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Dispositif d'alimentation stabilisé, notamment pour appareils détecteurs de radiation On sait que la plupart -des appareils détecteurs de radiation utilisent des compteurs de Geiger- Müller, des photomultiplicateurs associés à des cristaux à scintillation, ou des chambres d'ionisation. Tous ces appareils comportent un ou plusieurs dispositifs d'alimentation à haute et/ou à basse tension.
La stabilité des indications de ces appareils et leur reproductibilité dans le temps lors d'un fonctionnement intermittent dépendent dans une mesure plus ou moins grande de la stabilité de tensions d'alimentation, étant bien entendu que les différents éléments de l'électronique proprement dite sont eux- mêmes choisis afin qu'ils présentent une constance convenable des caractéristiques.
Le fonctionnement de ces appareils, en particulier portatifs, est assuré en général à partir de piles dont la tension varie en fonction du débit et de l'état d'usure. On a donc intérêt à prévoir une stabilisation des tensions de manière à pallier ces variations.
De plus, l'intensité demandée aux sources d'alimentation est essentiellement variable et le dispositif de stabilisation doit maintenir également une tension constante, malgré de fortes variations du débit.
Dans certains cas simples, et lorsqu'on n'a pas besoin d'une grande précision de lecture, on peut se contenter d'assurer la stabilité des hautes tensions seules, au moyen d'un des dispositifs classiques à résistance non linéaire.
On a ainsi préconisé et expérimenté, avec plus ou moins de succès, les stabilisations H.T. du type de décharge corona, à tubes à néon en cascade ou à résistances non linéaires. Dans ces conditions, une stabilité de quelques pour cent est obtenue, mais, outre que les deux premiers cités présentent une cer- taine irrégularité dans le temps, le troisième dispositif énuméré présente en plus, de par son principe_ même, une certaine sensibilité thermique et, finalement, aucun dispositif stabilisateur de ce type ne peut convenir lorsque l'on exige que les dérives lentes et/ou rapides restent inférieures à quelques millièmes.
La présente invention a pour objet un dispositif d'alimentation stabilisé, notamment pour appareils détecteurs de radiation assurant une stabilisation de la tension aux bornes de la charge. Le dispositif est caractérisé en ce que les cathodes des différentes lampes sont au potentiel de la masse du dispositif.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
Le coefficient de stabilisation est défini comme étant le rapport des pourcentages de variation des tensions primaires au pourcentage de variation des tensions secondaires.
En se rapportant à la figure de la planche unique, on voit en 1 un rectangle représentant la charge variable, aux bornes de laquelle la tension doit être stabilisée, la stabilité absolue étant de l'ordre du volt pour une valeur de tension de l'ordre de 500 à 600 volts, ces valeurs étant données à titre indicatif et nullement limitatif.
La charge 1 est alimentée à partir d'une source 2, douée d'une certaine résistance interne 3. La tension disponible entre les bornes 4 et 5 de l'alimentation est susceptible de varier d'une part à la suite des variations de débit à travers la charge 1 et, d'autre part, en conséquence du vieillissement propre à cette source (piles ou autre type de générateur) qui agit sur la tension aux bornes de 2 et sur la valeur de la résistance 3.
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Le but du stabilisateur, objet de l'invention, est double : d'une part, maintenir une charge constante sur l'alimentation en compensant les variations de débit de la charge 1 et, d'autre part, compenser les variations de tension propres à l'alimentation 2 - 3.
En fait, en supposant que la charge soit constante, le vieillissement du générateur 2 se traduit par une augmentation de la résistance 3 (d'où baisse de tension en 5). De même, la variation de la charge 1 provoque une chute de tension variable aux bornes de la même résistance 3.
Dans le montage représenté, la résistance 3 n'est pas accessible puisqu'on peut se trouver soit en présence de piles H.T., auquel cas 3 représente la résistance interne, soit d'une alimentation par vibreur, vibreur-transformateur oscillateur ou tout autre dispositif, dans lequel 3 représente la résistance série interne, constituée par la résistance proprement dite des enroulements du redresseur et par la résistance transformée du circuit primaire.
Une résistance connue 6, est parcourue par le courant d'utilisation. La tension entre 7 et 4 est appliquée sur un diviseur constitué par deux résistances 8 et 9, de forte valeur, de manière à économiser au maximum sur l'alimentation. Une deuxième résistance série 10, est intercalée dans le circuit de H.T. En 11 partent, d'une part, la sortie d'utilisation 12, d'autre part, une résistance 13, résistance de charge de la lampe régulatrice 14, qui est représentée sous la forme d'une penthode, mais qui, sans sortir du domaine de l'invention, pourrait également être une tétrode ou une triode, et en troisième lieu, une résistance 15 alimentant en série un premier tube à gaz 16 (fournissant la tension de grille-écran de la penthode 14),
un deuxième tube à gaz 17 qui retourne en 4 à la borne négative de l'alimentation H.T.
La masse, retour de l'utilisation 1, est prise entre les tubes 16 - 17 et la cathode de la lampe 14 est reliée également à la masse. La grille de contrôle de la lampe 14 est reliée au point commun des résistances 8 et 9, constituant un diviseur de tension permettant d'appliquer à cette grille une partie de la tension d'alimentation et de ses variations, quelle que soit l'origine de celles-ci.
Le tube 17 constitue le tube référence de l'alimentation stabilisée: il en résulte que la tension en 4 reste à une valeur négative constante par rapport à la masse 18 de l'appareil.
Dans un appareil qui a été réalisé, et qui va maintenant être décrit à titre indicatif et nullement limitatif, on a utilisé pour la lampe 14 deux tubes subminiatures à chauffage direct du type dit DL 67, lesquels, à tension grille-écran fixe de l'ordre de 55 V, ont une pente de 250 microampères par volt de tension grille. Le tube 17 fournit une tension de référence de 80 V (négatif par rapport à la masse) ; la H.T. en 7 est de l'ordre de 550 V par rapport à la masse. Le diviseur 8 - 9 a un rapport de 0,12 de manière à assurer une polarisation de grille de -5 V environ.
Les variations de la charge 1 se traduisent finalement (sous 520 V) par une variation de débit de 100 microampères. Pour obtenir la stabilisation, on a réglé l'ensemble de manière à ce que les DL 67 absorbent entre 180 microampères (pour un débit nul de la charge) et 80 microampères (pour un débit maximum). Cette variation de 100 microampères est alors obtenue pour une variation de tension grille de 0,4 volt, se traduisant finalement par 3,2 volts sur la H.T. générale.
La résistance 10 a été déterminée pour que les variations en 11 (charge) soient plus élevées qu'en 7, ce qui améliore encore les performances de l'ensemble.
Suivant la valeur de 10, on peut ainsi obtenir - soit une tension de sortie constante sur 1, - soit une tension de sortie variant dans le sens de la H.T. initiale, - soit une tension de sortie variant en sens inverse de la H.T. initiale. Dans l'appareil expérimenté, l'alimentation était assurée à partir de deux piles de 1,5 V en série (chauffant également les DL 67) par l'intermédiaire d'un vibreur-transformateur et d'un redresseur sec suivi d'un filtre.
La tension de sortie reste constante à 0,7 V près, lorsque la tension des piles varie entre 3,2 et 2,1 V, ainsi que lorsque le débit dans la charge 1 varie entre 0 et 100 microampères.
Le coefficient de stabilisation est ainsi de 200 environ et la stabilité de 1,3/1000 environ.
La lampe régulatrice 14, qui est représentée au dessin sous la forme d'une penthode, pourrait être une tétrode ou une triode ; dans ce dernier cas, le tube à gaz 16, la résistance 15, les connexions reliant le tube à gaz 16 au point 11, à la lampe 14, et au tube 17 seront supprimées.
Il est bien évident que le montage stabilisateur à grande efficacité qui vient d'être décrit comme objet de l'invention, quoique initialement destiné à stabiliser la haute tension d'alimentation dans des appareils portatifs de détection de la radioactivité, peut, sans sortir du domaine de l'invention, être utilisé dans de nombreux autres appareils où l'on a besoin d'une tension à grande stabilité aux bornes d'une charge à débit très variable et en partant d'éléments d'alimentation à tension très variable.
Une autre caractéristique expérimentale importante du montage stabilisateur décrit, réside dans son excellente efficacité vis-à-vis des dérives thermiques.