Procédé pour produire des effets mécaniques à la suite de variations de température, et appareil pour sa mise en #uvre. La présente invention a pour objet un pro cédé et un appareil dans lesquels des varia tions de température, produites par exemple par des actions électriques ou par des rayon nements thermiques, donnent lieu à des actions mécaniques, et par là éventuellement à d'au tres effets, par exemple à la fermeture ou l'ouverture d'un courant électrique en fonc tion desdites variations de température.
Suivant ce procédé, on soumet en vase clos à. l'action des variations de température envi sagées une matière solide à grande surface active, susceptible, sous l'action des élévations de température, de,dégager une substance ga zeuse qui est adsorbée d'une façon réversible pendant les abaissements de température, et on utilise les variations de pression et de vo lume de gaz ainsi produites pour effectuer une action mécanique.
Il est notamment prévu d'utiliser cette action mécanique pour établir ou interrompre un circuit électrique, l'appareil faisant ainsi fonction de relais.
Comme matière à _grande surface active, on peut employer des gels -de silice ou d'alu mine, des terres absorbantes, et tout particu lièrement du charbon actif, susceptible comme on le sait d'adsorber et de dégager lors des variations de sa température de grandes quan tités de certains gaz et vapeurs.
Comme substance gazeuse, gaz ou vapeurs, on utilisera tout particulièrement ceux dont l'adsorption varie fortement au voisinage de la température ambiante.
Dans le cas où le corps adsorbant utilisé est du charbon actif, il est particulièrement prévu d'utiliser l'anhydride carbonique, ou aussi, éventuellement, le gaz ammoniac, l'an hydride sulfureuse ou tout autre gaz ou va peur fortement adeorbable au charbon actif.
L'anhydride carbonique est particulière ment indiquée, puisque un volume de charbon actif, qui en est saturé sous pression. atmq- sphérique et à température ordinaire, en dé gage, lors d'une élévation de température, à raison environ d'un volume égal de gaz par degré d'élévation de température, sous pres sion constante, ou d'une variation de pression de 30 grammes par centimètre carré si le vo lume est maintenu constant, l'espace mort étant négligeable. De faibles variations de température peuvent donc donner lieu à. un travail mécanique appréciable du gaz, suscep- tible de mettre en action, par exemple, des contacts électriques.
Il est prévu, par exemple, de placer du charbon actif (dont la quantité, dans certains cas, peut être très faible) dans une capacité fermée à parois minces et à capacité thermi que aussi faible que possible, cette capacité étant en communication avec le reste de l'ap pareil permettant de fermer et d'ouvrir le con tact électrique sous l'action des variations de volume et de pression du gaz dégagé dans ladite capacité.
En particulier, il est prévu d'utiliser des dispositifs différentiels comportant deux ca pacités symétriques remplies de charbon actif, dont l'une seulement est soumise à l'action de la température ou du rayonnement. Ainsi l'appareil réagit suivant la différence de tem pérature des deux capacités; par contre, les variations de température ambiante agissant symétriquement sur les deux capacités ne pro duisent pas d'action sur les contacts.
On peut ainsi réaliser des relais électriques en chauffant par un courant électrique pri maire le charbon actif contenu dans l'une de ces capacités (généralement avec le récipient qui le contient) et en obligeant les gaz dé gagés à faire le travail mécanique de ferme ture ou d'ouverture du contact. Ce travail peut être effectué par tout dispositif mano- métrique (soufflet métallique, tube manomé trique, etc.) convenablement placé entre les deux capacités symétriques à charbon actif.
Mais l'on obtient une sensibilité et commo dité particulières en utilisant pour fermer et ouvrir les contacts une colonne de mercure placée entre lesdites capacités à charbon actif. Cette colonne étant repoussée dans un sens ou dans l'autre sens par les gaz dégagés ou ab sorbés, ferme ou ouvre le contact électrique. En employant des grandes masses de charbon et une colonne de mercure de grande section libre, on peut réaliser des relais puissants et des disjoncteurs; d'autre part, on peut réaliser des relais très sensibles avec des colonnes de faible section et des masses de charbon très petites.
Ires grands avantages dudit procédé con sistent en ce qu'il suffit pour produire le tra vail voulu de chauffer seulement le charbon actif, seul ou avec le récipient de faible ca pacité qui le contient, la masse à chauffer pouvant ainsi être localisée dans un espace restreint, aucune condensation n'étant à crain dre dans le reste de l'appareil, qui peut avoir au besoin des dimensions et une masse beau coup plus grandes, si l'on choisit convenable ment le gaz et l'ordre de grandeur des pres sions, le gaz étant réadsorbé au charbon quand celui-ci se refroidit.
Il devient ainsi possible de réduire au besoin les masses à chauffer et les capacités thermiques de ces masses res pectives à des valeurs excessivement faibles, tout en réalisant un travail relativement con sidérable. En utilisant pour fermer les con tacts des petites colonnes de mercure à faible section, on parvient à des relais tellement sen sibles, qu'ils peuvent être influencés à dis tance par le rayonnement thermique visible ou invisible, la chaleur de rayonnement don nant lieu sans autre à une action mécanique fermant directement les contacts.
Il est particulièrement prévu de concentrer fortement le rayonnement sur une masse de faible capacité thermique par des moyens op tiques, ce qui permet d'obtenir des variations de température relativement élevées. On ob tient ainsi un système de télécommunication à faisceaux dirigés de rayonnement, les fais ceaux pouvant être des faisceaux de lumière ordinaire (phare, projecteur, signaux dirigés, etc.) ou des faisceaux de lumière invisible, en particulier infrarouge, obtenue éventuelle ment d'un ensemble de radiations en absor bant la lumière visible par des filtres, et pou vant constituer ainsi une télésignalisation ou télécommunication secrète.
On compense pour ainsi dire l'absence d'un effet spécifique photo électrique par la possibilité d'utiliser la tota lité ou presque totalité du rayonnement tber- mique, très grand par rapport au rayonnement visible, et de le concentrer sur des capacités thermiques extrêmement faibles.
Le cas est prévu où le charbon actif est placé dans une chambre à parois transparentes, de préférence de façon à être isolé thermi- quement autant que possible de la paroi du récipient. Il absorbe dans ce cas directement le rayonnement qui lui parvient à travers la paroi transparente. Mais le cas est également prévu où le rayonnement est absorbé par la paroi du récipient contenant le charbon.
Dans ce cas, on choisira dans la règle un récipient à parois très minces, ayant une masse aussi faible que possible et constituant avec le char bon qu'il contient un ensemble thermique qui sera de préférence isolé thermiquement autant que possible du reste de l'appareil, notamment du tube à colonne de mercure, employé dans la plupart des cas.
Il .est aussi prévu, et notamment dans ce dernier cas, que les chambres contenant le charbon, ou, éventuellement, tout l'appareil, soient placées dans un vase clos en verre dans lequel on fait un vide élevé de façon à suppri mer la convection thermique, comme on le fait dans des bouteilles destinées à conserver la chaleur ou le froid. Les parois de cette enveloppe peuvent éventuellement être argen tées, sauf aux endroits en face des capacités qui doivent être éclairées. De cette façon, on peut obtenir avec le même rayonnement des températures notablement plus élevées.
Lorsque le dispositif doit suivre de pris des variations rapides de l'apport de chaleur, il faudra au contraire favoriser l'évacuation de la chaleur.
Dans le cas d'utilisation comme corps ab sorbant du charbon actif et de l'action des gaz sur une colonne de mercure en vue de la fer meture et de l'ouverture d'un contact, cette mano;uvre de contact peut avoir lieu dans le gaz même adsorbé et dégagé par le charbon actif. On utilise tout particulièrement dans ce cas, comme gaz, ceux qui sont difficilement décomposables par des étincelles électriques et tout particulièrement l'anhydride carbonique. Il est prévu aussi d'utiliser ce gaz sous pres sion élevée, par exemple plusieurs atmo sphères, ceci pour augmenter sa rigidité di électrique.
On s'arrangera de façon à n'avoir à couper que des courants électriques relative ment faibles en utilisant au besoin dans ce but des relais secondaires, pouvant d'ailleurs être aussi des relais du genre ici décrit.
En vue de permettre de couper des cou rants plus grands dans le même gaz qui est adsorbé ou dégagé par le charbon, il est aussi prévu d'utiliser des gaz qui ne sont décompo- sables ni par l'étincelle ni par l'arc, et sont en même temps suffisamment adsorbables au charbon actif, et notamment les gaz inertes à poids atomique élevé comme le krypton et tout particulièrement le xénon.
Mais il est aussi prévu de diviser la co lonne à mercure en deux ou plusieurs parties et d'opérer la rupture du courant dans un espace compris entre ces parties, cet espace étant rempli d'un autre gaz non-décomposable tel que l'hydrogène. .
Il est enfin aussi prévu de construire des relais, en particulier des relais de puissance, non-différentiels, à une seule capacité chauf fée à charbon actif, en chauffant cette capa cité à des températures notablement plus éle vées que celles atteintes par les variations normales de la température ambiante, en ré servant à la colonne de mercure, par exemple, un parcours suffisamment long jusqu'à la fer meture du contact.
Surtout en cas. d'utilisation de terres ac tives, gel de silice, etc., on peut aussi utiliser la vapeur d'eau, les vapeurs de liquides orga niques, de même que des hydrocarbures ga zeux de faible poids moléculaire.
Des dispositifs mis en action par des fais ceaux de rayonnement concentrés peuvent être utilisés dans -de nombreux cas à la place de cellules photoélectriques avec l'avantage de pouvoir fermer directement le courant électri que sans amplificateur - au relais sensible, d'être extrêmement simples et bon marché, et d'être sensibles à tout rayonnement thermi que, duquel on peut d'ailleurs à volonté sépa rer par filtre les rayonnements que l'on désire ou ne désire pas employer.
Parmi ces nombreuses applications, il est notamment prévu la protection contre le vol, la signalisation des incendies, le comptage d'objets, etc.
Il est tout particulièrement prévu d'appli quer ce procédé à l'intercommunication entre véhicules en mouvement, tels que: automo biles, avions, navires, de même qu'entre ces véhicules et des postes fixes: aérodromes, ports, phares, etc.
Pour la protection efficace des dispositifs contre la lumière du jour, on peut disposer un nombre plus ou moins grand d'élément tels que décrit, en une ou plusieurs rangées dans un même plan exposé au rayonnement inci dent, l'ensemble de ces éléments sensibles jux taposés occupant toute la surface où le rayon nement de la source en question, concentré dans une tache lumineuse de l'ordre de gran deur de chacun des éléments sensibles, peut se déplacer suivant l'angle, essentiellement variable, entre l'axe du faisceau incident et l'axe de l'appareil récepteur. Tous les dispo sitifs sensibles sont mis en parallèle soit direc tement, soit par l'intermédiaire d'un relais se condaire commun sur le dispositif ou signal à actionner (sonnette, lampe, servomoteur, etc.).
Ainsi, il est prévu de réaliser l'intercommuni- cation entre les automobiles et les camions en vue de la signalisation pour dépassement à l'aide des phares des voitures.
Par des rangées d'éléments sensibles juxta posés, on peut réaliser une sorte de télévision grossière, cet ensemble d'éléments sensibles juxtaposés constituant l'organe de réception d'une image projetée par un système optique approprié. Dans un autre plan correspondant, généralement beaucoup plus grand, est dispo sée une multitude de lampes électriques,
cha que lampe liée électriquement à un élément sensible correspondant. Toute configuration de rayons suffisamment intenses projetés sur le petit organe récepteur par une radiation ther- inique visible ou invisible sera reproduite agrandie sur le tableau de lampes relié par un câble comprenant une multitude de fils au ré cepteur, le tout étant alimenté par une source de courant. Les deux organes peuvent être placés à. une distance quelconque l'un de l'au tre.
On peut réaliser ainsi une télévision de réclame en projetant sur l'organe récepteur l'image d'un film de réclame, qui est repro duit sur un grand tableau de lampes placé dehors. On peut aussi réaliser d'une façon analogue un appareil permettant, à travers le brouillard, d'apercevoir ou de contrôler la pré sence d'un ou plusieurs feux de signalisation, tels que phares côtiers pour un navire, ou phare de signalisation d'atterrissage sur les aérodromes pour un aéroplane, et de détermi ner la distance de l'avion ou du navire des- dits phares dont on connaît les positions rela tives,
leurs images étant projetées sur un en semble d'organes sensibles par un système op tique approprié fixé à cet ensemble.
L'invention peut aussi être employée pour établir soit des thermomètres ou des cannes pyrométriques pour les températures ne dé passant pas les limites admissibles pour l'uti lisation des substances dont on se sert, par exemple du charbon actif, soit des organes sensibles aux variations de température pour buts d'avertissement, de réglage ou autres.
L'organe actionné par le gaz dégagé peut aussi être par exemple un soufflet, de préfé rence métallique, une membrane flexible, une coquille manométrique ou tout autre organe semblable.
Le dessin ci-joint se rapporte à divers dispositifs suivant l'invention donnés à titre d'exemple.
La fig. 1 représente un relais à charbon actif à deux capacités.
La fig. 2 représente un relais de puiçsance avec limitation du courant de chauffage.
La fig. 3 représente un relais avec réglage de la contrepression.
La fig. 4 représente un relais à stabilisa tion des ménisques de mercure par des parties coniques du tube à mercure. La fig. 5 représente lin relais à charbon actif à une seule capacité.
La fig. 6 représente un relais à trois co lonnes de mercure.
La fig. 6b représente un relais à deux colonnes de mercure. La fig. <B>7</B> représente un relais à membrane. La fig. 7b représente un relais à basculage. La fig. 8 représente un relais à contact sec et à organe élastique.
La fig. 9 représente un bolo-relais, c'est-à- dire un relais actionné par rayonnement, dont la matière active est chauffée par le rayonne ment à travers le récipient transparent qui le contient, à tube de court-cireuitage.
La fig. 10 représente un bolo-relais où le charbon actif est chauffé par rayonnement avec le récipient qui le contient.
La fig. 11 représente un bolo-relais à dis- position rectiligne.
La fig. 12 représente un bolo-relais du même genre placé dans une capacité à vide et utilisé pour l'allumage automatique d'une source lumineuse.
La fig. 13 représente en coupe une pastille de matière active renfermée dans un récipient formé .d'un dépôt électrolytique.
La fig. 14 se rapporte à un dispositif formé de plusieurs relais.
La fig. 15 représente un dispositif formé de plusieurs bolo-relais, pour l'intercommuni- cation entre véhicules.
Les fig. 16 et 17 représentent schémati quement la juxtaposition des éléments en cas de télévision.
La fig. 18 représente un dispositif à souf flet manométrique.
La fig. 19 représente schématiquement un thermomètre ou pyromètre dans lequel est mis en #uvre le procédé selon l'invention.
La fig. 20 représente un relais électrother- mique à mode de chauffage :de la matière active autre que celui de la fig. 1.
La fig. 1 représente schématiquement un relais électrothermique à charbon actif et à colonne de mercure. Il comporte un tube en<B>U,</B> par exemple en verre, 1, contenant la colonne a- mercure 2, l'électrode 3, le contact 4. Les deux extrémités du tube 1 sont en communi cation avec deux petits récipients de faible ca pacité thermique 5 et 6. Ces deux récipients sont de préférence semblables et sont remplis de préférence d'une même quantité de charbon actif, de même qualité. Ils peuvent être en verre ou de préférence en métal, par exemple eu platine et à parois minces.
Ils sont réunis au tube 1 par des tubulures 7 .et 8 de faible section et faible épaisseur, lesquelles, grâce à cela, transmettent peu la chaleur entre lesdits récipients et la masse du tube 1.
Le récipient 5 comporte comme moyen de obauffage un enroulement 9 traversé par le courant électrique primaire. Les extrémités du tube 1 comportent des bouchons poreux 10 et 11 laissant passer le gaz mais ne laissant pas passer le mercure (par exemple en amiante, plâtre, etc.). En vue de la protection du char bon actif contre l'adsorption de vapeur de mercure, une poudre absorbant ces vapeurs (par exemple poudre d'argent ou d'or) peut être incorporée dans ces boutons, ou bien le bouchon peut être constitué en deux parties séparées entre lesquelles se trouve le métal ab sorbant (poudre, mousse, feuilles extra-minces de métal battu, etc.).
Le fonctionnement de l'appareil est le sui vant: Le charbon saturé à température ordinaire, par exemple d'anhydride carbonique, à une pression, par exemple, de 1 à 5 kg/cm', dé gage ce gaz lorsque la température monte et le réabsorbe quand la température du char bon baisse.
Normalement, les capacités 5 et 6 sont en équilibre thermique avec la tempé rature ambiante et la pression de gaz dans les deux capacités est la même. Mais dès qu'on chauffe par un courant électrique tra versant .l'enroulement 9 la capacité 5 et le charbon qu'elle contient, par suite du dégage ment de gaz la pression dans cette capacité augmente et la colonne de mercure est chas sée jusqu'à la fermeture par le contact 4 et la colonne 2 d'un courant secondaire fourni par la batterie 12 à l'aide de l'électrode 3.
Il est bien entendu qu'on obtient un re- lais différentiel au point de vue électrique en chauffant non pas une, mais les deux capacités par des courants de différentes in tensités.
La fig. 2 représente un relais semblable pour des courants secondaires puissants. Il est muni d'un godet de mercure 4' en lieu et place du simple contact 4 de la fig. 1. Un contact supplémentaire 13 est prévu pour limiter l'échauffement de 5, quand le dépla cement de la colonne est trop grand. Le charbon actif contenu dans 5 et 6 est indiqué par 14 et 15.
Bien entendu, les récipients 5 et 6 peu vent avoir toute forme appropriée (ramassée, effilée, à grande ou faible surface suivant qu'on désire un refroidissement rapide ou lent. Dès la cessation du chauffage, les tem pératures de 5 et 6 s'égalisent et le mercure revient à sa position normale. Le dispositif de la fig. 2 peut fonctionner comme cligno- teur; dans ce but, on peut notamment chauf fer automatiquement tantôt l'une, tantôt l'au tre de ses capacités, les branchements du cou rant de chauffage étant commandés automa tiquement par les déplacements de la colonne de mercure.
Pour éviter que de faibles variations de pression produites par exemple accidentelle ment par de grandes variations de tempéra ture ambiante ou par suite d'une légère dissy métrie soit dans la quantité ou la qualité de charbon remplissant les deux récipients ne puissent troubler le fonctionnement de l'ap pareil, on peut créer ou maintenir artificiel lement une faible dissymétrie dans un sens déterminé entre les capacités 5 et 6 de façon à maintenir l'une des colonnes de mercure légèrement appuyée contre le bouchon corres pondant.
Cette dissymétrie est prise telle que l'application contre un des bouchons se main tienne à toutes les températures dans les limi tes de température ambiante envisagées. .Le contact de fermeture de courant secondaire peut être placé dans ce cas tout près du mé- r_isque de la colonne qui n'est pas appliquée contre le bouchon, et au cas d'utilisation de contact de rupture celui-ci peut être placé juste au-dessous du bouchon contre lequel appuie la colonne. Le moindre déplacement de la colonne produit par le chauffage de la capacité correspondante ferme alors un des contacts et ouvre l'autre suivant le besoin.
Cette dissymétrie peut être produite par exemple: a) par chauffage très léger et constant d'une des capacités, par exemple par un fai ble courant électrique constant; b) par différence de qualité ou quantité de charbon actif contenu dans les deux capa cités; c) par différence de saturation des deux charbons par le gaz (excès de gaz dans une des capacités), etc.
La fig. 3 représente le cas où cette dissy métrie est créée et maintenue par un léger chauffage constant de la capacité 6 par le courant de la batterie 12' à travers la résis tance 16 et l'enroulement 9'. Par ce chauf fage, la colonne de mercure est maintenue dans sa position dissymétrique contre le bou chon 10.
Dès que, en fermant le contacteur 17, on envoie le courant à travers l'enroule ment 9 et que la température du charbon actif en 5 a de ce fait dépassé celle en 6, la colonne de mercure quitte le bouchon 10, ouvre le contact 4" et ferme le contact 4, pour revenir à son ancienne position quand le courant en 9 sera coupé.
La fig. 4 montre le cas où la position de la colonne de mercure est stabilisée par le fait que les deux ménisques aboutissent et s'emmanchent dans des étranglements coni ques 18 et 19 du tube 1. Les contacts et en particulier le contact 4 sont prévus dans cet espace conique. De petites dissymétries de pression en 6 et 5, pouvant se former à une grande variation de la température ambiante, sont insuffisantes pour faire pénétrer les mé nisques dans les espaces coniques et pour fer mer le contact 4. Par contre, la chauffe de 5 donne une pression suffisante pour fermer ce contact.
I1 est bien entendu que dans les cas où l'on désire une sensibilité pas trop grande, on peut simplement ménager au-dessus des deux ménisques entre les ménisques et les bouchons des distances suffisantes pour que les faibles variations accidentelles de pres sion soient équilibrées par la différence de niveau de mercure et ne produisent pas de fermetures de courant, les contacts étant pla cés dans ce cas tout près des bouchons.
Au cas' de relais sensible à courant se condaire relativement faible, on utilise comme gaz de préférence ceux qui tout en présentant une grande variation d'absorption dans l'in tervalle de température ambiante, présentent aussi une grande stabilité contre la décompo sition par l'étincelle, tel que par exemple l'anhydride sulfureuse (S02) et tout parti culièrement l'anhydride carbonique<B>(CO,).</B> Toutefois, dans les relais à@ puissance et à potentiel élevés,
ces gaz risquent de se dé composer et il est prévu alors d'utiliser les gaz inertes à poids atomique élevé tel que par exemple le krypton et tout particulière ment le xénon.
Des moyens sont toutefois prévus pour éviter l'utilisation de ces gaz rares et chers. Ainsi dans la fig. 5 la colonne de mer cure 2 est en relation avec l'unique capacité à charbon actif 5 par l'anhydride carbonique (CO, .) traversant le bouchon poreux 10. Par contre, une longue colonne d'hydrogène se trouve au-dessus du mercure dans la branche droite du tube en<B>U;
</B> le godet 2' de mercure représentant le contact du courant secondaire se trouve à une distance suffisante du mé nisque de mercure. La pression d'hydrogène est prise telle que, à la plus basse des tem pératures ambiantes envisagées, le mercure soit tout près du bouchon 10, et à la tempé rature la plus élevée des températures am biantes le mercure soit au voisinage du go det 2' sans encore faire le contact. Il suffit de chauffer 5 à, une température notablement supérieure à la température ambiante, par exemple à 100 , pour fermer le contact à toute température ambiante.
Les fig. 6 et 6b montrent des dispositifs où le gaz absorbé par le charbon ne produit que le déplacement du mercure, par contre la rupture du courant a lieu dans un autre gaz inerte tel que l'hydrogène. Dans ce but, on utilise deux ou trois colonnes de mercure dans le même tube suivant fig. 6. La colonne 20 est en communication avec 5 par exemple par l'intermédiaire d'anhydride carbonique, de même que la colonne 21 avec 6. Entre les colonnes 20 et 21 est intercalé une troisième colonne 22 séparée de 21 et 20 par une co lonne d'hydrogène et éventuellement par des bouchons poreux 23, 24.
Les contacts 25 et 26 sont placés dans l'atmosphère d'hydro gène au-dessus des ménisques de la colonne 22. On voit que les variations de la tem pérature ambiante n'influent pas sur la posi tion de la, colonne 22, les déplacements de 20 et 21 restant symétriques. Par contre, la chauffe de 5 produit la fermeture du con tact 25.
Il est évident que la troisième colonne 22 peut éventuellement être supprimée, si l'on dispose par exemple un bouchon 27 con tenant les électrodes comme l'indique la fig. 6b. ; Un résultat analogue peut être obtenu en agissant sur le mercure par l'anhydride car bonique non pas directement, mais par l'inter médiaire d'un organe élastique étanche tel que soufflet, membrane ondulée, etc.
Un tel dispositif est indiqué dans la fig. 7, où le gaz carbonique libéré par le charbon contenu dans la capacité chauffée 5, par l'intermé diaire d'une membrane 34', fait monter la colonne de mercure jusqu'au godet 2', les ca pacités et les membranes pouvant être dispo sées symétriquement par rapport à un olan horizontal, l'espace entre la colonne de mer cure et la membrane supérieure étant rempli par un gaz inerte non-décomposable tel que l'hydrogène.
Dans le cas de relais à grande puissance, il est prévu également d'utiliser le dispositif 'de la fig. 7b. Dans cette figure, la partie du dispositif- qui est semblable aux dispositifs précédents comporte de préférence deux élar gissements du tube, 28 et 29,à moitié rem plis par le mercure et en communication avec les capacités à charbon 5 et 6. Ce système est mécaniquement lié à un basculeur à mer- cure 30, l'ensemble pouvant pivoter autour d'un axe 31. En chauffant la capacité 5, on chasse le mercure de la capacité 28 en 29.
Sous l'action du poids de mercure en 29, l'appareil bascule à droite avec le basculeur 30 et le mercure 31' ferme le contact entre la borne 32 et l'un des godets 33 du courant de puissance. De cette façon, l'action méca nique du gaz du charbon actif et la ferme ture et l'ouverture du courant ont lieu dans des espaces différents hermétiquement sépa rés l'un de l'autre et remplis de différents gaz. Ceci permet de porter la puissance du contacteur à toute valeur voulue. Bien en tendu, le basculeur à mercure 30 peut être le cas échéant remplacé par un contacteur à contacts secs.
La fig. 8 représente un relais à contact sec composé de deux organes élastiques sem blables, notamment deux soufflets métalliques 34 et 35 hermétiquement clos et communi quant avec deux capacités 5 et 6 contenant du charbon actif, chaque soufflet et le réci pient correspondant étant remplis de gaz car bonique ou autre gaz absorbable.
Les soufflets sont réunis entre eux par la pièce rigide 36, servant de contact mobile. Le contact. fixe est représenté par 37. Les parties extérieures des soufflets sont. fixées rigidement à un châssis solide 38.
En chauffant 5 par le courant électrique, on oblige le soufflet 34 à se dilater en com primant 35. La pièce 36 se déplace, appuie sur le contact 37 et ferme le courant. I1 est bien entendu que les pièces élastiques peu vent être constituées non seulement par des soufflets mais aussi par tout autre récipient élastique, tel que coquille manométrique, tube manométrique, etc.
La fig. 9 montre un bolo-relais, 39 et 40 sont deux capacités en matière transparente au rayonnement thermique de même que, dans la plupart des cas, à la lumière visible (pra tiquement en verre). Ces capacités contien nent du charbon actif. De préférence, le charbon a la forme d'une lame mince ayant sa face orientée perpendiculairement au rayonnement incident et de dimensions se rapprochant de préférence des dimensions de la tache ou point. de lumière concentrée. Pra tiquement, les lames 41 et 42 peuvent être des disques ronds ou des plaquettes carrées de quelques millimètres à quelques dixièmes de millimètres de diamètre et d'une épais seur de l'ordre de quelques dixièmes à un centième de millimètre.
Ces lames sont de préférence placées au milieu des capacités 39 et 40à une certaine distance des parois. On prend soin de réduire au minimum les con tacts directs du charbon avec le verre pour porter au maximum son isolation thermique de la paroi. Dans le même but, il est prévu éventuellement de placer un peu de duvet entre la plaque de charbon (du côté non- exposé au rayonnement) et la paroi corres pondante.
Le rayonnement émis par une source ap propriée, par exemple un phare, est forte ment concentré par la lentille 44 (en verre, de préférence, n'absorbant pas le rayonne ment thermique).
Les deux capacités 39, 40 sont réunies par un tube en (1 1, contenant la colonne à mercure 2, le tube comportant les contacts 4 et 4'; 10 et 11 sont des bouchons poreux. Au moment. de la. projection du rayonne ment sur le charbon 41, sa température aug mente, la pression du gaz en 39 devient plus élevée qu'en 40, la colonne de mercure se déplace et ferme le contact 4. 43 représente un tube réunissant éventuellement les deux branches du tube 1. Ce tube 43 provoque une sorte de court-circuitage de ces tubes, mais à grande résistance. Il est généralement bourré d'amiante ou d'une masse poreuse de façon à ce que les différences de pression entre ces deux canaux puissent lentement et même très lentement s'égaliser.
Ce tube peut également être en métal à diamètre intérieur très faible, écrasé, s'il le faut, pour en ré duire ultérieurement la section.
Le court-circuitage indiqué et convenable ment réglé tend continuellement à. égaliser la pression dans les deux capacités 39 et 40, mais tout changement brusque de rayonne ment incident sur l'un des charbons actifs 41 et 42 produit immédiatement un déplace ment correspondant de la colonne de mercure et une fermeture ou une ouverture des con tacts correspondants.
Dans la fig. 9, le charbon actif 41 est sup posé constamment soumis à un rayonnement, ce rayonnement étant de temps en temps brus quement interrompu par exemple par le pas sage d'un objet quelconque (cas de comptage ou d'ouverture automatique de portes, etc.) La colonne de mercure s'appuie normalement con tre le bouchon 11. Dès que le rayonnement concentré par la lentille 44 est coupé, la co lonne est aspirée contre le bouchon 10 et ferme le contact 4'. Dès le rétablissement du faisceau de rayonnement, la colonne est re jetée vers l'ancienne position et touche le bouchon 11.
Il est évident qu'au cas où normalement le rayonnement est supprimé et seulement de temps à autre rétabli, le même résultat peut être obtenu en faisant tomber le rayon nement .à travers la lentille 44' indiquée en pointillé sur le charbon actif 42. Il est éven tuellement indiqué de placer les contacts 4 et 4' à différentes hauteurs de façon que le contact 4' soit fermé et le contact 4 ouvert à l'état d'équilibre sous l'action de la pesanteur sur la colonne de mercure, qui s'établit à la longue si l'on fait usage du tube de court- c:
ircuitage 43, dont l'emploi n'est d'ailleurs, bien entendu, que facultatif.
La fig. 10 représente un autre mode de réalisation du relais à rayonnement dans le quel le charbon actif est chauffé par le rayon nement en même temps que l'enveloppe de la capacité qui la contient, cette enveloppe ayant des parois très minces et, par conséquent, une capacité thermique très faible.
Dans la fig. 10, 45 et 46 représentent de telles capacités semblables et contenant des quantités de préférence égales de charbon actif. Elles sont réunies au tube en<B>U</B> 1 par des tu bulures 47, 48 très minces, en verre ou aussi en métal (par exemple en platine). 10 et 11 sont des bouchons poreux.
On prendra. soin que les espaces libres et remplis de gaz au- dessus et au-dessous des bouchons soient ré- duits au minimum pour assurer un bon fonc tionnement de l'appareil. 9 représente un en roulement facultatif de chauffage du réci pient 45 pouvant servir au réglage de l'appa reil et pour créer au besoin une dissymétrie dans un but déjà mentionné. Le rayonnement est concentré sur 46 par un miroir ou une lentille 44.
Pour servir à la communication à distance à la place des cellules photosensibles, il est prévu de donner aux capacités contenant la matière active des dimensions très faibles, par exemple d'utiliser des capacités tubulaires d'un diamètre de fraction de millimètre et même, dans certains cas, de faible fraction de millimètre, l'épaisseur des parois se rappro chant du centième de millimètre. Bien en tendu, toutes autres formes de ces capacités, telles que des formes sphériques, peuvent être utilisées.
Lesdites capacités peuvent être munies de feuilles en argent mince soudées sur ces réci pients pour augmenter la surface de réception du rayonnement.
La fig. 11 représente, agrandie, une forme de réalisation de relais à rayonnement à tubu lure droite. Ce relais est constitué essentielle ment en un tube droit en verre 49 comportant la colonne de mercure 2 et une électrode tubu laire, -qui a servi au remplissage, 3. Un tube de platine est soudé dans chaque extrémité du tube en verre 49; ces tubes en platine com portent quatre parties: les parties tubulaires 45 et 46 remplies de charbon actif : les par ties 47 et 48 aplaties pour diminuer l'espace nuisible mais laissant quand même passer les gaz; les parties 50 et 51 tubulaires non- aplaties et soudées dans le' verre.
Ces parties 50 et 51 contiennent les bouchons poreux 52 et 53, et portent les protubérances 54 et 55 servant de contact pour la colonne de mercure. 56 et 57 représentent des feuilles très minces en métal soudées aux capacités correspon dantes, noircies et servant à absorber le rayon nement incident et à le transmettre à la capa cité et au charbon actif. Normalement l'une de ces feuilles est exposée au rayonnement. Les dimensions des feuilles 56 et 57 peuvent être celles de la tache de rayonnement con centré, quand cette tache concentrée est plus grande que la capacité elle-même.
Pour réduire au minimum les pertes de chaleur des capacités, il est prévu de placer ces capacités ou les dispositifs entiers dans une plus grande capacité à vide élevé, pour supprimer le refroidissement par convection de gaz. Dans ce cas, des équilibres de tempé ratures plus élevées peuvent être obtenus; le cas est représenté dans la fig. 12 où 58 repré sente une enveloppe en verre à l'intérieur de laquelle est fait un vide très élevé.
La fig.12 représente schématiquement une capacité contenant le charbon actif, la paroi métallique mince 45' de cette capacité étant formée par un dépôt électrolytique directe ment sur un noyau solide en charbon actif 45". 8 représente un tube mince en platine enfoncé dans le noyau 45". On utilise de. pré férence pour ce dépôt électrolytique le platine ou l'argent<B>-,</B> 56' est une feuille en argent. mince noircie soudée au dépôt électrolytique 45'.
Il est tout particulièrement prévu d'utili ser les dispositifs décrits par groupes plus ou moins nombreux d'éléments juxtaposés, no tamment pour résoudre le problème d'inter- communication optique entre des objets en mouvement relatif et en particulier entre des véhicules en marche (voitures automobiles, avions, navires) ou entre ces véhicules et des postes fixes.
Des dispositifs suivant l'invention se prê tent à. cette application tout particulièrement à cause de l'extrême petitesse qu'on peut don ner à leurs éléments sensibles, et de la possi bilité qui en résulte d'employer une très forte concentration -du rayonnement.
La. fi-. 15 représente schématiquement un 1e1 dispositif comportant des nombreux élé ments semblables à celui décrit dans la fig. <B>Il</B> mais avec la différence que les feuilles noir cies en argent mince sont soudées normalement à. l'axe du dispositif.
On voit que les colonnes de mercure 2 des dispositifs sont toutes mises en parallèle par le conducteur électrique 61 et liées à un pôle de la batterie 59 en passant par un dispositif électrique d'utilisation, représenté par une lampe de signalisation 60. Les contacts de fer meture et d'ouverture du courant sont des dispositifs individuels qui sont liés à l'autre pôle de la batterie 59 par le conducteur 62. En vue de concentrer la lumière plus forte ment, une petite lentille 63 est placée devant chaque élément sensible 46, ces lentilles étant étroitement juxtaposées, ce qui permet au be soin d'espacer convenablement ces dispositifs.
Suivant la direction de la lumière inci dente dans certaines limites d'angle sur la lentille 64, faisant partie du récepteur, le faisceau est fortement. concentré sur l'une des lentilles 63 et par conséquent sur l'un des éléments sensibles 46 qui s'échauffe et re pousse la colonne de mercure 2 jusqu'à ce qu'elle ferme l'un des contacts du conduc teur 62.
On voit que tant que, avec changement d'angle d'incidence, la tache du faisceau con centré se déplace d'un élément à l'autre, l'un au moins des contacts reste fermé et le signal 60 reste allumé. Dans la fig. 15, la tache con centrée repose sur l'élément le plus bas dont on voit la colonne de mercure déplacée à gau che et qui ferme le contact. On peut disposer les éléments sensibles non pas en une rangée, mais dans plusieurs. Plus on juxtapose d'élé ments, plus on peut concentrer la lumière sur un élément et plus on peut augmenter l'angle d'incidence admissible pour l'appareil.
De cette façon, par exemple, un camion portant à l'arrière le récepteur décrit peut recevoir les demandes de passage des voitures qui veulent le dépasser par simple allumage des phares le jour.
Il est évident que plus la lumière est con centrée, plus on est protégé contre l'action nui sible de la lumière ambiante du jour. Il est bien entendu que l'utilisation des lentilles 63 est facultative.
Comme les dispositifs décrits sont dans la plupart des cas des dispositifs différentiels comportant deux éléments, il est prévu en cas de juxtaposition de plusieurs éléments d'uti liser les deux éléments sensibles du même dis- positif en les plaçant de préférence à des dis tances suffisantes l'une de l'autre.
La fig. 14 montre cette disposition, les quatre éléments 56-57, 56'-57' et les deux dispositifs étant juxtaposés. La tache du fais ceau concentré passant,d'un élément à l'autre ferme le contact de l'un ou de l'autre côté de la colonne de mercure.
La fig. 16 montre schématiquement la dis position et la juxtaposition dans le même plan d'une multitude d'éléments sensibles 45 dis posés en plusieurs rangées et dont la fig. 17 donne le détail.
On voit sur la fig. 17 que les colonnes de mercure des dispositifs, dont les capacités sen sibles 45 sont juxtaposées dans le même plan, sont réunies ensemble par un câble, mais que les contacts 4 sont individuellement réunis chacun à une lampe 60 de façon à ce que cha que colonne en fermant un contact corres- pondant, allume une lampe individuelle. Il est prévu de disposer les éléments 45 sur une petite surface exposée à un rayonnement con centré.
Par contre, on peut disposer les lampes plus espacées sur un tableau au besoin beau coup plus grand, les deux assemblages pou vant être installés dans des endroits différents et étant réunis par un câble à multiples brins. L'ensemble des dispositifs 45 forme ainsi une sorte d'aeil ou de tache sensible d'un nerf optique, et le tableau -de lampe 60 reproduit agrandie l'image qui tombe sur l'ensemble des éléments 45.
Grâce à l'extrême petitesse des éléments sensibles, il devient ainsi possible de repro duire sur le grand tableau des lampes 60 les distances angulaires de plusieurs sources lu- mineuses, et, si l'on connaît les distances de ces sources entre elles, d'en déduire la distance du dispositif à ces sources. Les dispositifs à matière adsorbante ,étant sensibles à l'infra rouge très poussé qui traverse facilement le brouillard, il est prévu, par exemple sur un navire, de contrôler la distance des côtes mu nies de phares, ou sur un avion de mesurer la distance d'un aérodrome, toutes ces mesures pouvant être déduites du tableau placé en face de l'observateur.
Il est prévu de donner au .dispositif de réception une orientation variable à l'aide d'une télécommande appropriée, et de "scru- ter" ainsi l'espace.
Il est également prévu d'utiliser l'ensem ble décrit pour réaliser la télévision grossière de réclame, c'est-à-dire de projeter sur l'en semble des éléments sensibles un film de ré clame et de reproduire ce film sur un tableau de lampes beaucoup plus grand. On obtient le très grand avantage, par rapport aux dispo- sitifs connus, de pouvoir employer un tableau sensible de dimensions relativement faibles, placé à faible distance du film.
Il est prévu que les ensembles formant les récepteurs peuvent être introduits dans une capacité à vide élevé en vue d'augmenter la sensibilité.
La fig. 18 montre la capacité 5 contenant le charbon actif reliée à un boîtier de forme cylindrique 65 par la tubulure 66 qui, au besoin, peut être longue, mince et flexible.
A l'intérieur du boîtier 65 se trouve le soufflet métallique 34, limité en haut d'une façon, étanche par le plateau 67 formant gui dage du soufflet, l'orifice inférieur du .souf flet étant soudé de façon étanche au fond. du boîtier 65; 68 est une tige solidaire au .pla teau 67, guidée par l'orifice 69. Un ressort antagoniste 70 peut être prévu pour étendre le soufflet 34. Un chauffage de la capacité 5 et de son charbon actif dégage le gaz adsorbé qui comprime le soufflet, et le refroidissement et l'adsorption du gaz qui s'en suit produit une détente du soufflet aidé par le ressort antagoniste.
Le noyau 68 sert à transmettre ce travail mécanique.- Dans la fig. 20, se rapportant à un relais électro-thermique, la matière active est con tenue dans le tube 71 qui est en matière po reuse ou bien muni d'orifices 72 et est placé dans une enveloppe étanche 73 isolée par le flasque 74. du tube 71. La colonne du charbon actif du tube 71 est chauffée par le courant électrique provenant de la source indiquée au dessin, soit par passage direct du courant à travers la matière active ou à travers le tube 71.
Les gaz sortent du tube 71 dans la capa- cité 73 et agissent sur l'organe élastique par la tubulure 66, l'action pouvant dans ces con dition être particulièrement rapide.
Dans la fig. 19, les gaz développés en 5 suivant la température du milieu dans lequel 5 est plongé agissent à travers le bouchon 10 sur la colonne de mercure 2'. Le déplacement de celle-ci permet de mesurer la température de 5 sur l'échelle 75: la liaison de 5 avec le tube 1 peut être directe ou obtenue par une longue tubulure 66. Le tube en<B>U</B> 1 peut être rem placé par un dispositif manométrique quel conque.
Dans les appareils décrits, il conviendra de réduire autant que possible les espaces ne contenant pas de matière active, ces espaces étant nuisibles en ce qu'ils réduisent les dif férences de pression qui résultent d'un déga gement de gaz donné.
S'il est préférable que les organes sensi bles soient entourés de vide, les tubes à mer cure ou autres dispositifs d'utilisation de l'énergie mécanique disponible peuvent être hors des enceintes à vide, pourvu, bien en tendu, qu'ils soient reliés auxdits organes sen sibles.
Un chauffage électrique desdits organes sensibles peut avoir lieu non seulement au moyen d'un fil enroulé autour ou d'un arran gement tel que prévu en fig. 20, mais aussi par un fil tendu à peu de distance dudit or gane qui rayonne vers celui-ci.
Il est également prévu, comme il a été déjà dit, d'argenter intérieurement les récipients à vide contenant les capacités sensibles, sauf dans la zone de pénétration du rayonnement.
Bien entendu, le chauffage de la matière active et du récipient peuvent avoir lieu non seulement par le courant électrique et le rayonnement, mais, suivant les cas, par tout autre source de chaleur, par exemple: flamme. réaction chimique ou phénomène physique dé gageant la chaleur, etc.
Dans le cas où le charbon actif est chauffé directement par le passage d'un courant élec trique à travers la matière active elle-même, il est prévu, ou bien de tasser de la poudre de charbon actif dans un tube isolant ou bien de faire des agglomérés en charbon actif avec addition des poudres inertes et non-conduc- trices pour augmenter la résistance électrique, ces agglomérés ou comprimés sous forme de galets, rondelles, baguettes, etc. pouvant se superposer convenablement dans une enceinte appropriée; ou bien encore de faire des dépôts minces de charbon actif sur des supports ap propriés.
On peut utiliser aussi de longs tubes mé talliques parcourus par le courant de chauf fage et contenant la poudre de charbon actif. Un enroulement chauffant un long tube de l'extérieur peut aussi être employé.