<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENT DANS LES APPAREILS A TEMPERATURE CONSTANTE.
Cette invention est relative aux boîtes à température constante, particulièrement à celles destinées à être utilisées en connexion avec des appareil à fréquence contrôlée et s'adresse spécialement aux boites pour oscillateurs piézo- électriques, résonateurs ou organes analogues.
Dans la technique antérieure , on n'utilise que des enveloppes chauffées conçues pour maintenir une température intérieure constante indépendante des variations de température du milieu ambiant, Habituellement, deux enveloppes ou plus sont prévues, logées l'une dans l'autre. Ainsi, il a été antérieurement proposé de maintenir un cristal piezo électrique à une température de service satisfaisante en l'enfermant dans la boite intérieure d'une série de boites com- posées de matériaux ayant des caractéristiques thermiques différentes,(telles par
<Desc/Clms Page number 2>
exemple le bois et l'aluminium) pour distribuer la chaleur et en prévoyant des couches alternatives hermétiques,par exemple de cuivre et feutre, entre les di- verses bottes pour distribuer ainsi la chaleur et atténuer les variations de température.
Indépendamment des avantages revendiqués pour de tels appareils, on peut dire que généralement ils sont embarrassants et coûteux et ne permettent pas des assemblages aisés et des accès aisés à l'intérieur pour la vérification et la réparation.
Pour cette raison les essais de simplification dans la construc- tion ont donné des résultats défectueux parce que l'efficacité d'appareils de cette espèce est fonction du nombre d'enveloppes et de la quantité et de la qualité des substances isolantes se trouvant entre les nombreuses chambres ou les constituant*
Par conséquent, un objet principal de la présente invention est de donner un appareil à température constante, correct, compact, peu coûteux, simple et sans défaut.
Un autre objet de l'invention est de procurer un appareil à contrôle de température constante caractérisé par une économie des parties constitutives et qui se prête à des méthodes aisées de fabrication en grandes quantités* :Un autre objet de l'invention est de procurer un appareil à tem- pérature contrôlée et un compensateur thermique, capable de maintenir la varia- tion de température inférieure à 1/2 centigrade pour une variation de 50 cen- tigrades de la température ambiante.
Les objets ci-dessus ou autres sont accomplis conformément à l'invention en prévoyant un assemblage ou "nid" de deux enveloppes seulement.
Le cristal piezo électrique,ou tout autre élément,est installé dans l'enveloppe intérieure et un régulateur thermique est arrangé d'une manière nouvelle dans la paroi* L'enveloppe extérieure est séparée de l'enveloppe intérieure mais est connectée (par exemple à l'aide d'une bande métallique ou autre matériau appro- prié et de la masse) au régulateur thermique, c'est-à-dire qu'elle est en rela- tion d'échange de température avec elle. Le régulateur lui-même peut ainsi subir une variation de témpérátura correspondant à la variation de température du milieu ambiant de telle manière que le fonotionnement du régulateur thermique dépend directement plutôt qu'indirectement des variations thermiques du milieu ambiant.
<Desc/Clms Page number 3>
Certains détails de construction ainsi que d'autres objets ou avantages apparaîtront et l'invention elle-même sera mieux comprise en se re- portant à la description suivante ainsi qu'aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels :
La fig.l est un plan en coupe suivant la ligne 1-1 de la fig.2, - et la fig.2 est une élévation en coupe suivant la ligne 2-2 de la fig.l, mon- trant un appareil à température constante comprenant un compensateur thermique de l'ambiance montés en conformité de l'invention.
Les Fig. 3,4, 5 et les Fig. 6,7 et 8 sont respectivement des séries de diagrammes comparatifs indiquant certaines caractéristiques de fonc- tionnement du dispositif des Fig.l et 2 sans et avec le compensateur thermique de la présente invention,
Dans les fige 1 et 2, une base 10 en bakélite ou matière ana- logue, est munie d'une pluralité de surélévations 12 qui supportent une base intérieure 14, de préférence métallique, convenablement fixée aux surélévations par une vis 16 noyée dans la base 10. La base 14 est à son tour pourvue d'un certain nombre de surélévations isolantes 18 portant un support de cristal piezo-électrique constitué par une électrode inférieure 20, un cristal 22 et une électrode supérieure 24.
Le support de cristal peut être d'un type habituel et peut être muni de vis 26 pour ajuster l'intervalle d'air au-dessus du cris- tal. Des connexions faradisées 28 et 30 s'étendent respectivement de l'élec- trode inférieure 20 et de l'électrode supérieure 84 au travers de la base métal- lique 14 jusqu'aux broches 32 et 34 du sooket fixé à la base inférieure 10.
Le cristal et son support sont enfermés dans une botte 36 qui recouvre l'ensemble et est fixée à son extrémité inférieure à la base métallique 14 par exemple à l'aide des vis 38, La base Intérieure 14 est réunie à la masse à l'aide d'un fil lion indiqué aux dessins, connecté à la griffe 42 (fig.1). La botte est munie d'un couvercle amovible 40.
Comme l'indique plus clairement la fig.1, la paroi de cette boite 36 est pliée intérieurement de préférence près d'un de ses angles, comme il est montré en 44, afin de placer un régulateur thermique de tout type conve- nable, mais de préférence de la forme du tube allongé en verre 46. Une feuille courbe de métal 48 entoure le tube 46 à sa partie extérieure; cette feuille est ftxée à la paroi dee la boîte 36 par exemple à l'aide de rivets 50, de sorte que le régulateur thermique 46 peut être considère comme étant un "puits" dans
<Desc/Clms Page number 4>
la paroi de la botte 36. Un isolateur électrique en forme de feuille ou bande 52 est enroulé sur la paroi extérieure de la botte 36 et cette feuille 52 est entourée d'une grille en fil émaillé ou bobine chauffante 54.
Les extrémités de la bobine ohauffante 54 sont connectées en série avec le régulateur thermique 46, Comme dans la pratique courante, et un courant y est fourni par l'intermédiaire des broches socket 56 fig.10 58 fig.2 de la plaque 10. Une broche additionnelle 60 est prévue pour la connexion au point auquel la bobine 54 et le régulateur thermique 46 sont reliée en série.
Dans ces conditions, une lampe indicatrice ou autre dispositif (non représenté) peut être intercalé entre les bornes 56 et 60 pour indiquer quand le courant est établi ou coupé,
Une botte 62 extérieure amovible est fixée à la plaque infé- rieure 10, par exemple à l'aide de vis 64; elle renferme complètement la botte intérieure 36 et ses appartenances.
Les caractéristiques de fonctionnement améliorées de la boite à température constante de la présente invention peuvent être attribuées en grande mesure au fait que le compensateur thermique de l'ambiance est prévu pour que le fonctionnement du régulateur thermique 46 soit en dépendance directe plu- tôt qu'indirecte des variations de l'ambiance thermique,
Ce compensateur est de préférence de la forme d'une bande 66 en acier ou autre substance conductrice de la chaleur placée dans le point contigu au régulateur thermique 46 et isolée de la paroi intérieure du puits par un ru- ban 68 en feutre ou matière analogue, La bande 66 est pliéé extérieurement à la base en forme de L pour passer sous le rebord de la paroi de la botte intérieure 36 et est fixée,
par exemple à l'aide d'une vis 70 à un bout métallique 72 qui stapplique tout contre dans le coin de la plaque 10, oontigu à la surface inté- rieure de la botte extérieure 62. Quant l'assemblage est réalisé les vis 74 réunissent la boite extérieure 62 à ce bout 72.
Le fonctionnement du dispositif de la présente invention sera mieux compris lorsqu'on se rappellera que dans tout assemblage de boite dans lequel des connexions doivent être amenées à l'extérieur, la chaleur se perd par conduction au long de ces connexions. La quantité de chaleur perdue est d'ailleurs proportionnelle à la température ambiante, c'est-à-dire que plus la température ambiante est basse, plus la quantité de chaleur perdue est consi- d-érable. Les effets pratiques de cette perte de chaleur quand on ne prend @
<Desc/Clms Page number 5>
aucune précaution pour la compenser,sont illustrés dans les graphiques des fi- gures 3, 4 et 5 qui découlent d'essais de laboratoires exécutés sur le disposi- tif des fige 1 et 2, le compensateur thermique de l'ambiance étant enlevé.
Dans la fig.3, les lignes a, b et c sont les lignes des gradients de température aux températures ambiantes respectives de O C. 35*0.et 50 C., entre la paroi ambiante (boite extérieure 62) et la paroi réglable (c'est-à-dire la paroi chauffée.j36, dans laquelle est incorporé le régulateur thermique 46).
Les lignes ä', b' et et sont les lignes des gradients de température partant de la paroi réglable au cristal; lues conjointement avec les lignes a, b et c, elles montrent que lorsque la température ambiante croit, la température du cristal croit d'une façon similaire, au lieu de rester constante à la température désirée de 60 C. En d'autres termes, la température du cristal tend à suivre la tempé- rature ambiante parce que, comme l'indique le changement de pente du gradient, les pertes thermiques provenant de la boite intérieure ne suivent pas la tempé- rature ambiante dans une proportion convenable.
Dans les essais actuels, lorsque le compensateur est enlevé, la température du cristal a varié de plus de 80 C. pour une variation de 80 C. dans la température ambiante, Ce décalage est re- présenté à la fig.4, Durant cette variation, le rapport de l'échauffeur en servi- ce à l'échauffeur non en service est celui représenté à la fig.5.
Les graphiques des fig.6, 7 et 8 représentent les caractéristi- ques thermiques do l'ensemble complet des fig. 1 et 2, c'est-à-dire avec le com- pensateur thermique 66 relié au régulateur thermique 46 et la paroi extérieure de la boîte 62. Comme l'indique la fig.6, lorsque la bande de compensation ther- mique a une masse convenable pour assurer une conduction thermique correcte entre la paroi ambiante et le régulateur thermique, la pente des gradients thermiques respectifs la, 1b et 1c est telle que les extensions la', lb* et 1c' convergent en substance exactement vers le même point de température, dans ce cas 60 C. qui est la température désirable du cristal.
La différence totale actuelle avec la température désirable se constatera en se reportant à la fig.7 et l'on verra qu'elle est bien moindre que 1/2 C. pour une variation de 50 c. de la tempé- rature ambiante. La fig.8 montre le rapport de l'échauffeur en service à l'é- chauffeur non en service, une comparaison de ce graphique avec celui de la fig.5 montre clairement l'effet du compensateur sur les caractéristiques de l'échauffeur.
Il est évident que, si la bande de compensation thermique am-
<Desc/Clms Page number 6>
-biante 66 est d'une matière et d'une masse telles que la chaleur dissipée par elle et provenant de la région adjacente au régulateur 46, cette chaleur étant hors de proportion en plus ou en moins avec l'accumulation des pertes (par convexion et par conduction le long des connexions) de la régiol adjacente au cristal, alors une compensation en plus ou en moins s'établira et la tempéra- ture dans la chambre interne sera plus grande ou plus petite que la température désirée. Les dimensions exactes de la bande de compensation dépendent de nom- breux facteurs.
Une bande d'acier de 2 3/4 pouces x 3/8 pouce (courbée) et de 0. 032 pouce d'épaisseur a été utilisée dans l'appareil essayé et décrit ci- dessus* Les dimensions de la chambre intérieure étaient 1 1/2 pouce x 2 3/4 pouces % 2 pouces et les dimensions de la chambre extérieure 2 pouces x 4 pou- ces x 2 1/2 pouces, La paroi de la chambre intérieure et de la boite extérieu- re sont en aluminium, la première ayant une épaisseur de 3/32 de pouce et la dernière de 1/16 de pouce.
Il est tout-à-fait courant de maintenir le cristal avec l'ap- pareil décrit ci-dessus à 0;2 c. près de la température désirée, avec les per- tes thermiques moyennes, l'écart peut être de 0,1 c. ou même moins, Ceci suppose que la sensibilité du régulateur thermique est réglée en-dessous de cette valeur. Un thermostat bi-métallique Edison enfermé dans un tube conte- nant de l'hydrogène à pression réduite a été trouvé comme possédant la sensi- bilité désirée.
Comme il a été dit précédemment, il est préférable de monter le régulateur thermique entre l'échauffeur et l'élément qui doit être maintenu à température constante. Quand, comme dans le cas présent, la température in- térieure tend à suivre la température ambiante, le compensateur est de préfé- rence placé entre la paroi de l'échauffeur et le régulateur thermique près du régulateur d'un côté et isolé thermiquement de la paroi de l'éohauffeur de l'autre coté. Le compensateur peut aussi être placé à coté du régulateur entre le rélateur et l'objet et isolé thermiquement de la paroi de réglage.
Dans des bottes ou fours conçus de telle sorte que la tempéra- ture tend à décroître lorsque la température ambiante augmente le compensateur est, de préférence, placé entre ltéchauffeur et la paroi ambiante à côté de l'échauffeur. Dans tous les cas, il est supposé que l'échauffeur est extérieur et contigu à la paroi de réglage et que le compensateur est correctement con- necté à la paroi ambiante. @
<Desc/Clms Page number 7>
Si c'est désirable, la partie de la bande du compensateur, qui dans la description est contigüe au tube régulateur thermique, peut'être incor- porée dans le tube,
D'autres modifications peuvent se concevoir d'elles-mêmes par les techniciens.
Il doit cependant être etandu que la description précédente doit être interprétée à titre illustratif et non dans un sens limitatif.
REVENDICATIONS.
EMI7.1
---------- e--* ------ 1- Un appareil à température constante comprenant une chambre intérieure, un échaufféur de la dite chambre, un régulateur thermique dans la paroi de la dite chambre pour commander le fonctionnement dudit échauffeur, une botte extérieure espacée de ladite chambre et de l'échauffeur et des moyens de connexion de ladite boite et du régulateur thermique en relation d'échange de chaleur pour commander le fonctionnement de la dite bobine en accord avec les variations de température de l'ambiance entourant madite boîte.
2.- Un appareil à température constante comprenant une chambre Intérieure, un puits dans la paroi de ladite chambre, un régulateur thermique dans ledit puits pour commander le fonctionnement dudit échauffeur, une boite extérieure espaoée de ladite chambre et de lféchauffeur et des moyens de con- nexion de ladite botte et du régulateur thermique en relation d'échange de chaleur pour commander le fonctionnement dudit régulateur thermique en accord avec les variations de température de l'ambiance entourant ladite botte, les dits moyens comprenant une bande métallique placée dans ledit puits en contact avec ledit régulateur thermique et au moins partiellement isolé thermiquement de la paroi de la dite chambre intérieure.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.