Procédé et dispositif pour faire varier l'intensité lumineuse des tubes à décharges électriques. La présente invention a pour objet un procédé permettant de faire varier entre deux valeurs différentes (de 0 à une valeur maxima ou d'une valeur maxima à 0) l'intensité lumi neuse apparente des décharges électriques dans des tubes à atmosphères raréfiées, alimentés en courant sinusoïdal. L'invention comprend également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le procédé suivant l'invention consiste à faire varier la durée de passage des décharges électriques dans les tubes, et ce pendant cha que alternance du courant d'alimentation ou pendant certaines alternances seulement.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, par les fig. 1 à 6, quelques courbes se rapportant au procédé et, par la fig. 7, le schéma d'une forme d'exécution d'un dis positif conforme à l'invention.
Si l'on se réfère à la fig. 1, qui repré sente la courbe de tension du courant d'ali mentation d'un tube luminescent commandé, par exemple, par un transformateur ou par un dispositif de régulation quelconque (self, résistance, etc.), pour réaliser une variation de l'intensité lumineuse du tube considéré, on peut faire varier graduellement ou brusque ment, sur chaque alternance, la durée t de la décharge luminescente, c'est-à-dire la durée de l'intervalle compris entre le point d'amorçage A et le point d'extinction E.
On peut ainsi contrôler la puissance du flux lumineux émis pour l'observateur qui perçoit une impression lumineuse dont l'intensité est proportionnelle à la durée<I>t.</I> Ce temps<I>t</I> doit évidemment être calculé en fonction des diverses inerties qui entrent en jeu (inertie de luminescence du gaz ou de la vapeur métallique qui constitue l'atmosphère du tube, le cas échéant: inertie des enduits luminescents ou des écrans dont est muni le tube, inertie rétinienne, etc.).
On peut obtenir la variation désirée de l'intervalle t au moyen d'un interrupteur syn chrone, de type connu, inséré dans le circuit d'alimentation du tube. En utilisant un tel interrupteur, on peut, comme on le voit sur le diagramme de la fig. 2, obtenir des durées de décharges telles que figurées en t1, t2 corres pondant à des points d'amorçage et d'extinc tion A'<I>E', A" E",</I> et qui sont plus brèves que le temps maximum t (A E) correspondant à la pleine puissance de fonctionnement du tube. Dans le cas particulier des tubes lumi nescents où la tension d'amorçage est supé rieure à la tension d'entretien, c'est cette pointe de tension d'amorçage qui doit être dé calée sur la courbe vers le point E ou à partir de ce dernier.
Dans l'exemple de la fig. 2, en décalant, au moyen d'un interrupteur syn chrone, la tension alternative, au moment où elle a une valeur instantanée telle que B' ou B" correspondant aux points A' ou A" de la courbe, au-delà du point A représentant la valeur minima d'amorçage, le tube s'illumine immédiatement et reste allumé jusqu'au point fixe E représentant la tension d'extinction du tube.
On conçoit donc aisément qu'il suffit de faire varier, à l'aide de l'interrupteur syn chrone, la position du point d'allumage entre A et E pour obtenir, par alternance, une suc cession de temps variables d'illumination du tube, correspondant ainsi à des effets lumi neux plus ou moins brefs dont la somme re présente un flux plus ou moins intense pour 1'oeil humain ou pour un matériel d'observa tion présentant une certaine inertie par rap port à la fréquence.
On peut également employer comme élé ment modulateur un dispositif électronique constitué par des tubes-relais tels que thyra- trons, ignitrons, etc.
Si l'on tient compte, .en effet, de ce que, lorsqu'on applique, dans les tubes à vide poussé, des tensions déterminées aux diverses électrodes, les courants obtenus sont constants et parfaitement contrôlables et que, dans les tubes à gaz, les électrons issus de la cathode et attirés par l'anode quand elle est positive peuvent être contrôlés par une grille qui, portée à un potentiel négatif, en traîne l'application à la plaque d'un potentiel supérieur dépendant de la tension grille et déterminant l'ionisation par choc et l'amor çage, la variation de la tension grille permet alors de commander la tension plaque déter minant l'amorçage et, par suite, dans le cas d'une alimentation en courant alternatif,
de contrôler le moment recherché de la période pour lequel le courant commencera à passer.
Dans les tubes thyratrons actuels, on doit tenir compte du temps de chauffage de la cathode, principalement pour les puissances importantes; il est également à remarquer que les surcharges sont dangereuses pour la ca thode. Dans les ignitrons, par contre, l'amorçage de l'arc provoqué par l'électrode semi-conduc trice immergée dans la cathode permet d'avoir un temps d'utilisation de quelques micro secondes, donnant ainsi un interrupteur pra tiquement instantané.
Si l'on représente (fig. 3) la tension ano dique a en fonction du temps, on peut ainsi tracer le diagramme de grille g (partie ha churée) où, pour tout point représentant le potentiel instantané de grille situé dans ou au-dessus de la partie hachurée, on obtient l'amorçage (la tension de grille qui détermine l'amorçage étant fonction de la tension ano dique positive).
Si l'on applique à la grille une tension alternative dont on peut faire varier le dé phasage, l'arc s'amorcera lorsque la tension grille sera en phase avec la tension plaque pour toutes les alternances positives (fig. 4). Si, par contre, la tension grille est en oppo sition avec la tension plaque, l'arc ne s'amor cera jamais (fig. 5). Il y a lieu de tenir compte de ce que la grille ne peut contrôler l'arc que si le déphasage est en arrière.
Partant de ces deux constatations, si l'on décale la phase de la tension grille, on obtient le diagramme de la fig. 6, sur lequel on voit que l'arc ne peut s'amorcer au début de l'alter nance positive en P, car la tension instantanée de la grille, par suite de son déphasage, est trop négative, mais seulement au point C; il persistera jusqu'à la fin de l'alternance pour ne se réamorcer qu'au point D symétrique de C et ainsi de suite.
La fig. 7 représente le schéma d'un dispo sitif réalisé avec des tubes thyratrons et des tubes ignitrons.
Dans ce schéma, on voit en 1 les tubes à décharges électriques dont il s'agit de faire varier l'intensité lumineuse, lesquels sont ali mentés par l'intermédiaire de transforma teurs 2. Des ignitrons 3 sont montés en série avec les primaires des transformateurs 2. Quand l'arc n'est pas amorcé, l'impédance entre la source et les transformateurs 2 est. infinie, la chute de tension dans l'arc amorcé rend la résistance très faible.
L'amorçage des ignitrons est commandé par des thyratrons 4 dont la tension grille est fournie par un transformateur à prise mé diane 5. Une résistance R1 limite l'intensité du courant de grille de chacun des thyra trons. Le déphasage variable est obtenu par un ensemble résistance variable-capacité R2-C dont la valeur des éléments est choisie telle que le courant, dans la branche résis- tance-capacité, soit. important par rapport au courant grille. On peut également remplacer la capacité C par une self. La variation pro gressive de la résistance dans le rhéostat R2 entraîne une variation de déphasage s'éten dant sur une plage de 0 à 90 .
Selon une variante de l'invention, dans le cas d'une ligne de distribution polyphasée, on peut utiliser, pour obtenir la variation dési rée de l'intensité lumineuse, un dispositif ana logue au stator d'un moteur asynchrone, la tension étant prise aux bornes d'un rotor monophasé dont on fait varier la position dans le stator.