sont plus compatibles pour la plongée.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemples non limitatifs trois modes de réalisation préférentiels. Sur ces dessins :
- la figure 1 est une vue schématique d'une première variante de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention,
- la figure 2 est une vue schématique partielle d'une deuxième variante d'un dispositif conforme à l'invention,
- et la figure 3 est une vue schématique partielle d'une troisième variante de ce dispositif.
Le dispositif selon l'invention est destiné à équiper un scaphandre de plongée autonome comportant un réservoir 1 de gaz respiratoire doté d'un détendeur haute pression 10, et un embout buccal 9 du détendeur basse pression.
Selon le mode de réalisation représenté à la figure 1, ce dispositif comporte un capteur de pression 2 en relation avec le gaz sous pression du réservoir 1, et fixé sur le détendeur 10 de ce dernier. A titre d'exemple, une tension de 0 à 100 mV peut être disponible en sortie de capteur 2 pour une pression à l'intérieur du réservoir variant entre 0 et 200 bars. Ce dispositif comprend, en outre, un module électronique 3 relié au capteur 2 et comportant un générateur de mots tels que par exemple "lObars", "20bars" ..."200bars", préalablement mis en mémoire "Flash" et adressés. Un tel générateur de mots peut par exemple consister en un circuit ML2500 commercialisé par OKI.
Ce module électronique 3 alimenté par une pile 11 comporte, en outre, un micro-contrôleur muni d'un convertisseur analogique/numérique qui génère par exemple tous les 5 mV, l'adresse du mot de la pression correspondante, et commande, après amplification du signal, la transmission de ce mot vers au moins un transducteur 5, par l'intermédiaire d'un fil conducteur 6.
Tel que représenté à la figure 1, chacun des transducteurs 5, du type par exemple transducteur piézo-électrique, est incorporé, de façon classique, dans une des languettes de morsure latérales de l'embout buccal 5 de façon à être en contact avec les dents du plongeur.
Ainsi, lorsque le transducteur 5 est excité par la réception d'un signal électrique délivré par le module électronique 3 correspondant au mot représentatif de la pression mesurée, ce transducteur 5 transforme ce signal électrique en signal acoustique qui est transmis par voie osseuse à l'oreille interne du plongeur qui perçoit de façon claire la valeur de la pression mesurée.
En dernier lieu, ce dispositif lorsqu'il est destiné à la plongée en mélange contrôlé comprend un capteur de mesure des proportions du mélange dans le réservoir, apte à délivrer vers le module électronique un signal d'alarme lorsque le mélange n'est plus compatible pour la plongée. Selon le mode de réalisation de la figure 2, le mot,
"lOObars" par exemple, généré par le module 3 sous forme d'un signal électrique est délivré vers un émetteur 7 qui module ou code une onde électromagnétique, de courant magnétique, ultrasonore.... L'onde émise par l'émetteur 7 se propage dans l'eau et est reçue par un récepteur 8 qui en retire l'information et la restitue au transducteur 5 sous forme intelligible par le plongeur comme dans le premier exemple. Concernant le troisième mode de réalisation représenté à la figure 3, le dispositif selon l'invention comprend, outre le capteur de pression 2 décrit ci-dessus, un second capteur de pression 4 apte à mesurer la pression absolue à une profondeur donnée, somme des pressions hydrostatique et atmosphérique, dont peut être déduite la profondeur d'immersion.
Selon cette variante, le module électronique lit alternativement les valeurs transmises par les deux capteurs 2, 4 et génère les mots correspondant à la pression dans le réservoir 1 et à la profondeur, tels que par exemple "lObars", "25m". En dernier lieu, le module électronique 3 de chacun des trois dispositifs décrits ci-dessus peut également intégrer un micro-ordinateur de plongée apte à mesurer périodiquement le temps passé en plongée et la profondeur de plongée et à délivrer, à la demande du plongeur, des signaux électriques audio représentatifs du protocole à suivre par le plongeur en vue de sa remontée.
De plus, le module électronique 3 comporte des moyens d'entrée dans une mémoire de la profondeur maximale que le plongeur ne souhaite pas dépasser, le micro-ordinateur de plongée étant adapté pour délivrer un signal électrique audio d'alarme. Les dispositifs ci-dessus décrits sont particulièrement adaptés à la plongée subaquatique mais peuvent également trouver leur utilité pour tout scaphandre autre que subaquatique.

Claims

REVENDICATIONS
1/ - Dispositif destiné à indiquer à un plongeur équipé d'un scaphandre de plongée autonome comportant un réservoir de gaz respiratoire (1) et un embout buccal (9), la pression du gaz respiratoire dans le réservoir (1) et/ou la profondeur d'immersion, caractérisé en ce qu'il comporte :
- des moyens de mesure (2, 4) de la pression du gaz respiratoire dans le réservoir (1) et/ou de la pression hydrostatique, comportant au moins un capteur de pression (2, 4) apte à délivrer des signaux représentatifs des valeurs des pressions mesurées, - un module électronique (3) relié aux moyens de mesure
(2, 4), comportant un générateur de vocables et/ou de bips sous forme électrique correspondant de façon biunivoque aux valeurs des pressions mesurées par les moyens de mesure (2, 4), et au moins un amplificateur, et adapté pour délivrer un signal électrique audio correspondant aux vocables et/ou bips, - au moins un vibreur transducteur (5) incorporé dans l'embout buccal (9) de façon à être en contact avec les dents du plongeur, et adapté pour transformer le signal électrique audio en un signal acoustique intelligible par le plongeur,
- des moyens de transmission (6 ; 7, 8) de l'information représentative de la pression entre le module électronique (3) et chaque transducteur (5),
- et au moins une source d'énergie électrique (11).
21 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transmission de l'information représentative de la pression consistent en des fils conducteurs (6) reliant le module électronique (3) et chaque transducteur (5).
3/ - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transmission de l'information représentative de la pression comprennent un émetteur (7) relié au module électronique (3), apte à délivrer une onde modulée ou codée se propageant dans l'eau, et un récepteur (8) relié à chaque transducteur (5) apte à démoduler ou décoder l'onde émise par l'émetteur Al - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de mesure comprennent un capteur de pression hydrostatique (4), ledit capteur de pression (4) et le module électronique (3) associé étant fixés sur l'embout buccal (9). 51 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de mesure comprennent un capteur de pression (2) intégré au niveau du premier étage haute pression du détendeur du réservoir
(1).
61 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de mesure comprennent un capteur de pression (2) du gaz respiratoire dans le réservoir (1) et un capteur de pression hydrostatique, le module électronique (3) étant adapté pour traiter les signaux délivrés par lesdits capteurs.
Il - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module électronique (3) intègre un micro-ordinateur de plongée apte à mesurer périodiquement le temps passé en plongée et la profondeur de plongée et à délivrer, à la demande du plongeur, des signaux électriques audio représentatifs du protocole à suivre par le plongeur en vue de sa remontée. 8/ - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le module électronique (3) comporte des moyens d'entrée dans une mémoire de la profondeur maximale que le plongeur ne souhaite pas dépasser, le microordinateur de plongée étant adapté pour délivrer un signal électrique audio d'alarme. 9/ - Dispositif selon l'une des revendications précédentes pour des plongées en mélange contrôlé, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur (12) de mesure des proportions du mélange dans le réservoir, apte à délivrer vers le module électronique (3) un signal d'alarme lorsque le mélange n'est plus compatible pour la plongée.
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