Dispositif d'obturation pour stroboscope. On connait un très grand nombre de stroboscopes à obturateur. Ces appareils peuvent se diviser en stroboscopes à vision, où l'on intercepte périodiquement le rayon visuel de l'observateur et en projecteurs stroboscopiques où l'on intercepte périodique ment un rayon lumineux.
Mais, si ces appareils permettent tous plus ou moins de faire l'examen strobosco- pique, ils ne peuvent être sérieusement uti lisés pour faire du réglage stroboscopique en raison de l'irrégularité des fréquences des éclairs.
On a proposé notamment des appareils où le rayon visuel de l'observateur est in terrompu par un obturateur à lame vibrante. Ce système, comme tous les systèmes à lame vibrante, a l'inconvénient de ne pas avoir une fréquence immuable. On a égale ment imaginé des lunettes stroboscopiques à lame vibrante ou à diapason, mais en vertu de la réaction -du tube, dont le rôle de ré- sonateur a été en particulier étudié par goenig, la fréquence varie avec la position de la main de l'opérateur, et cet instrument, s'il permet des études au ralenti de ph6no- ménes périodiques, est absolument,
impropre à effectuer un réglage stroboscopique délicat comme celui des compteurs d'électricité.
Dans la présente invention, on réalise un dispositif d'obturation asservi extrême ment rapide, pouvant prendre rigoureusement toutes les fréquences d'une lame vibrante ou d'un diapason installé à poste fixe, et qui, placé dans une lunette ou devant les yeux de l'observateur, permet d'effectuer en toute sécurité un réglage stroboscopique.
Ce dispositif est caractérisé par le fait qu'un obturateur peut être actionné par des organes d'attraction magnétique dont l'un reçoit une aimantation périodique et dont l'autre a son aimantation périodiquement annulé dans la période de temps, eh le pre mier reçoit son aimantation.
Deux formes d'exécution de ce dispositif d'obturation ont été représentées, à titre d'exemple, au dessin annexé dans lequel La fig. 1 montre schématiquement l'en semble d'un dispositif portatif et de sa commande ; La fig. 2 montre le même dispositif d'ob turation installé dans un compteur élec trique ; La fig. 3 montre schématiquement la deuxième forme d'exécution ; La fig. 4 montre schématiquement un mode d'alimentation.
Dans la première forme d'exécution, con formément aux fig. 1 et 2, l'obturateur est placé sur un équipage mobile léger, consti tué par une pièce oscillante. L'un des deux organes d'attraction magnétique reçoit son aimantation périodique par l'effet d'un con tact, dont les ruptures sont déterminées par un dispositif de commande oscillant de fré quence réglable et le même contact annule dans des temps correspondants l'aimantation de l'autre organe d'attraction magnétique.
L'appareil (fig. 1) se compose essentiel lement d'un équipage très léger 1, analogue â une aiguille d'appareil de mesure, et por tant un volet 2 très léger percé d'une fente 3 ou d'un trou. Cet équipage est monté sur une palette en fer doux 4 pouvant tourner autour d'un axe 5. L'ensemble peut osciller au-dessus de deux noyaux d'électro-aimant 6, 7. Une lame vibrante 8 (qui peut être une des deux branches d'un diapason ou encore remplacée par une corde à tension réglable) dont le mouvement est entretenu par tout dispositif approprié, est solidaire d'une pointe 9 dont l'extrémité affleure un contact à mercure 10 de telle façon que les vibrations de la lame 8 établissent et rom pent périodiquement le contact de la pointe 9 et du mercure 10.
Le mercure du contact est contenu dans un récipient 11 dont la forme est analogue à celle d'un encrier in versable, de telle façon que l'appareil puisse être transporté sans danger de verser le mer cure. En série avec la lame 8 et le contact 10 sont montées les bobines 13 et 14, qui entourent l'une le noyau 6 et l'autre le noyau 7. Pour la clarté de la figure, la bo bine 14 a été représentée bobinée en dehors du noyau 7. Sur ce noyau 7 est enroulé un autre bobinage 15 en circuit sur une source 16 et disposé de telle façon que l'ai mantation qu'il produit tende constamment à annuler celle produite par le bobinage 14.
De cette façon, quand la lame 8 n'est pas en contact avec le mercure, le bobinage 15 est seul parcouru par le courant, et la palette 5 est attirée vers le noyau 7 sur lequel elle se colle. Quand la lame 8 vient en contact par la pointe 9, avec le mercure, le courant parcourt les bobines 13 et 14, mais alors l'aimantation produite par le bobinage 14 vient annuler celle produite par le bobinage 15 et seul le noyau 6 se trouvant aimanté, la palette 4 est attirée brusquement vers le noyau 6. Dès que le contact cesse dans le godet à mercure, c'est le noyau 7 qui l'emporte de nouveau et ainsi de suite.
Comme la vitesse de la palette s'accroit depuis le début de l'oscillation jus qu'au voisinage du contact avec le noyau, on aménage la construction de telle façon que la fente 3 du volet 2 n'agisse que dans la période de vitesse maximum, ce qui est facile étant donné d'une part le rapport des bras de levier que l'on peut réaliser, rap port qui peut atteindre aisément 50 et même 100 et d'autre part la possibilité de régler, par le déplacement des noyaux de fer doux, le libre parcours de la palette.
On pourra abréger considérablement la durée du contact dans le mercure en adjoi gnant à l'appareil un souffleur magnétique et un condensateur (non représentés). En disposant un poids curseur sur la lame vi brante 8, on pourra très facilement faire varier la fréquence. La lame pourrait être aussi remplacée par une corde à tension variable. On aura ainsi un appareil à très grande gamme de fréquences, l'obturateur suivant très exactement les fréquences de l'oscillateur étalon.
Si celui-ci est un pen dule, on pourra obtenir des fréquences peu élevées (1 par seconde par exemple). #Tu le peu d'inertie du système mobile dont le poids peut être réduit à une fraction de gramme, la fréquence des oscillations pourra être poussée à 1000 par seconde, le temps de l'éclair étant de l'ordre de 1/2oooo de se conde.
Cet obturateur pourra être facilement monté au foyer d'une lunette ou sur un masque.
Une variante consisterait à supprimer le fer des noyaux 6 et 7 et à enrouler les bo binages sur les tubes de carton, la palette 4 étant alors remplacée par des noyaux (pleins ou creux) plongeant dans ces bo bines.
Une autre variante consisterait à em ployer un aimant permanent à la place de la bobine 15.
Ce dispositif se prête bien à l'étalonnage des compteurs puisque monté dans un mas que ou dans une lunette, il est indépendant de la position de l'observateur.
Une application intéressante sera la sui vante (fig. 2) destinée au contrôle de comp teurs montés sur des tableaux. Les disques 20 des compteurs 21 étant munis de rayons équidistants, chaque compteur recevra (inté rieurement ou extérieurement) un dispositif obturant désigné généralement par 22 du modèle ci-dessus.
L'observation du disque sera facilitée par un prisme 23 à réflexion totale. Lorsque à un moment quelconque, on voudra se rendre compte de la puissance instantanée absor bée par le circuit sur lequel est branché le compteur, on mettra en marche l'obturateur en lui donnant une fréquence telle que l'on aura l'impression d'immobilité et on lira la puissance sur l'appareil synchronisant (dia pason, pendule ou corde vibrante) qui aura été préalablement étalonné.
La grande stabilité de cet obturateur et son insensibilité aux influences extérieures permettent de résoudre aussi l'étalonnage stroboscopique des compteurs fonctionnant sous des charges variables. A cet effet, l'ob turateur sera monté dans une lunette dont l'.objectif sera muni d'un dispositif permet. tant de recueillir deux images dans deux directions opposées. On branchera un compteur étalon en série avec le compteur à essayer et on l'observera à travers la lunette de façon que l'on ait dans son champ l'image superposée des deux disques, ceux-ci étant, bien entendu, .supposés munis de repères équidistants.
Quelles que soient les variations de la charge, on aura, si les deux compteurs sont en synchronisme, l'impression que les plages de rayons des deux disques battent ensemble, dans le cas contraire, elles auront des mou vements relatifs différents dont on déter minera les valeurs en agissant sur la lame ou la corde synchronisante.
Dans la deuxième forme d'exécution on substitue à l'obturateur oscillant un rotor tournant entre les organes magnétiques dont les aimantations et désaimantations succes sives produisent sa rotation.
Par exemple on emploiera un stator an nulaire au centre duquel se trouvera le rotor. Le stator comportera suivant deux diamètres perpendiculaires l'un à l'autre, quatre pièces polaires radiales.
Deux des pièces placées sur un même diamètre seront munies de bobinages alimen tés en courant vibré. Les deux autres por teront chacune deux bobinages inverses, l'un alimenté par le même courant vibré, et l'autre par du courant continu de telle fa çon que les flux des deux bobinages s'an nulent.
La fig. 3 montre un stator feuilleté S, dont les pôles ont la forme représentée. Les pièces polaires<I>A</I> et<I>B</I> portent les bobinages 1, 2 et 3, 4, les pôles<I>C et D</I> portant res pectivement les bobinages 5 et 6.
Un rotor en fer doux R, qui actionne l'obturateur tournant (non représenté), peut tourner entre les pôles<I>A B CD.</I> Les flux émis par 1 et 3 doivent être égaux et de sens contraire à ceux émis par 2 et 4, autrement dit les ampère-tours des bobines 1 et 2 et ceux de 3 et 4 doivent être en opposition, mais, alors que les -bobines 2, 3,<B>5</B> et 6 sont par- courues par du courant continu vibré émis par le dispositif oscillant de fréquence ré- réglable (lame ou corde vibrante). Les bo bines 1 et 4 sont parcourues par un cou rant continu constant, dont l'intensité a été réglée à une valeur convenable.
A titre d'exemple, l'alimentation en cou rant peut se faire comme il est indiqué en fig. 4, où, pour éviter de multiplier les fils, toutes les bobines alimentées en courant vi bré (bobines qui seraient montées en série ou en parallèle) ont été réduites à une seule V et où toutes les bobines alimentées en courant continu ont été réduites à une seule P. On voit que la source 10 alimente directement la bobine P en passant par un rhéostat de réglage non représenté, et qu'elle alimente la bobine V par l'intermé diaire du godet à mercure 11 dans lequel peut plonger la pointe 12 portée par la lame 13 dont les vibrations sont entretenues par l'électro 14, dont le circuit est muni d'une résistance de réglage F.
Le -fonctionnement de ce moteur est le suivant: on supposera le rotor B dans la position où il est représenté fig. 3 et ayant des pièces polaires placées vis-à-vis des pôles<I>C et D.</I> A ce moment précis, le con tact à mercure 11, 12 de la lame vibrante se rompt .; seules alors les bobines 1 et 4 sont parcourues par un courant constant et le rotor tend à venir se placer dans la di rection .AB. Mais à la période suivante qui rétablit le contact dans le godet à mercure, les bobines 2, 3, 5 et 6 sont excitées. Les ampères-tours de 2 et 3 annulent le üux cons tant produit par 1 et 4. Seul existe le flux selon<I>DC</I> et le rotor, continuant son mou vement, tend à venir prendre la direction <I>DC</I> et ainsi de suite.
On a donc réalisé ainsi un véritable mo teur synchrone dont la vitesse ne sera que la moitié de celle que prendrait un moteur monophasé bipolaire alimenté par un courant alternatif de même période que celle donnée par la lame vibrante.
On peut obtenir deux autres régimes bien stables de vitesses de- rotation . 1 En alimentant les- quatre bobines dites "vibrées" (qui seront montées en pa rallèle) par le courant vibré seul, c'est-à- dire en supprimant l'alimentation des bo bines dites "continues". Dans ce cas on a une vitesse moitié moindre que celle obtenue par l'alimentation simultanée des deux types de bobines.
2 En alimentant les deux bobines dites "continues" par du courant alternatif de période convenable (aucun courant ne pas sant dans les bobines dites "vibrées"), on a une vitesse double de celle que l'on ob tiendrait au moyen de l'alimentation simul tanée des deux types de bobines "vibrées" et "continues".
On a ainsi en résumé la possibilité de réaliser un moteur synchrone possédant trois régimes stables de vitesse dans la progres sion 1, 2, 4.
On pourrait également imaginer des va riantes de construction en remplaçant une des paires de pôles par des aimants perma nents, mais dans ce cas on perdrait le bé néfice du régime à trois vitesses.
En résumé, étant donné qu'il est facile, au moyen d'un synchroniseur à corde ou à lame vibrante d'obtenir une variation conti nue de fréquence allant du simple au dé cuple, on peut, grâce aux trois régimes de vitesse du moteur d'obturation, réaliser un stroboscope ayant une gamme continue de vitesse d'obturation variant de 1 à 40. Un tel appareil permettra donc, par exemple, de mesurer avec précision toutes les vitesses comprises entre 1,000 et 40,l)00 tours par minute, etc.
Ce moteur ne démarrant pas seul, de vra être lancé.
Naturellement ce moteur peut être réa lisé avec un plus grand nombre de paires de pôles et son rotor peut être prévu avec ou sans bobinage.
Construit en petite dimension, il pourra être facilement logé dans une lunette stro- boscopique dont il commandera le système d'obturation.- Sa faculté de fonctionner égale- ment avec du courant alternatif permettra de l'utiliser à des usages les plus divers.
La forme elliptique donnée au stator S, qui permet un placement facile des bobi nages puisque les pièces polaires A, B du grand axe doivent porter deux bobines 1, 2, 3, 4 alors que celles du petit axe C.,<I>D</I> n'en portent qu'une, n'est évidemment qu'in dicative.
Elle peut être remplacée par toute autre forme équivalente.
Si l'on emploie comme appareil synchro nisant au lieu d'une lame, une corde vi brante dont la fréquence est réglée par la variation de sa tension, il est avantageux, pour rendre la vitesse de l'obturateur indé pendante des variations de la température, de constituer la corde en un alliage dont le coefficient d'élasticité soit précisément indé pendant de la température et de réaliser le support de cette corde également en une matière pratiquement indilatable tel que le quartz ou l'invar.