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Perfectionnements apportés aux tubes à décharges à lueur.
La présente invention est relative aux tubes à décharges à lueur. Ces tubes, qui sont remplis d'un gaz ou d'une vapeur et fonctionnent avec une décharge indépendante, sont utilisés à diverses fins, par exemple comme lampes de signalisation, relais pour transformer dos fluctuations d'un courant électrique en variations lumineuses, par exemple dans les appareils pour la réception d'images transnises par voie télégraphique ou radio-télégraphique.
Toutefois;, ces tubes à lueur présentent souvent l'inconvénient que la tension a laquelle la décharge s'amorce, est assez élevée, cette tension ci?allumage étant sensiblement supérieure à la tension de service, c'est-à-dire la tension existant entre les électrodes après l'amorçage de la décharge.
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On a déjà proposé de réduire les tensions d'allumage et de service en recouvrant la cathode du tube d'un métal alcalin.
L'invention a pour but de réduire encore ces ten- sions et en outre d'améliorer certaines propriétés de ces tubes.
Le tube à décharges à lueur faisant l'objet de l'invention comporte une électrode renfermant un métal alca- lin. Ce métal est disposé sur une couche se composant d'un oxyde d'un métal alcalin de la composition R20 où R est un métal alcalin. Dans ce tube à lueur non seulement les tensions d'allumage et de service, mais aussi la résistance interne du tube sont extrêmement réduites, tandis que l'électrode re- couverte dù métal alcalin ne subit qu'une légère désintégra- tion. Un avantage additionnel, qui se manifeste notamment lorsque le tube est utilisé pour la réception d'images, par exemple dans les appareils de télévision, consiste en ce que le nombre de bougies rayonné par -La décharge à lueur par Watt d'énergie consommée est grand.
Un choix judicieux de l'atmos- phère gazeuse permet d'éviter sensiblement -tout à fait la luminescence résiduelle d'un tel tube, c'est-à-dire la con- tinuation de la décharge à lueur, après la modification de l'intensité du courant parcourant le tube. Dans un tube à lueur suivant l'invention qui est rempli, par exemple, de néon, la durée de cette luminescence résiduelle est probable- ment inférieure à 0,00001 seconde.
On peut réduire encore les tensions de service et d'allumage du tube à lueur en remplissant le tube d'un mélan- ge se composant d'un gaz, par exemple du néon, et d'un autre gaz, par exemple de l'argon, dont la 'tension d'ionisation est inférieure à la tension d'allumage du gaz mentionné en premier lieu.
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En outre, on peut réduire la tension d'allumage de la décharge à lueur en illuminant l'électrode recouverte du métal alcalin.
L'invention va être décrite plus en détail en se référant au dessin annexé, qui en représente, à titre d'exem- ple, un mode de réalisation.
Le tube à décharges montré sur le dessin peut servir de lampe de signalisation et comporte une ampoule de verre 1, à laquelle esscellé un pied 2, partant deux élec- trodes. L'une de ces électrodes est constituée par un anneau métallique 3 porté par un fil de support 4 et l'autre élec- trode 5, qui est supportée par le fil de support 6, est cons- tituée par une plaque faite, par exemple; en cuivre, dont le côté tourné vers l'électrode 3 est recouvert d'une couche d'oxyde de césium de la composition Cs2O, sur laquelle est appliquée une couche de césium. Si on le désire l'autre côté de la plaque de même que les fils de support 4 et 6 peuvent être recouverts d'une matière isolante, pur exemple de 'l'oxyde d'aluminium.
Dans ce qui suit vont être décrites plusieurs ma- nières permettant d'établir la surface de la cathode 5.
Dans ce but on fait le vide dans le tube et on y introduit une petite quantité de césium qui se dépose sur la plaque de cuivre 5. On peut introduire le césium dans le tube, par exemple, en le vaporisant à partir d'un récipient relié au tube. Une manière convenable pour introduire le césium dans le tube est décrite, par exemple, dans le brevet n 561.182 du 3 juin 1929.
Après l'introduction du césium dans le tube on y introduit un excès d'oxygène par lequel le césium est @
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oxydé de façon à former du Cs2O4. Après avoir extrait l'excès d'oxygène du tube, on introduit dans 'celui-ci une nouvelle quantité de césium par laquelle le Cs2O4 est réduit en Cs2O.
On peut faciliter cette .réduction en chauffant à une tempéra- ture d'environ 2000 C. On reconnaît le Cs2O à sa couleur bru- ne dorée. Lorsque le césium'est présent en excès, il se dépo- se sur le Cs2O formé. Si, par contre, il n'est pas présent en excès, on introduit une nouvelle quantité de césium, qui se dépose sur la couche d'oxyde de césium, tandis que le césium libre est partiellement adsorbé par.l'oxyde de césium.
Il est aussi possible d'introduire dans le tube, après l'introduction de la première quantité de césium.une quantité déterminée d'oxygène, de sorte que le césium est oxy- dé de façon à former du Cs2O. Ensuite, on introduit une nou-. velle quantité de césium, qui se dépose sur la'couche'd' oxy- de de césium formée.
En outre., on peut faire adsorber une couche d'eau à la plaque de cuivre 5 en introduisant dans le ube une pe- tite quantité de vapeur d'eau. Lorsqu'on introduit un excès de césium, après avoir expulsé l'excès de vapeur d'eau, le césium réagit avec l'eau de façon à former du Cs2o. L'hydro- gène dégagé ainsi est extrait du tube, tandis que l'excès de césium se dëpase sur la couche d'oxyde de césium formée.
Pour la réalisation du procédé décrit plus haut on a utilisé du césium. Toutefois, ce procédé peut également être réalisé à l'aide des autres métaux alcalins.
Apres la formation de la cathode, on remplit le tube d'une atmosphère convenable se- composant d'un gaz ou d'une vapeur. On a obtenu de bons résultats, par exemple;, en utilisant ¯une atmosphère gazeuse ayant une pression de 8 mil-
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limètres et se composant de néon additionne de 0,2 % d'argon.
La tension d'allumage de ce tube, où la distance entre les électrodes était de 8 millimètres., était extrêmement basseo Quand on fait fonctionner le tube dans l'obscurité la tension d'allumage est de 56 volts et lorsque la cathode du tube à lueur est illuminée à l'aide d'un faisceau lumineux ayant une intensité de 0,015 lumen par cm2, la tension d'allumage est de 54 volts., tandis que la tension de service du tube est de 37 volts.
Lorsqu'on utilise une source lumineuse séparée pour 1''illumination du tube à lueur il peut être avantageux d'utiliser une même source lumineuse pour l'illumination de plusieurs tubes. Il est aussi possible d'ageucer la source lumineuse et le tube à lueur de façon à ce qu'ils soient solidaires l'un de l'autre.
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Improvements made to glow discharge tubes.
The present invention relates to glow discharge tubes. These tubes, which are filled with a gas or a vapor and work with an independent discharge, are used for various purposes, for example as signal lamps, relays to transform fluctuations of an electric current into luminous variations, for example. example in apparatus for the reception of transnised images by telegraph or radio-telegraph.
However, these glow tubes often have the drawback that the voltage at which the discharge is initiated is quite high, this ignition voltage being appreciably higher than the operating voltage, that is to say the voltage. existing between the electrodes after initiation of the discharge.
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It has already been proposed to reduce the ignition and operating voltages by covering the cathode of the tube with an alkali metal.
The object of the invention is to further reduce these tensions and also to improve certain properties of these tubes.
The glow discharge tube which is the subject of the invention comprises an electrode containing an alkaline metal. This metal is provided on a layer consisting of an oxide of an alkali metal of the composition R20 where R is an alkali metal. In this glow tube not only the ignition and operating voltages but also the internal resistance of the tube are extremely low, while the electrode covered with the alkali metal undergoes only slight disintegration. An additional advantage, which manifests itself in particular when the tube is used for the reception of images, for example in television sets, is that the number of candles radiated by -The glow discharge per Watt of energy consumed is tall.
A judicious choice of the gaseous atmosphere makes it possible to appreciably avoid the residual luminescence of such a tube, that is to say the continuation of the glow discharge, after the modification of the intensity of the current flowing through the tube. In a glow tube according to the invention which is filled, for example, with neon, the duration of this residual luminescence is probably less than 0.00001 second.
The operating and ignition voltages of the glow tube can be further reduced by filling the tube with a mixture consisting of a gas, for example neon, and another gas, for example neon. argon, the ionization voltage of which is lower than the ignition voltage of the gas mentioned first.
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Further, the ignition voltage of the glow discharge can be reduced by illuminating the electrode covered with the alkali metal.
The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing, which shows, by way of example, an embodiment thereof.
The discharge tube shown in the drawing can serve as a signaling lamp and comprises a glass bulb 1, to which a foot 2 is sealed, leaving two electrodes. One of these electrodes is constituted by a metal ring 3 carried by a support wire 4 and the other electrode 5, which is supported by the support wire 6, is constituted by a plate made, for example ; made of copper, the side of which facing the electrode 3 is covered with a layer of cesium oxide of the composition Cs2O, on which is applied a layer of cesium. If desired the other side of the plate as well as the support wires 4 and 6 can be covered with an insulating material, pure example of 'aluminum oxide.
In what follows, several ways will be described which make it possible to establish the surface of the cathode 5.
For this purpose, a vacuum is created in the tube and a small quantity of cesium is introduced into it which is deposited on the copper plate 5. The cesium can be introduced into the tube, for example, by vaporizing it from a container. connected to the tube. A suitable way of introducing cesium into the tube is described, for example, in Patent No. 561,182 of June 3, 1929.
After the introduction of cesium into the tube, an excess of oxygen is introduced into it, by which the cesium is @
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oxidized to form Cs2O4. After extracting the excess oxygen from the tube, a new quantity of cesium is introduced therein, by which the Cs2O4 is reduced to Cs2O.
This reduction can be facilitated by heating to a temperature of about 2000 C. Cs2O can be recognized by its golden brown color. When cesium is present in excess, it is deposited on the Cs2O formed. If, on the other hand, it is not present in excess, a new quantity of cesium is introduced, which is deposited on the cesium oxide layer, while the free cesium is partially adsorbed by cesium oxide.
It is also possible to introduce into the tube, after the introduction of the first quantity of cesium, a determined quantity of oxygen, so that the cesium is oxidized so as to form Cs2O. Then we introduce a new. This is the amount of cesium, which is deposited on the cesium oxide 'layer' formed.
Further, a layer of water can be adsorbed to the copper plate 5 by introducing a small amount of water vapor into the ube. When an excess of cesium is introduced, after having expelled the excess water vapor, the cesium reacts with the water to form Cs2o. The hydrogen thus released is extracted from the tube, while the excess cesium is deposited on the cesium oxide layer formed.
For carrying out the process described above, cesium was used. However, this process can also be carried out using the other alkali metals.
After formation of the cathode, the tube is filled with a suitable atmosphere consisting of a gas or vapor. Good results have been obtained, for example ;, using ¯a gas atmosphere having a pressure of 8 mil-
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limeters and consisting of neon add 0.2% argon.
The ignition voltage of this tube, where the distance between the electrodes was 8 mm., Was extremely low. When the tube is operated in the dark the ignition voltage is 56 volts and when the cathode of the tube is glow is illuminated with the help of a light beam having an intensity of 0.015 lumen per cm2, the ignition voltage is 54 volts., while the operating voltage of the tube is 37 volts.
When using a separate light source for the illumination of the glow tube it may be advantageous to use a single light source for the illumination of several tubes. It is also possible to shake the light source and the glow tube so that they are integral with one another.