<Desc/Clms Page number 1>
L'invention est relative aux procédés et dispositif a du genre de ceux pour mesurer ou détecter des courants ou tensions très faibles, donc mettant en jeu une puissance électrique minime, comme c'est en particulier le cas pour les procédés et appareils pour la détection de la radioactivité, à l'aide de chambres d'ionisation ou semblables susceptibles, étant mises sous tension et lorsque frappées par un rayonnement, de laisser passer un certain courant, d'intensité réduite, donnant lieu à une mesure.
Elle a pour but surtout de rendre .tels , ces procédés et appareils, qu'ils répondent mieux que jusqu'à présent aux divers desiderata de la pra- tique.
Elle consiste, principalement, et plus particulièrement dans le cas où l'on a recours, pour mesurer la radioactivité, à des appareils du genre des chambres d'ionisation ou cellules photoémissives, à mettre en évidence, les courants ou tensions à mesurer, dans un appareil à consomma- tion pratiquement nulle, tel qu'un électromètre.
Elle comprend, mise à mart cette disposition principale, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, notamment: une deuxième disposition -- plus spécialement relative aux appa- reils susvisés -- consistant à constituer leur source d'alimentation par un condensateur que l'on recharge lorsque nécessaire, notamment par magné- to et redresseur, - et une troisième disposition -- relative aux appareils du genre de ceux utilisant notamment un électromètre, et plus spécialement combiné avec un condensateur, comme ci-dessus -- consistant à prévoir des moyens pour permettre de vérifier, à chaque instant, l'état de charge de ladite source, ainsi qu'éventuellement l'état de fonctionnement des divers élé- ments de l'appareil.
Elle vis plus particulièrement certains modes d'application (notamment celui pour lequel on l'applique aux appareils détecteurs de radioactivité), ainsi que certains modes de réalisation, desdites disposi- tions ; et elle vise, plus spécialement encore et ce à titre de produits industriels nouveaux, les appareils du genre en question comportant applica- tion de ces mêmes dispositions, ainsi que les éléments spéciaux propres à leur établissement et les ensembles ou installations utilisant de sembla- bles appareils.
Et elle pourra, de toute façon ,être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexée, les- quels complément et dessins ne sont, bien entendu, donnés surtout qu'à titre d'indication.
Les fig. 1 à 3, de ces dessins, sont des schémas d'un appareil détecteur de radioactivité, établi conformément à trois modes de réalisa- tion respectifs de l'invention.
La fig. 4 montre en perspective schématique le bottier d'un tel appareil, selon un mode de réalisation.
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant par exemple de détecter la radioactivité en un endroit quelcon- que, à l'aide d'un appareil léger, portatif et autonome, on s'y prend com- me suit ou de façon analogue.
<Desc/Clms Page number 2>
Il convient préalablement de rappeler que la construction d'appa- reils de ce genre soulève quelques difficultés, en ce qui concerne plus spécialement leur alimentation. Si, comme on l'a fait jusqu'à présent, on a recours, pour fournir la puissance électrique nécessaire au fontionne- ment, à des piles ou des accus, on constate qu'il est difficile de résoudre les problèmes d'approvisionnement et de conservation que posent les sources de ce genre, outre que ces dernièr'es sont souvent d'un poids et d'un en- combrement prohibitifs, surtour pour des usages militaires.
Par ailleurs, on a été amené à constater qu'il n'est pas nécessaire, pour ces genres d'appareils, de disposer d'une tension électrique.constante.
C'est ainsi que si l'on utilise, pour détecter les rayonnements de radio- activité, des moyens du genre des chambres d'ionisation, des cellules pho- toémissives avec cristaux scintillants, etc..., moyens qui, associés à une source, fournissent un courant variable avec l'intensité du rayonnement, ce courant est indépendant de la tension de la source, pourvu que ladite ten- sion demeure supérieure à un minimum. Il s'agit d'ailleurs de courants très faibles, puisque, pour une chambre d'ionisation cylindrique, d'un volume de un décimètre cube, le courant de saturation correspondant à une intensi- té de rayonnement gamma de 1 roentgen par heure est de l'ordre de 10-10 ampères.
Partant de cette constatation, on procède de façon telle, confor- mément à l'invention, que la source de tension à appliquer à l'appareil dé- tecteur soit constituée par un condensateur à fort isolement, qui peut être périodiquement rechargé par un générateur d'électricité, par exemple une magnéto ou dynamo, mue par l'opérateur, un système électromagnétique à im- pulsion, etc...
Si l'on fait alors traverser, par le courant à mesurer, une résis- tance de très forte valeur et si l'on mesure la tension aux bornes par un appareil à consommation pratiquement nulle, tel qu'un électromètre à qua- drant, on obtient un ensemble tel que le condensateur susvisé peut se main- tenir chargé très longtemps.
L'ensemble obtenu est donc autonome et l'on peut dire que, dans l'état actuel de la technique, et même pour des intensités radioactives se chiffrant par des centaines de roentgens par heure, un tel appareil n'exige- ra de recharges, par l'opérateur, qu'à des intervalles de temps assez longs, de l'ordre de par exemple une heure ou davantage. En outre, il pourra être léger et peu encombrant.
Pour matérialiser l'invention, on a représenté, sur la fig. 1, le schéma de principe de cette dernière.
L'appareil que montre ce schéma comporte: - une chambre d'ionisation 1, avec son électrode centrale 2, cham- bre alimentée par un condensateur r à fort isolement, d'une capacité par exemple voisine d'un microfarad, et à travers une résistance de charge 3 de quelques milliers de megohms, les bornes de cette résistance étant re- liées à celles d'un électromètre 4, - un système de charge constitué par exemple par une magnéto re- présentée en G par son primaire et son secondaire (donnant par exemple une tension U de l'ordre de 300 volts efficaces), qui coagit avec un dis- positif de cellules redresseuses représentées en 5, 6,pouvant utiliser des redresseurs secs ou des valves (la magnéto fournissant dans ce dernier cas la tension nécessaire au chauffage des valves),
le tout de préférence en combinaison avec un dispositif stabilisateur de tension par exemple à tubes de néon 7,
<Desc/Clms Page number 3>
- et des moyens interrupteurs pour séparer la partie active de 1' appareil, c'est-à-dire le condensateur #, dudit système précédent, en dehors des périodes de charge, moyens tels qu'un interrupteur à double contact 8 commandé par un relais 9 alimenté par une prise selfique 10 bran- chée sur le courant de charge, étant entendu que ledit système de charge et lesdits moyens interrupteurs pourraient être réalisée de toute autre manière (par exemple, les moyens interrupteurs pourraient être constitués par un commutateur à force contrifuge placé sur la magnéto, ou par un com- mutateur manuel).
Un ensemble du genre de celui de la fig. 1 répond bien au but cherché. La tension U du condensateur F- se maintient longtemps à une valeur convenable au-dessus 1 de la tension critique et n'exige donc que des recher- ges peu fréquentes.
Toutefois, on sait que l'électromètre ordinaire, tel que représen- té sur la fig. 1, présente une assez médiocre sensibilité pour les faibles tensions à mesurer, ce qui, dans le cas présent, pourrait être un incon- vénient.
Il y a donc intérêt, selon une disposition préférée, à appliquer à l'électromètre une tension de référence, par exemple à partir d'un con- densateur auxiliaire C, de manière à réaliser un électromètre à sensibili- té substantiellement constante.
On va donner ci-après, toujours à titre d'exemple, deux modes de réalisation de la disposition précédente, respectivement appliquée à un électromètre homostatique (fig. 2) et à un électromètre hétérostatique (fig. 3).
Selon le mode de réalisation de la fig. 2, on procède comme prévu fig. 1, mais en prévoyant deux condensateurs r et C, avec un système re- dresseur établi en conséquence et comprenant par exemple un pont stabilisa- teur formé de trois résistances R, R', r' et une chaîne de tubes à néon 7 de résistance intérieure r, le tout calculé pour permettre d'obtenir à la fois la charge du condensateur principal r à la tension convenable U1 et celle du condensateur de référence C à une tension appropriée E. Un inter- rupteur de charge 8, du même type que ci-dessus, mais cette fois à trois contacts au moins, est prévu.
Le condensateur de référence C, très fortement isolé (notamment isolé en une matière du genre du "styroflex") a par exemple l'une de ses bornes reliées à l'un des quadrants de l'électromètre 4, et l'autre à la borne de la résistance 3 commune avec le condensateur principal, tandis que l'autre extrémité de ladite résistance est commutée à l'électrode extérieure de la chambre 1, dont l'électrode centrale est reliée à la borne correspon- dante du condensateur principal, d'autres schémas pouvant être prévus.
L'ensemble fonctionne comme suit.
On suppose que cet ensemble est chargé, la tension U du condensateur principal ayant été amenée à une valeur supérieure à la tension oriti- que qui ne dépend que des dimensions de la chambre (tension correspondant au courant de saturation visé plus haut).
En l'absence de tout rayonnement, la tension E du condensateur de référence - tension qui reste constante très longtemps grâce au bon iso- lement -- est appliquée seule à l'électromètre. Son indication se trouve alors au zéro de la graduation (en roentgens par heure).
Des qu'un rayonnement atteint la chambre d'ionisation, il se pro-
<Desc/Clms Page number 4>
duit dans celle-ci un courant se traduisant par une chute de tension V.
Comme le condensateur C conserve sa charge, cette chute de tension V se retrouve intégralement aux bornes de l'électromètre.
On obtient alors une déviation angulaire en principe proportion- nelle au carré de la différence (E - V) pour la forme circulaire classique des quadrants et de l'aiguille, la forte sensibilité correspondant aux faibles rayonnements.
Mais on peut, tout en conservant une électrode mobile circulaire (ce qui permet un équilibrage facile), tailler le quadrant fixe de l'élec- tromètre de façon à obtenir telle réponse que l'on désire.
Avantageusement, selon une autre disposition s'appliquant d'une façon générale aux appareils dont s'agit, on prévoit en outre des moyens pour permettre de vérifier à chaque instant l'état de charge du ou des condensateurs entrant en jeu, ainsi que l'état de fonctionnement des divers éléments de l'appareil, ces moyens étant notamment agencés de façon qu'ils permettent, par des commutations appropriées, de faire marquer successive- ment par l'électromètre, d'une part, les tensions de charge provenant du générateur d'électricité (magnéto, etc...), et, d'autres part, des indica- tions provenant des condensateurs.
Dans l'application-, de la disposition précédente, au mode de réalisation de la fig. 2, on constitue par exemple lesdits moyens par une résistance auxiliaire 3' susceptible, dans certaines conditions opératoires, de venir court-circuiter le condensateur principal #, , éventuellement à travers la résistance 3, ladite résistance auxiliaire étant notamment inter- posée entre l'une des bornes du condensateur principal et l'électrode exté- rieure de la chambre 1, et étant commandée par un inverseur 11, en particu- lier du type à bouton-poussoir, à deux positions pour lesquelles, ou bien (position normale, bouton lâché) il met hors circuit la résistance 3', ou --bien (position de mesure, bouton appuyé).il la met en circuit, isolant alors la chambre d'ionisation.
Les opérations de vérification seront par,,exemple les suivantes: a) Lorsqu'on actionne le chargeur G sans appuyer sur le-,bouton de l'inverseur 11, la tension de charge aux bornes du condensateur0 se trouve aux bornes de l'électromètre auxquelles elles sont reliées (l'une à travers la résistance 3).
On vérifie ainsi le zéro de l'appareil ainsi que la recharge. Cela est vrai même dans un champ de radiation (la résistance 3 étant en quelque sorte court-circuitée). b) Lorsque l'on actionne le chargeur en appuyant sur le bouton de l'inserseur 11, on opère la charge à travers les résistances 3 et 3', ce qui a pour effet de fournir aux bornes de l'électromètre une tension bien définie, indépendante du condensateur principal(- , car celui-ci ne se décharge qu'extrêmement lentement 1 travers lesdites résistances. c) Si enfin on appuie sur le bouton de l'inverseur 11 sans action- ner le chargeur, on provoque la décharge lente du condensateur principal à travers lesdites résistances, ce qui donne lieu à une nouvelle tension, aux bornes de l'électromètre, tension qui,.
si la charge est suffisante, doit dépasser une certaine valeur, que l'on aura repérée préalablement sur la graduation de l'électromètre.
On voit que par ces diverses mesures a, b,c, on peut vérifier:
<Desc/Clms Page number 5>
a) si la tension appliquée pendant la charge au condensateur C est toujours correcte et si le zéro de l'électromètre n'a pas varié, b) si la résistance 3 et le couple de rappel de l'électromètre n'ont pas varié, c) s'il est temps de recharger l'ensemble,c'est-à-dire si la tension U1 n'est pas tombée au-dessous de la valeur critique.
Il est à noter que,même si la mesure a ne donne pas de résultat satisfaisant, c'est-à-dire s'il y a déplacement du zéro, on peut encore utiliser l'appareil puisque la déviation est fonction de la quantité (E- V), V dépendant du courant traversant la chambre d'ionisation, sous l'in- fluence du rayonnement incident. Tout se passe comme si le rayonnement était modifié par un rayonnement parasite dont la mesure correspondrait au déplacement du zéro. On peut donc facilement corriger les diverses lec- tures pour tenir compte de ce déplacement.
Les autres avaries doivent au contraire donner lieu à révision de l'appareil.
Suivant le mode de réalisation de la fig. 3, qui va maintenant être décrit encore à titre illustratif, on utilise un électromètre 4 du type hétérostatique, lequel, comme on le sait, est constitué essentielle- ment par au moins deux systèmes de conducteurs fixes F1 et F2 et par au moins un conducteur mobile M.
L'un des deux systèmes fixes, soit F ,est porté à un potentiel fixe E par rapport à M, tandis que la tension à mesurer x est appliquée entre F1 et F . Le déplacement angulaire de M est fonction de cette tension x. Lorsque celle-ci est nulle, ledit déplacement est lui-même nul, quelle que soit la valeur de la tension de référence B.
Dans l'application d'un tel électromètre à l'appareil conforme à l'invention, on applique par exemple aux conducteurs F1 le potentiel de l'une des électrodes de la chambre d'ionisation 1, notamment de l'électro- de externe. Le condensateur à grand isolement C, du genre de celui de la fig. 2 ( et qui est rechargé à partir d'une prise intermédiaire 71 du stabilisateur 7), est interposé ici entre les conducteurs F et le conducteur mobile M, tandis que le condensateur principal r est interposé entre les con- ducteurs F2 et l'autre électrode 2, de la chambre 1. Enfin, la résistance 3 de grande valeur, engendrant la tension x à mesurer, est interposée entre les systèmes de conducteurs fixes F1 et F2.
Un tel ensemble fonctionne de façon analogue à celle déjà décrite plus haut, le courant passant dans la chambre d'ionisation se traduisant par un déplacement angulaire du conducteur mobile M, mais il paraît présen- ter certains avantages par rapport à celui de la fig. 2.
En effet, si l'appareil n'est soumis à aucun rayonnement, on est sûr que le conducteur mobile M, ne subit aucun déplacement, quelle que soit la valeur de la tension de référence E. L'appareil étant supposé chargé de façon intermittente, on doit admettre que cette tension de référence subit de légères variations par pertes propres du condensateur C et du fait que, pendant les périodes où l'appareil est soumis à un rayonnement, ce condensateur fournit le léger courant d'ionisation qui passe dans 1' électromètre, en raison de la présence inévitable d'air à l'intérieur de cet instrument. Ce montage est donc à zéro bien fixe, alors que le montage précédemment décrit admettait par construction une dérive du zéro dans le temps.
<Desc/Clms Page number 6>
L'inconvénient est que le déplacement de l'aiguille pour une in- tensité de rayonnement donné dépend de la tension E à laquelle il est le plus souvent grossièrement proportionnel. Cependant, si la variation de la tension E n'est que de quelques pour cent, les mesures ne seront pas sérieusement perturbées, cette précision étant largement suffisante dans la plupart des cas.
Il est évident qu'en donnant aux conducteurs fixes et mobiles des formes appropriées, on peut obtenir une échelle de lecture linéaire, ou à forme logarithmique, ou de tout autre type que l'on voudrait réaliser.
Ici encore, on peut prévoir tous moyens de vérification de l'état de fonctionnement de l'appareil, moyens qui consisteront par exemple sim- plement en une résistance auxiliaire 3" propre à venir court-circuiter, lors des vérifications, la résistance 3, cela à l'aide d'un interrupteur 12.
Cette résistance 3" étant de résistance relativement faible, de façon que les intensités de rayonnement les plus élevées susceptibles d' être envisagées ne provoquent, en la traversant, qu'une chute de tension négligeable, on peut par exemple exécuter les vérifications de la façon suivante :
En ce qui concerne d'abord la vérification des tensions de charge, on peut par exemple, ayant fermé le contact 12, actionner le chargeur, ce qui a pour effet d'appliquer au système de conducteurs F , par rapport au système de conducteurs F1, une tension qui est une fraction donnés de la tension normalement appliquée sur le condensateur r .
Ce fractionnement résultera par exemple de l'intervention d'un pont de résistances dont une branche est constituée par la résistance d'appoint 3" introduite par la fermeture du contact 12 et dont l'autre branche est formée par une résis- tance 3''' de valeur du même ordre que la résistance 3". Si la tension ain- si introduite et celle appliquée au condensateur C ont les valeurs correctes désirées, le déplacement du conducteur mobile M présente une valeur qui est caractéristique du bon fonctionnement de l'appareil.
Il est à noter que la résistance 3''', en raison de sa faible va- leur par rapport à la résistance 3, n'empêche pas que, lorsque le contact 12 est ouvert et que l'on actionne la magneto, on retrouve aux bornes du condensateur # la pleine tension de charge du générateur G.
Il peut être intéressant, selon encore une autre disposition de 1' invention, de prévoir des moyens pour modifier la sensibilité à volonté, ces moyens consistant à prévoir, pour coagir avec la chambre d'ionisation, au moins deux résistances élevées 3 et 3 , de valeurs différentes et commutables l'une ou l'autre à volonté, à l'aide l'un inverseur 13. Cette dis- position est visible, sur le dessin, tant sur la fig. 2 que sur la fig. 3.
Bien entendu, l'électromètre à utiliser peut être de tout type ap- proprié, par exemple à quadrants, à aiguille, à fibre, etc..., et comporter une suspension à pivot, à fil de torsion, etc...
En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopté, on peut établir un appreil de détection se présentant sous forme d'un boîtier 14, de forme quelconque, avec les divers organes aisément accessibles, c'est-à-dire manivelle 15 pour la manoeuvre du chargeur, inverseurs ou in- terrupteurs 11, 13 (ou 12, 13), le quadrant étant visible en 16 (fig. 4).
Un tel ensemble présente de nombreux avantages par rapport aux procédés et appareils du genre en question déjà existants, notamment:
<Desc/Clms Page number 7>
- celui de prêter à un faible encombrement et un faible poids, - celui, en conséquence, d'être aisément portatif, - celui, surtout, d'être complètement autonome, puisqu'il suffit de recharger de temps en temps le ou les condensateurs, à l'aide du chargeur, - et celui encore de présenter une grande souplesse d'utilisation, en étant susceptible par exemple de mesurer des rayonnements entre 0,1 et
500 roentgens par heure.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'applica- tion, non plus qu'à ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, tou- tes les variantes.
REVENDICATIONS.
1. Appareil du genre de ceux pour détecter la radioactivité uti- lisant des dispositifs du genre des chambres d'ionisation, caractérisé par le fait que les courants ou tensions à mesurer sont mis en évidence dans un appareil à consommation pratiquement nulle, de préférence un électro- mètre mesurant la chute de tension produite par le courant d'ionisation aux bornes d'une résistance de très forte valeur.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to methods and device a of the type of those for measuring or detecting very low currents or voltages, therefore involving minimal electrical power, as is in particular the case for methods and apparatus for detection. radioactivity, using ionization chambers or the like capable, being energized and when struck by radiation, of allowing a certain current of reduced intensity to pass through, giving rise to a measurement.
Its main aim is to make these processes and apparatus such as they respond better than hitherto to the various desiderata of practice.
It consists, mainly, and more particularly in the case where one has recourse, to measure the radioactivity, to devices of the type of ionization chambers or photoemissive cells, to demonstrate the currents or voltages to be measured, in a practically zero-consumption device, such as an electrometer.
It includes, apart from this main provision, certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be discussed more explicitly below, in particular: a second provision - more specifically relating to the aforementioned devices - consisting in constituting their power source by a capacitor which is recharged when necessary, in particular by magnet and rectifier, - and a third provision - relating to devices of the type of those using in particular an electrometer, and more especially combined with a capacitor, as above - consisting in providing means to enable the state of charge of said source to be checked at any time, as well as possibly the operating state of the various elements of the apparatus.
It relates more particularly to certain modes of application (in particular that for which it is applied to radioactivity detector devices), as well as certain embodiments of said arrangements; and it is aimed, more specifically still and this as new industrial products, at devices of the type in question comprising the application of these same provisions, as well as special elements specific to their establishment and assemblies or installations using similar ones. devices.
And it can, in any event, be clearly understood with the aid of the additional description which follows, as well as the appended drawings, which supplement and drawings are, of course, given above all by way of illustration. indication.
Figs. 1 to 3 of these drawings are diagrams of a radioactivity detector apparatus constructed in accordance with three respective embodiments of the invention.
Fig. 4 shows in schematic perspective the casing of such a device, according to one embodiment.
According to the invention, and more especially according to that of its modes of application, as well as those of the embodiments, of its various parts, to which it appears that preference should be given, proposing for example to detecting radioactivity anywhere, using a lightweight, portable and self-contained device, is done as follows or analogously.
<Desc / Clms Page number 2>
It should be recalled beforehand that the construction of apparatuses of this type raises some difficulties, more especially as regards their power supply. If, as has been done until now, to supply the electric power necessary for the operation, batteries or accumulators are used, it is found that it is difficult to solve the supply problems and of conservation posed by sources of this kind, in addition to the fact that the latter are often prohibitively heavy and bulky, especially for military purposes.
Moreover, it has been observed that it is not necessary, for these types of apparatus, to have a constant electric voltage.
Thus, if one uses, to detect radioactivity radiations, means such as ionization chambers, photocells with scintillating crystals, etc., means which, associated with a source, provide a current that varies with the intensity of the radiation, this current is independent of the voltage of the source, provided that said voltage remains above a minimum. These are also very weak currents, since, for a cylindrical ionization chamber, with a volume of one cubic decimeter, the saturation current corresponding to an intensity of gamma radiation of 1 roentgen per hour is of the order of 10-10 amps.
On the basis of this observation, one proceeds in such a way, in accordance with the invention, that the voltage source to be applied to the detection apparatus is constituted by a capacitor with high insulation, which can be periodically recharged by a generator. of electricity, for example a magneto or dynamo, driven by the operator, an electromagnetic pulse system, etc.
If the current to be measured is then passed through a resistance of very high value and if the voltage at the terminals is measured by a device with practically zero consumption, such as a quadrant electrometer, we obtain an assembly such that the aforementioned capacitor can be kept charged for a very long time.
The assembly obtained is therefore autonomous and we can say that, in the current state of the art, and even for radioactive intensities amounting to hundreds of roentgens per hour, such a device will not require recharging. , by the operator, only at fairly long time intervals, of the order of for example one hour or more. In addition, it can be light and compact.
To embody the invention, there is shown in FIG. 1, the block diagram of the latter.
The apparatus shown in this diagram comprises: - an ionization chamber 1, with its central electrode 2, chamber supplied by a highly insulated capacitor r, with a capacity for example close to a microfarad, and through a load resistor 3 of a few thousand megohms, the terminals of this resistor being linked to those of an electrometer 4, - a load system consisting for example of a magneto represented in G by its primary and its secondary (giving for example a voltage U of the order of 300 volts rms), which coacts with a device of rectifying cells represented at 5, 6, which can use dry rectifiers or valves (the magneto providing in the latter case the voltage required for heating the valves),
all preferably in combination with a voltage stabilizer device, for example with neon tubes 7,
<Desc / Clms Page number 3>
- And switch means for separating the active part of the device, that is to say the capacitor #, of said previous system, outside the charging periods, means such as a double contact switch 8 controlled by a relay 9 supplied by an inductive plug 10 connected to the charging current, it being understood that said charging system and said switching means could be implemented in any other way (for example, the switching means could be constituted by a force switch contrifuge placed on the magneto, or by a manual switch).
An assembly of the kind of that of FIG. 1 responds well to the desired goal. The voltage U of the capacitor F- is maintained for a long time at a suitable value above 1 of the critical voltage and therefore requires only infrequent searches.
However, it is known that the ordinary electrometer, as shown in FIG. 1, exhibits rather poor sensitivity for the low voltages to be measured, which, in this case, could be a drawback.
It is therefore advantageous, according to a preferred arrangement, to apply a reference voltage to the electrometer, for example from an auxiliary capacitor C, so as to produce an electrometer with substantially constant sensitivity.
We will give below, still by way of example, two embodiments of the preceding arrangement, respectively applied to a homostatic electrometer (FIG. 2) and to a heterostatic electrometer (FIG. 3).
According to the embodiment of FIG. 2, we proceed as planned in fig. 1, but by providing two capacitors r and C, with a rectifier system established accordingly and comprising, for example, a stabilizing bridge formed of three resistors R, R ', r' and a chain of resistance neon tubes 7 internal r, the whole calculated to make it possible to obtain both the charge of the main capacitor r at the suitable voltage U1 and that of the reference capacitor C at a suitable voltage E. A load switch 8, of the same type as above, but this time at least three contacts, is expected.
The very strongly insulated reference capacitor C (in particular insulated from a material of the "styroflex" type) has for example one of its terminals connected to one of the quadrants of the electrometer 4, and the other to the terminal of resistor 3 common with the main capacitor, while the other end of said resistor is switched to the outer electrode of chamber 1, the central electrode of which is connected to the corresponding terminal of the main capacitor, d 'other diagrams that may be provided.
The set works as follows.
It is assumed that this assembly is charged, the voltage U of the main capacitor having been brought to a value greater than the original voltage which depends only on the dimensions of the chamber (voltage corresponding to the saturation current referred to above).
In the absence of any radiation, the voltage E of the reference capacitor - voltage which remains constant for a very long time thanks to good insulation - is applied alone to the electrometer. Its indication is then at the zero of the graduation (in roentgens per hour).
As soon as radiation reaches the ionization chamber, it occurs
<Desc / Clms Page number 4>
a current resulting in a drop in voltage V.
As capacitor C retains its charge, this voltage drop V is found entirely across the terminals of the electrometer.
An angular deviation is then obtained in principle proportional to the square of the difference (E - V) for the classic circular shape of the quadrants and of the needle, the high sensitivity corresponding to weak radiations.
But we can, while keeping a circular movable electrode (which allows easy balancing), cut the fixed quadrant of the electrometer so as to obtain any desired response.
Advantageously, according to another arrangement which applies generally to the devices in question, means are also provided to make it possible to check at any time the state of charge of the capacitor or capacitors coming into play, as well as 'operating state of the various elements of the apparatus, these means being in particular arranged in such a way that they allow, by appropriate switching, to cause the electrometer to mark successively, on the one hand, the charging voltages coming from of the electricity generator (magneto, etc.), and, on the other hand, indications from the capacitors.
In the application, of the previous arrangement, to the embodiment of FIG. 2, said means are for example constituted by an auxiliary resistor 3 'capable, under certain operating conditions, of short-circuiting the main capacitor #, optionally through resistor 3, said auxiliary resistor being in particular interposed between the. one of the terminals of the main capacitor and the outer electrode of chamber 1, and being controlled by an inverter 11, in particular of the push-button type, with two positions for which, either (normal position, button released) it switches resistor 3 'off, or - well (measurement position, button pressed). it switches it on, then isolating the ionization chamber.
The verification operations will be, for example, as follows: a) When the charger G is actuated without pressing the inverter button 11, the charging voltage at the terminals of the capacitor 0 is at the terminals of the electrometer to which they are connected (one through resistor 3).
This checks the zero of the device as well as the recharge. This is true even in a radiation field (resistor 3 being somehow shorted). b) When the charger is activated by pressing the button of the inserter 11, the charge is operated through resistors 3 and 3 ', which has the effect of supplying a well-defined voltage to the terminals of the electrometer , independent of the main capacitor (-, because the latter only discharges extremely slowly 1 through said resistors. c) If, finally, the inverter button 11 is pressed without actuating the charger, the slow discharge is caused of the main capacitor through said resistors, which gives rise to a new voltage at the terminals of the electrometer, which voltage.
if the charge is sufficient, must exceed a certain value, which will have been noted previously on the graduation of the electrometer.
We see that by these various measures a, b, c, we can verify:
<Desc / Clms Page number 5>
a) if the voltage applied during the charge to capacitor C is still correct and if the zero of the electrometer has not changed, b) if resistance 3 and the return torque of the electrometer have not changed, c) whether it is time to recharge the assembly, that is to say if the voltage U1 has not fallen below the critical value.
It should be noted that, even if the measurement a does not give a satisfactory result, that is to say if there is a displacement of the zero, the device can still be used since the deviation is a function of the quantity ( E- V), V depending on the current flowing through the ionization chamber, under the influence of the incident radiation. Everything happens as if the radiation were modified by stray radiation whose measurement would correspond to the displacement of zero. It is therefore easy to correct the various readings to take this displacement into account.
On the contrary, other damage must give rise to an overhaul of the device.
According to the embodiment of FIG. 3, which will now be described again by way of illustration, an electrometer 4 of the heterostatic type is used, which, as is known, consists essentially of at least two systems of fixed conductors F1 and F2 and of at least one conductor mobile M.
One of the two fixed systems, namely F, is brought to a fixed potential E with respect to M, while the voltage to be measured x is applied between F1 and F. The angular displacement of M is a function of this tension x. When this is zero, said displacement is itself zero, whatever the value of the reference voltage B.
In the application of such an electrometer to the apparatus according to the invention, for example, the potential of one of the electrodes of the ionization chamber 1, in particular of the external electrode, is applied to the conductors F1. . The large-insulated capacitor C, of the type of that of FIG. 2 (and which is recharged from an intermediate tap 71 of the stabilizer 7), is interposed here between the conductors F and the mobile conductor M, while the main capacitor r is interposed between the conductors F2 and the other electrode 2, of the chamber 1. Finally, the high-value resistor 3, generating the voltage x to be measured, is interposed between the systems of fixed conductors F1 and F2.
Such an assembly operates in a manner analogous to that already described above, the current flowing in the ionization chamber resulting in an angular displacement of the mobile conductor M, but it appears to have certain advantages over that of FIG. 2.
Indeed, if the device is not subjected to any radiation, it is certain that the mobile conductor M does not undergo any displacement, whatever the value of the reference voltage E. The device is supposed to be charged intermittently. , we must admit that this reference voltage undergoes slight variations by inherent losses of the capacitor C and of the fact that, during the periods when the apparatus is subjected to radiation, this capacitor supplies the slight ionization current which passes through 1 electrometer, due to the inevitable presence of air inside this instrument. This assembly is therefore at zero very fixed, whereas the assembly described previously admitted by construction a drift of zero in time.
<Desc / Clms Page number 6>
The disadvantage is that the displacement of the needle for a given radiation intensity depends on the voltage E to which it is most often roughly proportional. However, if the variation of the voltage E is only a few percent, the measurements will not be seriously disturbed, this precision being largely sufficient in most cases.
It is obvious that by giving the fixed and mobile conductors appropriate shapes, we can obtain a reading scale linear, or logarithmic, or any other type that we would like to achieve.
Here again, any means can be provided for verifying the operating state of the apparatus, means which will for example consist simply of an auxiliary resistor 3 "capable of short-circuiting, during the checks, the resistor 3, this using a switch 12.
This resistor 3 "being of relatively low resistance, so that the highest radiation intensities likely to be envisaged cause, when passing through it, only a negligible voltage drop, it is for example possible to carry out the checks in the same way. next :
As regards first of all the verification of the charging voltages, one can for example, having closed the contact 12, actuate the charger, which has the effect of applying to the system of conductors F, with respect to the system of conductors F1 , a voltage which is a given fraction of the voltage normally applied to capacitor r.
This splitting will result, for example, from the intervention of a resistor bridge, one branch of which is formed by the booster resistor 3 "introduced by the closing of the contact 12 and the other branch of which is formed by a resistor 3 '. '' of the same order as resistance 3 ". If the voltage thus introduced and that applied to the capacitor C have the desired correct values, the displacement of the mobile conductor M has a value which is characteristic of the correct operation of the apparatus.
It should be noted that resistor 3 '' ', because of its low value compared to resistor 3, does not prevent that, when contact 12 is open and the magneto is actuated, we find at the terminals of capacitor # the full load voltage of generator G.
It may be advantageous, according to yet another arrangement of the invention, to provide means for modifying the sensitivity at will, these means consisting in providing, in order to coact with the ionization chamber, at least two high resistors 3 and 3, of different values and switchable one or the other at will, using an inverter 13. This arrangement is visible in the drawing, both in FIG. 2 than in fig. 3.
Of course, the electrometer to be used can be of any suitable type, for example quadrant, needle, fiber, etc ..., and include a pivot suspension, torsion wire, etc ...
As a result, whatever the embodiment adopted, it is possible to establish a detection apparatus in the form of a housing 14, of any shape, with the various easily accessible members, that is to say crank 15 for operating the loader, inverters or switches 11, 13 (or 12, 13), the quadrant being visible at 16 (fig. 4).
Such an assembly has many advantages over existing methods and apparatus of the type in question, in particular:
<Desc / Clms Page number 7>
- that of lending to a small footprint and a low weight, - that, consequently, of being easily portable, - that, above all, of being completely autonomous, since it is sufficient to recharge the capacitor (s) from time to time , using the charger, - and that again to have a great flexibility of use, being capable for example of measuring radiation between 0.1 and
500 roentgens per hour.
As goes without saying and as it follows moreover already from what precedes, the invention is in no way limited to those of its modes of application, nor to those of the embodiments, of its various parts, having been more especially considered; on the contrary, it embraces all the variants.
CLAIMS.
1. Apparatus of the type of those for detecting radioactivity using devices of the type of ionization chambers, characterized in that the currents or voltages to be measured are detected in an apparatus with practically zero consumption, preferably one. electrometer measuring the voltage drop produced by the ionization current across a very high value resistance.