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L'invention concerne un appareil pour convertir les vibra- tions mécaniques en oscillations électriques.
Comme exemples de tels appareils, on peut citer les microphones, les pick-ups pour phonographes, les appareils de mesure/ ainsi que les mécanismes de réglage et de commande.
L'invention est basée sur l'idée que lorsqu'une solution poly-électrolytique est déplacée dans un tube d'une manière telle qu'il y'ait 1'écoulements il se produit, dans le poly-électrolyte, des différences de potentiel d'un ordre de grandeur tel qu'elles peuvent être utilisées pour convertir des vibrations mécaniques en oscillations électriques.
Cet effet fut constaté d'abord pour des solutions du sel de potasse de l'acide hyaluronique naturel, mais
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on a également constaté que cet effet n'est nullement lidté à des sels de cet acide hyaluronique difficilement obtenable et très coûteux, mais qu'il se produit également dans une grande série d'autres poly-électrolytes, c'est-à-dire des sels d'acides ou de bases à poids moléculaire élevé d'origine naturelle ou synthétique, par exemple l'alginate de sodium, produit naturel, facilement obtenable et peu altérable, la cellulose carboxyméthylique, produit 'qui est préparé par voie synthétique, et des produits de synthèse tels que les polycrylates.
L'effet est dû à ce que les charges électrolytiques d'un signe se trouvent essentiellement sur des grandes molécules qui se déplacent difficilement, tandis que celles de l'autre signe se trouvent essentiellement sur des ions beaucoup plus petits se déplaçant facilement. Il est donc à prévoir que l'on peut réaliser, par voie synthétique, des substances suivant les principes servant de base à la fabrication de résines synthétiques échangeurs d'ions, lorsque la polymérisation s'effectue d'une manière telle et est basée sur des monomères tels que le produit.devienne soluble ou gonfle très fortement.
Suivant l'invention, on tire parti de cet effet en dispo- sant un poly-électrolyte dans une enceinte dans laquelle une voie d'écoulement pour le poly-électrolyte est ménagée d'une .manière tel- le que, lorsque l'appareil est soumis à des vibrations mécaniques, il se produit une circulation du poly-électrolyte par ladite voie d'écoulement, l'appareil comportant des électrodes, qui sont en contact avec le poly-électrolyte en des endroits qui sont décalés dans le sens de la voie d'écoulement.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le poly-électrolyte peut être entièrement enfermé dans ladite enceinte.
Suivant une autre particularité de l'invention, la voie d'écoulement peut être établie le plus efficacement entre la matière
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liquide sujette à dilatation eb G D. contraction drjns .1 'on et.- in te fermée.
Les électrodes peuvent ainsi être amenées on bon cunL,-cL r.v'c 1(; poly-electrolyte et de plus., les vibrations Ill.' CnI1ÜIUf.)[; peuvent . Lr<: facilement transmises au poly-electrolyte d'une mnniore tlle 1'1.1.0 celui-ci soit a.ninc; d'un Ilzattve.:E:Ylt de va-et-vient entre lof: ..esos liquides sujettes à contraction et à dilatation. De plus, il ns se produit alors guère d'autre résistance au glissement re@uis du poly-électrolyte que la résistance d'écoulement dans la voie d'écoulement et la force élastique dans le liquide.
Dans une for.e de réalisation de l'appareil suivant ce principe, les masses liqui- des sujettes à dilatation et à contraction peuvent être isolées,
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dans1 l'enceinte fermée, de l'ambiance par des parois élastiques, dont l'une fait office de membrane pour capter lesvibrations mécani- ques.
Dans 'ce cas, les vibrations mécaniques sont transmises direc- tement à la masse liquide, dont la surface influencée par les vibra- tions mécaniques peut être rendue plusieurs fois plus grande que la section transversale de la voie d'écoulement, ce qui permet d'obte- nir ainsi une multiplication d'amplitude du mouvement du liquide, tandis que l'autre masse liquide, en raison de la membrane par laquelle elle est isolée, peut absorber et refouler pratiquement sans tension le liquide qui doit circuler dans la voie d'écoulement.
Dans cette forme de réalisation, l'enceinte fermée peut être remplie entièrement de poly-électrolyte.
Suivant l'invention, il est également possible de limiter l'une desdites masses par un remplissage de gaz, qui, par suite de sa compressibilité, permet sans plus les variations requises du volume de liquide à chaque extrémité de la voie d'écoulement.
Les formes de réalisation indiquées jusqu' présent de l'appareil conforme à l'invention, peuvent convenir par exemple pour
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l'emploi comme microphone, COI1tJlÜ phonocaptcur ou pour dos applications analogues, dans lesquelles il n'agit de cnpter directc-ient t (; l't vibrations mécaniques.
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Dans une autre forme de réalisation d'un appareil conforme à l'invention, également basé sur ces masses liquides sujettes à se dilater et à se contracter, ces masses peuvent être limitées, dans des directions tournées l'une vers l'autre, à l'aide d'un mandrin déplaçable formant une voie d'écoulement. Dans ce cas, le fonctionnement sera basé sur le fait que ledit mandrin se déplace dans l'enceinte fermée, le poly-électrolyte étant forcé de circuler dans la voie d'écoulement formée près du mandrin, tandis qu'à chaque extrémité du mandrin, les masses liquides peuvent modifier leur volume. Un appareil réalisé de cette manière peut être utilisé par exemple comme séismographe, ou comme indicateur de vibrations, applications dans lesquelles l'appareil est exposé dans son ensemble à un champ de vibration mécanique.
La description du dessin annexé, donnà à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 est une coupe d'une forme de réalisation d'un appareil conforme à l'invention, utilisé par exemple comme micropho- ne.
La fig. 2 est une coupe longitudinale d'une forme de réali- sation d'un appareil conforme à l'invention utilisé par exemple comme indicateur de vibrations.
La fig. 3 est une coupe transversale de l'appareil repré- senté sur la fig. 2.
La fig.k 4 représente schématiquement un appareil dans lequel un gaz est amené dans une enceinte fermée, contenant le poly-élec- trolyte.
Sur la fig. l, un tube de verre 1 est fermé, à chaque extrémité, par une membrane 2, respectivement 3, constituée par une matière résistant à la corrosion, par exemple une couche d'argent appliquée sur du bronze. Les membranes 2 et 3 sont rigidement ser- rées sur chaque extrémité du tube de verre et sont fixées à l'aide
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d'un adhésif durcissant, par exemple de l'Araldite.
Dans le tube de verre 1 est introduit un bouchon 4, qui peut être par exemple en chlorure de polyvinyle ou en caoutchouc.
Ce bouchon subdivise le tube de verre en deux enceintes 5 et 6, qui chacune séparément, par suite des propriétés élastiques des membranes 2 et 3, peuvent se dilater ou se contracter, c'est-à-dire qu'elles sont à même d'absorber une quantité variable de poly-élec- trolyte. Les deux enceintes 5 et 6 communiquent entre elles par un tube capillaire 7, éventuellement à plusieurs canaux, qui traverse le bouchon 4. Tout l'espace creux formé par les enceintes 5 et 6 et le tube capillaire 7 formant la voie d'écoulement entre ces enceintes, est rempli de poly-6lectrolyte et le tube est ensuite fermé en 8.
Lorsque l'appareil décrit doit être utilisé par exemple comme microphone, on peut faire agir le son sur l'une des membranes, par exemple la membrane 3, qui communique éventuellement avec une, plus grande membrane, afin d'obtenir l'adaptation d'impédance acoustique désirée. Sous l'effet des vibrations mécaniques de la membrane. 3, le poly-électrolyte est animé d'un mouvement de va-et- vient dans le tube capillaire 7, et il se produit des potentiels qui peuvent être prélevés dans le poly-électrolyte contenu dans les enceintes 5 et 6. A cet effet, on peut utiliser éventuellement des électrodes séparées, mais, suivant la nature des membranes 2 et 3, on peut également utiliser ces dernières comme électrodes.
Dans la forme de réalisation représentée sur les figs. 2 et 3, qui est destinée à être utilisée comme indicateur de vibra- tions, séismographe, ou autres détecteurs de vibrations mécaniques, on a prévu, dans un tube de verre extérieur 9 rempli de poly-élec- trolyte, un réservoir de verre intérieur 10, qui est fermé et qui peut être équilibré d'une manière telle que son poids effectif soit arbitrairement petit ou négatif.
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Le réservoir 10, qui forme un mandrin, à l'intérieur du tube de verre, peut être suspendu dans celui-ci à l'aide de fils 11 et 12, qui peuvent en même temps faire office d'électrodes. A chacune des extrémités du mandrin 10 on a formé, dans le réservoir de verre intérieur 9, des enceintes 13 respectivement 14, Qui sont remplies
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de poly-èlectrolyte; ces deux enceintes cor.liuniauent'nar l'enceinte intermédiaire 15 entre le réservoir 9 et le mandrin 10, enceinte intermédiaire qui forme une voie d'écoulement capillaire entre les enceintes 13 et 14.
Lorsque l'appareil représenté est exposé à des vibrations mécaniques, qui se propagent dans la direction longitudinale du réservoir 9, le mandrin 10 tend à se déplacer suivant un mouvement de va-et-vient dans le réservoir 9, de sorte que le poly-électrolyte est animé d'un mouvement de va-et-vient dans l'enceinte intermédiai- re 15. Il se produit ainsi un potentiel qui est exploré à l'aide des électrodes disposées dans les enceintes 13 et 14, électrodes qui, comme il a déjà été mentionné, peuvent être formées par les suspensions 11 et 12. Il va de soi que, dans cette forme de réalisation, il existe également deux zones liquides 13 et 14, qui
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sont dilatables et rétrécissobles, et qui communiquent entre elles par une voie d'écoulement 15.
Enfin, la fig. 4 représente schématiquement un appareil dans lequel un poly-électrolyte est introduit dans un tube 16 en forme de U, qui est fermé à chaque extrémité par une membrane élas- tique 17, respectivement 18 et qui contient du gaz 19, respective- ment 20 aux deux extrémités du tube en forme de U. Lorsque la membrane 17 par exemple est exposée à des vibrations mécaniques, celles-ci peuvent provoquer une vibration de l'électrolyte entre les deux bras du tube en forme de U et le potentiel qui en résulte peut être exploré à l'aide d'électrodes 21 et 22. Dans ce cas, la membrane 18 ne doit pas être élastique, mais peut former une paroi rigide, la compressibilité du coussin de gaz 20 étant suffisante
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pour permettre des oscillations du poly-électrolyte entre les deux branches de tube.