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MEMOIRE DESCRIPTIF
Déposé à l'appui d'une demande de
BREVET :D'INVENTION Priorité: Demande de brevet en Allemagne n 86.203 du 9 Juillet 1934
PROCEDE POUR LA SURVEILLANCE DE LA PRESSION DU GAZ OU DE LA VAPEUR REMPLISSANT LES TUBES A DECHARGE
DANS LE VIDE--
L'invention se rapporte à un procédé pour la surveillance de la pression du gaz ou de la vapeur remplissant les tubes à décharge dans le vide.
On connaît déjà des dispositifs de surveillance, dans lesquels une décharge auxiliaire est produite entre une anode auxiliaire et la cathode du tube à surveiller et où une électrode de mesure est disposée à l'extérieur du noyau de la décharge auxiliaire, une quantité de particules du noyau de la décharge, qui dépend de la pression à contrôler, se diffusant vers cette électrode de mesure, de telle
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sorte que le courant passant dans l'électrode de mesure agisse d'une manière correspondante sur un dispositif indicateur.
Il est encore connu de prévoir devant l'anode auxiliaire, dans les dispositifs de ce genre, un diaphragme qui empêche la formation d'une cathode auxiliaire dite "errante", capable d'entraver l'action du système de surveillance; ce diaphragme fixe la cathode intermédiaire dans son orifice, sous la forme d'une cathode de constriction.
L'invention a pour objet un procédé de mesure et de surveillance, qui s'appuie en partie sur des éléments analogues à ceux qu'emploie le procédé connu, mais qui fonctionne d'après un principe entièrement différent.
D'après le procédé conforme à l'invention, on provoque également une décharge auxiliaire entre une anode auxiliaire et la cathode du récipient à surveiller, et on dispose également devant l'anode un diaphragme. Une électrode de mesure particulière n'est pas prévue, mais l'anode auxiliaire constitue elle-même l'électrode de mesure. De plus, la décharge auxiliaire n'est pas effectuée à courant constant, mais conformément à l'invention, avec des intensités qui tendent, dans le cas d'une désionisation de l'espace isolé par le diaphragme, et lorsque la tension ero±t, vers une valeur de saturation qui dépend de la pression de gaz ou de vapeur à surveiller.
Cette valeur est mesurée, directement ou indirectement, au moyen d' un dispositif de mesure intercalé dans le circuit de l'anode auxiliaire. 3n outre du dispositif de mesure ou à sa place, on peut également introduire dans le circuit un dispositif interrupteur, qui commande des connexions lorsque la valeur de saturation du courant de décharge s'éloigne d'une valeur prédéterminée, c'est-à-dire met en marche une pompe à vide ou autre dispositif pour compléter le remplissage de gaz rare.
La valeur de saturation du courant et sa relation avec la pression de gaz ou de vapeur sont établies de la manière suivante:
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"de constriction" pour laquelle le courant d'électrons, dans le sens cathode-anode, et le courant d'ions positifs en sens opposé, c'est-àdire le courant anode-cathode, sont très rapprochés ; ces courants se comportent en proportion inverse de la racine carrée du rapport de la masse d'électrons à. la masse d'ions positifs. Comme à partir d'une valeur déterminée du courant, l'espace au voisinage de l'anode auxiliaire se trouve à un vide beaucoup plus élevé que le tube à vide proprement dit qui contient la cathode, le courant traversant le diaphragme est limité par le nombre des particules de gaz neutres qui se diffusent à. partir de la chambre de décharge contenant la cathode, dans la partie de la chambre de décharge contenant l'anode et limitée par le diaphragme.
Ce nombre de particules dépend évidemment de la pression de gaz ou de vapeur devant le diaphragme, dans le sens allant vers la cathode. On en déduit la relation entre la pression de gaz ou de vapeur et la valeur de saturation du courant utilisée conformément à l'invention.
L'invention sera mieux compris.e en se reportant aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 représente un exemple de réalisation de l'invention; la figure 2 est un diagramme des caractéristiques de tension en fonction du courant dans lesquelles les valeurs de saturation sont visibles; et la figure 3 représente un second mode de réalisation.
A la figure 1, le tube à décharge dans le vide proprement dit, par exemple un redresseur à vapeur de mercure dont la pression de gaz ou de vapeur doit être surveillée, est désigné par 1. En 2 est figurée la cathode et 3 désigne les anodes, qui sont entourées de tubes protecteurs 4 et montées dans l'appareil au moyen des isolateurs 5. En 6 est le transformateur de courant alternatif, auquel sont connectées les anodes 3. Pour la surveillance de la pression de gaz ou de vapeur, un raccord tubulaire 7 est introduit dans l'appareil
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1. Ce tube 7 contient une anode 8, devant laquelle est disposé un diaphragme 9. L'anode 8 est connectée à une source de tension con- tinue 10, qui permet de maintenir une décharge auxiliaire entre l'a- node auxiliaire 8 et la cathode principale 2.
Cette décharge est indiquée par la caractéristique de la tension en fonction du courant 11 de la figure 2. Lorsque la tension croît, l'intensité de la dé- charge croît également et tend vers une valeur de saturation qui est à peu près égale à la valeur Io. Cette valeur Iodu courant s'ob- tient à l'intersection entre la droite des résistances 18 et la ca- ractéristique 11 et doit être considérée comme l'intensité pour la- quelle la pression de gaz ou de vapeur atteint la valeur désirée.
Lorsque la pression de gaz ou de vapeur croit, c'est-à-dire lorsque le vide diminue, la caractéristique devient alors conforme à la cour- be 12, c'est-à-dire que la partie montante de la caractéristique de la tension en fonction du courant se décale vers les valeurs de cou- rant plus élevées I '.Au contraire, lorsque la pression de gaz ou o de vapeur est plus faible, c'est-à-dire pour un vide plus poussé, la caractéristique de tension se déplace vers la courbe 13, c'est-à-dire que la partie ascendante de cette courbe se réalise pour une valeur du courant Io".
On voit donc, d'après les courbes représentées à la figure 2, que la caractéristique de tension en fonction du courant comporte une branche ascendante très brusque, de sorte que le courant croit encore lentement avec la tension, mais tend vers une valeur de saturation. La valeur du courant commandant l'instrument indicateur est avantageusement constituée, conformé méat à l'invention, par la valeur donnée par le point d'intersection de la caractéristique de tension avec la droite de résistance.
Pour l'indication de cette variation de la valeur du courant Io, on intercale dans le circuit d'anode un instrument de mesure 14 qui, grâce à un étalonnage approprié, permet la lecture directe de la pression de gaz. De plus, on peut disposer dans le circuit d'anode
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cuit de mise en marche et d'arrêt de la pompe à vide pour la commande d'un dispositif de remplissage de gaz rare, etc...
Le mode de réalisation conforme à la figure 3 se di.stingue du mode de réalisation représenté à la figure 1 par le fait qu'une bobine de réactance 16 est connectée en série avec l'anode auxiliaire 8. Il se produit donc, entre l'anode 8 et le diaphragme 9 et par l'intermédiaire de la bobine de réactance 16, des oscillations à haute fréquence aussitôt que le courant de l'anode 8 est limité par le diaphragme 9 et non plus par la résistance 17. Il en est ainsi lorsque le point d'intersection de la droite de résistance 18 se trouve dans la branche ascendante des caractéristiques 13,11 et 12, comme on le voit à la figure 2.
Si l'on choisit les dimensions et les intensités de telle manière qu'il se produise des oscillations à haute fréquence, on peut monter en parallèle sur la bobine de réactance 16, c'est-à-dire sur l'anode 8 et la cathode 9, un tube luminescent 19 ou autre tube analogue, qui est ionisé par les oscillations à haute fréquence et devient ainsi conducteur. Un condensateur 20 est connecté en série avec ce tube luminescent. Ce tube 19 a pour effet de fermer un circuit auxiliaire qui aboutit à ses bornes 21, ce circuit établissant les commandes désirées aussitôt que la pression de gaz ou de vapeur, à l'intérieur du tube à décharge dans le vide, dépasse une limite inférieure déterminée.
Bacs ce mode de réalisation également, on peut introduire un instrument de mesure dans le circuit d'anode.
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