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DISPOSITIF POUR AGIR A DISTANCE SUR DES CIRCUITS
ELECTRIQUES.
L'invention concerne un dispositif pour agir à distance sur des circuits électriques au moyen de corps ne venant pas directement en contact avec eux. Elle est basée sur cette observation que, dans les ampoules à décharge à cathode incandescente et surtout dans les ampoules remplies de gaz et servant de redresseurs, la décharge peut être ar- rêtée ou amorcée, lorsque la tension de plaque est convenable- ment choisie, par la variation d'un champ électrostatique agissant sur l'ampoule à décharge.
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On utilise cette observation,suivant l'invention, en montant un relais dans le circui t de plaque de l'ampoule à décharge réglée sur la tension de plaque voulue. L'arrêt du courant de plaque lorsque la décharge s'arrête ou son rétablissement lorsque la décharge s'amorce provoquent alors d'eux-mêmes la commande du relais ainsimonté.
Suivant 1'invention, la disposition est telle qu' un champ électrostatique variable agisse sur une amponale à décharge, de préférence une ampoule à cathode incandescente ampoule à laquelle on applique une tension de plaque réglée de façonà maintenir encore sûrement la décharge, celle-ci s'arrêtant ou s'amorçantsous l'action d'une variation de ce champ, de façon à faire entrer en action un relaisou autre organe indicateur ou organe de commande monte dans un circuit relié au;:; électrodes de l'empoule.
La sensibilité du dispositif est tellement grande qu'une variation produite dans le champ électrique agissant sur la chambre de décharge par le simple rapprochement ou éloignement d'un corps quelconque se faitdéjà sentir, ce qui faitqu'il estpossible, au moyen du dispositif décrit, de signaler la présence d'un corps ou son approche ou son éloignement ou de l'utiliser pour actionner un dispositif quelconque.
Cette action peut aussi se manifester par le fait que la variation d'un champ de grandeur appropriée se trou- vant à proximité de l'ampoule agisse sur celle-ci au moyen du corps qui se rapproche ou qui s'éloigne.
Suivant; un autre mode de réalisation de l'inven- tion, on obtient une augmentation notable de la sensibilité du dispositif en maintenant en permanence un champ électro- statique auxiliaire constant dans le voisinage de l'ampoule a décharge eten provoquantl'action sur l'ampoule par le fait que les corps, sourdes de dérangements, etc... en'cran en action fassent varier ce champ auxiliaire constant ée
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de façon à arrêter ou à amorcer la décharge dans l'ampoule.
Pour que la variation produite dans le champ par exemple par l'approche ou l'éloignement d'un corps agisse sur l'ampoule du redresseur à la plus grande distance pos- sible, on utilise des dispositifs différents suivant les applications. Il est ainsi possible, pour signaler l'appro che ou 1'éloignèrent de corps par rapport , un endroit dé- terminé, de faire arriver une haute tension à proximité aussi grande que possible de l'ampoule sans agir encore sur la décharge.
On peut obtenir ce résultat au moyen de con- ducteurs chargés de courant alternatif de haute tension et se trouvant à proximité de l' ampoule ou au champ auxiliaire qui agit sur celle-ci, de façon qu'un corps s'approchant de ces conducteurs agisse sur l'ampoule ou sur le champ qui se trouve proximité de l'ampoule, la signalisation voulue ayant alors lieu. Inversement, le corps qui s'approche peut aussi agir par le fait que ce corps est mis à la terre à proximité de l'ampoule. On peut utiliser dans tous ces cas un montage à courant de travail aussi bien qu'un montage courant de repos.
Le champ auxiliaire dans lequel se trouve l'am- poule à décharge peut être avantageusement réglable, résul- tat qu'on obtient par exemple au moyen d'une capacité régla- ble ,le cas échéant aussi à l'aide du réglage de l'organe (plaque, bobine, cylindre, etc..) qui constitue le support de l'action constante , en faisant varier sa position par rapportà l'ampoule.
L'ampoule à décharge qui convient particulièrement bien est, ainsi qu'on l'a trouvé par des essais, une ampgule de redresseur remplie de gaz, comme celle qui est utilisée par exemple pour charôer des accumulateurs. Il a été reoonnu avantageux que la cathode incandescente de cette ampoule de redresseur ait une surface chauffante relativement grande pour
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qu'il soit facile d'agir sur la. capacité du trajet de la décharge gazeuse. Lorsqu'une telle ampoule comporte une gai- ne ou armature métallique ou lorsqu'elle estétamée, cette armature en métal ou cet étalage constituent de préférence l'organe qui fait agir le champ électrostatique ou le char.;? auxiliaire sur le trajet de la décharge.
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On obtient une sensibilité jJart:1,cul.iérei<..en i ,r:c;nde du dispositif avec le montage a courant de repos en faisant en sorte que le champ auxiliaire r'sintenu 1.. proximité 6i# 11L<,ü: poule ait un sens tel et soit règle de façon telle que la décharge soi'c interrompue (que le courant G.e G10.C1?e s'arrête) lorsqu'un corps s'approche.
Si l'on veut utiliser un montage @ courant de tan- vail, on prend eton règle le champ auxiliaire de préférence
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de façon que la décharge ..'amorce dans l'ampoule lorsque le corps S'l3!)l'ocÍle) ce corps ltéiit relie 1.. li. terre.
La charge des lignes posées , proximité de l'ampeu- le ou du champ auxiliaire permanent et sur le traj,et du corps
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/ou ['u'i] s'agit de signaler a ieu de préférence qui s'approche/au moyen d'un "'l'l""rl"I"'''"'''011r'';:' "l'oL1"'''' tension ou d'une cascade de t;i.ni:±:rù:8:.teui.# - Entre 3 1 r e tr c?1;1 i, :
libre du secondaire du transformateur à haute tension et les con- ducteurs posés sur le trajet du corps ? r3 ..1'lta,l::l' on monbe àt préférence un C ¯-¯1ܯellS::'LCllr réglable et le cas 4Ctî;1.n ')Î1C résistance de protection. l:Or.3<¯Lle le Ù.l:;yOS.ti1 80L. d8Sj,.-S :'' servir .''. yl'0.. ger des coffres-forts ou d'autres objets en mtal, li C.i,3')Ositif destine a donner un signal 1Jti produire une action analogue lorsqu'on s'approche de cet objet est, tel eue l r 0 L)- jet à protéger soit relie aux conducteurs charges de haute tension ou mis à la terre.
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On Li constaté eUt; le dispositif foncLiol1ne (ÜJDS les conditions les plus avantageuses,-pour un choix déterminé
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des p6les, lorsqu'un pôle du réseau à courant alternatif relié au dispositif est mis à la terre ou lorsque ce ré- seau comporte une autre dissymétrie en ce qui concerne la capacité par rapport à la terre. Il est donc possible, dans l'installation simple, que la sensibilité, du dispositif soit réduite par'un changement accidentel ou volontaire des p8les du branchement sur le réseau ou par une variation de la ca- pacité des différents branchements reliés au réseau par rap- port à la terre, ce qui ne serait pas sans inconvénients pour les installations d'alarme.
Suivant un autre aode de - réalisation on évite cet inconvénient par le fait Que l'en- semble du dispositif ou certaines parties de ce dispositif, en particulier l'ampoule à décharge, sont utilisés en dou- ble et montés de façon qu'une partie du dispositif fonction- . ne toujours dans les conditions les plus avantageuses, mê- me dans le cas d'une dissymétrié quelconque du réseau pa.r rapport à la terre.
Ladisposition est d'ailleurs de préférence tel- le que les deux ampoules à décharge agissent dans le même sens sur un relais commun ou sur deux relais séparés agis- sant à leur tour dans-le même snes sur le circuit de signa- lisation,de façon que ce dernier soit actionné lorsque l'u- ne des deux parties du dispositif entre en action.
En pareil cas, on peut utiliser aussi, au lieu de deux ampoules à décharge, deux systèmes à décharge contenus dans un vase commun.
Le dessin annexé représente schématiquement à ti- tre d'exemple un mode de réalisation de l'invention :
Fig. 1 est un schéma des connexions de l'ensemble du dispositif et ,
Fig. 2 est un schéma de l'alimentation de la ligne montéesur le trajet du corps . signaler.
En Fig. 1, 1 est une ampoule à décharge comportant une cathode incandescente 2. L'exemple de @ réalisation re- présenté constitue ce. qu'on appelle un redresseur intégral
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li cathode incandescente comenanL deux :,:.>ii:ies â et 4 donu les deux circuits 3 et sue réunissent 8.1). poin'c 7. Cn peu.t u'ciliser 11Ju:ieïoEs aussi un redresseur unilatéral ordin.'mrc, ou encore une ampoule a décharge (L'un a.utre type '1. grille ou sans grille.
Dans le circuit de pim-'ue e à l'ampoule se trouve aussi le relais 8 qui comiande les fbl'ux c'.'nt':cT.s 10 et 11 au moyen d'un armature e 9 - Les ;1 c o n .l, .:. c i #= c o 1..; : i. n :ii. <; n eux-mêmes un circuit dans lequel se trouva un avertisseur ou autre dispositif Quelconque 12 .actionnant le cs 1:ch#1:.;nt d'autres disjositifs de couplage ou d'autres relais.
L'aujpoule est alir'entee a partir du réseau par l'intermédiaire des bornes 15 et 1- Li arrive le courant alternatif. Celui-ci arrive d'abord e 0 Il d'habi- tude a un transforirateur 15 dont le !)riLaire 15 comporte
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en son milieu une prise 17. Dans l'exemple représente une
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plaque oscillante 18 reliée a cet ce prise sert produire a proximité de l'ampoule un champ lecL.rilu2 constant sur lequel 1=.Éi:t alors l'action venant de l'extérieur. Cel,ie e c - tion fait ::,Cl1C varier en premier lieu l'état de charge (,.8 1.éi plaque et cet état est réale de façon (ue la. plus pe-ii- te variation suffise déjà pour arrêter la décharge ( ou
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pour l'amorcer).
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La plac'ue est réglée de façon trouver le point le plus sensible auquel 1."' décharge s'arrête ou s'amorce justerent, le réglage ayant lieu e-ros,,3o modo d'abord par le choix d'une position correspondante de la plaque. Le r]gli. ge précis est assure, dans l'exemple représente j ;pi.r le con- àeiasiiteur variable 19 monte entre 1;; #;1-::.r;>e 18. et le point
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17 et par lequel on peut relier convenablement la valeur de la charge de la plaque 18.
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Au lieu de la plaque qui est QvantaGeüser,ent I'ie
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une partie d'un cylindre, on peut utiliser aussi une bobine concentrique ou excentrique par rapport à l'ampoule et de préférence aussi oscillante.
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Lorsque l'ampoule est' étamée pour assurer l'apport de l'action capacitive, l'action sur cette ampoule peut être obtenue au moyen d'une sortie traversant le verre ou égale- ment au moyen d'une plaque extérieure. Il en est de même lorsqu'on utilise une ampoule spéciale dont le trajet de la décharge est entouré par une armature métallique appli- ouée sur le verre.
Le transformateur 15 comporte deux secondaires
20 et 21 dont l'un, le..secondaire 20, sert produite le courant de chauffage, tandis que la secondaire 21 sert à produire la tension de plaque. La bobine de chauffage 20 estreliée comme d'habitude en 22 au circuitde plaque, tan- dis que la bobine 21 est relire aux deux plaques 3 et 4 du redresseur suivant.
.Four mieux agir sur le champ électrostatique qui se trouve à proximité de l'ampoule, lorsque l'approche ou l'éloignement d'un corps doit produire l'action voulue sur l'ampoule . décharge, on applique une haute tension, au moyen d'un transformateur 23, 24 ou d'une cascade de trans- formateurs ['.
un réseau, grillage métallique ou toile métal- lique e tc... 25 auant pour but de faire en sorte que cette haute tension agisse dans une mesure suffisant sur le champ électrioue constant lorsque le corps qui s'approche (ou qui s'éloigne) arrive à proximité de l'ampoule, .au lieu d'uti- liser un réseau relié à la haute tension, on peut aussi utiliser un réseau mis à la terre et ayant également pour effet qu'un corps non en contact avec lui exerce à distance une action assez considérable sur le champ électrostatique constant.
Pour augmenter encore la sensibilité du disposi- tif, on relie le primaire 28 du transformateur haute ten- sion à son secondaire 29 au moyen d'un condensateur 30, le cas échéant variable, tandis que l'autre extrémité du se-
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condaire 29 est reliée au grillage métallique ou réseau 25
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par 1'intermédiaire de la résistance de protection 1:. haute tension 31 et d'un condensateur variable 32.
Dans ce dispo-
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sitif l'isolement du grillage métallique 25 rapport a la terre importe peu, ce qui fait que le dispositif et en par- ticulier le grillage métallique peuventêtre montes en plein air où l'influence des intempéries sur la grille peut être très gênante. Dans un tel dispositif, on règle l'état de dé- charge de l'ampoule de préférence de façon que la décharge
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soit interrompue en peruanence et ne s'amorce de nouveau ."uc lorsqu'un corps (homme) s'approche du dispositif en payant sur legrillage métallique ou le réseau.
On s'efforcera ci-dessous d'expliquer le fonction-
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11811'en-C de ce dispositif qui a de trouve après des essais.
Il est toutefois a ren18rqu;:r formellement eue l'invention n'est lie 2,. aucune explication "théorique du fonctionnement.
C'l1 fait i; é: r r :1 7:= e r 1 . la ; 1 : ( .i mobile et t r : 1 1 1. .'le; G J .. ou ' !"' la 'bobine qui la remplace ), par 1'intermédiaire eu condensateur variable, une certaine tension fournie pqr le reseau. On aLit ainsi, au moyen àe cette tension, et de façon variable sur la capacité de l'ampoule de redresseur; avant le commencement du fonctiennes ont Gel cherche, en r;..- ¯1<a.n i 1 1. tension d'anode etc l'ampoule r.. .si que le conden- sateur d'une part, et 8n réglant la. position de la :"',è:()L8 d"autre të;rC, l'endroit de la. caractéristique de décharge où la décharge s'arrête ou s'amorce pour des s v D,1' j. { t i. (0 : l de c h a mp t o u -1 1:.. f a i t i n s i g n i f i a n tes.
Pour qu'un corps qui s'approche agisse 1 la plus grande distance possible, le teseau, grillage rmtalliouc ou la toile métallique 25 sont pièces a proximité de l'ensecble du disposirif. Par suite de 18. charge ( ou de la r ise 2 la terre) qu'il reçoit pa.r l'intermédiaire du reeeau, un hom- me qui s'engage sur ce dernier transporte l'action due à la
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haute tension ( ou 1# la mise à la terre) jusqu' proximité de la plaque ou de lu, bobine montée près de l'ampoule et fait varier ainsi son état électrostatique. Cette action très faible cui est obtenue par le fait de s'engager sur le réseau placé à une assez grande distance, suffit pour arrê- ter la décharge.
Toutefois, on peut aussi obtenir la même action au moyen d'une source de haute fréquence cuelconcue partant également d'un réseau ou agissant d'une autre façon, sous forme de faisceau dirigé de rayons, sur la plaque qui se trouve à proximité de l'ampoule à décharge. L'action exercée sur ce faisceau de rayons à haute fréquence, qui est avan- tageuseuent un faisceau ondes courtes, parla capacité d'un corps placé à proximité, ou même l'occultation partielle ou totale de ce faisceau produisent également, dans l'état électrostatique de la plaque qui se trouve près de l'ampou- le, la variation qui exerce une influence sur la, décharge à l'intérieur de l'ampoule.
Le fonctionnement du dispositif représenté en fige 2 est à peu près lesuivant :
La décharge de l'ampoule de redresseur est ar- rêtée ou fortement diminuée par un champ de haute tension amenéà proximité au moyen du conducteur 25, L'intensité de ce champ à haute tension peut être réglée à volonté au moyen du condensateur variable 32,
Si un corps s'approche de l'ampoule sur laquelle agit le champ à haute tension et si ce corps est mis à la terre entièrement ou partiellement, le champ extérieur à haute tension sera déformé, l'action sur l'ampoule sera ré- duite et la décharge s'amorcera de nouveau, ce qui aura pour effet de donner le signal ou de provoquer une action analo- gue.
La sensibilité très considérable du dispositif permet d'u,tiliser l'approche du l'éloignement de corps ou l'établissement ou la suppression d'une autre action élec-
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trique quelconque pour les faire =.tir déjà une distance relo.tive:Lent gl'anà.e pour donner un signal ou pour actionner
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Ces dispositifs quelconques.
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Cette action electrosta.'uioue directe permet oonc, en les inconvénients des procèdes j¯ndàr.J<:1.:: actuels, d'agir directeILent 1:. distance sur des circuits t*".0ye2l ce corps qui ne peuvent pas être reliés directement une s>.;#:r- ce de courant et de tension, 1.ême pour les applications dans lesquelles certaines oistances r;inin:a. entre les corps oui
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agissent et l'appareil sont indispensables. L'utilisation du dispositif en cuestion est possible,
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dans tous les cas dans 1,esr<#eîz ].'approche ou 1'éloignèrent d'un corps doivent déclencher une a.cti.;:.i .= itre c'e:e::.plc, d'application, on citera un dispositif d'alarire p.:<r lecuel le sL1;;nal d';larlEe est donne îor#sTuÎ1n cu un outl s'approche ou eut approche, sans i.u.torj.sa,1;1,on, L'un or-jet 1. protéger. Dans ce c n, le mieux es de placer #ô r o ; i 1. ù 1.
i de l'objet a protéger un réseau conducteur dissimule relie 1> la canalisation de luùiiére 1.. courant alterna.bit de la :î;L çon indiquée plus haut, en tenant compte de ce qu'''l es', d'u- sage, dans les 1"'8SeaUX urbains 1. courant alternatif de Lettre l'un des p8les du réseau. l? terre. Si l'on veut par ccnsl- quent opérer avec une haute ce;-isi.on, il 1±.L#t prendre le pôle qui n'est pas ris la terre eb charger le roseau conducteur partir àé ce 1)6le c.ti moyen de tra1l8'Ol'l"ateurs haute 'ùen- sion ou au moyen de pLus leurs transforr''.atcurs ren- tes en cascade. Toutefois, l'influence de la :'i-;e la terre du réseau albernatif peut a.ussi être supprimée de la façon indiquée dans le prear'.bule.
Cette charge se tj?àl"2±1>Eé'É Lues:. au corps r:ui s'aporocnc. un 1"1 o i> .<: .e qui 5. s ' e n i i. i par exemple sur le réseau tr.nsporcr.c; donc la 1.ix.ule tension proxirjit;; c<e l'a.rdpoule ou de la pla- que 18 dans une mesure plus grande que ue pouvait le faire
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le réseau et de cette façon l'appareil d'alarme sera mis en
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action d'une façon absolument sûre. Toutefois, il est éga- lement possible d'utiliser une plaque dise à la terre pour actionner le dispositif de cette façon par l'influence de la terre à proximité de l'apoule du de la plaque 18.
Ce mode d'application n'est d'ailleurs donné qu' -titre d'exemple, car le dispositif en question se prête à toute application dans laquelle il s'agit d'indiquer une action à distance de nature inductive ou capacitive ou de provoquer une action.. Il s'agit en particulier des applica- tions dans lesquelles l'approche ou 1'éloignèrent d'un corps doivent provoquer des signaux ou mettre des dispositifs de manoeuvre en action. On citera simplement ici, titre d'exem- ple tout à fait général, les applications qui se présentent dans le service des communications et par lesquelles l'appro-, che a'un véhicule, d'un train, etc.... est utilisée pour commander des signaux lumineux ou des aiguilles, etc..
Ce dispositif peut être utilisé aussi dans les installa tiens d'éclairage, d'indications etde signaux dont la ni-se en circuit et la mise hors circuit dépendent de la présence d'un spectateur.
REVENDICATIONS.
1 ) Dispositif pour agir à distance sur des circuits électriques, caractérisé par le fait qu'un champ électrosta.- ticue variable agit sur une ampoule à décharge, de préfé- rence une ampoule ca thode incandescente recevant une tension d'anode réglée de façon à maintenir encore sûrement la décharge, celle-ci s'arrêtant ou s'amorçant sous l'action d'une variation de .ce champ, ce qui a pour effet de faire entrer en action un relais ou autre organe indicateur ou organe de manoeuvre monté dans un circuit relié aux électro- des de l'a.mpoule.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.