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PERFECTIONNEMENTS AUX TUBES à DECHARGE ELECTRIQUE à PLUSIEURS ELECTRODES. la présente invention a pour objet des dispositifs à décharge électrique et, en particulier, les dispositifs à remplissage gazeux à élec- trodes multiples.
Habituellement, un dispositif à décharge électrique comprend une cathode, une anode convenablement disposée par rapport à la cathode, et une électrode de contrôle de préférence adjacente à l'anode. Spécifiquement, dans les dispositifs construits jusqu'à présent, la cathode est une enveloppe cylindrique, l'anode est un fil se projetant dans la région limitée par l'enveloppe et l'électrode de contrôle présente la forme d'une calotte ouverte par la base* La distance entre l'électrode de contrôle et l'anode est égale au libre parcoure moyen d'un électron dans le milieu ga-
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-se= baaignant les électrodes# Ordinairement, on appliqua certaine.
tenriams entre la cathode et l'anode et entre l'électrode de contrôle et l'anode, Lorsque cette der- @ nière tension atteint une valeur prédéteminée par rapport à la première, il
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se produit une décharge dieraptire entre les électrodes principales du dis- positif* On dit que celui-ci cet Ionisée
Il apparaît que les Conditions d'amorçage du dispositif dépen- dent dans tous les cas des relations existant entre les potentiels des élec-
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trodose lorsque le potentiel de 1éleatroda-aantrflle se rapproche du potentiol de l'anode, la force-6lectrootrioe adeebeaire entre cathode et anode pour produire la décharge augmente.
Par conséquent, si 1'électrode de contrble et l'anode sont reliées élociriqument, le dispositif à décharge pr6- tante les propriétés d'un tube à décharge ordinaire et la tension nécessaire, entre cathode et anode pour produire la décharge cet relativement faible.
D'autre part, lorsque le dispositif est en fonctionnement, l'anode se désagrège. Les particules désagrégées projetées aux environs de
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l'électrode sont dhargées et attlréao par l'électrode de contrôle. Lorsque le tube i fonctionne pendant un certain temps, il se forme un cordon de ma-
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tieree désagrégées entre l'électrode de contrôle et l'anode* Ce cordon courtaimuité l'électrode de contrôle qui perd toute action sur ia décharge.
Partout où les dispositifs à décharge construit* jusqu'à pré- sent ont été utilisés, ce phénomène a donné naissance à de grandes difficul-
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tête Ainsi# par exemple, les dispositifs à décharge ont servi au centrale de* appareils d'alimentation en combustible des brQieura de chauffage central.
Dans cette application, l'électrode de contrôle est associée avec le )rMIU1' de manière que, lorsque la flamme est allunée, l'action lonisante de la filmma amorce le tube. Le courant traversent le dispositif à décharge électrique excite un relais qui, à act tour, met m route le système d'al1Dumtat1cm en onmbuatible.
Il est à noter que dans cette application, il cet 8tttmlnt important de conserver d'une faqon continue le contrôle du dispositif à dé-
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charge.Si la flans du bitleur est étouffée pour une rais= eu une autre, il convient d'arrêter l'alimentation sn combustible* Il en recuite que, si l'élactrode de oontr0le est oourtoircuitée en coure de fonotionnamant par le métal désagrégé, le dispositif ne peut convenir pour cette a],j.icat1C1D.
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Une autre considération de grande Importance concerne la vie du dispositif à décharge. Il est évident que la sécurité et l'utilité du dispositif dépendent en grande partie de la longueur de sa via, Un dispositif , dont la vie est seulement de quelques heures, peut difficilement être appli-
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que avec un certain succès au contrôle d'un brûleur par exemple. Les dispos1- tifs à décharge électrique construits jusqu'à présent, ont une vue très courte en raison de la désagrégation du métal constituant l'anode.
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t1n, eai essayant des appareils du type décrit plus haut, on a constaté l'inetattbilité particulière des dispositifs à décharge électrique construits O afom6ment à la technique actuelle.
Cette instabilité se carac- térise ar une fluctuation de la décharge qui se produit lorsque le tube est
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81101'04. On a constaté que cette instabilité est produite par les décharges électriques qui s'accumulent sur les parties isolantes et, en particulier, sur les isolements des fils d'alimentation des électrodes. Pans les diaposi- tifs à décharge de construction habituelle, certains des conducteurs d'ali-
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mentatian sortant du scellement due la lampe à travers plusieurs manchons iso- lente qui font généralement partie de l'ampoule.
En raison de la présence de ces manchons, les lignes de fuite entre les différents conducteurs qui sont nécessairement à des potentiels différents, sont considérablement augmentées et spar conséquent, les défauts résultant des portée sont réduits. Cependant,
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ou a constaté que les manchons isolants en ne chargeant ont amené une car- tain. instabilité des caractéristiques des tubes construits précédemment.
En conséquence, l'invention propose un dispositif à décharge électrique à plusieurs électrodes présentant des caractéristiques stables, une vie longue et dont le métal désagrégé de l'anode est dévié dans une direction
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déterminée. De plus, dans un dispositif oontoe à l'invention, lorsqque l'é- lectrode de contrôle est mise hors d'usage, la courant cosse de traverser le tube,
L'invention prévoit un dispositif évitant ]?accumulation des charges sur les manchons isolants, Elle prévoit également une disposition
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évitant les cour1;..oI1'Ou:I.ag8 des électrodes du dispositif par le métal désagrégé par l'anode pendant le touctionnememte ooaùomémm% à l'invention, on a prévu un écran qui permet de surmonter les difficultés citées plus haut.
Pans une disposition préférée de l'invention, la cathode est une enveloppe o3linarique de diamètre relative-
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-mont grand, l'anode est un fil qui se projette dans la région de l'électrode à travers un manchon de verre solidaire du scellement de l'ampoule, et l'électrode de contrôle cet un anneau métallique disposé au-dessus de l'anode et supporté par une tige traversant le Mollement et un manchon en verre. Le dispositif destiné à éliminer les difficultés indiquées plus haut, comprend
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une enveloppe métallique entourant l'anode et supportée par le saellement de la même manière que l'électrode de contrôle.
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Dont son application la plus courante, l'écran du diapositita conforme à l'invention, est connecte la cathode à travers une résistance* la. raison de la différence de potentiel qui existe entre l'écran et l'anode, les particules désagrégées de l'anode sont attirées par l'écran et déteurnées de l'électrode de contrôle.
De plus, pour éviter que la décharge s'établisse entre lécran
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et lenede, les deux électrodes sont séparées par uns distance qui est de l'or dre de grandeur du libre parcours moyen d'un électron dent le milieu gazeux baignant les électrodes.
Il résulte de la grande surface réservée ordinairement entre l'écran et l'anode au passage des particules désagrégées que selles-ci peuvent suivre des chemine très divers pour passer de l'anode à l'écran. Le
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temps nécessaire pour qu'un cordon de métal désagrégé sétablisse antre l'é- cran et l'anode , est ainsi fortement accru par rapport au tempe qui était nécessaire dans les dispositifs précédente pour que le métal désagrégé court- circuit* l'électrode de contrôle.
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Lorsqu'1m' connexion est établie entre l'anode et l'écran, l'anode et la cathode se trouvent shuntées par les impédanots connectant 1'Àoran à la cathode. lorsque ce court-circuit et produit, le dispositif à décharge ne peut plus s'amorcer et s'il #'amorce par hasard, il et dismorce lum.6diatem8l.t. L'impédance séparant l'écran de l'anode peut btre au:tfieament grande peur que le courant qui o' éooU1o dans les principaux oiroui18 du '38- tème utilisant le dispositif à décharge soit trop faible pour exciter le relais habituellement associé au circuit,
Il est à noter cependant qu'on général une grande impédance
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n'est pas nécessaire.
Kabltue11ement , le dispositif est alimenté en courant alternatif et le relais utilisé dons le circuit principal, du type à courant
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continu, fonctionne nous l'action du courant r8d1'881" par le tube. lorsqu'une connexion est établie entra l'écran et l'anode, le tube n'est plue rectifi-
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cateur. Le relais n'étant pas sensible au courant alternatif, le système perd son effet de contrôle.
D'autre part, il peut arriver qu'un cordon de métal désagrégé connecte l'électrode de contrôle à l'écran. Dans ces conditions, le tube ne pourra plus être amorcé puisque l'électrode de contrôle se trouve au potentiel de la cathode.
Enfin, l'électrode de contrôle est, en général, en contact avec le manchon isolant associé à l'électrode pour laquelle il est prévu* Par conséquent, toute charge se déposant sur le manchon isolant est éliminé par l'é- cran* Une des principales causes d'instabilité du dispositif à décharge électrique est ainsi éliminée* L'invention sera mieux comprise au cours de la description suivante accompagnée des dessins dans lesquels :
La Figoiest une vue en coupe partiellement schématique montrant la construction d'un dispositif préféré de l'invention, ainsi qu'un circuit communément utilisé avec de dispositif.
La Fig.2 est une vue en coupe suivant II-II de la rigole
L'appareil montré au des,. comprend une enveloppe 1 en matière isolante telle que le verre. Cette enveloppe a été complètement vidée, puis remplie d'un gaz sous une pression pouvant varier de quelques microns à quel- que@ millimètres de mercure. Le gaz enfermé dans l'enveloppe peut être quelconque. Ce sera,de préférence, un gaz inerte ou tout au moine incapable de réagir avec les métaux présents dans l'enveloppe.
Suivant certaines modifications de l'invention, Le gaz peut être remplacé par de la vapeur de mercure en déposant un petit globule de mercure à l'intérieur de l'enveloppe,
L'enveloppe isolante 1 comporte une base rentrante 3 portant un pied 5. Les électrodes 7, 9,11 et 13 du dispositif traversent le pied 6.
La eathode 7 est une enveloppe métallique cylindrique. Elle est supportée par plusieurs tiges 16 noyées dans le pied 5 et s'engageant dans les oeillets 17 solidaires de l'enveloppe. L'anode 9 est une tige traversant un manchon isolant 19 solidaire du pied 5 et l'électrode de contrôle 11 est un @ anneau porté, par la tige 21 traversant un second manchon isolant 23 faisant partie également du pied 5.
Came le montre la Fig.2à titre d'exemple, l'anneau 11 est cons-
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titué par deux bandée métalliques 25 de forme convenable soudées entre allée.
Les bornée 25 sont coudées à la tige 21.
L'électrode auxiliaire 13 prévue pour servir d'écran à l'anode 9
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cet un tube construit de taçan analogue à l"leot1'Od8 de contrôle 11. Bile eet fixé* à une tige 27 traversent la pied 6. Baie cet disposée à peu PZ48 date l'oxo de l'anode 9, les brancha* 19 enhurant Itenodée Pour éviter une décharge entre l'anode 9 et Itàlactrodè de 00111t1"&18 11, ou bim entre l'anode et l'électrode oran 13,1'anode 9 est ordinalxeemmt séparés des électrodes 11 et 13 par ma distanoe de l'ordre du libre parcoure moyen des électrons dans le milieu gazeux. Cette disposition des électrodes évite l'ionisation du gaz dane la région comprise entre l'anode 9 et son électrodes associées 11 et 13.
Il est donc possible d'appliquer antre ces électrodes et l'anode 9, une tension relativement élevée sans produire de décharge. Le support 3 de l'enveloppe 1 est entouré d'une base 29. Cette base
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29 comporte des broches 39, 41, 43 et 45 eaoneoteee aux électrodes par lee conducteurs 31, 33, 35 et 37. Bi pratique, les broches 39, 41 ,41i et 45 sont isltroduites dans les contacte correspondants d'un socket (non montre! relié de fagot appropriée aux circuit* électriques extérieure.
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La fig.l montra, à titre dezemplew va circuit utilisant le dispositif à décharge électrique décrit plus haut. Il comprend une nouroo d'énergie électrique 47 alimentent un tranefoMBateur 49 dont le seccudaire !S1 cet connecté entre l'anode 9 et la cathode 7 du dispositit à décharge électrique à travers une impédance 53 limitant le courent et la bobine 55 du relais 57.
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Lee Imp4d8Z1ce. 59 et 60 sont connect6on entre l'électrode de contrôle 11 et l'anode 9 d'une part, et entre l'électrode de contrôle et la
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uihod. 7 d'autre part. les impédances 59 et 60 peuvent différer suivant l'ap..
plication que l'on désir** Par ex np1e, l'une ou l'autre des Impédances a9 et 60 peut prendre la forme d'une cellule photoélectrique, d'une 11811148, d'un tranatoxmateur dont le primaire est branché aux bornes d'une ligne de trane" mieaion dane laquelle on désire détecter des variations de courant, d'une oapaul4b telle par ample que celle qui est formée entre un voleur et un oofhfort à protéger, d'une haute résistance Gomtitude par le marne voleur touchant le coffr..tort.i1
L'une ou l'autre des impédances 59 et 60 associée à l'électrode de contrôle 11, peut aussi être une impédance ordinaire variable tell* qu'une
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résistance, une capacitance ou une inductance. En faisant varier cette impédance,
les potentiels relatifs des électrodes du dispositif à décharge disetrique peuvent varier et mener l'amorçage du tube,
L'écran 13 du dispositif est connecta à la cathode 7 à travers une grande résistance 61, Il en résulte qu'une différence de potentiel est appliquée entre l'électrode-écran 13 et l'anode 9, et que les particules désagrégées de l'anode 9 ne peuvent plus atteindre l'électrode de contrôle 11, ni court-circuiter celle-ci. De plus, un chemin de fuite est ainsi prévu pour les charges accumulées sur le manchon isolant 19 associé à l'anode 9.
Le fonctionnement du relais utilisant la dispositif à décharge électrique conforme à l'invention est expliqué par le dessin. Lorsque les impédances 59 et 60, associées à l'électrode 11, prennent la valeur prévue, les potentiels relatifs des électrodes 7, 9 et 11 deviennent tels que le tube t'amorce et qu'un courant passe entre la cathode 7 et l'anode 9. Ce courant traverse la bobine d'excitation 55 du relais 57. Ce relais est excité et le circuit qu'il commande est ouvert ou fermé suivant le cas.
D'autre part, lorsqu'un cordon de métal désagrégé connecte l'anode 9 à l'écran 13, il s'établit un circuit entre les bornes du secondaire 49 à travers l'impédance 53, l'impédance 61, le conducteur 37, l'écran 13, le cordon de matière désagrégée, l'anode 9, le conducteur 33, la bobine d'excita- tion 55 du relais 57. Comme on l'a dit plus haut, ce courant traversant la bobine 55, est trop faible pour exciter le relais 57 en raison de l'impédance 61.
D'un autre coté, le courent qui traverse le circuit est alternatif et le relais 57, qui est du type à courant continu, ne peut s'exciter.
Si un cordon de matière désagrégée connecte 1'écran 13 à l'élec- trode de contrôle 11, celle-ci prend le potentiel de la oathode et le dispositif ne peut jamais s'amorcer. came on l'a vu, 1'Invention a été décrite à titre d'exemple sur un dispositif à décharge électrique à remplissage gazeux et à cathode froide. Il faut noter cependant que l'invention s'applique aussi bien aux dispositifs à cathode chaude, à vide poussé ou à vapeur de mercure.
De plus, il est bon de rappeler que bien que la disposition dé- crite plus haut comporte une électrode-écran 13, associée à l'anode 9, les autres électrodes pouvant aussi bienhêtre associées à des écrans analogues si la chose est nécessaire. Ainsi, on peut prévoir une électrode destinée à éli-
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miner les chargée qui e'Mcmnulent sur le memahan Isolant entourent la tige support de l'électrode de contrait, Do plue, si l'électrode de contrôle cet sujette à et deeegrégér, en peut prévoir une électrode-doren dastinde à dévier le métal d4sagrégé dans le diraotion voulues On peut noter également que# 4one certaines applications du dis positif à cathode troidr, la aathode peut biro plus petite,oi - lemo" du dispositif décrit ci-deanUI4 Dmit ce cas,
il peut se produire vas désagrégation de la cathode et le remède eontittt à prévoir, eonfomémont à l'inrrntian, tue dlootrode-doum si la nécessité atm fait sentir* Il est évident aussi que l'leatrode8oran ne toit pas ltre néaeaaairemoni aonneatie à la cathode# mais qu'elle peut ttre portée à vu potentiel àéiemin4 par rapport aux tutree électrodes du dispositif à diohargl, -'<- R N 8 U M B -<- -t-t-t-t-t-tlitinvention oenaeine des pertectiamnements apportée dans la oono- -tructim dao tube* à décharge électrique à plusieurs électrodes et à rempliesage gassus, permettant d'éviter le oourtoirecitage des électrodes résultant de la produeticn entre eellew-oi de aordans 44 matières provenant de la disagretetlea d'Orne électrode.
14 perfeetimmemant omelette par ex mple, à prévoir une eleetrode supplémentaire portés à un potentiel quelconque eu simplement oezeectee à la cathode par l'int ermédiairs d'mte impédance epproprieet dans le but de dévier dmie une direction déterminée les particules de matières déeegrégeee provenant de Itonodeb L'électrode supplémentaire a égalememt pour but avdoonler les charges éleatro-rtatiquea qui, en ne tonaant sur le* pu-tien Isolantes du l'ampoulo. sont généralement les causes de 191notabllité des caractériatiquu du tube à décharge* Cocfotmémant à l'invention, ces écrans elappliqumt non soulment à Itmodoo, mais aussi à toutes les ilectrodes peur lesquellu il est aéoeeeeire
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