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Four à haute fréquence.
L'invention concerne un four à haute fréquence, dans lequel l'énergie à haute fréquence se prélève d'un ou plusieurs tubes électroniques et elle intéresse tout particulièrement les dispositifs destinés au dégazage automatique de lampes, de tubes électroniques etc.
Dans ces installations de dégazage, la charge du four H.F. varie avec le nombre des tubes à dégazer, ce qui provoque une va- riation de l'intensité du champ de chauffage à haute fréquence et entraîne des imprécisions dans la fabrication. C'est pourquoi il est indispensable de stabiliser, dans de tels dispositifs, l'in- tensité du champ de chauffage à l'aide d'une tension de réglage variable avec cette intensité.
Suivant l'invention, la stabilisation s'obtient par le fait que la tension de réglage commande l'intensité du courant de
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chauffage d'au moins un des tubes électroniques, en particulier d'un tube servant d'oscillateur.
De préférence, la tension de réglage est la différence entre une tension de commande proportionnelle à l'intensité du champ de chauffage à haute fréquence et une tension de compa- raison prélevée du secteur. Il suffit alors que la tension de comparaison soit réglable pour permettre le réglage de l'in- tensité du champ de chauffage à haute fréquence.
La tension de commande requise pour l'excitation de la tension de réglage peut se prélever d'un transformateur d'in- tensité excité par le courant de chauffage à haute fréquence.
Pour que la tension de réglage puisse suivre de len- tes variations de l'intensité du champ de chauffage à haute fré- quence, cette tension s'applique, de préférence par l'intermé- diaire d'un amplificateur push-pull à courant continu, à un servo-moteur dont le sens de rotation dépend de la polarité de la tension de réglage; ce servo-moteur règle la grandeur d'une résistance insérée dans le circuit de chauffage.
Dans les installations de dégazage automatique compor- tant un four à haute fréquence conforme à l'invention, il est bon d'interrompre le courant de chauffage à haute fréquence pendant le déchargement et le chargement du four. Pour éviter que le dispositif stabilisateur automatique du four à haute fréquence fonctionne pendant ces manoeuvres, il est bloqué, lors de l'interruption du courant de chauffage à haute fréquence, de préférence par l'intermédiaire d'un relais qui coupe le circuit du servo-moteur et qui peut être excité par la tension de ré- glage, éventuellement amplifiée.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte
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que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 montre le schéma de montage d'un dispositif stabilisateur automatique conforme à l'invention.
Les figs. 2 et 3 montrent des diagrammes servant à expliquer le fonctionnement du montage conforme à l'invention.
Le dispositif montré sur la fig. 1 comporte deux ap- pareils de tension anodique A1 (entourés de pointillés), bran- chés sur le secteur, qui fournissent les tensions d'alimentation requises pour les tubes électroniques, un panneau de commande A3 et l'appareil stabilisateur proprement dit A4.
A l'aide du transformateur d'intensité 1, excité par le courant de chauffage à haute fréquence, on obtient, aux bor- nes d'une très faible résistance R9 (8 ohms par exemple) y rac- cordée, une tension proportionnelle au courant à haute fréquen- ce, tension dont l'amplitude maximum peut être de 20 volts environ. Le générateur H.F. utilisé peut fournir, par exemple, une tension à haute fréquence modulée par la fréquence de sec- teur de 50 p/s; pendant chaque période, une alternance de cette tension à haute fréquence est supprimée. Dans ce cas, le réglage de,l'intensité du courant de chauffage à haute fréquence suscite, en général, des difficultés par suite de la différence entre la valeur maximum de l'amplitude et la valeur efficace du courant.
La tension obtenue aux bornes de la résistance R9 est appliquée, ensemble avec une tension de polarisation réglable prélevée de la résistance R11, à un tube amplificateur L1 fai- sant office de détecteur, ce qui provoque, dans le circuit anodi- que de ce tube, la tension modulatrice de 50 p/s. L'oscillation à haute fréquence dans le circuit anodique de ce tube est sup- primée par un condensateur C6 inséré entre l'anode et la cathode.
La tension détectée est appliquée à une diode détectrice L2 shuntée par une résistance de charge R14, R15, de sorte que la
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mise à la terre du point de connexion des résistances R14, R15 provoque, aux extrémités opposées de ces résistances, des tensions, de polarités opposées. Apres l'uniformisation par des cellules de filtrage R10, R16 et C11, R17, ces tensions forment, aux bornes d'une résistance insérée entre les points A et B, une tension de commande proportionnelle à l'intensité du champ de chauffage à haute fréquence, dont la valeur peut être par exem- ple d'environ 15 volts.
La tension de comparaison utilisée suivant l'inven- tion, se prélève de 1-'appareil redresseur A à l'aide d'un poten- tiomètre R1, qui est connecté aux bornes de sortie de cet ap- pareil et qui se trouve sur le panneau de commande A3. La gran- deur de cette tension de comparaison se lit sur un voltmètre V.
Cette tension est appliquée à la résistance qui se trouve entre les points A et B, sa polarité est opposée à celle de la tension de commande de sorte que, lorsque la. tension de commande et la tension de comparaison sont égales, la différence de tension entre les points A et B est nulle et lorsqu'elles diffèrent, on obtient entre ces points une tension de réglage dont la pola- rité varie suivant que la tension de commande est supérieure ou inférieure à la. tension de compa.raison.
La tension de réglage ainsi obtenue est appliquée à un amplificateur push-pull à courant continu comportant les tubes L3, L4, L5 et L6' amplificateur qui est monté de manière qu'en l'absence de tension de réglage, les tubes L5 et L6 soient pra- tiquement bloqués. Dans le circuit de sortie de l'amplificateur push-pull sont insérés des enroulements d'excitation E1, E2 de relais,qui ne sont donc pas excités lorsque la tension de réglage est nulle. Suivant que la tension d.e réglage appliquée aux bornes d'entrée de l'amplificateur push-pull est négative ou positive, l'une ou l'autre des moitiés de l'amplificateur push- @
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pull sera le siège de courant et le relais y correspondant sera excité.
A l'aide des armatures AE1 et AE2, le circuit du servo- moteur M est alors fermé, et celui-ci démarre dans un sens va- riable avec la polarité de la tension de réglage. Le servo- moteur règle la grandeur d'une résistance de chauffage insérée dans le circuit de chauffage d'un montage oscillateur non repré- senté, de manière que la tension de réglage soit ramenée prati- quement à zéro, cas dans lequel l'intensité du champ de chauf- fage à haute fréquence a la valeur correspondant à la tension de comparaison.
Pour faciliter la compréhension du fonctionnement du tube L1, la fig. 2 montre la caractéristique tension de grille- courant anodique de ce tube, ainsi que les tensions de commande, le courant anodique et les tensions anodiques obtenues dans ce tube. La caractéristique de ce tube est indiquée pas S, tandis @ que la tension de polarisation de grille négative 0, 0', prove- nant de la résistance R11, est appliquée à la grille de commande de manière que le tube fonctionne en régime C. De cette manière, des tensions alternatives prélevées du transformateur d'intensité 1 et appliquées à la grille de commande, seuls les sommets des alternances positives de la tension alternative de commande sont actifs, de sorte que le courant anodique et la tension anodique affectent la forme montrée dans la partie droite de la figure.
Cette tension, obtenue aux bornes de la résistance anodique R13 du tube, peut avoir une amplitude maximum de 180 volts par exem- ple, et lors d'une variation de 10% par exemple de l'intensité du champ de chauffage à haute fréquence, elle peut subir une variation de 80 volts par exemple, ce qui assure une grande sensibilité du montage régulateur. Comme il a déjà été men- tionné, la tension anodique alternative du tube L1 est appliquée à la diode détectrice L2, par l'intermédiaire d'un condensateur C19.
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Les tubes L3 et L4 de l'amplificateur à courant continu sont portés à une tension de polarisation de grille néga- tive prélevée d'un. appareil à tension anodique et réglable à l'aide d'un potentiomètre R25 de manière qu'en l'absence d'une tension de réglage, les tubes soient tout juste bloqués. Il suffit évidemment de modifier cette tension de polarisation pour régler la sensibilité d'excitation de l'amplificateur à courant continu.
Il est désirable que l'appreil régulateur soit bloqué pendant le chargement du four. La suppression du champ de chauf- fage à haute fréquence, de préférence, en coupant le courant de chauffage d'un ou plusieurs tubes électroniques fournissant le courant à haute fréquence, cas dans lequel, grâce à l'inertie thermique des filaments, respectivement des corps cathodiques, la suppression et le rétablissement du champ de chauffage à hau- te fréquence s'effectuent graduellement. Les varia.tions de l'in- tensité du courant de chauffage à haute fréquence pendant l'en- clenchement et le déclenchement affectent alors le caractère mon- tré sur la fig. 3.
Pendant le temps de déclenchement t0-t1, la valeur de la tension de comparaison sera plus élevée que celle de la tension de commande. On tire parti de cette différence pour couper l'ap- pareil stabilisateur; à cet effet, on utilise un tube L7 et un relais E3 qui est inséré dans le circuit anodique de ce tube et qui comporte un contact de repos AE3. Le tube L7 est porté à une tension de polarisation de grille négative à l'aide d'une résistance L39 insérée dans le circuit cathodique du tube. Cette tension de polarisation est telle qu'aussi longtemps que la ten- sion de comparaison n'est pas notablement plus élevée que la ten- sion de commande, le tube L7 est conducteur et le relais E3 est excité.
Cependant, dès que la tension de comparaison et la ten-
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@ sion de commande diffèrent de-10 volts par exemple (cette ten- sion différentielle se manifeste en A du côté d'entrée de l'am- plificateur push-pull à courant continu), le tube L7 est bloqué et le relais E3 déclenche, ce qui provoque l'ouverture du con- tact de repos AE3 et donc une interruption d'un conducteur d'ali- mentation du servo-moteur M.
Pour que l'appareil stabilisateur soit mis hors cir- cuit immédiatement et qu'il soit remis en circuit avec un cer- tain retard, on a inséré dans le conducteur cathodique du tube L7 un interrupteur G qui s'ouvre lors de la rupture du courant de chauffage à haute fréquence et qui se referme avec un cer- tain retard lorsqu'on rétablit ce courant. Ce retard s'obtient, par exemple, en réalisant l'interrupteur G sous forme d'un inter- rupteur à mercure à action différée.
Lors de la réalisation expérimentale du montage décrit jusqu'à présent, il s'est avéré que l'excitation de l'un des relais El et E2, insérés dans le circuit de sortie de l'amplifi- cateur push-pull à courant continu, provoque de fortes variations de la tension anodique des tubes électroniques, variations qui entraînent un cliquetage des relais. Pour obvier à cet inconvé- nient, on applique, en premier lieu, aux cathodes des tubes L5 et L6 une tension continue de 100 volts environ, stabilisée par le tube à décharge par effluve N, tension qui se prélève d'un potentiomètre D, alors qu'en second lieu, l'appareil de tension anodique est divisé en deux appareils séparés, dont l'un fournit les tensions d'alimentation des tubes L3-L7, et l'autre, la ten- sion d'alimentation du tube L1, ainsi que la tension de compa- raison requise.
Il s'est avéré que ces modifications permettent d'aug- menter, sans le moindre inconvénient, la sensibilité de l'ampli- ficateur à courant continu de manière qu'il suffise d'une ten-
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sion de réglage de 0,4 volt pour provoquer 1-'enclenchement de l'un des relais E1 et E2. Avec une telle sensibilité, les va- riations maximum de l'intensité du champ de chauffage à haute fréquence étaient inférieures à 5%.
Il y a lieu dementionner encore les particularités suivantes du montage.
L'appareil de tension anodique A1 comporte un transfor- mateur T1, branché sur le secteur, un tube redresseur biplaque V1, un filtre d'uniformisation avec condensateurs Ci et C2 et self- induction S1, ainsi qu'une résistance de charge R5 servant à conserver une charge lorsque les tubes de l'amplificateur à cou- rant continu sont bloqués. La borne négative de cet appareil d'alimentation est mise à la terre.
De manière analogue, l'appareil de tension anodique A2 est constitué par un transformateur d'alimentation T2, un tube redresseur V2, un filtre d'uniformisation C3. C4, S2 et une ré- sistance de fuite R2 insérée entre la borne de sortie positive et la borne de sortie négative. Comme la tension de comparaison se prélevé du montage redresseur, la borne de connexion négative n'est pas mise à la terre.
Le servo-moteur M est réalisé, de préférence, sous forme de moteur .synchrone biphasé, dont l'une des phases est ali- mentée par voie capacitive. Il peut avoir une puissance de 1/100 CV par exemple et comporter un réducteur de vitesse pour commander la résistance de chauffage réglable du tube électronique réglé.
De préférence, le panneau de commande comporte un interrupteur qui permet la mise hors et en circuit de l'appareil stabilisateur et même le réglage à la main de l'intensité du champ de chauffage à haute fréquence ce que peut rendre nécessaire un refus du dispositif stabilisateur automatique. Cet interrup-- teur est marqué par C. Le réglage à la main s'effectue à 1.'aide
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des boutons-poussoirs B1 et B2, l'un servant à augmenter l'inten- sité du champ de chauffage à haute fréquence et l'autre à la diminuer.
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High frequency oven.
The invention relates to a high-frequency furnace, in which the high-frequency energy is taken from one or more electron tubes and it is of particular interest to devices intended for the automatic degassing of lamps, electron tubes etc.
In these degassing installations, the load of the H.F. furnace varies with the number of tubes to be degassed, which causes a variation in the intensity of the high-frequency heating field and leads to inaccuracies in manufacturing. This is why it is essential to stabilize, in such devices, the intensity of the heating field by means of an adjustment voltage which varies with this intensity.
According to the invention, stabilization is obtained by the fact that the adjustment voltage controls the intensity of the current of
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heating at least one of the electronic tubes, in particular a tube serving as an oscillator.
Preferably, the adjustment voltage is the difference between a control voltage proportional to the intensity of the high frequency heating field and a comparison voltage taken from the mains. It is then sufficient that the comparison voltage is adjustable in order to allow adjustment of the intensity of the high-frequency heating field.
The control voltage required for energizing the control voltage can be taken from a current transformer energized by the high frequency heating current.
So that the control voltage can follow slow variations in the intensity of the high-frequency heating field, this voltage is applied, preferably via a current push-pull amplifier. continuous, to a servo motor whose direction of rotation depends on the polarity of the adjustment voltage; this servo motor regulates the size of a resistance inserted in the heating circuit.
In automatic degassing installations incorporating a high-frequency furnace according to the invention, it is advisable to interrupt the high-frequency heating current during the unloading and loading of the furnace. To prevent the automatic stabilizer of the high frequency oven from working during these maneuvers, it is blocked, when the high frequency heating current is interrupted, preferably by means of a relay which cuts the servo circuit. -motor and which can be excited by the setting voltage, possibly amplified.
The description of the appended drawing, given by way of nonlimiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text
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that of the drawing forming, of course, part of the invention.
Fig. 1 shows the assembly diagram of an automatic stabilizer device according to the invention.
Figs. 2 and 3 show diagrams for explaining the operation of the assembly according to the invention.
The device shown in fig. 1 comprises two anode voltage apparatus A1 (surrounded by dotted lines), connected to the mains, which provide the supply voltages required for the electron tubes, a control panel A3 and the stabilizing apparatus proper A4.
Using the current transformer 1, excited by the high-frequency heating current, we obtain, at the terminals of a very low resistance R9 (8 ohms for example) connected to it, a voltage proportional to the high-frequency current, a voltage the maximum amplitude of which may be around 20 volts. The HF generator used can provide, for example, a high frequency voltage modulated by the mains frequency of 50 p / s; during each period, an alternation of this high frequency voltage is suppressed. In this case, the adjustment of the intensity of the heating current at high frequency generally gives rise to difficulties owing to the difference between the maximum value of the amplitude and the rms value of the current.
The voltage obtained at the terminals of resistor R9 is applied, together with an adjustable bias voltage taken from resistor R11, to an amplifier tube L1 acting as a detector, which causes, in the anode circuit of this tube , the modulating voltage of 50 p / s. The high frequency oscillation in the anode circuit of this tube is suppressed by a capacitor C6 inserted between the anode and the cathode.
The detected voltage is applied to a detector diode L2 shunted by a load resistor R14, R15, so that the
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Earthing of the connection point of resistors R14, R15 causes, at the opposite ends of these resistors, voltages of opposite polarities. After standardization by filtering cells R10, R16 and C11, R17, these voltages form, at the terminals of a resistance inserted between points A and B, a control voltage proportional to the intensity of the heating field at high frequency, the value of which may be about 15 volts, for example.
The comparison voltage used according to the invention is taken from the rectifier apparatus A using a potentiometer R1, which is connected to the output terminals of this apparatus and which is located on the A3 control panel. The magnitude of this comparison voltage can be read on a voltmeter V.
This voltage is applied to the resistor which is between points A and B, its polarity is opposite to that of the control voltage so that when the. control voltage and the comparison voltage are equal, the voltage difference between points A and B is zero and when they differ, an adjustment voltage is obtained between these points, the polarity of which varies depending on whether the control voltage is greater or less than the. comparison voltage.
The adjustment voltage thus obtained is applied to a direct current push-pull amplifier comprising the tubes L3, L4, L5 and L6 'amplifier which is mounted so that in the absence of adjustment voltage, the tubes L5 and L6 are practically blocked. In the output circuit of the push-pull amplifier are inserted excitation windings E1, E2 of relays, which are therefore not energized when the setting voltage is zero. Depending on whether the adjustment voltage applied to the input terminals of the push-pull amplifier is negative or positive, one or the other of the halves of the push-pull amplifier
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pull will be the current seat and the corresponding relay will be energized.
With the aid of armatures AE1 and AE2, the circuit of servomotor M is then closed, and the latter starts in a direction that varies with the polarity of the adjustment voltage. The servomotor regulates the magnitude of a heating resistor inserted in the heating circuit of an oscillator assembly, not shown, so that the regulating voltage is brought back to practically zero, in which case the current of the high frequency heating field has the value corresponding to the comparison voltage.
To facilitate understanding of the operation of tube L1, FIG. 2 shows the gate voltage-anode current characteristic of this tube, as well as the control voltages, the anode current and the anode voltages obtained in this tube. The characteristic of this tube is indicated by S, while @ the negative gate bias voltage 0, 0 ', coming from the resistor R11, is applied to the control gate so that the tube operates in C regime. In this way, from the alternating voltages taken from current transformer 1 and applied to the control gate, only the peaks of the positive halfwaves of the control alternating voltage are active, so that the anode current and the anode voltage affect the form shown on the right side of the figure.
This voltage, obtained at the terminals of the anode resistor R13 of the tube, can have a maximum amplitude of 180 volts for example, and during a 10% variation for example in the intensity of the high-frequency heating field, it can undergo a variation of 80 volts for example, which ensures a high sensitivity of the regulator assembly. As has already been mentioned, the alternating anode voltage of tube L1 is applied to detection diode L2, via a capacitor C19.
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The tubes L3 and L4 of the DC amplifier are brought to a negative gate bias voltage taken from a. device with anode voltage and adjustable using a potentiometer R25 so that in the absence of an adjustment voltage, the tubes are just blocked. It is obviously sufficient to modify this bias voltage to adjust the excitation sensitivity of the DC amplifier.
It is desirable that the regulator device be blocked while the furnace is loading. The elimination of the high frequency heating field, preferably by cutting off the heating current of one or more electronic tubes supplying the high frequency current, in which case, thanks to the thermal inertia of the filaments, respectively of the cathode bodies, the removal and reestablishment of the high frequency heating field takes place gradually. The variations in the intensity of the high frequency heating current during cut-in and cut-out then affect the character shown in fig. 3.
During the tripping time t0-t1, the value of the comparison voltage will be higher than that of the control voltage. This difference is taken advantage of to switch off the stabilizer device; for this purpose, use is made of a tube L7 and a relay E3 which is inserted into the anode circuit of this tube and which comprises a rest contact AE3. Tube L7 is brought to a negative grid bias voltage by means of a resistor L39 inserted in the cathode circuit of the tube. This bias voltage is such that as long as the comparison voltage is not significantly higher than the control voltage, tube L7 is conductive and relay E3 is energized.
However, as soon as the comparison voltage and the voltage
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@ control voltage differ by -10 volts for example (this differential voltage manifests itself in A on the input side of the DC push-pull amplifier), tube L7 is blocked and relay E3 trips , which causes the opening of the rest contact AE3 and therefore an interruption of a supply conductor of the servomotor M.
In order for the stabilizer device to be switched off immediately and to be switched on again with a certain delay, a switch G has been inserted in the cathode conductor of tube L7 which opens when the circuit breaks. high-frequency heating current which closes with a certain delay when this current is restored. This delay is obtained, for example, by realizing the switch G in the form of a mercury switch with delayed action.
During the experimental realization of the assembly described so far, it turned out that the excitation of one of the relays E1 and E2, inserted in the output circuit of the DC push-pull amplifier , causes strong variations in the anode voltage of the electronic tubes, variations which cause the relays to click. To obviate this drawback, a direct voltage of about 100 volts is applied to the cathodes of tubes L5 and L6, stabilized by the corona discharge tube N, which voltage is taken from a potentiometer D, while secondly, the anode voltage apparatus is divided into two separate apparatuses, one of which supplies the supply voltages of the tubes L3-L7, and the other, the supply voltage of the tube. L1 as well as the required comparison voltage.
It has been found that these modifications allow the sensitivity of the DC amplifier to be increased without any inconvenience, so that only one voltage is sufficient.
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adjustment of 0.4 volts to cause 1-engagement of one of the relays E1 and E2. With such sensitivity, the maximum variations in the intensity of the high frequency heating field were less than 5%.
The following particularities of the assembly should also be mentioned.
The anode voltage apparatus A1 comprises a transformer T1, connected to the mains, a two-plate rectifier tube V1, a uniformization filter with capacitors Ci and C2 and self-induction S1, as well as a load resistor R5 serving to maintain a charge when the tubes of the DC amplifier are blocked. The negative terminal of this power supply unit is earthed.
Similarly, the anode voltage apparatus A2 consists of a supply transformer T2, a rectifier tube V2, a uniformization filter C3. C4, S2 and a leakage resistor R2 inserted between the positive output terminal and the negative output terminal. As the comparison voltage is taken from the rectifier assembly, the negative connection terminal is not grounded.
The servomotor M is preferably produced in the form of a two-phase synchronous motor, one of the phases of which is supplied capacitively. It can have a power of 1/100 CV for example and include a speed reducer to control the adjustable heating resistance of the regulated electron tube.
Preferably, the control panel comprises a switch which allows the switching off and on of the stabilizing device and even the manual adjustment of the intensity of the high-frequency heating field, which may make it necessary to refuse the device. automatic stabilizer. This switch is marked with C. Manual adjustment is carried out using 1.
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push-buttons B1 and B2, one for increasing the intensity of the high-frequency heating field and the other for decreasing it.