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pour :"Methode et appareil de sondage aérien ou sous-marin "
La présente invention a pour objet une méthode permettant d'engendrer un son musical bref , de per- oevoir l'écho de oelui-ci sur un obstacle et de détermi- ner la distance de l'obstacle par le temps qui s'est écoulé entre le son bref et le retour de son écho , oe procède ayant pour application particulièrement impor- tante ,la détermination de l'altitude d'un avion ou la profondeur d'eau sous un navire pour cela le son bref émis par l'aéronef
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ou le navire se réfléchit sur la surface du sol servant de miroir ,
l'écho ainsi produit est capté par le récepteur de l'aéronef ou du navire et déolanohe l'arrêt d'un ohrono- graphe électrique mis en marche par le départ du son bref
La difficulté essentielle étant l'existenoe de bruits perturbateurs intenses dûs aux propulseurs et mo- teurs du véhicule ,on supprimera,selon ltinvention , la réception des parasites en employant une méthode qui son- siste : la/ A émettre un son bref musical, oest à dire de fréquence acoustique définie et constante .
2 A employer à la réception, des micro- phonesayant leur résonance voisine de la fréquence à re- cevoir mais non exactement égale pour éviter que lesrégi- mes transitoires provoqués par les perturbations parasites soient produits sur la fréquence du signal .
3 A amplifier le courant miorophonique au moyen d'un amplificateur ayant une sensibilité séleati- ve obtenue par desétages amplificateurs à résonance accor- dés sur la note émise
4 / A utiliser un chronographe électrique basé sur l'emploi combiné d'un condensateur électrique se chargeant au cours du temps d'éoho et d'une lampe trio- de servant à mesurer la charge de ce condensateur pour per- mettre la lecture directe des distancessur un apparêil à aiguille , gradué en conséquence ,
Il a été reconnu que la fréquence du son bref émis devait étre¯ supérieur à 500 périodes pour se dif- férencier nettement des bruits de moteur et nette diffé- renciation est particulièrement efficace en adoptant une fréquence beaucoup plus élevée , telle que 1250 périodes
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par exemple ,
Conformément à l'invention, le son bref est engendré au moyen d'un émetteur à air comprimé donnaat une note pure et aiguë satisfaisant à la condition précédente de fréquence , l'air comprimé pouvant être remplacé par un gaz sous pression de nature quelconque , l'acide carbo- nique par exemple , qui peut être emmagasiné à l'état liqui- de .
Cet émetteur doit émettre avec une grande puissance, entrer en vibration instantanément et s'arrêter de même , la durée totale de l'émission ne devant pas dé- passer 0,02 seconde pour lesmesures de faibles distances.
A cet effet l'émetteur est constitué par un sifflet ou une sirène recevant l'air comprimé par l'in- termédiaire d'une soupape , très légère et équilibrée, pour ne nécessiter qu'un effort faible , et démasquant une ouverture assez grande pour ne pas étrangler le débit d'air comprimé , oette soupape étant très rapprochée du sifflet et ayant sa chambre intérieure de volume le plus faible possible afin que sa mise sous pression lors de son ouverture soit pratiquement instantanée; ladite soupape ayant en outre une faible durée d'ouverture obtenue par un déplacement rapide ,continu, dans un sens ou dans l'autre , avec franchissement de la position de pleine ouverture sans arrêt sur cette position .
Dans le cas d'un sifflet, celui-ci sera monté dans un pavillon accordé sur sa note qui favorisera l'émission d'une note pure et dirigera le son vers la surface réfléchissante ,
Dans le cas d'une sirène, celle-ci compor- tera un disque percé de trous servant de modulateur, en- traîné à vitesse constante , passant devant les orifioes
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de même forme d'un distributeur. lequel est alimenté par un gaz comprimé par l'intermédiaire de la soupape définie ci-dessus . Afin d'éviter toute -variation de -vitesse , les trous du disque modulateur seront obli- ques par rapport au plan de rotation , de manière que le couple moteur engendré par les jets d'air , lorsqu'il y a émission, soit égal au couple résistant , dû à l'effet de la pression du fluide sur le disque .
Aveo oe genre d'émetteur , l'amplitude ma- ximum est atteinte dès que la pression est appliquée , oe qui peut être obtenu avec un retard inférieur à un cen- tième de seconde au moyen de la soupape sus-indiquée et de canalisations courtes et de grosses seotions .
En ce qui concerne la réception, il est fait usage d'un microphone dont le diaphragme -vibrant présente un amortissement assez grand pour que l'excita- tion par choc soit faible , et possède une fréquence de résonance assez voisine mais différente de oelle du signal pour que l'excitation par choc ne se produise pas exacte- ment sur la fréquence du signal .
D'autre part , on utilise un amplificateur sélectif comportant, entre les étages des transforma- teurs à faible couplage magnétique , avec bobinages primai- re et secondaire nettement séparés , le secondaire étant accordé sur la fréquence du signal par un condensateur fixe ou réglable de manière à amplifier uniquement les échos reçus ,
En oe qui oonoerne la mesure du temps , suivant la présente méthode , on utilise un ohronographe entièrement électrique basé sur la mesure au moyen dtune triode ,de la charge acquise par un condensateur pendant
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étant l'intervalle de temps à mesurer , ce chronographe caracté- risé en ce que le condensateur est inclus dans un oircuit comprenant :
une résistance déterminant la vitesse de char- ge, une différence de potentiel servant à la charge, et l'espace filament-grille de la triode , celui-ci servant de conducteur unilatéral permettant la charge du oondensa- teur et ne permettant pas sa décharge .
D'autre part, coformément à l'invention la mise en charge dudit condensateur est déolanohée par un montage oaraotérisé par une lampe à décharge au néon reliée 1 à une source de tension, 2 à un transformateur provo- quant son allumage sous l'influence de l'émission du signal bref, 3 à une résistance qui est incluse aussi dans le air- ouit de charge du condensateur et aux bornes de laquelle apparaîtra la différence de potentiel servant à la charge de ce condensateur, cette différence de potentiel provenant de la chute ohmique dans cette résistance par le passage du courant traversant la lampe au néon .
Une autre caractéristique de l'invention ré- side en ce que la fin de la charge du condensateur est provoquée par une surtension de sens opposé à la force électromotrice de la source alimentant la lampe au néon, et déclanchant par conséquent l'extinction de oelle-oi ,
Cette surtension est produite par le re- dressement du courant alternatif ( ayant la fréquence du son bref émis comme signal) résultant de l'amplification de l'écho reçu ; le dispositif redresseur est intercalé en série dans le circuit comprenant la lampe au néon et la source qui l'alimente.
Une autre caractéristique de l'invention ré
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side dans l'emploi d'un montage retardateur constitué par une lampe au néon placée aux bornes d'un condensateur qui se charge à travers une résistance à partir de l'instant de l'émission et qui provoque l'allumage de la lampe lors- que sa tension de charge atteint la valeur critique d'allu- mage , le oircuit de cette lampe comportant un enroulement primaire de transformateur dont le secondaire est interoalé dans le circuit de la première lampe au néon dont l'alluma- ge provoque la charge , de telle sorte que la charge ne peut commencer qu'après la réception directe du son émis , qui aurait provoque prématurément l'extinction de la lampe au néon .
Les dessins annexés montrent à titre dtexem- ple une forme dtexécution des dispositifs utilisés confor- mément à la méthode objet de l'invention.
La fig.l est une coupe vertioale de l'émet- teur .
La fig,2 représente un avion avec la disposi- tion de l'émetteur et du récepteur .
La fig.3 représente le microphone récepteur.
La fig.4 représente schématiquement le mon- tage amplificateur de la réception.
La fig,5 est une coupe d'un transformateur accordé employé dans cet amplificateur .
La fig.6 est un schéma d'ensemble du montage chronographique .
La. fig.7 montre en coupe vertioale une va- riante de l'appareil émetteur .
La fig.8 est une coupe faite perpendicuai- rement au plan de la fig.7 suivant la ligne 8-8 .
Ainsi qu'on le voit sur la fig.l, l'émetteur
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comporte un sifflet 1 , sne soupape équilibrée 2 , un pavillon 3 et des organes de oontact constitués par deux tigesconductrices 4 et5 maintenuesdans deslogements 6 et 7 au moyen de ressorts 8 et 9 , en contact avec la partie 10 qui termine la tige centrale de la soupape .
Dans la pièce 10 est enchâssée une pièce isolante Il ayant pour but de supprimer tout contact éleo- trique entre les pièces 4 et 5 lorsque la soupape est dans la position correspondant à couverture .
Le but de ce contact-qui se trouve par con- séquent fermé quand la soupape est elle-même fermée et ouvert quand la soupape est ouverte - est de déclancher le fonctionnement du ohronographe qui sera décrit plus loin.
12 est un tuyau d'arrivée de l'air comprimé du réservoir .
La soupape est constituée par deux parties a b cylindriques formant pistons 13 et 13 entre lesquels se trouve la chambre 14 qui laisse la passage à l'air com- primé lorsque la position de la soupape est telle que la figure 1 la représente ce qui démasque les ouvertures 15 et 16 ,lorsque la soupape est déviée vers la droite ou vers la gauche elle ferme les ouvertures 15 et 16 , ce qui peut être obtenu en agissant sur la tige 17 soit au moyen d'un électro-aimant non représenté ou bien sous Inaction d'un marteau percuteur lui-même non représenté et dont la réalisation n'offre rien de spécial .Cette tige 17 assure aussi le guidage sans coincement des pistons 13a et 13b dans le cylindre 18 lequel est percé de trous 19, qui évitent la compression d'un matelas d'air inutile dans les extrémités ,
. on remarquera que 1 position initiale de la soupape est fermée soit vers la droite, soit vers la
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gauohe , et le coup de sifflet est produit par le passage de la soupape d'une des deux positions ex- tr êmes. la gauche par exemple , à l'autre , qui aéra donc la droite .
Dans oe mouvement , le débit d'air com- primé n'est possible que pendant le passage de la soupa- pe par sa position milieu . On obtient ainsi une rapidi- té de fonctionnement beaucoup plus grande que par l'arrêt de la soupape sur cette mosition milieu .
Dans la fig. 1 , il a été représenté un sifflet à cloche , mais il est bien entendu qu'on peut aussi utiliser un émetteur à air comprimé à diaphragme vibrant , à anche , etc....
Pour le sondage aérien, l'emploi du pavillon 3 permet de diriger l'onde émiae , pour amé- liorer le rendement . L'orientation peut être fixa ou réglable en marche . pour les aéronefs très rapides , où la vitesse peut être assez grande pour atteindre 1/10e à 1/5e de celle du son, il y a lieu d'orienter ce pa- villon légèrement en avant de la verticale ( de 5 à 10 pour des vitesses de 180 à 240 kilomètres à l'heure ) afin de tenir compte de la composition de la vitesse du mobile avec celle du son . En effet , l'écho utile est celui qui atteint l'aéronef qui a progressé pendant la durée d'écho .
Le pavillon ne devant émettre qu'une note pure relativement aiguë peut être court car il suffit qu'il ait le rendement maximum pour la fréquence émise.La fréquence limite inférieure d'un pavillon exponentiel étant d'autant plus élevée que le pavillon est plue court, il est ainsi possible d'employer un pavillon peu encombrant
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et de diamètre de sortie suffisant cependant pour concentrer l'onde sonore émise dans un angle solide d'uae 'ouverture raisonnable.
Cet angle doit être choisi petit pour augmen- ter la portée mais les oscillations de l'aéronef autour de la position d'équilibre en imposant le minimum admissi- ble, pour éviterles remous d'air dans le pavil- lon celui-ci est enfermé dans l'aéronef et il débouche dans une région où les filets fluides ont une forme convenable,
La fig.2 montre afin de fixer les idées , une des nombreuses dispositions possibles de l'ensemble du montage altimètrique à bord des avions .
L'émetteur est représenté en 3, à l'avant de l'avion, car les bruits desmoteurs sont sans influence sur lui
Le récepteur qui sera décrit plus loin est représenté en 27, son pavillon est inoliné vers l'arrière de 5 à 10 pour les aéronefs rapides et il est placé à 1' arrière de la carlingue ; cette région étant choisie comme étant celle qui est à la fois la plus éloignée du moteur et celle où les vibrations sont les plus faibles.
Le choix de l'amplacemnt du réoepteur dépend naturellement des conditions particulières à chaque aéronef.
Les organes amplificateurs et le ohronographe sont placés en un endroit quelconque, de préférence près du pilote ou du navigateur qui peut ainsi suivre oonstam- ment les indications de l'appareil. on peut atténuer les remous, lorsque la forme de la carène les rend inévitables, en fermant les pavil- lons par une membrane très mince, fortement tendue mais
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il en résulte toujours une perte d'énergie .
Il est bien préférable de placer en amont des pavillons de l'émetteur et du récepteur une surface de courbure convenable déviant les filets fluides de ma- nière à créer une zone de calme devant l'ouverture des pavillons ; sur la fig,2 ces surfaces portent les référen- ces 21 et 22 ,
L'onde émise se réfléchit sur le sol et de- vient sous forme d'un écho qui doit être perçu à bord du véhicule .
Au point de vue de la réception des échos , l'invention est caractérisée par l'emploi d'un microphone ayant une courbe de résonance contenant la fréquence des signaux mais dont le sommet de résonance ( ou fréquence propre ) est différent de cette fréquence ce microphone étant muni - dans le cas du sondage aérien - d'un pavillon qui permet d'augmenter la sensibilité de la réception en même temps que d'obtenir la directivité des facultés ré- ceptrices du microphone d'ou une élimination très inté- ressante des parasites venant de l'aéronef .
La membrane vibrante du microphone est ré- alisée de manière que sa fréquence de résonance soit assez différente de la note utilisée pour les signaux car il est nécessaire que less régime s transitoires et lesexci- tations par choc par les vibrations parasites ne puissent pas donner lieu à des courants miarophoniques ayant la fréquence du signal sur laquelle est accordé l'amplifi- cateur sélectif qui est relié au récepteur .
D'autre part, il faut que la sensibilité du microphone qui décroît pour lesfréquences s'écartant de la résonance reste sa- tisfaisante pour l'écho du signal ; il est donc néces-
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saire dtemployer un miorophone dont l'amortissement soit assez grand afin que la courbe de résonance soit assez plate et puisse contenir , avec une valeur de sensi- bilité suffisante , la fréquence de l'écho . Cette oondi- tion conduit à choisir pour la fréquence propre du micro- phone une valeur relativement voisine de oelle du signal , L'écart entre les 2 fréquences peut être compris pratique- ment , suivant l'importanoe des parasites , entre 5 pour cent et 30 pour cent ,
Une forme de réalisation préférée de la membrane miorophonique accordée consiste en une plaque mé- tallique circulaire enoastrée par ses bords et fermant une chambre stéthosoopique dans laquelle débouche le pavillon , Cette membrane ,23 (fig.3) ferme la cavité 25 terminée par le pavillon 26 .
La membrane 23 porte un élément micro- phonique appelé " solidbaok " dont l'éleotrode mobile légère 31 peut être fixée , soit au centre ( ce qui rend l'amortissement maximum) soit plus ou moins près des bords de la membrane ( ce qui revient à diminuer l'effet d'amortissement dû au frottement des grains de graphite les uns contre les autres ) , dans le but, d'obtenir l'acuité de la courbe de résonance désirée , L'électrode lourde est désignée par 30 . Un récepteur de ce genre est sensible dans un domaine de fréquences aseez étendu mais l'emploi d'une plaque d'épaisseur oonvena- ble , tenant oompte de la surcharge constituée par l'é- lectrode mobile du solid- baok , permet d'obtenir la fréquence propre qu'on s'est fixée d 'après la fré- quence du signal fourni par l'émetteur .
A titre d'exemple , on indiquera qui
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un disque de 7 centimètres de diamètre libre , en tôle d'acier au silicium de 0,5 à 0, 6 millimètres d'épaisseur portant un solid-back en son oentre , possède une fréquen- oe propre de résonance de 500 à 600 périodes , la valeur exacte dépendant de la rigidité de la tôle utilisée .
On peut augmenter l'acuité de la résonan- ce par l'emploi de membranes plus épaisses avec une surohar- ge au centre , mais il est préférable de ne pas utiliser un miorophone trop peu amorti parce qu'un tel récepteur ajoute à toutes les vibrations forcées que lui imposent les variations de pression agissant sur lui , un régime transitoire constitue par une -vibration amortie de fréques- ce égale à sa fréquenoe propre . Il en résulterait un cou- rant de oette fréquence qui traverserait ensuite tous les dispositifs sélectifs et produirait à tort le fonctionnement du ohronographe si la fréquence propre du microphone était la même que celle du signal .
Il est donc intéressant d'amortir suffisam- ment le microphone et de lui donner une fréquence propre suffisamment différente de la fréquence du signal .
Dans le cas des aéronefs rapides , tels que les avions , il est préférable d'employer comme récepteur un microphone électromagnétique tel qu'un haut- parleur fonotionnant en récepteur , car le solid- baok est très sensible aux vibations mécaniques telles que les trépidations qui peuvent donner un bruit de fond exagéré .
Le solid - back est remplacé par un moteur de haut-parleur électromagnétique . Les mouve- mente vibratoires du diaphragme engendrent ainsi une force électromotrice'dans les bobines du moteur ré-
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-versifie . Naturellement on emploie de même un diaphragme accordé au -voisinage de la fréquenc e du signal , mais non sur cette fréquence ,
Pour le sondage sous-marin on emploie- ra un miorophone sous-marin très analogue mais ne comportant pas de pavillon et dont la membrane récep- tric sera au contact de l'eau dans un ballast fixé à la ooque soit directement par encastrement du microphone dans la coque ,
Afin de réduire les vibrations , on fixera élastiquement le récepteur en utilisant par exemple un support en caoutchouc .
Le signal perçu par le récepteur est ensuite amplifié par l'amplificateur représenté fige 4 .
Dans celui-ci les liaisons entre les tubes à vide sont effectuées par des transformateurs à grand coefficient de fuites magnétiques , tel que celui représenté fig.5, obtenus en plaçant côté à cote une bobine primaire 35 et une bobine secondaire 36 traversées par un faisceau de tôles ferro- magnétiques droites 34 créant un couplage entre elles .
La bobine secondaire est calculée de manière à résonner sur la fréquence du signal lors- qu'on la ferme sur un condensateur 37 dont la oapa- cité est de l'ordre de 0,1 à 5 millièmes de micro. farad ,
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La bobine primaire 35 comporte un nombre de spi- res tel que sa réactance de self soit comparable à la ré- sistance interne du tube à vide qui 1''alimente mais plutôt un peu plus faible .
Sur la fig.4 , le tube à vide 28 est amplifica- teur tandis que le tube 29 est en même temps détecteur .
30a est la borne reliée au micro 27 et à la borne négati- ve 39 de la source de chauffage des filaments , Le retbur du microphone se fait par la borne 31a au primaire 32 d' un transformateur du type de la fig.5 , à secondaire 33 accordé par le condensateur 45 ,
Le courant anodique traverse le primaire 35 d' un autre tfansformateur accordé ( secondaire 36 avec oon- densateur d'accord 37) relié à la borne positive du chauf- fage 38 et à la grille du détecteur par un condensateur 42 de quelques millièmes de microfarads shuntépar une résistance de ltordre de 1 à 4 mégohms .
Dans le circuit plaque de ce tube on interoale aux bornes43-44 le système ohronographique .
Sur la fig.6on retrouve lesbornes 43-44 de branchement du système ohronographique . Sur cette fig. le condensateur dont la charge servira à mesurer les temps est le condensateur 50 . son électrode 51 est reliée à la grille d'une lampe trio-de 52 très bien vidée et pré- sentant un isolement extrêmement grand .Le filament de cette triode est chauffé par une source de tension 53 de 4 volts .
L'autre électrode 54 du condensateur ohronogra- phique 50 est reliée à l'extrémité négative 55 du fila- ment de la triode 52 , par l'intermédiaire d'une résis- tance R de valeur bien déterminée et dont le- rôle est @
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de définir la constante de temps de charge du condensa- teur .
Entre cette résistance R1 et l'extrémité négative 55 du filament, se trouve une autre résistance R2 intercalée dans un circuit comprenant des lampes au néon et qui sera décrit un peu plus loin .
Avant de décrire et dtexaminer le fonction- nement des circuits à lampe:- au néon, il est utile d'ex- poser le fonctionnement de la partie chronographique , Pendant toute la durée de l'intervalle de temps à mesurer , un courant constant 1 ( débité par le circuit non encore décrit contenant les lampes au néon ) traverse la résistance R et produit à ses bornes une
2 chûte ohmique de valeur R2 x I et dont le sens est tel qu' il tende à rendre positive la grille par rapport au fila- ment et à cause de cela, cette tension R x I est appliquée au condensateur 50 grâce à la conductibilité de l'espace filament-grille de la triode , pendant la durée à mesurer , par suite du choix de la valeur de la résistance R1,
le condensateur n' a le temps de prendre qu'une faible fraction de la charge maximum, la grille se trouve portée par rapport au point 55 ( pale négatif du filamment) à un potentiel qui est + R x I-R 1 x i, expression dans laquelle i est le cou-
2 1 rant da charge du condensateur 0 à l'instant considéré , courant qui doit traverser l'espace filament-grille pour circuler entre les points 55 et 51 , ce dernier étant le point de jonction entre le condensateur et la grille .
Le potentiel de la grille est nécessaire- ment positif parce que , s'il ne l'était pas, la lampe étant bene isolée ne serait le siège d'aucun courait gril- le et comme celui-ci est précisément le courant de charge
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lui-même i , le terme R1 x i serait nul , de sorte que la tension grille serait égale à R2 x l. qui est très positif et atteint habituellement plusieurs dizaines de volts , et serait donc positive à plus forte raison . lorsque On sait, que/La grille d'une triode est po- sitive , un courant important pouvant atteindre plusieurs milliampères , circule à l'intérieur de la triode entre le filament et le-grille .
Pour des tensions positives de l'ordre d'une fraction de volt , le courant grille est suffisamment grand pour que le courant de charge ne soit pas limité par la résistance interne filament-grille mais bien par la résistance externe R1 placée dans le oirouit de charge du condensateur ,
Ceci résulte en particulier du fait que quand la grille est positive , l'on peut assimiler l'espa- ce filament-grille à une résistance inférieure à 100.000 ohms, et même pour les lampes actuelles, à 50.000 ohms.
Si donc la résistance extérieure IL est de l'ordre de plusieurs mégohms on pourra ( en première ap- proximation ) dire que tout se passe comme si la lampe servait de court-circuit et reliait au point 55 du filament l'électrode 51 du condensateur 50, connectée à la grille . pendant toute la durée à mesurer, le conden- sateur 0 se charge suivant une loi exponentielle, et comme à la fin de la durée à mesurer I s'annule , la différence de potentiel Rx I disparaît .Immédiatement,
2 le potentiel de la grille qui n'était rendue positive que grâce à la tension R2 I, devient négatif .
Le courant de décharge s'annule immédiatement car l'espace filament- grille prend une résistance infinie .comme le courant
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de décharge est nul , il n'y a plus aucune chute ohmique dans les résistances R1 et R , de sorte que la tension grille devient égale exactement à la tension aux bornes du condensateur 50, laquelle mesure précisément la charge acquise par ce condensateur au cours de la durée que l'on veut me surer .
La grille de la triode ayant ainsi pris un potentiel négatif mesurant la charge du condensateur, le courant anodique de la lampe prend une valeur correspondant à ce potentiel et qui Teste fixe , car le potentiel de la grille reste lui-même invariable , puisqu'aucune décharge ne se prdduit .
La relation qui détermine la valeur du cou- rant plaque, en fonction de la tension de grille , est bien connue et invariable pour une lampe donnée ( c'est la caractéristique anodique de la lampe) .par conséquent , les déviations du milliampèremètre M sont bien caractéris- tiques de la charge acquise par le condensateur et par suite sont fonction du temps pendant lequel le courant I a txaversé la résistance R2.
Voici maintenant la description du montage qui permet de débiter le courant constant I dans la résis- tanoe R pendant l'intervalle de temps à mesurer .
2 on a constitué un circuit fermé comprenant une lampe au néon 56 reliée à la résistance R2 un redres- seur de courant alternatif constitué par un transformateur 57 t et un montage de rondelles rectifiantes, à l'oxyde de ou ivre , formant pont de Wheatstone, 58 .
Le primaire 59 du transformateur 57 est par- couru par le courant de sortie de l'amplificateur séleo- tif de la fig.4 auquel est relié le microphone récepteur,
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27.
La réception du signal d'écho se traduit par un courbât alternatif dans ce primaire 59, qui dévelop- dans le secondaire 60 une tension alternative, laquelle est redressée dans le redresseur 58 et appliquée entre les bornes 58a, 58 , dans le sens tendant à rendre positive la lampe au néon 56 , par rapport à la borne 58a de ce re- dresseur . a
La borne de sortie 58a est reliée au secon- daire 61 d'un transformateur 62, qui est à son tour relié à un potentiomètre 63 alimente par une pile 64 et permet- tant d'intercaler dans le circuit une différence de poten- tiel pouvant varier de 0 à 24 voltsenviron ,
Cette tension est appliquée dans le sens opposé à la tension continue développée par le redresseur 58 .
Entre deux bornes 65 et66 , dont la pre- mière est reliée à la borne positive du potentiomètre 63 , et la seconde à la borne 67 de la résistance R , est appliquée une tension oonstante de l'ordre de 80 volts qui pourrait être obtenue par une batterie d'accumula- te urs , mais qu'il est commode de remplacer pour limiter le poids de l'installation en vue de son application sur les avions, par une pile 68 qui est plus légère ,
Comme la tension d'une pile peut ne pa.s être très constante et comme la valeur du oourant I qui circule dans ce circuit doit être rigoureusement cons- tante , il a été trouvé commode de stabiliser la ten- sion introduite entre les bornes 36 et 37,
en utilisant les propriétés stabilisatrices d'une lampe à décharge
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au néon 69 .
Une telle lampe présente en effet la propriété connue de maintenir à ses bornes une tension constante , dès qu'elle' est allumée et qu'on la fait tra- verser par un courant pouvant varier entre une intensité de quelques micro-ampères jusqu'à plusieurs milli-ampères.
On fera donc traverser cette lampe ré- gulatrice par le courant débité par une pile 68 d'environ 180 volts, en série avec une résistance R3 de l'ordre de 100.000 ohms .Il passe ainsi dans la lampe au néon un cou- rant d'à peu près 4/10 de milliampère pour lequel la ten- sion aux bornes de cette lampe est très sensiblement cons- tante, et de l'ordre de 84 volts .Cette tension dépend d'ailleurs de la lampe au néon utilisée , mais pour une même lampe elle est bien définie ,
La pile 68 est comprise entre les bor- nes 65 et 70 , l'extrémité négative étant rattachée à la borne 65 et l'extrémité positive à la borne 70 , laquelle est reliée à la résistance R , elle-même connectée à la lampe régulatrice au néon 69 , au point 66 .
Si l'on considère maintenant le air- cuit 56 ,58,61 63,65,66,67, 56 , on voit qu'il est le siège d'une force électro-motrice permanente tendant à faire circuler un courant I dans le sens de la flèche, à travers la résistance R .
Cette tension permanente est égale à E + V. E étant la tension permanente aux bornes de la lampe au néon 69 , etv étant la tension aux bornesdu potentiomètre 63 .
Lorsque la lampe au néon 56 est éteinte,
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cette tension E + V est entièrement appliquée à ses bornes . Or , il est bien connu qu'une lampe à décharge au néon possède la particularité de s'allumer pour une certaine tension Ua et de s'éteindre pour une autre ten- sion Ue plus petite que Ua,
Si donc la tension totale E + V est comprise entre Ua et Ue, la lampe pourra rester allumée ou étein- te , tant qu'aucune cause extérieure au circuit n'aura pas provoqué le franchissemnt de l'une des deux tensions limites .
pour déclamcher le fonctionnement du Qhronographe au début d'un intervalle de temps , on provoquera une sur- tension dans le circuit contenant la lampe au néon 56 et dans le sens qui accroît la tension existante , 0 On franchi- ra ainsi la tension critique d'allumage Ua et la lampe au néon s'allumera prenant alors une résistance interne extrêmement faible qui peut être considérée comme petite par rapport à la résistance R , laquelle peut être ohoi- sie sans inconvénient de ltordre de grandeur de 200.000 ohms environ .
Dans ces conditions, un courant bien défini oir- culera dans la résistance R sous Inaction de la force
2 électro-motrice permanente E + V , qui subsiste après que la perturbation instantanée qui a dé clan ohé l'alluma- ge , a elle-même disparu ,
Cette perturbation est provoquée , comme il sera expliqué plus loin, par l'émission du signal bref , mais avec un certain retard, toujours le même.
L'arrivée de l'écho capté par le microphone , amplifie sélectivement par l'amplificateur et redressé par le montage rectifiant 58 , provoque une surtension opposée à la précédente dans le air cuit de la lampe au
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néon 56 .Cette surtension diminue la force électromotrice totale E +V, jusque la rendre inférieure à la tension d' extinction Ue , de la lampe 56 ,Il en résulte l'arrêt de la décharge ; le courant I qui traversait R2 disparaît .
Ayant ainsi montré comment on pouvait pro- voquer un courant constant I pendant la durée à mesurer, c'est à dire entre le départ de l'émission et l'arrêt de l'écho ,on va maintenant décrire la partie du montage qui provoque la surtension due à l'émission et allumant la lampe au néon 56 .
L'allumage de la lampe au néon 56sera fait avec un retard constant, déterminé une fois pour toutes, par rapport à l'émission du son bref ; ainsi la réception directe du coup de sifflet n'aura aucun inconvénient puisque la lampe au néon 56 n'étant pas allumée, son ex- tinction ne pourra pas se produire ,
De plus , le système servant à retarder la surtension d'allumage', sera tel qu'il ne donnera lieu qu'à la surtension de l'allumage et à aucune surtension de sens inverse pendant la durée de la mesure .
Ce résultat est obtenu par l'allumage d'une troisième lampe au néon 71 , en série avec l'enroulement primaire 72 du transformateur 62 , sous l'action d'une source de courant qui peut être la même que celle 68 déjà indiquée entre le s bornes 65 et70. pour diffèrer l'allumage de la lampe au néon 71 , on utilise la charge progressive d'un condensa- teur 73 placé entre la borne 74 du transformateur 72 et la borne 75 de la lampe au néon 71 ,
La borne 74 est reliée à la borne 65, ex- trémité négative de la pile 68 .
La borne 75 relie l'autre armature du con- densateur 73, d'une part à la lampe au néon 71 , et d'
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autre part à une lame -contact 76 dtune relais 77 alimen- té par le courant d'une source 78, dont la ciroulation est commandée par le contact 4-5 porté par la soupape du fifflet.
Ce relais 77 est du type téléphonique à plusieurs contacts, et comporte un contact de verrouillage qui se ferme lorsque le courant provoque la fermeture du relais et le maintient ainsi réalimenté .
Le contact 4-5 de la soupape est en série avec la source 78 qui alimente le relais, de sorte que l'ou- verture du contact 4-5 coupe complètement le oourant et provoque le désarmement du relais .
Un bouton 79 qui shunte le contact de réar- mement 80 permet, lorsque le sifflet est au repos , de fermer le circuit sur la source 78 par le contact 4-5 , et de provoquer la fermeture, ou armement du relais 77 lequel ne pourrait se réarmer seul puisque le contact 80 manoeuvre par lui,est en série avec la source .
On peut donc provoquer la fermeture du re- lais avant un sondage et ce relais restera ainsi armé jus- qu'à ce qu'une coupure instantanée du contact 4-5 vienne provoquer le désarmement du relais 77 qui ne pourra plus ensuite se réarmer seul ,
Le relais 77 ,lorsqu'il est armé, ferme un autre contact 81, complètement indépendant des précédents et court-circuitant le condensateur 50 placé dans le air- cuit de grille de la triode de mesure 52 , de sorte que celui-ci est toujours déchargé totalement avant toute mesu- re ,et que , jusqu'à l'instant précis de celle-ci , il reste en court-circuit .
Le relais 77, manoeuvre aussi , oomme il a été dit , la lame 76 qui sa et vient entre deux butées,
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l'une 82 sur laquelle elle repose lorsque le relais est désarmé , est reliée à la borne positive 70 de la source 68 par une résistance R ayant une valeur de l'ordre de
4 25,000 à 50.000 ohms '.
La lame 76 vient toucher, lorsque le relais est armé, l'autre butée 83 qui est reliée à la borne 74 du condensateur 73 , tendis que ladite lame est reliée à l'autre borne de ce condensateur
Lorsque le relais est armé, ce qui est le cas avant un sondage , le oontact 76-83 corut-cirouite le condensateur 73 qui est ainsi entièrement déchargé .
Au moment de l'émission d'un son par dé- placement de la soupape 2 ( fig,l) , le contact 4-5 de celle-ci coupe l'alimentation du relais 77 et provoque son désarmement , ce qui entraîne d'une part la cessation du contact 81 qui court-circuitatle condensateur chrono- graphique 50 ,et provoque d'autre part le déplacement de la lame 76 qui quitte la butée 83 contre laquelle elle était appliquée par la fermeture permanente du relais , pour venir reposer contre la butée 82 sur laquelle elle restera tant qu'on ne provoquera pas volontairement le réarmenment du relais par la fermeture du bouton 79 .
A partir de l'instant où la lame 76 déoourt- circuitant le condensateur 73 est venue toucher le oontaot 82 , ce condensateur 73 comence à se charger à travers la résistance R 4 sous l'action de la source 68 .
La tension de charge acquise par le con- densateur 73 croit suivant une loi exponentielle jusqu'au moment où elle atteint la tension d'allumage de la lampe au néon 71 .
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A ce moment, la lampe s'allume instantanément , provoquant un afflux de courant dans le bobinage du trans- formateur 62 qui développe ainsi la surtension déclan- chant l'allumage de la lampe au néon 56 ( origine de l'in- tervalle de temps mesuré par le chronographe ) ,
L'allumage de la lampe 71 subsiste ensuite , car la tension de la source 68 est suffisante pour maintenir allumée la lampe 41, puisqu'elle est supérieure à la ten- sion d'allumage .
Il ne pourra donc pas se produire de surtension de sens inverse pendant la durée du sondage , du fait du transformateur 62 , le courant produit dans le circuit de la lampe au néon restant constant . L'arrivée de l'écho provoque l'extinction de la lampe au néon 56 .
Comme il a été dit précédemment , le milliampè- remètre P indique le courant anodique de la triode , et , par sa déviation, le temps pendant lequel le condensateur chronographique a été charge , lorsque la mesure est ter- minée .
Pour ramener tout le système à l'état initial, il suffit de presser sur le bouton de réarmement 79 , ce qui rétablit l'alimentation du relais 77 , oouroirouite de nouveau le condensateur chronogographique par le contact 81, ce qui ramène l'aiguille du milliampèremètre à sa po- sition de départ , tandis que la lamp 76 qui touohait la butée 82 vient court-circuiter à nouveau le con- densateur 73 en prenant contact sur la butée 83 , ce qui ramène le circuit du condensateur 73 a son état initial .
Dans cette période d'attente d'une nouvelle mesure , 'la lampe 71 est de nouveau éteinte comme la lampe 56.
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On remarquera que la mesure de la durée de charge du condensateur chronographique ne diffère de l'in- tervalle de temps compris entre l'émission d'un signal et la perception de son écho, que par la durée de fonctionne- ment du relais 77 et la durée de charge du condensateur 73 .
Cesdeux duréessont touteslesdeux par- faitement constantes et il suffit d'en tenir compte une fois pour toutes par une détermination séparée ,
Pratiquement, on étalonne d'ailleurs ex- périmentalement le chronographe tout entier, ce qui éli- mine la nécessité d'une telle détermination partielle ,
La graduation du milliampèremètre mesurant le courant anodique peut être faite directement en in- tervalles de temps ou en mètres de parcours , pour les applications de mesure de distance par la méthode de l' écho , d'autre part, l'emploi d'un milliampère mètre en- registreur permet de conserver une trae des différentes mesures de manière à obtenir le profil vertical du ter- rain traversé ,
Dans l'exposé du principe du chronographe il a été indiqué un certain nombre de valeurs numériques choisies de manière à permettre de réaliser un ap[pariil de ce genre, mais ces valeurs ne sont pas limitatives car leur choix résulte des propriétés particulières à chaque type de lampe à décharge , ainsi que des inter- valles de temps à mesurer .Elles sont calculables à par- tir des principes exposés et peuvent donc être modifiées sans sortir de l'esprit de l'invention.
Sur les fig,7 et 8 on a représenté une autre forme d'émetteur susceptible d'être employé aux lieu et place de celui de la fig.l,
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Sur la fig.7 on voit le disque modulateur de si- rène 90 qui est entraîne par un moteur électrique m muni d'un régulateur r permettant d'atteindre une fréquence constante à 1% près , Le disque tourne avec un léger jeu dans un logement circulaire 91 formé dans un boîtier 92 , Celui-ci présente à l'aplomb de la rangée circulaire d'ori- fices 93 du disque, une série d'orifices 94 , au-dessus desquels se trouve une chambre 95 d'adduotion du fluide , pratiquée dans une pièce 96 laquelle est surmontée par la soupape 97,
analogue à la soupape 2 de la fig,l Le pa- villon 98 permet de diriger l'émission vers le bas .
Sur la fig.8 la même région est représentée suivant une coupe perpendiculaire au plan de la fig.7 permettant d'apercevoir les trous obliques 93 perses dans le disque 90 .Lorsque ces trous sont en face des orifices 94 du distributeur fixe 92 l'air passe librement , mais il est complètement arrêté quand les pleins masquent les orifices 94 .
La disposition représentée correspond à l'emploi d'une seule rangée de trous mais on peut évidemment aug- menter la puissance en employant à la fois, soit tous les trous, soit plusieurs rangées de trous selon le débit que l'on est à même d'utiliser, lequel dépend du poids admissi- ble pour l'ensemble de l'installation.
La fréquence est égale au nombre d'échappements par seconde ..Par exemple avecdes trous disposés de ma- nière qu'une rotation de 1/30 de tour démasque les orifi- ces, et une vitesse de 50 tours par seconde, la fréquence atteinte est de 1.500 périodes .11 est donc facile de réa- liser l'émetteur pour des fréquences très différentes de celles des bruits du moteur ,