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PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS A DECHARGES ELECTRONIQUES.
La présente invention se rapporte à des tubes à décharges élec- troniques remplis de gaz et à cathode froide, comprenant une série d'espaces de décharge renfermés dans la même enveloppe, de sorte que ces espaces peu- vent s'amorcer ou s'allumer en série lors de l'amorgage d'un espace influen- gant les conditions d'amorçage d'un autre espace.
En particulier l'invention se rapporte à la construction et au procédé de fonctionnement de tubes en- clencheurs à décharge dans lesquels le potentiel d'allumage ou d'amorçage de l'intervalle ou espace principal est conditionné par la décharge d'un es- pace auxiliaire d'enclenchement ayant un potentiel d'allumage inférieur à de- lui de l'espace principale L'invention envisage le problème des appareils de ce genre fonctionnant à grande vitesse. Cependant,sous son aspect géné- ral, l'invention ne s'applique pas seulement aux tubes enclencheurs.
La présente invention peut être mieux comprise, et les expressi- ons employées ici mieux définies, en considérant le phénomène qui se produit lors du commencement et de la durée de décharges à travers des espaces ou in- tervalles prévus dans un tube à espaces multiples. Quand une décharge lumines- . cente est maintenue entre les électrodes d'un tube à décharge, le voltage ano- de-cathode est en général moindre que celui nécessaire pour l'établissement de la décharge. A l'état stable, un amas d'ions positifs est maintenu dans la région de la cathodeo Un ion, qui tombe le long du gradient de potentiel vers la cathode, libère des électrons qui tendent à être accélérés le long des lig- nes de force entre la cathode et l'anode.
Après leur émission de la cathode, ces électrodes s'ionisent par suite de la collision des molécules du gaz dans leur chemin, de sorte que l'équilibre est maintenu entre le nombre d'ions qui, dans un temps donné, tombent ou diffusent de la cathode vers les autres parties du tube, et le nombre, qui se forme dans le même temps par suite des collisi- ons, des électrons émis de la surface de la cathode. Une proportion des élec- trons émis pay la cathode ou libéré par le procédé de collision dans 1-'espace ou intervalle, atteint l'anode et établit un courant dans le circuit extérieur.
Dans la région de l'amas ionique ci-dessus mentionné, il y a aussi radiation
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d'énergie lumineuse, de sorte qu'un flux couvre une partie de la surface de la cathode, mais est en réalité séparée de celle-ci. Bien que les théories émises mentionnent plusieurs régions de décharges ou effluves dans une colon- ne de décharge, dans les tubes du genre considéré ici la décharge de la ca- thode mentionnée ci-dessus est prédominante. Pourvu que la décharge cathodi- que ne couvre pas l'entièreté de la surface de la cathode, la décharge est dite "normale".
La distribution de potentiel entre l'anode et la cathode pour des décharges normales est telle que la majeure partie de la variation de tension a lieu entre la cathode et la région de décharge de l'anode, et a une valeur qui est caractéristique de la matière dont est faite la surface catho- dique, ainsi que des gaz ionisants. La valeur du potentiel qui tombe dans cette région et qui sera désignée par la suite sous le nom de "chute catho- dique du potentiel", est de quelques volts inférieure à celle du voltage mi- nimum de potentiel d'allumage sur la courbe de Paschen relative au voltage d' allumage, avec le produit de la longueur de l'intervalle par la pression du fluide conformément au gaz et à la matière constitutive de l'électrode.
La longueur physique entre la cathode et le point situé dans le chemin de déchar- ge ou le potentiel atteint d'abord un maximum, est la même que celle corres- pondant au voltage d'allumage minimum sur la courbe de Paschen, quand la pres- sion du gaz est maintenue constante. Dans la présente description cette lon- gueur sera désignée comme étant la longueur de la chute de potentiel de catho- de. Entre l'effluve de cathode et l'anode, le potentiel, après avoir diminué légèrement, s'élève uniformément vers le potentiel de l'anode, la valeur de l'élévation de potentiel au-delà de celui de la chute de cathode étant une fonction de la longueur de l'espace ou intervalle, de la nature du gaz, et de la pression de celui-ci.
Entre certaines limites du courant de décharge, définissant la rangée du courant pour une décharge normale, le voltage entre l'anode et la cathode tend à être indépendant du courant et est désigné comme le voltage de maintien pour l'intervalle. Le voltage de maintien pour un intervalle quel- conque est ainsi fonction de la longueur de cet intervalle, et la courbe re- présentant le voltage de maintien en fonction de la longueur de l'intervalle, les autres facteurs étant maintenus constants, est de forme semblable à celle de la courbe de Paschen mentionnée ci-dessus, mais se place en-dessous de cel- le-ci et est moins raide. Le voltage de maintien minimum est celui de la chute de potentiel de cathode, soit quelques volts de moins que le voltage d'allu= mage minimum.
La surface de la cathode, recouverte par l'effluve dans une dé- charge normale, est proportionnelle au courant de décharge. Quand la totalité de la surface cathodique est recouverte par l'effluve, le voltage d'inter- valle s'accroît, la décharge étant dite "anormale". Afin de maintenir les conditions de charge spatiale dans l'intervalle un courant minimum est néces- saire, car autrement plus d'ions s'éloignent de l'intervalle que ceux prévus par le procédé de collision. Dès lors; si le courant dans l'intervalle est réduit, le voltage nécessaire pour maintenir la décharge s'élève très rapide- ment.
L'application d'un voltage plus grand que le voltage d'allumage, tel que montré par la courbe appropriée de Paschen pour le mélange de gaz et la matière dont est faite l'électrode employée, n'est pas en soi-même suffi- sant pour provoquer une décharge dans un intervalle donné. On a trouvé qu'au*. cane décharge ne peut avoir lieu en l'absence complète d'ionisation ou d'une forme quelconque de radiation incidente de la cathode. Ainsi en général, quand un voltage suffisant pour allumer un intervalle est d'abord appliqué, une certaine période de temps s'écoule avant que la décharge n'ait lieu, la présence d'au moins une particule chargée dans le temps à travers l'inter- valle étant requise.
Dans la présente description on peut dire qu'un intervalle a été "allumé" quand une décharge d'amplitude telle a été créée à travers cet inter- valle qui peut être maintenu par un voltage égal au voltage de maintien de l'intervalle. La période de temps qui s'écoule entre l'application d'un vol- tage suffisant pour allumer ou amorcer l'intervalle et l'allumage de celui-ci
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peut être divisé' en trois parties la durée statique, la durée de formation, et la durée d'établissement.Avant que les conditions de charge spatiale dans l'intervalle puissent commencer à s'établir, comme cela a été spécifié pré- cédemment, au moins une particule chargée peut exister dans le champ de l'in- tervalle.
Cette particule chargée peut être amenée par un certain nombre de moyens, tels que des rayons cosmiques, irradiation de la cathode par rayons ultra-violets, émanation d'une substance radio-active introduite dans l'en- veloppe du tube, etc. La période de temps entre l'application du voltage d'al- lumage et l'arrivée dans l'intervalle de la particule initiale chargée, dé- pend normalement des situations produites et est désignée comme le laps de temps statistique,, Une autre durée est alors nécessaire pendant laquelle la charge spatiale requise pour maintenir la décharge est créée autour de la cathode.
Cette durée est désignée comme le laps de temps de formation, et dé- pend du voltage appliqué, ainsi que de la valeur et de la distribution d'une ionisation quelconque existant précédemment dans l'intervalle. Finalement pour que le courant requis soit établi pour maintenir les conditions de char- ge spatiale dans l'intervalle, une période de temps est nécessaire, laquelle est désignée comme étant le laps de temps d'établissement. Celui-ci dépend des constantes de temps du circuit extérieur.
Dans un tube à intervalles multiples, quand un premier intervalle a été allumé, la décharge aux intervalles restants sera en général condition- née par la décharge du premier intervalle. Des particules chargées, ou photons de la décharge, peuvent passer vers un second intervalle où ils peuvent ré- duire ou éliminer complètement le temps statistique pour cet intervalle, et suivant la distribution spatiale et le temps, ils peuvent réduire le potentiel nécessaire pour allumer le deuxième intervalle.
Cette réduction du potentiel d'allumage et du temps statistique dans le deuxième intervalle, due à la dé- charge du premier, est désignée'ici sous le nom d'amorçage, la valeur (en volts) de réduction du potentiel d'allumage du deuxième intervalle, due à la déchar- ge du premier, étant référée comme le facteur d'accouplement d'ionisation, et est fonction des positions relatives des deux paires d'électrodes de décharge.
Par un arrangement convenable.des électrodes de décharge, l'accouplement d'io- nisation entre un intervalle allumé et non allumé peut être rendu suffisant pour réduire le voltage d'allumage de l'intervalle non allumé à son potentiel de maintien.
Dans les tubes déclencheurs, on prévoit ordinairement un inter- valle principal de décharge auquel est appliqué un voltage stable suffisant pour y maintenir la décharge, et un intervalle de déclenchement auxiliaire désigné pour transmettre un faible courant et pour avoir un voltage d'alluma- ge inférieur à celui de l'intervalle principal, de sorte qu'une impulsion de faible énergie, appliquée à travers l'intervalle de déclenchement, peut ame- ner l'allumage de l'intervalle principal.
Le laps de temps qui peut s'écou- ler entre l'allumage d'un intervalle de déclenchement et l'établissement des conditions de charges spatiales à travers l'intervalle principal, est désigné comme le temps de transfert entre l'intervalle de déclenchement et 1-linter- valle principal. Dès lors,dans un tube déclencheur, le temps qui s'écoule entre Inapplication d9une impulsion a. l'intervalle du déclencheur et l'allu- mage de l'intervalle principal peut être divisé en -, laps de temps statisti- que de l'intervalle de déclenchement; laps de temps de formation du même in- tervalle ; laps de temps de transfert; et laps de temps de formation.
En géné- ral ce dernier n'est pas sous le contrôle du tube envisagé, mais un tube peut être désigné pour rendre le laps de temps de transfert négligeable.
On sait depuis longtemps, comme une alternative aux mesures pré- cédemment mentionnées pour réduire ou éliminer le laps de temps statistique., de maintenir dans un tube à décharge une décharge auxiliaire d'amorçage dont la fonction est de produire les particules chargées initiales avant qu'un in- tervalle ne soit allumé. En généràl la décharge à l'intervalle d'amorçage réduit aussi les potentiels d'allumage de tous les autres intervalles dans le tube. Dans certains cas,il peut être désirable que la décharge d'amorga= ge réduise le potentiel d'allumage d'un ou plusieurs intervalles du tube à une valeur déterminée. D'autre part il peut être aussi désirable d'éliminer
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le laps de temps statistique d'allumage d'un seul intervalle.
Suivant la présente invention, on a prévu un tube à décharge, rem- pli de gaz et à cathode froide, ayant des électrodes définissant trois inter- valles de décharge disposés de manière qu'une décharge continue, au premier des dits intervalles, élimine le laps de temps statistique d'allumage quand un potentiel de rupture est appliqué au deuxième intervalle mais n'affecte pas le voltage d'allumage du troisième intervalle.
Dans la pratique, un tel tube comprend suivant l'invention µ un arrangement renfermant un tube à décharge, à cathode froide et rempli de gaz, ayant des électrodes définissant au moins trois intervalles de décharge; des moyens adaptés pour allumer un deuxième intervalle; et des moyens adaptés pour allumer le troisième des dits intervalles quand le deuxième a été allu- mé.
Les électrodes du dit deuxième intervalle sont construites de manière, et l'intervalle est disposé par rapport au premier et au troisième intervalles de telle sorte, que l'allumage du deuxième intervalle réduise le potentiel d'allumage du troisième intervalle, tandis que la décharge continue au pre- mier intervalle peut être réglée pour éliminer le laps de temps statistique dans l'allumage du deuxième intervalle sans réduire le voltage d'allumage du deuxième intervalle. Dans la réalisation de l'invention, on a construit le tube de manière que la décharge continue est protégée des intervalles qu'il n'est pas désirable d'influencer ainsi.
Quand la présente invention est appliquée à un tube déclencheur elle comprend un tube à décharge, rempli de gaz et à cathode froide, renfer- mant des électrodes adaptées et arrangées pour constituer un intervalle de décharge principal, un intervalle auxiliaire de déclenchement de voltage d'al- lumage inférieur à celui de l'intervalle principal, et un troisième inter- valle d'amorçages L'arrangement des électrodes est tel que quand elles sont convenablement polarisées sous des conditions de fonctionnement, les électro- des de l'intervalle de déclenchement protègent l'intervalle principal des produits d'ionisation d'une décharge continue au troisième intervalle,
la- quelle décharge est d'amplitude suffisante pour éliminer pratiquement le laps de temps statistique dans l'allumage du dit intervalle de déclenche- ment.
Il est important que la décharge auxiliaire d'amorçage soit con- tinue. Dans plusieurs arrangements précédents utilisant une décharge auxi- liaire, la décharge a été discontinuée ou du type à oscillations de relaxa- tion.
Ainsi dans plusieurs arrangements antérieurs la décharge avait la for- me d'une décharge corona, qui est essentiellement discontinue, ayant des rup- tures soudaines de courant connues comme décharges Trichel. On a observé, lorsque l'on travaille avec des intervalles à décharges déionisantes rapi- des, qu'une décharge d'amorçage auxiliaire du type à oscillations de relaxa- tion donne lieu à une incertitude du temps d'allumage de l'intervalle d'aaoo morçage qui disparaît quand la décharge auxiliaire d'amorçage est continue.
L'invention est maintenant décrite en se basant sur les dessins ci-joints dans lesquels g la figure 1 montre schématiquement un tube déclen- cheur suivant l'invention; la figure 2 donne une vue agrandie d'une partie du tube de la figure 1; la figure 3 montre l'assemblage de l'intervalle au- xiliaire d'amorçage de la figure 1; la figure 4 se rapporte à un arrangement typique de circuits conforme à l'invention; la figure 5 est une vue sectionnée de la structure d'électrode d'une autre forme de réalisation d'un tube confor- me à l'invention; la figure 6 représente une section en 'élévation faite à tra- vers la figure 5 ; la figure 7 est une section en plan suivant la ligne VII-VII de la figure 6 ;
les figures 8, 9 et 10 sont des vues correspondant respective- ment à celles des figures 6 et 7 et se rapportent à une autre forme de réa- lisation de l'invention.
Dans le cas de la construction d'un tube déclencheur à grande vi- tesse conforme à l'invention, ayant éliminé l'effet de délai statistique, on doit considérer les autres facteurs de temps intervenant dans le fonctionnement du tube envisagé. Il y a le laps de temps ou délai de formation de l'inter- valle, le temps de transfert et le temps de déionisation du déclencheur et des
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intervalles principaux.
Quand le voltage appliqué aux électrodes de l'inter= valle de décharge est réduit en-dessous de celui nécessaire pour maintenir les conditions de charges spatiales, les particules de charge dans l'interval- le sont éventuellement éloignés par le procédé suivant : recombinaison des ions et électrons dans le gaz, diffusion de l'intervalle et absorption sur les surfaces d'électrodes. La diffusion et la recombinaison des ions gazeux sont de procédés lents. Pour la distribution des charges obtenue dans une des formes de réalisation décrites, on a calculé que la deuxième recombinai- son à travers le volume envisagé réduit le nombre d'ions libres seulement de moitié.
Donc il est évident que quand le fonctionnement à grande vitesse est' requis, les ions doivent être accélérés aux surfaces d'électrodes aussi rapi- dement que possible. Pour une déionisation rapide, on a trouvé nécessaire-de ne pas réduire le champ électrique entre les électrodes d'intervalles de plus qu'une certaine valeur. Afin que les ions puissent être éloignés en étant ac- célérés vers la cathode, la déionisation est plus rapide quand les ions sont forcés, pendant la période d'extinction, de se mouvoir le long de chemins di- vergents, et pour cette raison des duré.es rapides de déionisation sont obte- nues quand les électrodes à intervalles cylindriques sont utilisées avec le cylindre extérieur formant la cathode.
D'autre part, en général, une valeur en excès du voltage de maintien peut être appliqué à travers un intervalle, afin qu'il puisse être allumé par décharge à un intervalle de déclenchement.
Naturellement en pratique, par suite de l'absence de chute de voltage à tra- vers l'intervalle principal, le voltage entre les électrodes de cet intervalle, en l'absence de décharge, excédera toujours le potentiel de maintien. Cepen- dant avec des constructions à plus grand nombre d'électrodes, il y a un volta- ge minimum plus élevé que le voltage de maintien de l'intervalle principal sous lequel le transfert de la décharge de l'intervalle déclencheur à l'inter- valle principal n'aura pas lieu. Cela comprend des cas, conformes à l'inven- tion, où le temps de transfert est négligeable ou nul, quand le transfert ne doit pas avoir lieu.
Au point de vue du bas voltage de transfert, la cons- truction doit être telle que pendant l'établissement des conditions de charges spatiales de l'intervalle principal, des ions tendent à converger vers la cathode. Dans un arrangement d'électrodes pour intervalles à décharge coaxi- aux, la cathode doit donc former le conducteur intérieur. Il s'ensuit que quand de courts temps de déionisation et de faibles voltages de transfert sont requise l'arrangement le meilleur comprend l'emploi d'électrodes planes.
Une forme de réalisation de l'invention, utilisant des électrodes planes, est montrée sur les figures 1, 2 et 3. Afin de montrer les détails de construction, les épaisseurs des différentes électrodes, ainsi que leurs sépa- rations, ont été considérablement exagérées. Le tube comprend une enveloppe 1 en verre de forme conventionnelle, ayant une base 2 en verre pressé, sur la- quelle l'ensemble des électrodes est monté entre une paire d'isolateurs en mica 3, 4, ainsi que cela se fait en pratique pour les tubes radiophoniques.
L'intervalle principal de décharge 5 se trouve entre une anode 6 et une ca- thode 7, une électrode déclancheuse 8 étant montée dans l'espace se trouvant entre l'anode et la cathode pour former un intervalle déclencheur 9. L'électro- de de déclenchement 8 a une forme telle qu'elle constitue un espace protégé du champ de l'anode 6, l'intervalle déclancheur 9 étant placé à la limite de cet espace. Un intervalle de décharge auxiliaire et d'amorçage est formé entre une anode auxiliaire 11 et une cathode auxiliaire 12, la surface de décharge réelle de l'anode 11, ainsi qu'il est expliqué par la suite, étant limité aux parois d'une ouverture 13.
L'intervalle auxiliaire de décharge est monté der- rière l'intervalle principal 5 de manière à être protégé de celui-ci, un che- min étant prévu pour le passage des produits d'ionisation (en pratique un flux d'électrons) dans l'espace 10 à travers les passages 13, 14 et 15 des diffé- rents organes.
Les intervalles, principal et déclancheur, sont construits de ma- nière à constituer un assemblage unique, et l'intervalle auxiliaire de déchar- ge et d'amorçage forme un autre assemblage unitaire. L'anode 6 est constituée par une feuille métallique dont les extrémités sont recourbées dabord pour passer à travers des rainures prévues dans la feuille de mica 16, pais de nou-
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veau recourbées à l'arrière de cette feuille de mica, ainsi qu'il est mon- tré en 17. La feuille de mica 16 est fixée au moyen d'oeillets 18 placés sur les côtés opposés 19 et 20 d'une paire d'organes métalliques 21, oppo- sés l'un à l'autre et formant chenal (figure 2).
La cathode 7 est fixée à une feuille de mica 22 d'une manière quelque peu semblable à l'anode 6, mais, afin d'éviter tout effet de projection de particules de la matière constituant la cathode sur l'isolateur en mica, les bords de la cathode 7 sont maintenus éloignés de la surface de l'isolateur 22 par la pièce 23 en métal dont les extrémités repliées passent à travers des rainures de la pla- que isolante en mica, puis sont repliées à l'arrière de cette plaque. La plaque 23 est d'épaisseur moindre que la longueur de la chute de potentiel pour une décharge normale de la cathode 7, de sorte que l'effluve est confi- née sur la face de la cathode placée vis à vis de l'anode. L'électrode déclan - cheuse 8 a la forme d'une enveloppe ouverte d'un côté, et est montée sur la feuille 22 de la manière d'un réservoir.
Des projections du déclancheur 8 passent à travers des rainures prévues dans le mica 23 et sont pliées vers l'extérieur, c.à.d. perpendiculairement au plan du dessin (figure 1).
Afin d'éliminer toute fluctuation dans le laps de temps de for- mation à l'intervalle de déclanchement, celui-ci est arrangé pour se produire sur une surface bien définie de la cathode comme opposée à un point de dé- charge. Dans ce but, l'extrémité de la cathode est biseautée et se projette à l'intérieur de l'espace formé par le déclancheur 8, de manière à présenter une surface triangulaire opposée. Afin d'assurer un voltage d'allumage du déclancheur aussi faible que possible et un temps de transfert minimum, la séparation entre la cathode et l'électrode déclancheuse est arrangée pour être pratiquement celle de la chute de potentiel de cathode pour une déchar- ge normale à la cathode.
Pour empêcher une possibilité de décharge entre le déclancheur 8 et l'anode 6, la surface du déclancheur, faisant face à l'anode, est recouverte par un isolateur 24 fixé dans des rainures de l'organe 21, ain- si qu'il est montré en 25 figure 2. Comme précaution additionnelle l'intérieur de l'électrode déclancheuse 8 peut être calorisée, excepté dans la partie voi- sine opposée à la projection de la cathodeo
Une plaque métallique 26, dont la fonction sera exposée par la suite, peut couvrir le front de l'isolateur 24, étant maintenue dans les mê- mes rainures de l'organe 21, de manière à faire un contact électrique entre- eux Pour empêcher une décharge entre la cathode et les connexions du déclan- cheur à l'arrière de l'isolateur 22,
une autre feuille de matière isolante 27 couvre les parties recourbées de la cathode et les pattes de fixation du déclancheur. Les isolateurs 22 et 27 sont montés respectivement sur les cô- tés recourbés 28 et 29 de l'organe 21, au moyen d'oeillets 30. La construction décrite pour l'assemblage des intervalles principal et déclancheur, les élec- trodes de l'intervalle principal étant espacées par les côtés de l'organe 21, assure que des limites précises soient obtenues avec une variation minimum dans les caractéristiques d'un tube à l'autre.
L'assemblage de l'intervalle d'amorçage comprend un isolateur 31 en mica sur lequel sont montées l'anode auxiliaire 12 et la cathode 11.cette dernière est formée d'une pièce métallique 32, en forme de ruban, ayant son ex- trémité logée dans une rainure 33 de l'isolateur et pliée pour reposer contre la surface de cet isolateur,la petite partie pliée sur la partie extrême for- mant l'électrode de cathode. L'anode 12 consiste en une feuille métallique perforée ayant ses extrémités recourbées sur elle-même et rivetée à l'isola... teur 31, ainsi qu'il est montré en 34 figure 3.
Le métal de l'anode est plus épais que celui de la cathode, de sorte que l'anode laisse un intervalle plus court que la longueur de la chute de potentiel de cathode pour une décharge normale à la cathode 12. Une ouverture 13 est prévue à l'anode 11 en opposi- tion avec la cathode 12. L'isolateur 31 est monté au moyen d'oeillets aux ti- ges 35, qui sont soudées aux oeillets correspondants 18 et 30 pour l'assem- blage de l'intervalle principal et de l'intervalle déclancheur. Par ce moyen, l'intervalle auxiliaire d'amorçage est exactement placé par rapport à l'espa- ce 10.
En vertu de l'espacement exact des électrodes, la décharge normale est confinée à la région de l'ouverture 13 opposée à la cathode,et l'intervalle
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de décharge est établi entre cette région et la paroi de l'ouverture.
L'assemblage principal et déclancheur avec l'assemblage de l'in- tervalle d'amorçage, sont supportés en position au moyen de fils et de fer- rets connectes aux 'électrodes et organes de circuits. Leurs projections pas- sent à travers des ouvertures prévues dans les disques de mica 3 et 4.
On observera que, bien que dans l'arrangement décrit des électrons de l'intervalle auxiliaire d'amorçage peuvent entrer dans l'espace 10 et en réalité être dirigés vers lui à travers les ouvertures 13, 14 et 15 sous cer- taines conditions de fonctionnement, on peut prévoir qu'aucun n'émergera de l'intervalle déclancheur 9, par suite du gradient de potentiel entre les électrodes 7 et 9 qui reçoivent donc certaines particules chargées qui au- trement seraient diffusées loin d'eux.
En plus de leur fonction d'assurer une séparation exacte des électrodes de l'intervalle principal, les organes 21 en forme de chenal avec la feuille métallique 26 offrent des fonctions importantes dans le fonctionne- ment du tube. En premier lieu, les organes servent à protéger l'intervalle principal des champs électriques extérieurs et assurent que des particules chargées, autres que celles de l'intervalle de déclenchement 9, n'entrent dans le champ de l'intervalle principale Par l'application d'un voltage de polarisation convenable, la feuille métallique 26 en particulier intervient en réduisant le voltage de transfert à un minimum.
Cependant l'effet de l'or- gane en forme de chenal et de la feuille métallique 26 sur la durée de déioni- sation du tube est de plus grande importance pendant le fonctionnement., Comme cela a été expliqué précédemment pour une rapide déionisation, les ions posi- tifs dans l'intervalle seront accélérés vers la cathode. On a trouvé que si :Les organes en forme de chenal et la feuille 26 donnent une polarisation aussi large que possible, sans qu'il soit possible de maintenir une décharge d' eux vers la cathode ou autre électrode, le champ résultant électrostatique offre une amélioration marquée dans la durée de déionisation du tube.
Un tube typique, tel que décrit ci-dessus, est dimensionné somme suit g
Longueur de l'intervalle principal 3.0.m.m.
Longueur de l'intervalle déclencheur 0. 3 m.m.
Séparation des électrodes de 19intervalle d'amorçage 0.25 m.m.
Ouverture d'anode de l'intervalle d'amorçage (13) 1. 0 m. diamètre
Capacité de l'enclencheur à l'anode 1.6 F
Capacité de l'enclencheur à la cathode et à toutes les autres électrodes <5.0 F.
Les structures d'électrodes sont logées dans une enveloppe minia- ture standard (B7G) qui est remplie avec un mélange de 92 % de néon, 7% d'hy- drogène et 1% d'argon à une pression de 80 m.m. de mercure. En utilisant des électrodes de nickel les voltages des intervalles de décharge sont comme suit : Voltage de rupture de l'intervalle principal 380 volts Voltage de maintien de l'intervalle principal 165 volts
Le courant minimum de l'intervalle principal est de 2 milli-ampè- res, et le tube est établi pour laisser passer un courant de décharge de 15 m.a. à l'intervalle principal, et pour fonctionner comme une source d'un cou- rant maximum de 360 volts.
La décharge d'amorçage principale peut être limi- tée à 0.5 m.a.
Les voltages de rupture et de maintien sont respectivement de 160 et 150 volts. En pratique cependant on a trouvé qu'il est préférable de spé- cifier qu'avec une polarisation bien établie, l'intervalle de déclanchement s'allumera et transférera du courant à l'intervalle Principal ce qui aura lieu sous certaines conditions spécifiées du voltage d'anode et des impulsions de déclenchement. Ces limites de fonctionnement se référeront encore à l'arran- gement de circuit maintenant décrit.
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Dans le circuit de la figure 4, le tube déclencheur 36 a son ano- de principale 6 connectée à travers une résistance de 5000 # à la borne po- sitive d'alimentation 37 de 300 V. La cathode 7 de l'intervalle principal est connectée à la terre à travers une résistance de charge de 5000# shun= tée par un conducteur de 0.001 F, et à une borne de sortie 380 L'électrode déclancheuse 8 est connectée,via une résistance de charge de 1 megohm, à un voltage de polarisation de 140 V. au-dessus du potentiel de terre, et est aus- si connectée, via un condensateur 39, à une borne d'entrée 40. La borne 41, connectée à l'anode 6, permet d'appliquer à l'intervalle principal des impulsi- ons d'extinction.
L'intervalle d'amorçage a sa cathode 12 connectée à la ter- re et son anode 11 connectée à travers une résistance de 380.000# à la bonne d'alimentation 37. L'organe à chenal 21 et la feuille métallique 26 des figu- res 1 et 2 sont représentés par l'électrode écran 42 connectée à une prise de 150 volts au-dessus du potentiel de terre.
Avec le circuit ci-dessus, une impulsion positive de 40 volts, ap- pliquée à la borne 33, allume le tube en 1.25 sec. Gomme il n'y a aucun laps de temps statistique et un laps de temps de transfert négligeable,cet inter- valle est ainsi le laps de temps de formation du déclancheur. Il ne doit pas varier de plus de 20% quand l'amplitude d'impulsion du déclancheur est réduit à un minimum (la largeur de l'impulsion du déclancheur étant rendue plus lonr' gue).
Les limites assignées au fonctionnement de l'intervalle du déclan- cheur sont telles que quand le voltage d'alimentation à la borne 37 s'élève à 360 volts; le déclancheur étant polarisé à 145 volts, une impulsion de 20 sec et de 12 volts manque d'allumer l'intervalle principal quand le voltage d'alimentation est réduit à 250 volts, la polarisation du déclancheur étant maintenue constante et l'intervalle principal s'allume avec une impulsion de 20 sec et 24 volts d'amplitude au déclancheur.
Par suite de la cons- truction de l'intervalle du déclancheur, une très haute impédance d'entrée est obtenue, et dans le circuit de la figure 4, avec la résistance de charge de 1 megohm au déclancheur, une décharge a lieu (la période d'oscillation étant plus longue que la largeur de l'impulsion au déclancheur), de sorte qu'un courant à pointe élevée est obtenu malgré l'impédance d'arrivée.
Pour éteindre l'intervalle principal, une impulsion négative de 170 volts d'amplitude est appliquée à l'anode. Cette impulsion place l'anode à 25 volts en dessous du potentiel de maintien de l'intervalle. Quand le voltage d'alimentation s'élève à 325 volts, une impulsion d'extinction rec- tangulaire n'a pas besoin d'être plus longue que 30 sec pour éteindre la décharge de la valeur maximum de 15 ma. Pour des courants plus faibles, le vol- tage entier de batterie peut être réappliqué au tube après un plus court in- tervalle de temps.
Le tube décrit ci-dessus a été désigné dans un but général comme un tube déclancheur à haute vitesse, ayant de larges tolérances de voltage d'alimentation. Pour des applications où des temps plus courts de déionisa- tion ou un voltage minimum'de transfert plus faible sont requis, une struc- ture d'électrodes à intervalle principal cylindrique peut être employée.
Une forme de réalisation de l'invention, établie pour prévoir un voltage de transfert minimum faible, est représentée sur les figures 5, 6 et 7 où la cathode de l'intervalle principal 43 et l'anode 44 sont des cylin- dres coaxiaux. L'anode 44 est montée sur une tige 45 scellée dans le culot en verre 46 de l'enveloppe dont la partie restante n'est pas représentée. Une bande métallique intérieure 47, fixée à l'anode, offre une assise pour l'iso- lateur au mica 48,qui porte un manchon métallique 49 formant l'anode de l'in- tervalle auxiliaire d'amorçage. Le manchon 49 est fixé à l'isolateur 48 au moyen des prolongements 50 par rivetage. Un conducteur 51 fait connexion avec le manchon 49 à travers un de ces prolongements 50.
Une cathode auxiliaire 52 est montée entre deux isolateurs au mica 53 dans le manchon 49. Un cylindre mé- tallique, formant l'électrode déclancheuse 54, reste sur l'isolateur 48 et est soudée à un conducteur 55 passant à travers la base du tube. La cathode 43 a la forme d'une coupe renversée dont la paroi cylindrique a le même diamètre que celui de l'électrode déclancheuse 54. Les électrodes 54 et 43 sont allig-
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nées l'une à l'autre au moyen de trois disques isolants 56, 57, 58 qui sont fixés entre-eux par oeillets, les disques 56 et 58 s'adaptant à l'intérieur des extrémités de l'électrode déclancheuse 54 et de la cathode 43, avec le' disque 57 de diamètre plus large,
placé entre eux et séparant les deux élec- trodes. L'électrode 43 est fixée par oeillet à un isolateur au mica 59 qui' repose à l'intérieur de l'anode 44 sur un collier à ressort 60, des projec-' tions 61 sur l'anode étant prévues pour l'assemblage. Un conducteur 62, sou- dé aux oeillets fixant la cathode à l'isolateur 59, est prévu à la partie su- périeure du tube.
Dans la forme de réalisation montrée sur les figures 5 à 7, l'in- tervalle de déclenchement est formé entre des parties opposées de l'électro- de déclancheuse 54 et de la cathode 43 à travers des rainures découpées dans les isolateurs 57 et 58, et indiquées sur la figure par les chiffres 64 et 63 respectivement. La partie du bord de l'électrode déclancheuse est découpée pour laisser une languette 65 qui est légèrement pliée afin de se loger dans la rainure 64 et former la surface de décharge de l'électrode déclancheuse.
Pour la facilité de l'observation au déclencheur et à l'intervalle d'amor- gage, un trou 66 est découpé dans l'anode 44 en opposition à l'intervalle de déclenchement.
On peut voir qu'excepté pour l'ouverture à l'intervalle de dé- clenchement, l'intervalle auxiliaire d'amorçage est complètement isolé de l'in- tervalle principal par l'électrode déclencheuse enveloppante et l'isolateur 56. Dès lors, comme dans la précédente forme de réalisation, des particules d'une décharge continue à l'intervalle principal peut amorcer l'intervalle de déclenchement mais ne peut entrer dans l'intervalle principal entre la cathode 43 et l'anode 44.
Les conditions de fonctionnement et les caractéristiques d'un tube tel que celui décrit en référence aux figures 5 à 7 peuvent être sembla- bles à celles du tube des figures 1 à 4, mais le voltage de transfert amé- lioré de la construction cylindrique permet des limites plus larges pour le voltage d'alimentation au prix de vitesses de répétition plus faibles d'allu- mage par suite de la déionisation plus faible obtenue avec cette construction.
Exactement,les considérations opposées s'appliquent au mode de réalisation envisagé. Une vitesse de répétition plus rapide d'allumage est obtenue avec des limites plus rapprochées du voltage d'alimentation et, dans cette forme de réalisation, l'anode 66 de l'intervalle principal est montée dans la cathode 67; l'intervalle de déclenchement 68 est formé entre la paroi cylindrique de la cathode 67 et l'électrode de déclenchement 69, qui est fomée d'une bande métallique. L'assemblage de l'intervalle auxiliaire d'amorçage 70 est décalé du tube, de sorte qu'il est plus proche de l'intervalle de déclen- chement que s'il était monté comme dans la première forme de réalisation.
Dans l'assemblage des figures 8, 9, 10, un cylindre métallique creux 71 est monté sur une tige support 72 qui est scellée dans le verre 73 formant la base de l'enveloppe du tube. Un collier intérieur 74 supporte un isolateur en mica 75 auquel l'assemblage de l'intervalle d'amorçage 70 est fixé. L'assemblage de l'intervalle d'amorçage est le même que celui des figu- res 6 à 8.
Un autre collier métallique 76 supporte un isolateur en mica 77 qui est maintenu en place par les pattes recourbées 78 se projetant du cylindre 71. L'isolateur 77 porte l'électrode de déclenchement 69 fixé au moyen d'un oeillet central auquel le conducteur 78 est soudé, ce conducteur 78 passant à travers une ouverture centrale dans l'isolateur 75. L'isolateur 77 porte aus- si une anode 66 en forme de coupe renversée qui est fixée au moyen de pattes passant à travers des rainures de l'isolateur, et sont alors pliées ainsi qu'il est indiqué en 79.
La cathode 67 porte un collier intérieur 80 pourvu d'une assise pour un isolateur 81 qui est fixé en position par les pattes 82. Une ouverture centrale, à travers laquelle passe le conducteur 83, sert à situer la cathode par rapport à l'anode, la cathode étant maintenue en po- sition par sa connexion à la tige rigide 84 qui est scellée à travers 73.Un trou d'inspection 85 permet d'observer la cathode.
Comme dans les deux formes de réalisation précédemment décrites,
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l'intervalle principal est protégé des particules chargées se diffusant de l'intervalle d'amorçage dont les effets peuvent donc être limités à l'in- tervalle déclencheur 68.
Bien que les principes de l'invention aient été décrits en con- nexion avec des formes de réalisation bien définie, il est évident que cette description a été donnée à titre d'exemple et ne limite nullement la portée de l'invention.