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pour. de dimension et de surface " Comparateur éleotronique ana.l;ytique-1?riori:!ïé d'une¯
La présente invention concerne des perfectionnements et des variantes des moyens pour faire des mesures fines dé orits dans 'le brevet antérieur N prov.358622 et elle a pour but de rendre ceux-ci aptes à l'emploi comme comparateur élec- tronique analytique et pour faire des mesures fines de /varia- tions de dimensions et de conditions de surfacen d'une manière nouvelle.
L'adaptation des moyens en question pour les buts de la présente invention comprend l'emploi, en combinaison avec la capacitance variable ou avec l'inductance variable d'un circuit oscillant, de moyens par lesquels les dimensions d'ob- jet d'analyse chimique ou physique identique, et des conditions de surface ou des analyses chimiques ou physiques d'objet de dimensions et de conditions de surface identiques mu bien des oonditions de surface d'objets de dimensions et d'analyse chi- mique ou physique identiques peuvent être comparées par l'em- ploi de cet objet soit comme diélectrique supplémentaire pour la capacitanoe, soit comme noyau intérieur ou extérieur de l' inductance,
1 effet produit dans chaque cas étant de modifier la fréquence produite dans le circuit oscillant suivant les différences dans les dimensions ou dans les analyses chimiques ou physiques des objets, suivant les oas.
Dans le but de l'invention, les armatures du condensa- teur ou la bobine d'inductance du circuit oscillant primaire sont portées par une monture qui est construite de façon à permettre l'introduction dans celle-ci de l'échantillon à es- sayer, soit comme diélectrique supplémentaire du condensateur, soit son noyau de l'inductance.
Tandis que lors de l'emploi de l'instrument de mesure décrit au brevet antérieur mentionné, un contact physique di- rect ou indirect était nécessaire entre l'objet à mesurer et l'armature mobile d'une écessaire entre 1 ou unprolongement de celle-ci ou bien entre cet objet et le mandrinade bobine d'une inductance variable ou un prolongement de celui-ci, dans la présente invention il ne doit y avoir aucun contact fixe de ce genre,
la fréquence des circuits osoillants étant modifiée soit par des changements de la tension électrique dus à des différences dans la masse ou les dimensions ou dans l'analyse physique ou chimique ou dans les conditions de surface ou de
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fini des objets employés comme diélectrique pour la oapacitance de ce circuit ou par l'effet produit dans le champ de radio par des différences analogues lorsque les objets sont disposés à l'intérieur ou autour de la bobine d'inductance de ce circuit.
Il est à remarquer que l'effet d'une masse sur la valeur de l'inductance ou de capacitance est déjà connu et que cet effet est normalement employé pour produire un amortissement de l'amplitude aussilbien que de la fréquence du courant circulant dans le circuit renfermant cette capacitanoe ou cette inductance. Le but de l'invention n'est toutefois pas d'effectuer une semblable atténuation de l'amplitude à la fréquence résultante mais de mesurer la variation réelle de fréquence produite par l'introduction de différents éléments dans le champ du circuit.
Au lieu d'être actionnée de la manière décrite au brevet antérieur mentionné, la capacitance est pourcur d'un régla, ge manuel et également d'un vernier ou indicateur micrométrique au moyen duquel les variations accordées manuellement sont enregistrées.
Pour la commodité de la fabrication et dans l'emploi, l'inductance ou la capacitance est dans chaque cas rendue détachable de son circuit oscillant associé et portée par une monture qui peut être mise par des fiches en connexion électrique avec le circuit.
Comme dans la disposition décrite au brevet antérieur mentionné, les variations de fréquence ainsi produites dans le circuit oscillant d'une des manières décrites ci-dessus sont mélangées ou rendues Hétérodynes avec celles produites dans un autre circuit oscillant ou une fréquence fixe. Les fréquences émanant de ce second circuit sont alors filtrées et une fréquence intermédiaire est séparée au moyen d'un circuit de discrimination dans les conducteurs d'anodP de celuici.
Ce courant de fréquence intermédiaire est de nouveau filtré dans les six circuits accordés suivants et amplifié par les valves conjuguées, l'amplitude de ces courants de fréquenoe intermédiaire étant finalement limitée en vue d'éliminer des modulations d'amplitude et injectée dans le circuit de discrimination de fréquence comprenant un filtre de fréquence capable de détecter des variations au-dessus et en-dessous de la fréquence moyenne des circuits accordés employés antérieurement.
Ces varistionssont alors transformées en variatons de courant au moyen d'une valve redresseuse avec ses charges de diode combinées réglées en opposition l'une à l' autres La résultante sera comme précedemment une variation de la polarité du courant indiqué venant du redresseur pour une variation correspondante de la fréquence variable produite dans le circuit oscillant au-dessus ou en-dessous de la fréquence fondamentale de ce circuit.
Dans les dessins annexés :
La fig,l est un schéma de câblage d'un comparateur électronique analytique et de dimension, renfermant une indication de la présente invention.
La fig. 2 montre en coupe les détails d'une monture à fiches amovible pour l'inductance.
La fig.3 est une vue semblable d'une variante de cette monture.
La fig. 4 montre en détails une coupe d'une monture à fiches amovible pour la capacitance.
,Les fig.5 et 6 sont des schémas de détail montrant
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différentes dispositions des armatures du condensateur.
La fig.7 est une vue en coupe d'un détail d'une variante de monture à fiches amovible pour la capacitanoe
La fig.8 est une vue semblable d'une monture à fiches amovible à la fois pour la papacitance et l'inductance.
La fig.9 est un schéma de détail montrant la connexion ? électrique entre la bobine et le circuit oscillatoire.
Dans le sbcéma de la fig.1, un circuit oscillant variable comprenant une inductance 1 et une capacitanoe 3 est relié électriquement aux éléments conjugués d'une valve thermionique 4 pour produire et maintenir les oscillations à haute fréquence dans la région de six mégacycles par seconde. Le circuit d'anode de cette valve 4 est relié capacitivement au circuit oscillant de la valve 5:qui est réglée de façon à fonctionner à une fréquence fixe de sept mégacycles par seconde par exemple.
Un filtre accordé, 6, dans le circuit d'anode de la valve 5, est réglé de 'façon à discriminer entre la fréquence de différence de 1 mégacycle par seconde et à coupler inductivement le circuit de grille de la valve suivante 10 en vue d' accentuer l'inductance de courants de cette fréquence et de rejeter toutes les autres. Les fréquences composées de un, six et sept megacycles par seconde peuvent être modifiées pour répondre aux besoins des objets à essayer.
Le restant de l'appareil est semblable à celui déécrit au brevet antérieur mentionné et renferme des circuits accor- dés 7 et 8 associés aux valves d'amplification 10 et 11 respectivement, une alimentation primaire accordée d'anode 9 qui est associée à la valve 12 et est couplée inductivement et capacitivement au circuit accordé 14, les charges de diode 15,16 d'un redresseur 12, un réseau de résistance 17,18 qui est couple capacitivement en son centre à la bobine 9 et un voltmètre 19.
Au lieu d'être inoorporée comme des pièces:permanente s de l'ensemble, l'inductance 1 ou la capacitance 3 peut être comprise dans une unité amovible destinée à être-introduite au moyen de fiches dans le circuit.
Lorsque les échantillons à essayer ont la forme de tiges ou d'organes mâles, on peut employer l'unité représentée à la fig.2. Dans ce cas la bobine d'inductance 1 est enroulée sur un mandrin 20 qui est foré d'un trou pour reoevoir l'échantillon A et est monté dans un corps 21 en matière isolante présentant trois fiches de borne parmi lesquelles 22, 22a relient, lorsque l'unité est incorporée au moyen des fiches dans l'ensemble, la bobine k respectivement à la grille et à la cathode de la valve 4, tandis que la troisième fiohe 22b relie la bobine à la terreo Lorsque l'échantillon est introduit dans le mandrin, l'effet d'une variation dans ses constituants chimiques en comparaison d'un standard donné produit une variation dans l'inductance de la bobine 1.
Lorsque la masse de l'échantillon est la même que celle du standard donné et que les conditions de son parachèvement ou de sa surface sont également identiques au standard et sont par conséquent dans le même rapè port relativement au trou du mandrin 20, toute différence dans la composition chimique de l'échantillon amènera l'inductance à donner ou à prendre une valeur qui se rapproche de près de l'analyse chimique.
Inversement, lorsque l'analyse chimique de l'échantil- lon est identique à celle du standard donné, dans des limites de comparaison acceptées, toute différenoe de dimensions ou de parachèvement de la surface entre l'échantillon et le standard oblige l'inductance à donner ou à prendre une valeur qui se
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rapproche de cette différence de dimensions ou de l'état de la surface. Lorsque par suite de sa forme l'échantillon ne peut pas être essayé au moyen de l'unité représentée à la fig.2, par exemple lorsque l'échantillon B est 'de forme tubulaire ou annulaire une forme différente de l'unité est nécessaire, comme par exemple celle représentée à la fig.3.
Dans cette forme, la bobine d'inductance 1 consiste en un élément intérieur par rap- port à l'échantillon et est enroulée sur un mandrin 20 monté dans un corps 21 de matière isolante ayant trois bornes. Comme précédemment, deux de celles-ci, savoir: 2 et 22a relient res- pectivement la bobine 1 à la grille et à la cathode de la valve 4 tandis que la troisième 22b est une liaison de terre, Commp dans l'exemple antérieurement décrit avec réfé- rence à la fig. 2, les dimensions de l'échantillon peuvent dans ce cas également influencer l'inductance dans une plus forte mesure que les constituants chimiques et il y a des limites de dimensions qui doivent être observées lorsqu'on désire déter- miner la comparaison soit chimique, soit en dimensions d'objets avec un échantillon standard.
Lorsque la composition d'un échantillon est telle qu'el- le exerce seulement une influence minime sur l'inductance, les unités décrites avec référence aux fig.2 et 3 peuvent ne pas être suffisamment sensibles pour une comparaison sûre. Dans beaucoup de ces cas, de meilleurs résultats peuvent être obte- nus par l'emploi de la valeur diélectrique de la matière pour faire varier la capacitance du circuit, auquel cas la bobine d'inductance est; incorporée comme un élément fixe dans l'ins- trument, la capaoitance 3 étant incorporée dans une unité sé- parée comme le montre la fig. 4. Dans cet exemple, une unité qui possède une ouverture centrale 24 pour reoevoir l'échantillon essayer porte les deux armatures de condensateur 23,23a conf formées, de façon à s'adapter à la forme de l'échantillon en coupe transversale.
Ces armatures peuvent être montées en série avec le condensateur variable principal,3pomme le montre la fig.
5, ou en parallèle avec celui-ci, comme le montre la fig.6. Les armatures de condensateur sont reliées séparément à des fiches 25,26 qui, lorsque l'unité est engagée dans l'instrument éta- blissent la connexion électrique avec le condensateur 3. L'ou- verture centrale 24 est normalement pourvue d'une enveloppe pro- tectrice lorsque c'est nécessaire, l'ensemble de l'unité étant logé dans un bottier 33 en matière isolante.
Lorsque c'est nécessaire ou désirable, les armatures de condensateur 23 ou 23a peuvent être réglables pour répondre à une variété d'échantillons de formes différentes. Par exemple, comme le montre la fig.7, l'armature de terre 23a est de pré- férence faite réglable en position de façon à se rapprocher et à s'écarter de l'armature 23. Dans ce but, elle est pourvue d'une tige filetée 29 portant un écrou 28 par la rotation du- quel dans un sens l'armature de terre 23a peut être écartée de l'armature 23 contre l'action d'un ressort 27. Inversement, si on fait tourner l'écrou dans l'autre sens, l'armature de terre est déplacée vers l'armature 23 par l'action de ce ressort.
Par ces moyens, l'intervalle 24 prévq dans l'unité peut être réglé pour s'adapter à l'échantillon. omme dans le cas de l'unité représentée à la fig. 4, la connexion électrique est établie avec le condensateur 3 au moyen de fiches 25 et 26.
Dans certaines circonstances, il peut être nécessaire d'employer une combinaison de l'inductance et de la capacitanoe et une unité de ce genre est représentée à la fig.8. Dans ce cas, la bobine 1 est faite en deux parties reliées ensemble
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et de proportions égales ou inégales et le couplage entre ces deux parties est modifié inductivement et oapacitivement par la composition et les dimensions de;l'échantillon introduit dans l'intervalle 24 du corps 33 de l'unité. Les connexions électriques entre la bobine et le circuit oscillant sont éta- blies dans ce cas comme on l'a représenté à la fig.9 sur laquelle la capacitance ajoutée 34 est représentée en traits interrompus entre les deux parties de la bobine et en parallèle avec celle-ci.
Des fiches 30,31, 32 relient les deux parties de la bobine respectivement à la grille et à la cathode de la valve 4 et à la terre comme précédemmento
Lorsqu'on fait des essais comparatifs entre un échan- tillon et un standard de constitution chimique connue, d'analyse chimique connue et de dimensions et de parachèvement de la surface connus, le standard est d'abord introduit dans le trou de l'unité d'inductance indiqué à la fig.2.
Ceci oblige les oscillations dans le circuit de la valve 4 à se régler à une fréquence définie suivant les constituants chimiques présents dans le standard et à enregistrer leur présence presque simultanément dans l'entrée de grille de la valve 5, Cette valve, qui oscille à une fréquence fixe de sept mégacycles par seconde par exemple, aura des oscillations tenant de la valve 4 appliquées à sa grille au moyen du condensateur de couplage 35 et celles-ci seront mises en héterodyne avec celles produites dans le circuit 2, ce qui provoque trois fréquences principales dans le circuit d'anode de la valve 5, savoir: six, sept et un mégacycle par seconde si l'on suppose que le standard a obligé la valve 4 à osciller à six mégaoy- cles par seconde.
S'il n'en est pas ainsi, la capacitancevernier doit être réglée jusqu'à ce que la fréquence de six mégacyales soit obtenue. La paire de circuits accordés dans le filtre 6 fait passer un mégacycle vers la valve 10 au moyen du circuit secondaire relié à la grille de cette valve. La valve 10 et ses circuits conjugués amplifient la valeur de courant du signal injecté et le filtre7comprenant deux circuits accordés accentue également la réponse à la fréquence de un mégacycle en rejetant la majorité des fréquences non désirées.
Le débit de ces circuits est envoyé à la grille de la valve 11 où il est amplifié davantage et filtré davantage dans les circuits d'anode accordés 8. Le signal amplifié résultant, mainte- nat réglé très finement pour les fréquences, est envoyé à la grille de la valve 12 qui n'agit pas complètement comme un amplificateur mais limite l'amplitude du signal injecté parce qu'elle fonctionne dans des conditions saturées et rejette les modulations d'amplitude provoquées par les variations de voltage ou de signal non désiré. Le signal (d'amplitude) non modulé est alors envoyé à l'entrée d'anode primaire accordée 9 qui est couplée inductivement et capacitivement au circuit accordé 14.
L'inudctance est ici montée avec prise au centre pour prendre l'arrivée de capacité par le condensateur 36 et les deux extrémités sont reliées aux diodes 15,16 d'un redresseur double.
La bobine 9 est également couplée par capacité au point médian du réseau de résistance 17,18 comprenant les conducteurs de diode des anodes 15 et 16. De cette manière, un signal fondamental de un mégacycle injecté dans l'inductance 14 produit un voltage égal et opposé dans le circuit de diode, ce qui oblige le voltmètre 19 à enregistrer la position zéro.
La pièce d'essai standard est alors retirée de l'unité représentée à la figure 2 et remplacée par l'échantillon A ou B à comparer à celle-ci. Si l'échantillon n'est pas chimiquement
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identique au standard, son introduction dans l'inductance 1 produit une variation de la fréquence provoquée dans la valve 4, qui par sa communication avec les amplificateurs de fré- quence, produit une variation de la fréquence du courant four- ni aux diodes 15 et 16 de la valve de redressement, laquelle variation induit,
par suite de l'action discriminatoire de l'inductance 14 un voltage prépondérant dans l'une ou l'autre des diodes 15 ou 16 en provoquant ainsi un déséquilibre dans le réseau de résistance 17 et 18 et finalement une indi- cation de voltage positive ou négative au voltmètre 19.
Somme les caractéristiques des valves ne seront pas linéaires, il n'est pas possible d'obtenir du voltmètre un ré- sultat en ligne droite, les variations de fréquence ne peuvent par conséquent pas être indiquées directement. La capaoitance variable 3 réglée par vernier est capable d régler la fré- quence pour la ramener à la valeur fondamentale de (dans le cas supposé) six mégacycles par seconde, ce qui ramène le volt- mètre à indiquer l'équilibre dans le circuit entier. La distan- ce dont il est nécessaire, dans chaque cas donné,de déplacer le vernier pour établir le déséquilibre est par conséquent une mesure de l'effet de fréquence produite par l'échantillon sou- mis à l'essai.
Revendications.
1. Le perfectionnement ou la variante de l'invention faisant l'objet du brevet antérieur du même inventeur, qui oonsiste à prévoir en combinaison avec la capacitance varia- ble ou avec l'inductance variable d'un circuit oscillant, des moyens par lesquels les dimensions d'objet d'analyse chimique ou physique identique et des conditions de surface, ou les analyses chimique ou physique d'objets de dimensions et de con- ditions de surface identiques ou bien les conditions de sur- face d'objets d'analyse chimique et physique identique et de dimensions identiques, peuvent être comparées par l'emploi de chacun de ces objets soit comme diélectrique supplémentaire pour la capacitance, soit comme noyau intérieur ou extérieur propre pour l'inductance,
l'effet produit dans l'un ou l'autre cas étant de modifier la fréquence produite dans le circuit oscillant en concordance avec les différences dans les dimen- sions ou dans l'analyse chimique ou physique des objets, sui- vant le cas.
2. Le perfectionnement ou la variante suivant la re- vendioation 1, dans lequel la capacitance ou l'inductance est montée dans une unité amovible destinée à recevoir l'échan- tillon à essayer et à être reliée de façon détachable au cir- cuit oscillant.
3. Le perfectionnement ou la variante suivant la re- vendioation 2, dans lequel l'unité est conformée de façon à recevoir l'échantillon à l'intérieur de la bobine d'inductance,
4. Le perfectionnement ou la variante suivant la reven- dioation 2, dans lequel l'unité est conformée de façon à re- cevoir un échantillon annulaire ou creux autour de la bobine d'inductance.
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