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RELAIS SENSIBLES UTILISANT LA DECHARGE A EFFLUVE. -
La présente invention vise des moyens de réglage des circuits électriques, et plus particulièrement les moyens basés sur l'utilisation de tubes à effluve dans un circuit de relais.
Elle pamment d'établir des circuits perfectionnée utilisant des
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(mut!!" dvlitsla <SIJ,,&>,<u>à,i,1 du 6"ca C)t"t'lwt<l @\\ \ lu<ittàt, aatr.tu:G \ t'Q,wU,\.1tl.. nement extrrêmement sensible du système sous l'effet de légères variations d'une des variables du courant primaire : par exemple un paramètre électrique quelconque, l'intensité de la lumière ou un autre facteur sous le contrôle duquel on désire placer le réglage.
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Ella permet d'établir des circuits comportant plusieurs tubes à décharge du type à lueur dans lesquels, en cas de variation d'un facteur pri- maire, il s'établit un changement dans la distribution des tenesions provoquant la rupture dans ces tubes à succession rapide, de manière à entrainer une varia- tion intantanée du courant dans le circuit, variation qu'on utilise pour tel ré- glage qu'on désire.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avan- tages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accanpagnent, donnés simplement à titre d'exemple non limitatif, et dans lesquels ;
Les Fig.l et 2 représentant les circuits de réglage commandés par une source lumineuse.
Les Fig.3 et 4 montrent d'autres applications de l'invention qui peuvent servir à indiquer le déplacement d'un mobile devant le circuit de réglage.
La Fig.5 représente une forme de réalisation de l'invention qui peut indiquer la présence d'un potentiel alternatif sur des conducteurs, au voi- sinage du circuit de réglage.
La Fig.6 est une autre forme de réalisation de l'invention dans laquelle le circuit de réglage est commandé par les courants de haute fréquence.
Dans le dispositif de la Fig.l, le circuit de réglage comporte deux tubes à lueur, qui peuvent être à atmosphère gazeuse, avec deux électrodes asymétriques. Les tubes 1 et 2 sont reliés en série avec l'enroulement du relais 3 et le secondaire du transformateur 4. Ce transformateur est relié à une ligne à courant alternatif 5 et applique un potentiel alternatif aux bornes des deux tubes 1 et 2.
Le tube à décharge 1 comporte une cellule photoélectrique 6 en parallèle. Les contacts du relais 3 peuvent être montés de façon à commander un circuit canrne celui de la lampe 7.
La tension à courant alternatif appliquée aux bornes des tubes 1 et 2 par le transformateur 4, sortit normalement insuffisante nour provoquer l'allumage de ces tubes en cas de répartition égale de cette tension sur les tubes; mais elle est suffisante pour maintenir la décharge une fois amorcée.
En d'autres.termes, la pointe du potentiel alternatif doit être inférieure au double de la tension d'amoçage et supérieure au double de la tension d'entretien
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minimum de la décharge dans un des tubes à lueur. La cellule photoélectrique 6, qui est en parallèle avec le tube 1, offre normalement une impédance élevée, de sorte que la différence de potentiel aux bornes des tubes à décharge est ré- partie de façon pratiquement égale.
Si la lumière émanant d'une source telle que 8, frappe la cellule l'impédance de cette cellule s'abaisse, de sorte que la tension aux bornes du tube à décharge 2 croît, entraînant une diminution correspondante de la ten- sion aux bornes du tube 1 pendant l'alternance de sens voulu du potentiel alter- -natif aux bornes de la cellule. Cette augmentation de tension aux bornes du tube 2 est suffisante pour provoquer la lueur après quoi la tension aux bornes de ce tube tombe, de sorte qu'une partie plus forte de la tension de ligne appa. rait aux bornes du tube 1, qui s'amorce à son tour, en laissant ainsi passer du courant à travers les deux tubes à décharge.
Ce courant est suffisant pour faire fonctionner le relais 3, de sorte qu'il y a excitation du circuit à régler, qui peut être par exemple le circuit 7. Ce circuit de réglage excite le relais aussi longtemps que la lumiè- fre de la source 8 frappe la cellule 6. Quand ce n'est plus le cas, la lueur dans les tubes 1 et 2 cesse, parce qu'ils s'arrêtent à chaque cycle du courant alternatif. De cette façon, il est évident que le circuit de réglage peut servir à exciter ou désexciter le circuit à régler.
Si on le désire, on peut alimenter le dispositif de la Fig.l au moyen d'une source à courant continu. Si les conducteurs 5 sont reliés à une telle source en série avec un interrupteur assurant du courant pulsatoire, on peut utiliser,sans autre modification, le dispositif de la Fig.l.
On peut encore disposer la Fig. 1 d'autre manière en supprimant le transformateur 4 et en reliant la bobine du relais 3 et les tubes 1 et 2 aux conducteurs 5. Ces conducteurs peuvent alors être reliés à une source de po- tentiel à courant continu de polarité appropriée, insuffisante pour provoquer l'amorçage des tubes, mais suffisante pour maintenir leur décharge une fois qu' elle est amorcée. Avec une telle disposition, la présence de la lumière sur la cellule 6 provoque l'amorçage successif des tubes et le fonctionnement du relais Les tubes continuent à briller, même quand la lumière ne frappe plus la cellule 6, parce que la tension de décharge ne passe pas par un cycle négatif, comme c'était la cas pour l'alimentation à courant alternatif.
Pour arrêter la lueur de la décharge et libérer le relais, il convient de couper le courant continu
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par un dispositif interrupteur quelconque. Dans certaines applications, ce dis- positif à courant continu peut offrir des avantages très grands lorsqu'on dé- sire mettre en route un dispositif d'alarme et le maintenir excité jusqu'à ce qu'un opérateur en arrête le fonctionnement.
Dans le dispositif de la Fig.2, les deux tubes à décharge 11 et 12 sont reliés en série avec le secondaire du transformateur 13 et l'enroule- ment du relais 14. Les capacités des électrodes des tubes à décharge sont équi- librées au moyen des capacités 15 et 16 qui sont reliées en parallèle avec les tubes à décharge. Le tube à décharge 11 comporte une cellule photoélectrique 17 en parallèle avec lui, et le tube à décharge 12 une résistance 18 en paral- lle avec lui pour équilibrer le courant photoélectrique qui passe dans la cellule 17 lorsqu'elle est frappée par la lumière de la source 20.
Le relais 14 peut comporter une résistance en parallèle 19 desti- née à éviter la commande du relais par le courant de fuite de la cellule 17.
Un potentiel à courant alternatif insuffisant pour provoquer la décharge, est appliqué aux bornes des tubes 11 et 12 au moyen du transformateur 13 relié à une ligne à courant alternatif 9. Le relais 14 peut servir à régler tout cir- cuit de charge tel que celui représenté par la lampe 10.
La combinaison des tubes 11 et 12, des crpacités 15 et 16, de la cellule 17 et de la résistance 18, constitue un pont équilibré qui se met en déséquilibre lorsque la lumière de la source 20 cesse de frapper la cellule 17 en appliquant au tube à décharge 11 une tension plus élevée qu'au tube à dé- charge 12. Cette surtension aux bornes du tube 11 en provoque l'allumage, ce qui se traduit par une chute de tension reportant la plus grande partie de la tension de ligne aux bornes du tube à décharge 12. celui-ci s'allumant à son tour laisse passer le courant qui traverse ainsi les deux tubes à décharge .
Le courant a une intensité suffisante pour commander le relais 14 et par con- séquent exciter le circuit à régler représenté, dans le cas do la figure, par un circuit de lampe 10. Le relais 14 du circuit de réglage est excité aussi longtemps que la lumière d'une source, telle que 20, ne frappe pas la cellule 17. Un tel circuit peut servir à l'allumage de lampes dès l'instant que la lumière du jour tombe au-dessous d'une certaine intensité.
On peut donner au système beaucoup d'autres applications pour le comptage, pour les avertis- seurs et les dispositifs d'alarme, les détecteurs de fumée, les dispositifs sélectionneurs de toute nature, le mécanisme -utilisé fonctionnant toutes les
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fois que le faisceau lumineux d'une source, telle que 20, est intercepté par un mobile.
Le dispositif décrit ci-dessus peut également fonctionner sous courant continu, si on élimine le transformateur 13 et si on relie les tubes à décharge et le relais directement aux conducteur 9. Dans le fonctionnement à courant continu, les capacités d'équilibrage 15 et 16 ne sont pas essentiel- les, puisqu'ils n'y a aucun transfert d'énergie appréciable à travers les capa cités des éléments composants. Dans le dispositif à courant continu, la lueur dans les tubes à décharge se maintient jusqu'à ce qu'il y ait interruption du courant continu.
Dans la variante représentée Fig.3, on réalise l'indication du passage d'un mobile. Les tubes à lueur 21 et 22 sont montés en srie avec le secondaire d'un transformateur 23 et l'enroulement du relais 24. Un potentiel alternatif est appliqué aux bornes des tubes 21 et 22 au moyen du transforma- teur 23 qui est branché sur une ligne à courant alternatif 25. Le relais 24 peut servir à commander un circuit tel que le circuit 26. L'armature métallique 27 est reliée à l'une des électrodes du tube à décharge 22, et une armature métallique analogue 28 à l'autre électrode du tube 22.
Les armatures 27 et 28 sont disposées dans le même plan, et pour équilibrer l'effet de la capacité entre ces armatures, on a branché une capacité 29 en dérivation sur le tube 21
Si un mobile 30 se déplace dans un plan parallèle à celui des armatures 27 et 28, suivant la flèche, la capacité aux bornes de la cellule 22 augmente et par conséquent l'équilibre des tensions aux bornes des tubes à dé- charge se trouve modifié, de sorte que les cellules sont excitées succesivement et commandent le fonctionnement du relais 24. Le dispositif fonctionne très bien quand le mobile 30 est en matière conductrice, et il fonctionne bien éga- lement si le mobile est non conducteur, de grandeur suffisante et assez rap- proché des armatures 27 et 28.
La Fig.4 représente une variante de la Fig.3 dont les éléments ont été distribués de façon à obtenir un dispositif plus sensible lorsque les armatures 27 et 28 doivent servir à annonce? la présente d'un corps non condue- tour. Dans cette figure les éléments correspondants sont désignés par les mê- mes chiffres de référence que dans la Fig. 3 Dans le cas de la Fig.4, cepen- dant, le mobile 31 peut être, soit conducteur, soit non conducteur; il est placé entre les armatures 27 et 28 qui sont disposées dans des plans paral-
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lèles.
Le mobile 31 se déplace suivant la flèche et augmente la capacité aux bornes du tube 22, ce qui règlo la déséquilibre de tension aux bornes des tubes à décharge, dans des conditions telles qu'ils s'excitent tour à tour.
Les dispositifs représentés Fig.3 et 4 peuvent servir à des re- lais de comptage, à des dispositifs sélecteurs, à des appareils de sécurité, à des interrupteurs ou commutateurs limiteurs, à des dispositifis d'inspection automatique ou de contrôle , etc......
Dans la variante de la Fig.5, les tubes 32 et 33 sont en série avec le relais 34 et le secondaire du transformateur 35 dont le primaire est alimenté par la ligne à courant alternatif 36. Le rélais: 34 règle l'excita- tion de l'appareil représenté par le rectangle 37. L'armature de condensateur 38 est reliée à l'électrode du tube 32, qui est déjà reliée au relais 34. Une autre armature 39 est reliée à l'électrode du dispositif 33 au point où celle.. ci se relie au secondaire du transformateur 35. Une troisième armature 40,ana- logue aux précédentes, est reliée à un point intermédiaire entre les tubes à décharge 32 et 33. Les armatures sont disposées en ligne dans le marne plan.
Cet arrangement assure des capacités égales aux'bornes de chacun des tubes'à décharge 32 et 33.
Une série d'armature (41 à 43) d'égales dimensions et proportion- nelles aux armatures de condensateur 38, 39 et 40, sont disposées dans un plan pprallèle à ces armatures. L'armature 41 est reliée à 43 et à l'une des bornes de l'enroulement de transformateur 44. L'autre borne de cet enroulement est reliée à la plaque 42 qui est disposée entre les armatures 41 et 43. Le pri- maire du transformateur 44 est relié à une source de courant alternatif 45, et un commutateur 46 est inclus dans le circuit, de sorte que le transformateur peut 'être excité à volonté.
Si les armatures de condensateur 41, 42 et 43 sont disposées en face des plaques 38 , 39 et 40 et dans un plan parallèle, une action du commutateur 46 applique, sur ces armatures, un potentiel alternatif qui est transféré aux armatures reliées aux électrodes des tubes à décharge.
Ce transfert d'énergie déséquilibre la répartition de la tension aux bornes' du circuit des tubes 32 et 33, et il est évident que ces dispositifs s'exci- tant tour à tour , de manière analogue à ce qui a été dit pour les variantes précédentes.
Si le commutateur 46 est ferma et que les conducteurs ou arma..
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tures de condensateur 41, 42 et 43 sont déplacés dans*le sens de la flèche, les tensions aux bornes des tubes 32 et 33 se mettent en déséquilibre. Avec cas dispositions, l'inductance aritre les deux groupes d'armature peut être plus grande, ou les dimensions des armatures beaucoup plus petites qu'avec la disposition représentée Fig. 3, dans laquelle les armatures ne sont pas exci- tées.
Un dispositif de ce genre peut s'appliquer à un système de com- mutation entre opérateurs et trans par exemple. Des commandes comme la cornman- de automatique de freins, seraient aussi réalisables par ce procédé, et il en est de même de la commande des signaux dens les cabines d'opérateurs commandant les trains.
Dans le dispositif de la Fig.6, un circuit accordé de T. S.F. 47, pourvu d'une antenne et d'une terre, a son circuit de sortie relié à un tube à décharge électronique 48. Ce tube 48 peut être à grille-écran et pourvu d'uns cathode, de deux éléments de réglage et d'une anode. La sortie du circuit 47 est reliée à l'un des éléments de réglage et à la cathode du tube 48. On a dis- posé deux tubes à décharge 49 et 50 en série avec le relais 51 et l'enroulement 52 du transformateur 53, lequel est relié à une source appropriée de courant alternatif, par les conducteurs 54. Un enroulement 55 du transformateur four- nit la source de courent qui sert au chauffage de la cathode du tube 48.
L'anc- de de ce tube est reliée à un point intermédiaire entre les tubes 49 et 50, et l'élément de réglage restant du tube 48 est relié à l'électrode du tube à lueur 50, qui est lui-même relié à l'enroulement 52 du transformateur 53. Le relais 51 peut être disposé de fagon à régler tout circuit désiré.
Le circuit 47 reçoit un courant de haute fréquence de l'antenne à laquelle il est relié, et sa sortie applique, sur l'élément de réglage du tube 48, une tension qui assure un changement de l'impédance de ce tube. Cette variation d'impédance déséquilibre la distribution des tensions aux bornes 'des tubes 49 et 50, qui s'excitent tour à tour et laissent passer le courant dans le relais 51.
L'invention offre entre autres avantages les suivants
1 - Le circuit de relais ou de réglage ne consomme*pas d'énergie en dehors de ses périodes de fonctionnement.
2 - Une disposition simple, peu coûteuse et de construction fa- cile permet un réglage très sensible.
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Bien qu'on ait reposante et décrit plusieurs formes de réalisa- tion de l'Invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces for- mes particulières, données simplement à titre d'exemple et sans aucun caractè- re restrictif, et que par conséquent toutes les variantes ayant même principe et m'orna objet que les dispositions indiquées ci-dessus, rmtreraient comme elles dans le cadre de l'invention.