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LE MINISTRE DES AFFAIRES ECONOMIQUES ET DES CLASSES MOYENNES,
Vu l'arrêté-loi du 8 juillet 1946, prorogeant, en raison des événements de guerre les délais n macère de propnele industrielle et la durée des brevets d'invention ;
Vu la requête introduite le 20 juin 1947 par Bell Telephone Manufacturing Cy S.A.
Vu la publication de cette requête au Moniteur Belge du 17 avril 1948
Considérant qu'aucune réclamation n'a été introduite, dans le délai réglementaire, à la suite de cette publicaher
Considérant qu'il résulte des justifications fournies à l'appui de la requête que le brevet No 457,578 pour
Dispositif pour la détection de potentiel eletrique n' a pu être exploité , par suite de l'état de guerre, pendant une période équivalent à une annes/d'espion tation normale ;
Considérant, d'autrepart, que le maximum de prolongation prévu par l'arrêté-loi du 8 juillet 1946 est fixé a cindans
ARRETE:
ARTICLE PREMIER. - La durée du brevet No 457.578 pour :
Dispositif pour la détection de potentiel électrique
EMI1.1
accordé à Bell Téléphone i*lanufLtcturin.1, Cy S..Ji.. pour prendre cours le 18 septembre 1944 est prolongée de une année/
ART. 2. - La prolongation est accordée sous condition du paiement, dans le mois de son octroi, de la axe spéciale prévue à l'art. 6 de l'arrêté-loi du 8 juillet 1946 précité.
ART. 3. - Le présent arrêté sera annexé au titre du brevet.
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BELL TELEPHONE MANUFACTURING CONPANY S.A.
4, rue Boudewyns, Anvers. DISPOSITIF POUR LA DETECTION DE POTENTIEL ELECTRIQUE
Cette invention fait l'objet d'une demande de brevet déposée en notre nom aux Pays-Bas le 26 Mai 1943.
L'invention se rapporte à un nouveau dispositif pour détecter la présence de potentiels électriques relativement faibles, applicable en particulier aux systèmes télégraphiques, téléphoniques et autres systèmes de signalisation.
L'objet de l'invention est d'établir des connexions telles que le fonctionnement d'un tube à décharge à atmosphère gazeuse et le dispositif récepteur de signaux connecté en série avec l'espace de décharge du dit tube à atmosphère gazeuse soit controlé par un potentiel électrique prédéterminé.
D'après l'invention le potentiel qui devrait faire fonctionner le tube est employé pour faire fonctionner un commutateur statique lequel transfère un courant alternatif à l'électrode de commande du tube à décharge qui est ainsi ionisé. D'après une autre caractéristique de 1' invention les circuits dans lesquels agit le potentiel de commande; et
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les circuits des différents électrodes du tube à décharge sont séparés galvaniquement de telle manière que les potentiels qui sont amenés è. l'espace de décharge du tube peuvent être choisis indépendants des potentiels qui se présentent dans le circuit nommé en premier lieu.
Dans une forme particulière d'exécution de l'invention une source de courant alternatif est reliée à l'enroulement primaire d'un premier transformateur du commutateur statique, alors que l'enroulement secondaire d'ur, second transformateur de ce commutateur fait partie du circuit de l'électrode de commande du tube à décharge.
L'enroulement secondaire du premier transformateur et l'enroulement primaire du second transformateur sont reliés entre eux de telle manière que le courant alternatif peut ou ne peut pas être transmis au second transformateur d'après le sens des potentiels appliqués à des éléments de résistance non-linéaire ou des éléments redresseurs qui sont compris dans cette interconnexion, tandis que les connexions sont telles, que le potentiel électrique de commande est utilisé pour inverser le sens du potentiel qui est appliqué au redresseur.
L'invention est décrite plus en détail en relation avec le schéma de la fig. 1 lequel se rapporte'à une forme particulière de l'invention, tandis que la fig. 2 montre les courbes de fonctionnement correspondant à ce schéma.
A la fig. l, le point X est un point du circuit dont le potentiel peut varier p.ex. de la manière indiquée par la fermeture d'un des contacts d'une pluralité de contacts C1à C4 lesquels peuvent amener ce point à des potentiels différents prélevés au potentiomètre PC1, qui est connecté entre les pôles d'une batterie. De plus, les transformateurs Rr1et Tr2 forment ensemble, avec les éléments redresseurs Re1et Re2, un commutateur statique d'un type connu. (Voir p.ex. Annales des Postes, Télégraphes et Téléphones 1937, page 775), L'enroulement primaire du transformateur Tr1 est relié à une source de courant alternatif, p.ex. avec une fréquence de 450 p.p.s., le point milieu électrique P1 de l'enroulement secondaire de ce transformateur étant relié au point X ainsi qu'au pèle négatif de la batterie à travers une résistance ohmique élevée R.
A titre d'exemple pratique disons que le potentiel de la source de courant alternatif et le rapport
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de transformation du transformateur Tr1sont choisis de telle manière que dans l'enroulement secondaire du dit transformateur Tr1 la tension induite est de p.ex. 2 V.
Le point milieu électrique P2de l'enroulement primaire du transformateur Tr2 est relié à un potentiel négatif par rapport à la terre, lequel est obtenu à partir d'un potentiomètre règlable PO2, de telle manière que le potentiel au point P2est normalement positif (c.à d. quand les contacts C1 à 4 sont ouverts) par rapport au potentiel qui se présente au point P1.
Les redresseurs Re1 et Re2 sont connectés de telle manière qu'ils présentent une résistance très élevée dans ces conditions au potentiel continu et, du fait de la polarisation qui leur est appliquée de la manière décrite, (en admettant que la différence de potentiel continu entre P1 et P2est plus élevée que la valeur de pointe du courant alternatif dans l'enroulement secondaire du transformateur Trl) le courant alternatif ne sait pas les traverser et ne sait donc pas traverser l'enroulement primaire du transformateur Tr2.
Le transformateur Tr2est un transformateur élévateur qui dans l'exemple d'application considéré aurait, p.ex. un rapport de transformation de 1/20 entre les enroulements primaires et secondaires ; sorte que si le potentiel alternatif de 2 Volts est appliqué à l'enroulement primaire, un potentiel de 40 Volts sera induit dans l'enroulement secondaire.
Ce dernier enroulement est relié d'une part avec l'électrode de commande Ce du tube à décharge à atmosphère gazeuse T, et d'autre part avec le potentiomètre PO- à partir duquel une tension de polarisation est raccordée à la dite électrode de commande Ce à travers l'enroulement du transformateur, le tout de telle manière que normalement le tube T n'est pas ionisé parce que la tension de polarisation est inférieure à la tension nécessaire pour l'ionisation de l'espace de décharge de commande entre l'électrode de commande Ce et la cathode Ca.
Admettons que les redresseurs Re1et Re2 deviennent conducteurs; alors une tension alternative suffisamment élevée est induite,dans le secondaire du transformateur Tr2, et le tube est ionisé pendant la première demi-période
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où cette tension et la-tension de polarisation s'additionnent, de telle sorte qu'un relais de signalisation Sr, ou un autre dispositif approprié raccordé en série avec l'espace principal de décharge du tube, fonctionne dans un circuit partant du pôle négatif d'une batterie de 150 Volts à travers la cathode Ca, l'espace principal de décharge, l'anode An et la terre à travers le relais SR.
Les redresseurs Re1et Re2 peuvent être rendus conducteurs en inversant le potentiel entre les points P1et P2, ce qui peut être obtenu par la fermeture d'un des contacts C1à C4, à la condition de relier ces contacts à des points du potentiomètre PO1 qui sont négatifs par rapport au potentiel obtenu depuis le potentiomètre PO2.A ce propos il faut remarquer que la valeur de la résistance R est suffisamment élevée comparée aux résistances à travers lesquelles un potentiel est raccordé au point X par chacun des contacts C1 à C4, et que sa présence a une influence négligeable sur le potentiel du point P1,
Il est clair qu'il est possible, en modifiant le réglage du potentiomètre PC2,
de modifier les potentiels nécessaires au point X pour provoquer le fonctionnement du tube T et du relais de signalisation Sr sans modifier les potentiels raccordés à l'électrode du tube T, de sorte que ce dernier fonctionne dans des conditions invariables quel que soit le potentiel nécessaire au point X qui provoque leur fonctionnement.
Il va de soi que c'est une caractéristique très importante des connexions sous la forme décrite, en premier lieu parce que les tensions de batterie qui sont le plus appropriées au fonctionnement du tube à décharge sont entièrement indépendantes de la valeur des potentiels qui doivent être détectés, et, en second lieu parce qu'il est possible de cette façon de déterminer, par des moyens simples, chacun des potentiels à détecter sans influencer d'une manière défavorable la tension de fonctionnement de l'espace de décharge principal du tube ou la tension de polarisation.
Aucune des deux possibilités n'est obtenue quand on fait agir directement le potentiel à détecter sur les électrodes de contrôle du tube, étant donné que tous les potentiels qui sont utilisés avec le tube dépendent directement de la valeur du potentiel au détec-
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teur.
Une autre caractéristique importante est la possibilité de détecter des différences de potentiels relativement faibles ce qui serait impossible quand on les appliquerait directement aux électrodes de commande. Afin de préciser, il peut être remarqué que bien que la tension de polarisation d'un tube à décharge gazeuse est théoriquement très voisin de la tension d'ionisation, en particulier la t'ension nécessaire pour ioniser l'espaoe de décharge de commande, et peut être choisie de telle manière que seulement la faible tension supplémentaire de signalisation est nécessaire pour faire fonctionner le tube, la tension de polarisation doit rester en pratique considérablement en dessous de la tension d'amorçage.
C'est ainsi qu'un tube pour lequel la tension normale de décharge est de 70 V ne reçoit pas, en pratique, une tension de polarisation supérieure à 55 Volts. Ceci est dù au fonctionnement particulièrement rapide de ces tubes de sorte que des potentiels faibles, mais de très courtes durées, p. ex. de l'ordre de 10-4 à 10-6 secondes peuvent déjà produire l'ionisation.
Des potentiels transitoires de cette durée peuvent être produit facilement par induction même dans de courtes longueurs de fils à la suite de l'ouverture ou de la fermeture de circuits voisins (voir article de A.M. Curtis dans "Electrioal Engineering", juin 1940, vol. 59 N 6, pages 360 - 368), et quand la tension de polarisation d'un tube à décharge est choisie de telle manière à se trouver près de la tension d'amorçage, il peut en résulter assez fréquemment un fonctionnement intempestif.
Dans le dispositif décrit dans le présent brevetil est possible d' assurer le fonctionnement sur du tube à décharge.avec des différences de potentiels relativement faibles même si la tension de polarisation est très basse. Ceci est indiqué par les courbes représentées fig. 2, qui sont établies de telle manière qu'elles montrent la relation entre les différentes valeurs de potentiels de courant continu Vd d'une part, qui sont raccordés en série avec les différentes valeurs de résistances aux points P1-P2 de la fig. 1 pour produire l'ionisation du tube, et les différentes valeurs de polarisation Vb d'autre part.
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Les quatre courbes de la fig. 2 montrent les résultats obtenus en connectant en série avec la source de potentiel Vd. respectivement une résistance de 900, de 3400, de 10.400 et de 30.40C ohms.
Il en résulte que le tube qui est utilisé dans cet exemple a une tension d'amorçage de 74 Volts, et qu'aussi longtemps que le potentiel Vd dépasse 0,5 Volt dans le sens négatif, soit dans le sens de la résistance élevée des redresseurs Re1et Re2, il est nécessaire d'appliquer l'entièreté du potentiel Vb de 74 Volts à l'espace de décharge de commande pour produire l'ionisàtion.
Si l'on suppose que la tension de polarisation Vb, qui doit être raccordée à un tube, est de 55 Volts, alors il résulte de la courbe que quand les résistances sont respectivement de 900, 3400, 10.400 et jC.400 ohms et sont raccordées en série avec la source Vd, le potentiel de cette source doit être de 0,7 Volt, 1 Volt, 1,8 Volt, 3,7 Volts dans le sens positif afin de provoquer le fonctionnement du tube.
Le fait que la décharge dans le tube s'amorce pour un potentiel qui est légèrement inférieur au potentiel d'ionisation avec une valeur négative faible de Vb, ainsi que le fait que la valeur de Vd varie avec la grandeur de la résistance raccordée en série, peuvent être expliqués tous deux en considérant que quand la valeur négative de Vd descend en dessous du potentiel alternatif appliqué aux redresseurs un au moins de ceux-ci présentera un chemin à faible résistance pour chacune des demi-ondes du courant alternatif P.
De cette manière un redressement de courant se produit et les courants redressés traversent la moitié de l'enroulement secondaire du transformateur Trl, 'au des redresseurs, une moitié de l'enroulement primaire du transformateur Tr2, et de là trouvent un chemin de retour à travers la source de courant continu et sa résistance en série qui relie les points P2 et P1,
Il en résulte qu'un certain potentiel alternatif est induit dans l'enroulement secondaire du transformateur Tr2par ces courants redressés dont la valeur dépend dans une certaine mesure de la résistance raccordée
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en série avec la source de courant Vd.
Il est clair que les connexions décrites peuvent remplacer un relais polarisé sensible, en particulier chaque fois qu'il est exigé de détecter la présence d'un potentiel d'une valeur relativement faible ou d'une polarité prédéterminée, et aussi quand de semblables potentiels se présentent dans des circuits avec une résistance interne élevée dans laquelle un courant d'une fraction de milliampère, tel qu'il traverse le commutateur statique, est déjà suffisant pour produire le fonctionnement sur du dispositif détecteur.
Le dispositif indique le moyen de détecter la présence au point X d'un potentiel qui est positif par rapport au potentiel dérivé du potentiomètre PO2 Il est également possible de détecter des potentiels négatifs en inversant les connexions des points P1 et P2, ou bien en inversant les résistances Re1 et Re2, de sorte qu'elles laissent passer un courant continu dans le sens inverse.
A la place du commutateur statique représenté au dessin, d'autres formes connues peuvent être appliquées ayant pour but de bloquer un courant alternatif au moyen d'un courant continu ou bien de rendre possible leur passage du fait de la présence d'une telle tension.
Il est clair qu'il est également possible de détecter la présence de potentiel alternatif au lieu et place du potentiel continu au moyen du dispositif détecteur comme représenté au dessin, lequel montre, à titre d'exemple, une forme-particulière d'exécution.