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n PERFECTIONNEMENT AUX TUBES LUMINEUX "
L'invention est relative à divers perfectionnements nouveaux et utiles dans les tubes lumineux, notamment ceux dans lesquels une atmosphère conductrice de néon est employée.
Le néon est particulièrement utilisé en raison de sa couleur brillante et attrayante lorsqu'il est rendu lumineux par une décharge à haute tension, mais l'invention peut également (être employée avec d'autres gaz monoatomiques inertes, dits
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gaz rares, comprenant l'argon, l'hélium, le krypton et le xénon, qui ont tous leurs spectres caractéristiques.
Toutefois, ces derniers gaz ne possèdent pas les oarao* téristiques extrêmement favorables du néon.
Jusqu'ici dans la fabrication de tubes au néon, il a été jugé nécessaire d'employer des électrodes relativement grandes de l'ordre de quinze décimètres carrés ou davan- tage par ampère de courant, afin de diminuer le phénomène d'évaporation électrique observé par Sir Wm. CROOKES et mentionné, par exemple, par E.C.C. BALY dans " Les spectres du Néon, du Krypton et du Xénon ", PHILOSOPHICAL TRANSAC- TIONS, ROYAL SOCIETY, 1903, A.202, page 185.. Comme le fait remarquer BALY dans cet article, le néon est absorbé par le métal de l'électrode déposé sur les parois des tubes, épuisant ainsi l'atmosphère et diminuant la durée du tube.
Même lorsque des tubes au. néon sont faits avec des électrodes ayant une surface de quinze décimètres carrés ou davantage par ampère de courant et que l'incandescence négative ne couvre pas la surface entière de l'électrode, il se produit une perte très appréciable d'énergie due à la chute brusque de potentiel entre les électrodes et la colonne lumineuse.
Avec le tube perfectionné au néon décrit ci-après, on peut utiliser des électrodes n'ayant comme surface que,0 décimètre, carrée par ampère et l'on peut faire fonctionner le tube utilement et très efficacement, sans échauffement excessif ou crachement des électrodes. En.même temps, l'efficacité du tube est améliorée,car la capacitance est matériellement réduite, tandis que la résistance ohmique est augmentée.
Pour l'explication de ce qui précède, il y a lieu de remarquer que lorsqu'un voltage est appliqué à un tube à néon ou autre tube à décharge de gaz, ce voltage est Utilisé pour vaincre les composantes usuelles d'impédance @
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offertes par un oirouit au passage de courant alternatif.
Il a été constaté à la suite d'essais que la chute totale de voltage est due à deux composantes d'impédance; l'une due à la oapaoité qui résulte principalement des conditions électriques aux électrodes ou un très grand pourcentage d'ions positifs est accumulé lorsque chaque électrode agit comme cathode, et l'autre due à une résistance ohmique pure dans la colonne lumineuse même où les ions négatifs et positifs existent approximativement en proportions égales.
L'effet lumineux est une fonction de la résistance ohmique et toute augmentation dans ce facteur d'impédance a pour résultat une efficacité lumineuse plus grande.
Spécifiquement, il a été découvert que si un tube lumineux rempli de néon.; ou autre gaz manoatomique sous pression réduite est pourvu d'électrodes intérieures et si un miroir formé d'un métal alcalin éleotropositif, tel que le oaesium métallique, est déposé sur les parois du tube un peu en avant de chaque électrode, des résultats très remarquables et inattendus sont obtenus. Avec un tube de ce genre, les électrodes ne s'échauffent pas pendant le fonctionnement.même lorsqu'elles présentent une très petite superficie et, par conséquent, l'effet de vaporisation est très sensiblement réduit.
En outre, la distribution d'éner- gie est modifiée de façon qu'il en résulte une augmenta- tion de résistance ohmique dans la colonne gazeuse et il y a ainsi une applioation plus effective d'énergie pour l'é- clairage, Une telle augmentation d'efficacité a été mesurée en watts et peut s'élever jusqu'à 20 % comparée à celle d'un tube au néon normal sans oaesium et ayant des électro- des présentant une grande superficie.
Afin que l'invention puisse être mieux comprise, l'attention est appelée sur le dessin annexé dans lequel on a représenté un tube objet de la présente invention et //en combinaison aveo lequel on va décrire l'emploi de
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caesium métallique comme métal alcalin électropositif.
Le corps principal du tube 1 est en verre, il pré- sente des dimensions appropriées et est courbé sous la forme d'une lettre ou symbole pour la publicité. En rai- son du fait que le tube perfectionné se prête aussifavora- blement à. l'emploi avec des courants de quandewtende liait' il peut être et a été effectivement comme phare ou feupour la navigation aérienne. Pour cette utilisation, des tubes de trois à cinq mètres de longueur ont été employés avec des courants de cinq ampères et davantage passant dans le tube, donnant ainsi une source concentrée d'éclairage d'un éclat intense. Les extrémités du tube sont agrandies en 2, comme représenté, et dans chaque partie agrandie se trouve une tige 3 solidaire de cette dernière; sur cette tige est montée l'électrode 4 constituée généralement par une mince enveloppe en cuivre.
Le courant est amené à chaque électrode par le conducteur usuel 5. La superficie de l'électrode importe peu, mais, dans la pratique, on a utilisé des électrodes n'ayant une superficie que de,0 décimètre- carrée par ampère, eu même moins. leur dimension dépend en grande partie de la facilité de construction au point de vue mécanique. Les extrémités agrandies du tube comme représenté, sont de préférence coniques ou en forme de paire, constituant ainsi une chambre de dimension appré- ciable entourant chaque électrode. Pendant les phases fi- nales d'épuisement de l'air contenu dans le tube et juste avant l'introduction du néon dans ce dernier, un miroir de caesium métallique pur 6 est obtenu par dépôt dans la chambre entourant l'électrode et traité par chauffage de façon à. le déposer dans la position générale représentée.
La formation du tube peut être réalisée de toute manière appropriée, mais on utilise de préférence la mé- thode de purification décrite dans le brevet aux Etats-Unis
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N 1.618.767 du 22 Février 1927 au nom de M. Raymond Robert MACHLETT, dans lequel le tube est soumis à une opération de cuisson à une température élevée pendant que l'air en est évacué, suivie par un procédé de purification spécial entrai- nant l'emploi de vapeurs d'un métal alcalin.
Dans le dit brevet, l'emploi de potassium métallique comme métal alca- lin est particulièrement préconisé, les vapeurs de potas- sium étant utilisées en effectuant les phares finales de la purification du tube ; il a été constaté que le caesium peut également être employé dans ce but et, par conséquent, dans la fabrication des tubes lumineux perfec- tionnés, les vapeurs de caesium sont utilisées de la même manière que sont employées les vapeurs de potassium mé- tallique dans le dit brevet. Le caesium est ainsi employé pour la commodité, attendu qu'on peut se le procurer fa- oilement.
Après que le tube a été ainsi complètement purifié par les vapeurs de oaesium métallique, la température du tube est abaissée comme débrit dans le dit brevet, après quoi, lorsque le tube s'est refroidi, le miroir de caesium est formé à proximité des électrodes, comme décrit précé- demment. Un tel procédé de purification est extrêmement efficace et lorsque le néon est introduit à une pression d'environ 8 millimètres de mercure, les résultats les plus désirables seront obtenus.
La présence du miroir de caesium dans le voisinage des électrodes permet le fonctionnement effectif avec des électrodes de superficie extrêmement faible par rapport au courant employé. En outre, la présence de ce miroir de caesium a pour effet inattendu de changer la distribution d'énergie dans le tube de telle manière qu'elle s'effectue maintenant principalement dans le gaz et à un degré ré- duit aux électrodes.