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ELECTROSCOPE.
La présente invention est relative à des électroscopes du type portatif connus sous le nom de dosimètres, qui sont employés ppur indiquer un dosage de rayons X ou d'une certaine quantité de radiation Gamma à laquel- le une personne portant l'instrument a été soumise.
Lès parties essentielles d'un tel électroscope comprennent une chambre d'ionisation dont les parois forment une électrode de l'instrument appelée ci-après l'électrode collectrice, et une fibre de quartz revêtue de métal montée sur un support en fil métallique pourvu d'une boucle et faisant saillie dans la dite chambre, constituant l'autre électrode.
La boucle de fibre et son support ont reçu une change électri- que avant remploi de l'électroscope et cette électrode doit être fortement isolée afin que sa charge ne se dissipe pas ou ne se dissipe que très len- tement, tandis que l'autre électrode est reliée au corps de l'instrument et se trouve ainsi au potentiel de la terre.
Jusqu'à présent, le domaine de radiationsde ces instruments a été limité et c'est l'objet de la présente invention de prévoir une con- struction qui augmentera le domaine de radiations d'un électroscope de po- che.
Il est connu de réduire le volume d'air de la chambre d'ioni- sation pour augmenter le domaine, mais comme l'électroscope de fibre a une dimension finie, il y a une limite aux mesures dans lesquelles la chambre peut être réduite.
Suivant l'invention, un électroscope comprend une chambre d'ionisation ayant une paroi conductrice de l'électricité qui sert comme électrode collectrice, une électrode de fibre flexible dans la chambre d'io- nisation, isolée électriquement de l'électrode collectrice et un conduc- @ teur électrique qui entoure l'électrode collectrice, est isolée et séparée de l'électrode collectrice par un corps de nature diélectrique solide et est reliée électriquement à l'électrode de fibre, le conducteur entourant
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servant à augmenter la capacité de l'électrode collectrice.
Egalement, suivant l'invention, un électroscope a une électrode de fibre et une électrode collectrice en forme de dé avec un capuchon ouvert, des moyens pour maintenir l'électrode de fibre à un potentiel commun avec le boîtier de l'électroscope et une matière diélectrique solide transparen- te à la lumière, de haut pouvoir isolant portant l'électrode, collectrice et couvrant son capuchon à l'exception d'une petite surface où une charge doit être appliquée.
Egalement suivant l'invention, un électroscope du type décrit comprend un boîtier métallique enfermant une chambre d'ionisation contenant une électrode collectrice et une électrode de fibre flexible, une matière diélectrique solide remplissant sensiblement l'espace entre l'électrode col- lectrice et le boîtier et isolant l'une de l'autre, et une connexion élec- trique entre le boîtier et l'électrode de fibre.
La matière diélectrique sera en contact intime avec l'électrode collectrice et le boîtier de manière à éliminer autant que possible la pré- sence d'air entre eux.
Pour obtenir ce contact intime entre les parties prémentionnées, il est désirable, dans la fabrication de l'ensemble d'électrode collectri- ce, de monter la matière isolante en une fois avec l'électrode métallique puisque ceci évite, ou tout au moins réduit fortement, la possibilité de provoquer de petites poches d'air qui, autrement, pourraient se former en- tre eux et pourraient dioniser et provoquer ainsi des variations de capa- cité.
En outre, on peut obtenir un domaine étendu de radiations et une capacité augmentée, en réduisant l'épaisseur de la matière diélectri- que entre l'électrode collectroce et le boîtier de l'électroscope à un mi- nimum d'accord avec la force du diélectrique.
On peut obtenir une capacité encore plus grande en étendant la quantité de recouvrement de la surface de la matière diélectrique isolante au-dessus de cette électrode et en disposant en même temps un couvercle mé- tallique supplémentaire au-dessus de la matière isolante en contact avec le boîtier de l'instrument.
Pour que l'invention soit bien comprise et facile à mettre en oeuvre, des formes préférées de l'invention seront décrites à présent en se référant aux dessins ci-annexés, dans lesquels : - Figure 1 montre un électroscope du type dosimètre comprenant un ensemble d'électrode collectrice moulé construit suivant l'invention.
- Figure 2 montre une forme modifiée de l'ensemble d'électrode collectrice dans lequel un boîtier métallique extérieur s'étend vers l'in- térieur et est construit en sorte d'augmenter la capacité électrique sans, augmenter le volume d'air de la chambre d'ionisation.
- Figure 3 montre, en principe, une forme modifiée de la con- struction montrée à la figure 2, dans laquelle la longueur des trajets de fuite superficiels entre l'électrode collectrice et le boîtier est augmen- tée.
- Figure 4 montre une forme simplifiée de la construction montrée à la figure 3, modifiée pour faciliter le processus de moulage.
- Figure 5 montre une forme en variante de la construction mon- trée à la figure 4 mais réalisée en deux pièces, non seulement'pour facili- ter le processus de moulage, mais aussi pour permettre à une partie spé- rieure en forme de dé de l'électrode collectrice d'être enlevée si on dési- re accéder, par exemple, à la fibre indicatrice.
En se référant maintenant à la figure 1 du dessin, l'électro-
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de collectrice 1 a une matière diélectrique 2 qui y est moulée et cet ensem- ble d'électrode est monté dans un électroscope montré généralement en 3.
L'électroscope 3 comprend un boîtier de métal dans les parois 4 duquel est logé un ensemble 3 de support d'une fibre de quartz 5 , maintenu au potentiel des parois 4 du boîtier Celui-ci est 'avantageusement agencé en montant l'ensemble de support de la fibre 5 à l'extrémité du tube d'un microscope d'observation 6, fait de métal et incorporé à l'électroscope.
Le microscope d'observation comprend un occulaire 7 et une len- tille d'occulaire 8, une lentille objectif 9 et un réticule 10 convenable- ment gradué, monté entre les dites lentilles 8 et 9.
La lentille objectif 9 forme une image d'un élément indicateur en fibre 11 sur le réticule 10, grâce à quoi l'amplitude du mouvement de la fibre, indiquant la quantité de radioactivité à quoi l'instrument a été sou- mis, peut être observée et mesurée sur l'échelle du réticule 10.
La fibre et son ensemble sont situés dans une chambre d'ioni- sation 12 formée' par l'électrode collectrice isolée 1 la fibre 11 constituant la partie mobile et indicatrice de*, l'une des électrodes de l'électroscope, l'autre électrode étant constituée naturellement,par le collecteur 1.
Comme montré à la figure 1, l'électrode collectrice 1 comprend un cylindre métallique mince écarté des parois 4 à conformation cylindrique de l'électroscope qui l'entourent, au moyen d'une matière diélectrique for- tement isolante 2, telle que du polystyrène, qui est moulé à l'électrode 1 et par cpnséquent interposée entre les parois voisines 4 et l'électrode 1.
La matière interposée 2 agit non seulement comme le diélectrique d'un con- densateur, augmentant sa capacité, mais fournit aussi l'isolateur de grande qualité nécessaire qui permet à l'électrode collectrice 1 (lorsqu'on lui donne une forte charge de manière connue) de conserver cette charge pendant un long temps.
Les parois 4 de l'électroscope 3 sont en contact métallique avec l'ensemble de fibre indicatrice 5, par la voie de la paroi métallique 6 du microscope incorporé à l'instrument.
Pour augmenter la longueur des trajets de fuite superficielle entre l'électrode collectrice intérieure 1 et les parois extérieures mises à la terre 4 de l'instrument, par où la charge électrique pourrait fuir, les extrémités 13 et 14 de la matière diélectrique isolante 2 non couvertes par l'électrode collectrice ou la paroi extérieure, sont conformées avec des rainures ou fentes circulaires 15, 16.
Avec la construction d'électrode qui vient d'être décrite, l'espace entre le collecteur 1 et les parois 4 de l'électroscope 3 est sen- siblement rempli par la matière diélectrique isolante 2.
Cette construction présente divers avantages. Elle réduit le volume d'air qui peut être ionisé, elle augmente la capacité électrique de l'électrode collectrice par rapport à la terre, et fournit un excellent support métallique à l'électrode collectrice aussi bien qu'elle assure la rigidité mécanique de l'instrument dans son ensemble.
L'épaisseur de la matière diélectrique 2 peut être modifiée pour changer la capacité électrique et en pratique, elle peut être faite relativement mince (par exemple de l'ordre de 0,020 pouce) ce qui a pour conséquence une augmentation considérable de capacité et élimine encore la possibilité de mauvais fonctionnement du condensateur du fait de la pré-' sence de petites particules conductrices qui pourraient être emprisonnées dans la matière diélectrique.
- Figure 2 montre une forme modifiée de construction de l'en- semble d'électrode collectrice dans laquelle la capacité électrique est augmentée sans augmenter le volume d'air de la chambre d'ionisation 12.
Ceci est obtenu en faisant l'ensemble d'électrode en trois pièces qui sont
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moulées ensemble, ces pièces comprenant l'électrode collectrice 1, formée d'un cylindre métallique, une matière diélectrique 2 l'enfermant, et un boîtier métallique mis à la terre 17 entourant la matière diélectrique re- courbé vers 1?intérieur pour former un cylindre intérieur s'étendant vers le haut à travers l'ensemble d'électrode. La partie intérieure 17' du boî- tier 17 se termine à peu de distance de la partie extérieure 17" pour for- mer la chambre d'ionisation 12. Les extrémités 13 et 14 sont de nouveau rainurées ou striées en 15 et 16 pour augmenter la longueur des trajets de fuite superficielle.
La forme de électrode collectrice illustrée à la figure 2 est montée dans l'électroscope de telle sorte que le côté extérieur 17" du boîtier métallique 17 est en contact avec 1?intérieur des parois 4 de l'électroscope et ainsi maintenu au même potentiel.
L'ensemble de support de fibre 5 est ajusté à l'électroscope et passé à travers la partie intérieure 17' du btier 17 montré à la figu- re 2 jusqu'à ce que la fibre 11 soit mise en place à l'intérieur de la cham- bre d'ionisation 12 et en ce sens on peut noter qu'il peut être convenable d'augmenter la longueur de la base cylindre de l'ensemble de support de fi- bre 5.
- Figure 3 montre, en principe, une forme modifiée d'électrode collectrice montrée à la figure 2. A la figure 3, la possibilité de fuite superficielle de la charge électrique entre l'électrode collectrice effec- tive 1 et le boîtier métallique 17 est réduite même plus que dans la con- struction montrée à la figure 2. A la figure 3, une extrémité de l'élec- trode collectrice cylindrique 1 est fermée en 18 pour former une électrode conformée en dé. La surface extérieure entière de l'électrode est pourvue d'une matière diélectrique isolante 2, non seulement comme à la figure 2, mais, en plus, avec le sommet 18 du dé égalementcouvert par la matière dié- lectrique.
Une petite partie dumétal au sommet 18 de l'électrode collec- trice 1 en forme de dé est découpée et agit comme une fenêtre 19 pour don- ner de la lumière à l'instrument., pour pouvoir faire des observations, et une petite partie de la matière diélectrique 2 est enlevée au point 20 pour permettre à la charge électrique d'être appliquée à l'électrode collectri- ce.
Avec cette construction, la possibilité de fuite superficielle est encore réduite, comme dit ci-dessus, parce que les trajets de fuite com- prennent simplement le passage étroit 20 et l'extrémité libre restante 14 de la matière diélectrique.
Néanmoins il serait avantageux d'augmenter encore la longueur de ce trajet de fuite en augmentant la distance en 14 entre l'électrode collectrice 1 et la partie intérieure 17' du boîtier 17 mis à la terre mais ceci ne peut pas être fait très facilement en rainurant après coup en rai- son de l'inaccessibilité de la construction montrée à la figure 3 et ne peut l'être par un seul processus de moulage en raison du fait que comme la chambre d'ionisation 12 est de plus grande largeur que la largeur inté- rieure du boîtier 17' il y a des difficultés à extraire le noyau du moule.
Figure 4, par conséquent, montre une forme simplifiée de la construction montrée à la figure 3 mais modifiée pour faciliter le retrait du noyau hors du moule après que lsemble d'électrode a été moulé en une pièce et, en même temps, permettant une construction dans laquelle la lon- gueur du trajet de fuite en 14 est augmentée au delà de celle de la figu- re 3.
Ceci est réalisé en faisant de nouveau l'électrode collectrice 1 en forme d'un dé avec le dessus du genre d'un capuchon 18 (formant la chambre d'ionisation 12) de même diamètre ou de diamètre inférieur à celui de la partie intérieure en manchon 17' du boîtier métallique mis à lâ terre 17.-
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Le haut 18 est mont.é' sur un épaulement 21 de telle sorte que son inté- rieur embrasse la chambre d'ionisation 12 tout en permettant à la partie inférieure de 1-'électrode collectrice 1 d'être complètement enfermée dans la matière diélectrique 2.
Tout l'ensemble délectrode montré à la figure-4 est fait en une opération de moulage au moyen d'un moule ayant un noyau ou piston qui peut etre aisément retiré de l'intérieur de l'ensemble, durait que le dia- mètre du dessus 18 de l'électrode collectrice est le même ou moindre que celui de la partie intérieure inférieure du boîtier 17.
A la figure 4, le dessus 18 est fait d'une pièce avec l'épau- lement 21 at la partie inférieure de l'électrode 1. On notera ainsi que, après que l'ensemble délectrode à fibre indicatrice 5 a été adapté, il peut y avoir quelque difficulté à obtenir un accès ultérieur à la fibre indica- . trice 11 ou à d'autres éléments de l'ensemble 5 si on le désirait, comme par exemple pour des buts de réglage sans extraire tout 1-'ensemble à fibre.
Il est par suite avantageux d'avoir une variante de construc- tion de l'nsemble délectrode collectrice, dans laquelle la partie du des- sus peut être enlevée.
Figure 5 montre une telle construction qui a l'avantage prati- que supplémentaire qu'elle permet le remplacement d'un moule compliqué par des moules simples.
A la figure 5 l'ensemble est au début fait en deux unités dis- tinctes A et B, qui sont agencées pour s'adapter l'une sur l'autre et for- mer une seule structure lorsqu'elles sont incorporées dans le dosimètre.
L'unité A constitue un capuchon supérieur amovible et comprend le dessus 18 en forme de dé relativement court de l'électrode collectrice 1 avec la fenêtre 19, la matière diélectrique l'enfermant 2 avec le point de chargement 20 et le dessus de la partie extérieure 17" du boîtier métalli- que 17.
L'unité B constitue une partie de fond à conformation cylin- drique, de l'ensemble d'électrode collectrice, et comprend une portion en tube de l'électrode collectrice 1 qui est enfermée dans la matière diélec- trique 2 autant que l'épaulement 21, la partie supérieure de l'électrode étant libre de matière diélectrique en sorte que d'une part elle embrasse la chambre d'ionisation 12 et d'autre part elle fournisse un manchon au-des- sus duquel s'adapte le dessus 18 et en contact métallique avec celui-ci, tandis qu'en même temps elle permet au-dessus de la partie extérieure 17" de l'enveloppe 17 de venir en contact avec la partie inférieure du dit boîtier.
Les extrémités 22 et 23 de la matière diélectrique 2 sont de préférence moulées avec une rainure ou à angles obliques avec l'électrode 1 et le boîtier 17, respectivement, pour augmenter la longueur des trajets de fuite superficielle entre l'électrode 1 et son boîtier 17, réduisant ainsi la quantité de fuite superficielle à un minimum.
Avec les formes de construction d'électrodes récrites ci-avant, dans lesquelles la,, matière diélectrique moulée est interposée entre l'élec- trode collectrice et la partie voisine de l'instrument, la capacité élec- trique peut être maintenue avec des tolérances étroites et avec une tenue comparable pour un grand nombre d'articles.
REVENDICATIONS.
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