Valve à décharge électrique. La présente invention concerne une valve (soupape) à décharge électrique du genre de celles par exemple qui sont connues sous le nom de "tubes à luminescence" et qui peu vent normalement être utilisées comme régu lateurs de voltage.
Il existe à présent un champ d'applica tion assez étendu pour des relais à com mande par potentiel capables de laisser pas ser des courants d'intensités relativement éle vées. On a déjà employé des amplificateurs à étages multiples, en utilisant les tubes thermioniques usuels à trois électrodes, mais leur construction et leur fonctionnement sont coûteux et ils ne sont pas entièrement sûrs. En outre, les amplificateurs thermioniques ne sont pas entièrement satisfaisants lors qu'on essaie d'appliquer un potentiel alter natif à l'anode.
Dans la valve à décharge électrique sui vant l'invention, il existe en plus des deux électrodes (anode, cathode) froides, entre les quelles passe le courant débité, une troisième électrode, de commande, disposée entre les- dites deux électrodes pour régler le passage du courant débité.
On sait qu'en général la chute de tension près de la cathode d'un tube à luminescence est constante jusqu'à ce que le courant at teigne une valeur telle que la luminescence s'étend sur toute la cathode. La. chute de po tentiel constante à la cathode est appelée la chute de potentiel cathodique -et dépend du genre de gaz utilisé et du matériel des élec trodes. Lorsque le gaz est de l'argon ou dn néon et que la. cathode est faite ou recouverte de sodium, de potassium ou de caesium. cette chute cathodique sera de l'ordre de 90 volts.
Un tube utilisant seulement deux électro des devient actif aussitôt qu'un voltage criti que est appliqué au tube. Afin .d'adapter les tubes à luminescence à leur emploi comme relais, il est, par conséquent, nécessaire de prévoir des moyens pour commander la dé charge indépendamment du voltage appliqué. Cet effet peut être réalisé dans la valve sui vant l'invention, grâce à l'électrode de com mande qui est quelque peu analogue à la grille utilisée dans les tubes fhermioniques ordinaires.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé, qui la montre en élévation, partie en coupe.
Le dispositif représenté comporte une en veloppe de verre 1 dans laquelle est monté un support 2 portant une cathode cylindrique 3 et une anode filiforme centrale 4. L'anode centrale 4 est entourée d'un tube de verre à formé par un prolongement tubulaire du sup port 2. Un écran métallique cylindrique 6 coiffe le tube de verre 5 et recouvre l'extré mité supérieure de l'anode 4. Des conduc teurs 7, 8 et 9 s'étendent des différentes élec trodes à l'extérieur du tube et sont reliés à un nombre correspondant de fiches de con tact 10, 11 et 12 fixés à un élément de base 13 dans lequel le tube est cimenté.
La cathode cylindrique 3 peut être en n'importe quel métal; elle sera de préférence en nickel. La grille ou l'écran 6 et l'anode 4 sont de préférence également établis en nickel.
Il est bon que l'écran 6 soit placé tout près de l'extrémité exposée de l'anode, un es pace de 1,5 mm étant amplement suffisant entre ces parties.
Lors de la fabrication du dispositif re présenté, l'enveloppe de verre renfermant les différentes électrodes est d'abord soigneuse ment évacuée en la chauffant à une tempé rature de 460 C. L'évacuation préliminaire devra être maintenue pendant au moins une heure afin d'avoir la garantie que tous les gaz occlus et la. vapeur d'eau soient expulsés des électrodes.
On laisse alors pénétrer une petite quan tité d'argon ou de néon dans l'enveloppe, une quantité faisant monter la. pression dans celle-ci à environ 2 mm de mercure étant suf fisante. On peut aussi utiliser de l'hélium avec un assez bon résultat, mais l'argon ou le néon sont préférables.
Avant de déconnecter la source de gaz de l'enveloppe, un potentiel alternatif de 440 volts environ est appliqué entre l'anode et la cathode, et la pression de gaz est réglée jus qu'à ce qu'il se produise une décharge lumi nescente entre ces électrodes à un potentiel prédéterminé. L'enveloppe est alors détachée par scellement et munie d'une base, comme indiqué au dessin.
En fonctionnement, un potentiel alterna tif est appliqué entre l'anode 4 et la cathode 3. Si l'écran 6 est mis à la terre, le gaz dans l'enveloppe sera. ionisé et conduira un cou rant à un potentiel déterminé de la même manière que dans les tubes à luminescence du type ordinaire. Le courant passe princi palement de l'anode filiforme à la cathode cylindrique, le pourcentage de courant in verse étant très petit.
Si l'écran 6 est alors isolé de la terre, des électrons s'y accumuleront pendant le temps que l'électrode 4 est négative. Lorsque la polarité de celle-ci change de façon que l'é lectrode 4 devient positive et l'électrode 3 négative, la charge préalablement accumulée sur l'écran 6 y reste, chaque inversion su- cessive de la polarité servant à l'augmenter. Cette charge négative de l'écran 6 réduit le gradient efficace entre l'écran 6 et l'électrode 3 à une valeur insuffisante pour provoquer une ionisation et augmente le gradient entre l'écran 6 et l'électrode 4.
La distance entre l'écran 6 et l'électrode 4 est toutefois très petite en comparaison de la distance entre les molécules du gaz de façon qu'il ne se pro duit point de décharge luminescente entre les dites électrodes. La. propriété isolante des gaz entre des électrodes rapprochées est bien connue sous le nom du principe du "chemin ,court". Il est ainsi apparent que, lorsque le potentiel alternatif approprié est appliqué entre les électrodes 4 et 5 et que l'écran est flottant, c'est-à-dire isolé de la terre, il n'y aura qu'un très faible courant qui passera quand l'électrode céntrale est la cathode, et il ne passera pratiquement point de courant lorsque l'électrode centrale est l'anode, for mant ainsi effet de grille d'interception.
Si, par contre, l'écran est mis à la terre afin. d'empêcher qu'une charge s'y accumule ou pour emmener une charge préalablement accumulée, cet effet de grille est perdu, au cune charge n'étant présente pour empécher le passage d'un courant lorsque l'électrode cylindrique devient la cathode. Il en résulte qu'un courant alternatif redressé y passe de la même manière que dans les redresseurs de "point à plan bien connus.
A l'état chargé, le potentiel de l'écran est extrêmement élevé et il est rendu possible d'éliminer la charge par une résistance d'un megohm ou davantage pour la faire passer à la terre. Dans certains cas, il n'est pas même nécessaire de relier l'écran à la terre pour en éliminer la, charge, attendu qu'un contact avec la masse, ou avec tout objet ayant une capacité appréciable, est suffisant pour réduire le potentiel jusqu'à la valeur à laquelle la décharge s'amorce.
La sensibilité du dispositif par rapport à la charge de l'écran peut être amenée à va rier en faisant varier le voltage de service du tube. Si le voltage est augmenté, l'écran sera chargé à un potentiel plus élevé et le tube devient plus sensible. Avec un voltage réduit, un meilleur contact avec la terre est nécessaire pour emmener la. charge, afin de rendre le tube conducteur.
Le dispositif est en pratique du type à auto-régla.ge. Si l'on laisse l'écran libre sans le relier à la terre, ou à: une capacité, il pren dra, de lui-même une charge suffisante pour bloquer la, décharge principale dans le tube.
Dans certaines circonstances, il peut être désirable d'introduire de potassium ou un autre métal alcalin clans le tube pour servir de cathode et, dans ce cas, la cathode, au lieu d'être un cylindre, comprendrait un treil- lis-écran dans les mailles duquel le potas sium peut être retenu.
Lorsque le tube est alimenté de courant alternatif, le débit de courant redressé peut être de 100 milliampères à. 100 volts. Ce cou rant est amplement suffisant pour alimenter une lampe à incandescence de dix watts re liée directement en circuit avec le dispositif à décharge. Le relais décrit est utile dans un grand nombre d'applications. Comme dispositif d'a larme au cambriolage, on .pourrait prévoir une disposition dans laquelle une poignée de porte serait isolée de la terre et reliée à l'é cran, ou l'écran pourrait être relié à tout au tre objet qu'une personne non autorisée pour rait venir toucher.
En touchant l'objet pro tégé, la charge de l'écran serait immédiate ment dissipée et le courant fourni par le dis positif pourrait alors être utilisé pour action ner une sonnerie électrique ou un dispositif avertisseur ou indicateur d'un autre type.
Le dispositif serait également utile en connexion avec des instruments enregistreurs et analogues, dans lesquels une aiguille, in capable de .conduire un courant -de forte in tensité, pourrait être utilisée pour emmener la charge de l'écran.
Il est également faisable de faire contrô ler la perte de la charge -de l'écran à l'aide d'une cellule photoélectrique, donnant ainsi une indication lorsque la lumière atteint une certaine valeur prédéterminée. La cellule photo=électrique pourrait naturellement être extrêmement petite et bon-marché, en tant qu'elle ne serait utilisée que pour faire varier la conductivité d'un chemin de perte pour la charge de l'écran.