<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif pour l'essai de la résistance à la lumière d'échantillons.
L'invention est relative'à un dispositif permettant d'essayer la résistance que présentent des échantillons à la lumière, à l'aide de la lumière concentrée d'une source de lumière intense. On a déjà proposé d'utiliser à cet effet des tubes à décharges, par exemple, des lampes à décharges au mercure ou des lampes à arc à charbons.Les lampes de ce genre présentent l'inconvénient que leur spectre diffère beaucoup du spectre solaire et comprend beaucoup de longueurs d'onde qui n'existent pas dans le spectre solaire. Un essai de la résistance à la lumière exécuté à l'aide d'un tube de ce genre ne donne, par conséquent, pas une idée correcte de la résistance
<Desc/Clms Page number 2>
à la lumière du jour ou du soleil.
Pour cette raison, il est recommandé d'utiliser des sources de lumière donnant un spectre continu telles que celles comportant un corps à incandescence à température élevée. Ainsi, on a déjà proposé d'utiliser à cet effet des lampes à grande puissance, par exemple des lampes de projection pour cinémas.
Le dispositif suivant l'invention comporte un corps réfléchissant, présentant partiellement la forme d'un ellipsol- de de révolution que l'on peut supposer être produit par la rotation d'une ellipse autour de son grand axe, et auquel se raccorde un corps tronconique. A. l'un des foyers de l'ellipsolde est disposé l'organe lumineux d'une source de lumière tandis qu'à l'autre foyer ou à proximité de ce foyer l'échantillon à essayer est exposé aux rayons lumineux. Sur le trajet des rayons entre la source de lumière et l'échantillon est disposé un filtre à liquide absorbant complètement ou en majeure partie les rayons calorifiques rayonnés par la source de lumière.
En raison du faisceau de rayons très concentré que l'on obtient à l'endroit où se trouve l'échantillon, l'essai exécuté à l'aide du dispositif suivant l'invention prend très peu de temps comparativement à la durée requise pour un tel essai exécuté à l'aide d'un dispositif connu.
L'échantillon à essayer peut être de tout genre ; onpeut essayer, par exemple, la résistance à la lumière et la stabilité des couleurs de textiles, de papier de tenture, de laques, de matières colorantes, de matières fibreuses, de produits de la nature, etc. De plus, un dispositif de ce genre permet d'essayer, par exemple, si des étoffes blanches perdent leur couleur, par exemple jaunissent, sous l'effet de rayons lumineux. Dans certains cas, il peut être avantageux d'exposer
<Desc/Clms Page number 3>
l'échantillon à essayer par intermittences aux rayons. L'ap- pareil peut être muni à cet effet d'un dispositif spécial, par exemple d'une plaque tournante qui amène l'échantillon à essayer chaque fois à l'un des foyers de l'ellipsoïde.
De préférence, le corps réfléchissant est en métal et possède du côté intérieur un pouvoir réfléchissant élevé pour pouvoir réfléchir les rayons lumineux émis par la source de lumière, autant que possible au second foyer de l'ellipsoi'- de. On peut obtenir ce pouvoir réfléchissant élevé, par exem- ple, en revêtant l'intérieur du corps métallique d'une couche de chrome qui est ensuite polie. Le corps réfléchissant peut aussi être constitué par du verre dont la surface intérieure peut être rendue réfléchissante, par exemple, en argentant le corps en verre. L'aluminium convient aussi très bien comme matière à pouvoir réfléchissant élevé.
Il peut être avantageux de noircir l'extérieur du corps réfléchissant pour augmenter ainsi le rayonnement ther- mique.
Comme source de lumière on peut utiliser dans le dis- positif suivant l'invention une lampe à grande puissance. Pour empêcher l'échantillon à essayer de prendre feu ou d'être por- té à une température trop élevée par suite des rayons calori- fiques émis en grande quantité par cette source de lumière, on dispose comme on l'a dit plus haut, sur le parcours du faisceau de rayons un filtre à liquide absorbant en majeure partie la chaleur rayonnée. Ce filtre peut renfermer par exemple une solution de sulfate de cuivre. Le filtre peut être constitué par un organe cylindrique qui renferme le liquide et dont les faces extrêmes sont formées par des plaques en quartz qui laissent passer les rayons ultraviolets émis par la source de lumière pour qu'ils atteignent l'échantillon à essayer.
Pour @
<Desc/Clms Page number 4>
rendre possible une libre dilatation de la solution de sulfate de cuivre renfermée dans le filtre, ce dernier est muni d'un dispositif particulier, par exemple d'un petit tube en verre.
Il est aussi possible d'utiliser dans le filtre de l'eau courante et à cet effet le filtre peut être raccordé, par exemple, à la canalisation d'eau. Il est aussi possible de remplir le corps réfléchissant presqu'entièrement d'eau courante. S'il est préférable, d'utiliser dans le corps réfléchissant de l'eau stagnante, il est avantageux d'employer de l'eau distillée, de préférence additionnée d'une faible quantité d'un désinfectant, par exemple de HgCL2 pour empêcher la formation d'algues.
Dans le cas d'une lampe à puissance très élevée, il ne suffit pas d'utiliser un remplissage constitué exclusivement par de l'eau, car dans ce cas la hauteur de,la colonne d'eau nécessaire pour obtenir une dissipation thermique suffisante, deviendrait exagérée. Il est alors avantageux de disposer dans le trajet des rayons, outre le remplissage d'eau, un filtre additionnel, par exemple une cuvette renfermant une solution aqueuse de CuS04'
Il est très important de prendre soin que la distribution d'énergie de la lumière frappant l'échantillon à essayer, corresponde autant que possible à celle du spectre solaire.
Pour cette raison il est avantageux de tenir compte de cette circonstance dans le choix du filtre.
La chaleur rayonnée par la source de lumière et s'accumulant en majeure partie dans les parois de la partie ellipsoïdale du dispositif, doit être dissipée de façon efficace. On peut utiliser à cet effet un milieu en mouvement, par exemple de l'eau courante. Il est aussi possible de munir le corps réfléchissant d'ailettes de refroidissement le long desquelles on
<Desc/Clms Page number 5>
être mis en circulation de façon artificielle.
Pour maintenir l'échantillon à essayer à une température aussi faible que possible, il est recommandable de refroidir la plaque sur laquelle il est placé. On peut y arriver en raccordant la plaque à une conduite dans laquelle circule, par exemple, de l'eau de la canalisation d'eau. Il est aussi possible de munir cette plaque de pieds ayant une bonne conductibilité thermique et de placer ces pieds dans un réfrigérant, par exemple de l'eau ou de la glace. La plaque peut être fixée à la partie tronconique du corps réfléchissant.
Pour se faire une idée correcte de la façon dont l'échantillon à essayer se comporte dans des conditions déterminées, il peut être avantageux d'entretenir au voisinage de l'échantillon une certaine teneur en humidité.
Comme il a été dit déjà plus haut, on peut utiliser comme source de lumière une lampe à grande puissance. Le plus souvent, cette lampe passe en partie à travers la partie ellip- soïdale du corps réfléchissant. Pour pouvoir mettre à profit tous les rayons ultraviolets émis par l'organe lumineux de la source de-lumière., il est avantageux de constituer la partie de la paroi de la lampe qui,entoure le filament, par du quartz ou par une autre matière perméable aux rayons lumineux et ultraviolets.
Le dispositif peut être agencé de telle façon que le corps réfléchissant ainsi que les conduits de raccordement et la chemise de refroidissement sur laquelle la source de lumière est montée en position réglable, soient supportés par le boîtier du transformateur nécessaire pour la fourniture d'énergie à la source de lumière.
L'invention sera mieux comprise en se référant au dessin annexé qui en représente, à titre d'exemple, quelques modes de réalisation.
<Desc/Clms Page number 6>
'La figure 1 représente une coupe verticale d'un dispositif suivant l'invention comportant une lampe à puissance relativement faible, par exemple de 0,4 KW environ.
La figure 2 représente également une coupe verticale d'un dispositif suivant l'invention comportant, toutefois, une lampe à puissance plus élevée.
Le corps réfléchissant 1 représenté sur les figures, comporte une partie ellipsoïdale 2 à laquelle se raccorde une partie tronconique 3. A travers un orifice 4 ménagé dans la partie 2, 'passe une source de lumière 5 (constituée en l'espèce par une lampe de cinéma) qui pénètre, au moins partiellement, dans l'intérieur du corps réfléchissant. La lampe 5 comporte un filament 6 entouré par la paroi 7 de la lampe, cette paroi étant constituée, au moins en partie, par du quartz ou par une autre matière perméable aux radiations à courte longueur d'onde émises par la source de lumière, pour que ces radiations puissent passer librement. Sur le trajet du faisceau de rayons émis par le filament 6, est disposé un filtre à liquide 8 renfermant dans le cas envisagé une solution aqueuse de sulfate de cuivre.
L'échantillon 9 à essayer repose sur une plaque 10 refroidie par de l'eau courante, provenant, par exemple, de la canalisation d'eau. Le conduit d'entrée 11 et le conduit de sortie 12 servent à la circulation de l'eau.
Le filtre 8 peut être refroidi par de l'eau courante.
Le conduit 12 constituant le conduit de sortie du dispositif de refroidissement de la plaque 10 et de l'échantillon 9 se trouvant sur cette dernière, peut servir en même temps de conduit d'amenée pour le dispositif de refroidissement du filtre 8. 13 désigne le conduit destiné à évacuer l'eau ayant refroi-
<Desc/Clms Page number 7>
L'air renfermé dans le corps réfléchissant 1, est fortement chauffé par la chaleur rayonnée par le filament 6.
L'air chaud s'élève et chauffe, par conséquent, particulièrement la partie supérieure, dans le cas envisagé la partie ellip- soi'dale 2 du corps réfléchissant 1. Il est avantageux de noircir de façon convenable l'extérieur du corps réfléchissant 1 pour faciliter ainsi le rayonnement thermique. Il peut arriver, toutefois, que néanmoins la paroi du corps 1 acquière une température trop élevée. Dans ce cas, il est avantageux de munir la partie 2 d'ailettes de refroidissement 17 qui peuvent être refroidies par un milieu en mouvement, par exemple de l'eau ou de l'air. Dans ce dernier cas, il est avantageux de souffler l'air le long des ailettes 17 à l'aide d'un ventilateur.
Il se peut que sans être refroidies par un milieu en mouvement les ailettes de refroidissement 17 cèdent déjà assez de chaleur à l'ambiance pour qu'on puisse se dispenser d'un refroidissement au moyen d'un milieu en mouvement.
Les rayons lumineux parcourent le trajet suivant:
Le filament 6 disposé à l'un des foyers de la partie ellipsoïdale 2 du corps réfléchissant l, émet des rayons lumineux qui frappent partiellement la partie ellipsoïdale 2.
Suivant la propriété connue d'un ellipsoïde, les rayons lumineux frappant la partie 2 sont réfléchis vers l'autre foyer de l'ellipsoide, où est disposé l'échantillon 9 à essayer.
Pour empêcher l'échantillon 9 d'acquérir une température trop élevée, ce qui serait possible par suite de la forte concentration du faisceau de rayons lumineux et calorifique frappant l'échantillon, on a disposé dans le trajet du faisceau audessous de l'orifice du corps réfléchissant 1, le filtre précité 8 constitué par un organe cylindrique dont les faces ex- trémes sont formées par deux plaques en quartz ou en une autre matière laissant passer les rayons lumineux et ultraviolets.
<Desc/Clms Page number 8>
La figure 2 représente une variante du dispositif suivant l'invention, destinée à être utilisée en combinaison avec une lampe à puissance très supérieure à celle de la lampe représentée sur la figure 1. En principe, le dispositif est identique à celui de la figure 1 mais la lampe beaucoup plus grande nécessite des mesures particulières pour dissiper par une plus forte action de filtre la quantité de chaleur plus grande due à la plus grande énergie de la lampe. Dans le dispositif de la figure 2 le réflecteur 1 est également composé d'une partie tronconique 3 et d'une partie ellipsoïdale 2 présentant un orifice 4 à travers lequel une lampe 5 à grande puissance pourvue d'un filament 6 pénètre dans le réflecteur.
La partie 7 de l'ampoule qui entoure le filament 6, est en quartz ou en une autre matière laissant passer à la fois les rayons lumineux et les rayons ultraviolets. L'échantillon 9 à examiner repose sur la plaque 10. Les chiffres 11 et 12 désignent les conduits servant, respectivement, à l'amenée et à l'évacuation de l'eau de refroidissement pour la plaque 10.
Toutefois, du fait que dans ce mode de construction on utilise une lampe à puissance très supérieure à celle de la lampe utilisée dans le mode de construction de la figure 1, il est nécessaire, comme il a été dit plus haut, de prendre des mesures particulières pour assurer une dissipation thermique satisfaisante. A cet effet, le corps réfléchissant 1 est rempli presqu'entièrement d'eau distillée, additionnée éventuellement d'une faible quantité d'un désinfectant, par exemple de HgCl2 pour empêcher la formation d'algues. Puisque le corps réfléchissant renferme de l'eau distillée, l'orifice inférieur du réflecteur doit être fermé. A cet effet on utilise uhe plaque en quartz ou en une autre matière transparente à la fois aux rayons lumineux et aux rayons ultraviolets.
L'eau distillée
EMI8.1
1 IY 1- - -fi -- -1 1 1 1 1 --
<Desc/Clms Page number 9>
Du fait que pour des lampes à très grande puissance la colonne d'eau se trouvant à l'intérieur du corps réfléchissant, ne peut atteindre qu'une hauteur insuffisante pour absorber suffisamment les rayons calorifiques émis par la source de lumière et réfléchis vers l'échantillon à examiner,on doit prendre encore une mesure particulière consistant à disposer sur le trajet du faisceau de rayons à l'intérieur du corps réfléchissant une cuvette ou un filtre 8 dont le mode de construction est analogue à celui du filtre 8 de la figure 1.Cette cuvette est munie d'un dispositif permettant au liquide qu'elle contient de se dilater librement, est, par conséquent, complètement entourée par l'eau distillée dont le réflecteur est rempli,
de sorte que la chaleur absorbée dans ce filtre peut être restituée à l'eau environnante.
Pour obtenir une dissipation satisfaisante de la chaleur accumulée dans l'eau distillée, la partie supérieure du corps réfléchissant 1 est entourée d'une chemise de refroidissement 15. Il suffit d'entourer seulement la partie supérieure par cette chemise de refroidissement puisque l'eau distillée chauffée s'élève et, par conséquent, cède sa chaleur essentiellement à la partie supérieure du corps réfléchissant.
Dans la chemise de refroidissement 15 circule de l'eau de la canalisation, cette eau étant amenée par le conduit 12 et évacuée par le conduit 14. Dans ce mode de réalisation, l'eau de la canalisation est amenée, comme on le voit sur la figure, par le conduit 11 pour le refroidissement de la plaque 10 et de l'échantillon 9 se trouvant sur cette dernière, puis elle passe à travers le conduit 12 à la chemise de refroidissement 15 où elle sert au refroidissément de la partie supérieure du réflecteur, pour quitter enfin la chemise 15 à travers le -conduit 14. Il y a lieu d'ajouter qu'il n'est pas absolument nécessaire d'utiliser l'eau ayant refroidi la plaque 10, encore
<Desc/Clms Page number 10>
pour le refroidissement du corps réfléchissant 1.
Il est aussi possible de munir la plaque 10 et la chemise de refroidissement 15 séparément de conduits distincts destinés à l'amenée et à l'évacuation de l'eau.
Pour garantir une bonne position du filament 6 par rapport au réflecteur 1, en d'autres termes pour assurer que le filament 6 se trouve exactement à l'un des foyers de l'ellipsoide (en négligeant les dimensions spatiales de ce filament), il est avantageux de monter la lampe 5 de façon qu'elle soit réglable en position. Pour pouvoir disposer l'échantillon 9 exactement à l'autre foyer de la partie ellipsoïdale, il est désirable que la position de la plaque 10 soit réglable.
Le dispositif conforme à l'invention peut être agencé de telle façon que le corps réfléchissant avec la chemise de refroidissement et les conduits de raccordement ainsi que la lampe montée en position réglable sur ce corps réfléchissant, reposent sur le transformateur nécessaire pour fournir de l'énergie à la source de lumière. La plaque 10 peut être suspendue à la partie inférieure du corps réfléchissant 1.