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Dispositif statique pour l promus bj.jn de dëdiarjes électri;lue .
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d'aucun organe mobile (à l'exception de la membrane sonore, dans le cas de signaux acoustiques).
Ce dispositif statique trouve de multiples applications pratiques telles que: signalisation optique, simple ou composée, balisage, plublicité lumineuse, signalisation acoustique continue ou discontinue à hauteur de son fixe ou variable combinée ou non avec de la signalisation optique, régulation en général, télégraphe e par le sol ou sans fil.
Il est essentiellement caractérisé par la combinaison d'une source de courant continu, d'un condensateur et de deux électrodes réunies au condensateur, tout cet ensemble étant monté en dérivation de façon à produite entre les électrodes des déchar- ges se produisant périodiquement.
L'invention vise également, dans le cas de deux signaux combinés, de fréquence différente, un dispositif permettant de réaliser le synchronisme parfait et consistant essentiellement à établir une réaction entre les deux circuits de décharge au moyen, soit d'un condensateur auxiliaire, soit d'un champ mágnétique agissant sur une bobine placée dans l'un des circuits, celui qui tend à être en retard, ce champ magnétique étant provoqué lui-mê- me par la décharge de l'autre, dérivé lui-même sur une bobine,
Enfin, au point de vue application, l'on peut insérer dans le circuit, en vue de modifier les caractéristiques d'une installation, toute résistance ou impédance de valeur convenable ainsi que tous appareils fonctionnant à courant alternatif tels que transformateur.
L'invention vise plus particulièrement encore, et ce, à titre de produits industriels nouveaux, les installations com- portant application d'un tel dispositif statique pour la produc- tion de décharges électriques.
Elle pourra de toute façon être bien comprise à l'aide de la description complémentaire qui suit et du dessin ci-annexé,
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lesquels description et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
Fig.1 représente le montage de base permettant d'obte- nir des décharges régulièrement espacées.
Fig.2 est le graphique représentatif des décharges dans le cas où l'on associe deux systèmes réglés sur des fréquen- ces différentes, dans le rapport de deux à trois sur le dessin.
Fig.3 montre le montage réalisant les décharges de la fig.2 avec son dispositif assurant le maintien du synchronisme.
Fig. 4 représente le schéma de montage d'un signal sonore continu à hauteur de son constante.
Fig. 5 montre le schéma combinant un signal sonore dis- continu de hauteur de son variable avec un signal optique.
Fig.6 est un graphique montrant la courbe de la hauteur du son en fonction de la fréquence et du temps,
On sait que si l'on élève progressivement la différen- ce de potentiel électrique entre deux électrodes a et b en char- bon ou en métal, par exemple, disposés dans l'atmosphère ou à l'intérieur d'une enceinte 3 renfermant un gaz autre que l'air, raréfié ou non, il s'établit à travers la masse gazeuse, lorsque la différence de potentiel atteint une valeur suffisante P, un courant d'intensité constante I. Si, à ce moment, la tension P décroît progressivement le courant subsiste et ne s'interrompt que lorsque la valeur de la tension atteint une valeur 2 inférieu- re à P.
A cette tension 2 correspond un courant d'intensité 1 inférieur à 1. Si donc on réunit les deux électrodes a et b, d'une part aux armatures e et f d'un condensateur Ç et, d'autre part, aux bornes d'une source de courant S, de voltage supérieur ou au moins égal à la tension limiter, par l'intermédiaire d'une résis- tance R de valeur supérieur à P,il s'établit à travers cette ré- sistance R, un courant d'intensité inférieur à i. Le condensateur
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c se charge et lorsque après un temps T, la tension entre ses ar- matures atteint la valeur P, il se produit une décharge entre les électrodes a et b. Après un temps t, l'intensité du courant de décharge de valeur! à l'origine, tombe à la valeur i.
A ce mo- ment, la tension à la valeur 2- et, comme l'intensité 1 du courant de charge est inférieure à celle J, ce potentiel ne peut se mais tenir et la décharge est interrompue. Le même phénomène se repro- duit alors identiquement de façon périodique.
On obtient ainsi une série de décharges de durée t espa. cées par un temps T.
Les origines des décharges sont donc espacées par un temps 0 = t :T et leur fréquence est = F = I t : T
La valeur de t dépend de la valeur de C, d'une part, et d'autre part de la nature et de l'écartement des électrodes ainsi que de la nature du gaz environnant.
D'une façon générale,on a : t - KC (K étant la constante du système et du circuit de décharge) de telle sorte que pour des électrodes déterminées, on peut faire varier t entre des limites aussi étendues qu'on le désire en faisant varier C,
Quant à T, il dépend de S, R et C suivant l'expression:
RC
T = (f)
S
Comme on peut faire varier R et C, la valeur de ! peut être réglée ainsi que t entre des limites aussi étendues qu'on le désire.
Pratiquement, on peut obtenir des périodes -t T) va- riant depuis plusieurs heures jusqu'à, des fractions de millioniè- mes de seconde en passant par les fréquences musicales (F = 16 à 12.000).
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L'emploi du dispositif de la fig. I permet d'obtenir des décharges régulièrement espacées.
On peut réaliser des périodes d'une très grande cons- tance et en associant deux systèmes d'électrodes réglées sur des fréquences différentes, ont peut obtenir des figures optiques très variées.
Par exemple, deux systèmes dont les fréquences, sont dans le rapport 2 à 3, donneront la figure représentée schémati- quement en fig.2 du dessin, soit: deux éclairs simultanés, un intervalle de six, puis trois éclairs consécutifs séparés entre eux par un intervalle de trois, puis un intervalle de 6 et 2 éclairs simultanés et ainsi de suite.
En faisant varier le rapport des fréquences des deux systèmes d'électrodes, on peut obtenir un nombre illimité de combinaisons différentes. On peut également associer plus de deux systèmes.
Toutefois, quel que soit le soin apporté au montage, le synchronisme peut disparaître après un certain temps de fonctionnement. On y remédie en établissant une réaction entre les deux circuits de décharge, suivant le dispositif représenté en fig.3.
Les deux systèmes E1 et E2 sont réglés aussi exacte- ment que possible sur les fréquences désirées (rapport 2 à 3 par exemple). Soit ¼ l'écart existant avec le synchronisme abso- lu. Cet écart est dû à ce que la différence de voltage entre les électrodes de l'un des systèmes (E2 par exemple) est inférieur d'une valeur d au voltage correspondant à la décharge. Lorsque ce voltage est atteint par l'autre système ¼ est d'autant plus faible que d est plus petit et pour une valeur de ¼ assez petite il est possible de réaliser une augmentation de voltage d du
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système E2 en faisant réagir sur une bobine x placée dans le cir- cuit du système E2 un champ magnétique croissant provoqué lui- même par la décharge du système El dérivé dans une bobine y.
Les deux bobines x et y peuvent être réunis magnétique- ment par un noyau de fer z.)
La réaction peut également être obtenue au moyen d'un condensateur.
Un tel dispositif permet de réaliser des appareils dont le synchronisme se maintient parfait pendant plusieurs années.
Pour réaliser un signal sonore continu à hauteur de son constante (fig.4) il suffit de régler les variables P,C et R, de façon à avoir pour F une valeur comprise entre 16 et 12.000 suivant la hauteur du son désiré et de mettre en série sur le circuit de décharge f , e un diffuseur quelconque D de construc- tion connue.
Le schéma de la fig.5 montre le montage dans le cas d'un signal sonore de hauteur variable combiné avec un signal optique à un ou deux feux.
Dans cette figure,! est un système d'électrode monté suivant le schéma de la fig.4. Dans le circuit, a, e est inter- calé un condensateur N aux bornes duquel est relié un système d'électrode optique E3.
Par suite des décharges successives du système E, le condensateur ?; se charge progressivement, la différence de poten- tiel entre ses deux armatures croît de la valeur A à la valeur B pour laquelle la décharge se produit dans le système x E3, A ce moment, la différence de potentiel retombe brusquement à la valeur A.
La durée de charge du condensateur C dépend de la va - leur de la différence de potentiel à ses bornes à l'origine de
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sa charge.
Or, cette différence de potentiel, à l'origine de la charge de N, est : (S-A) et, à la fin de la charge elle tombe à la valeur : (S-B).
La vitesse de chargement de C et, par suite, la fré- quence de la décharge de E est fonction directe de cette varia- tion. Par suite, le son produit par la membrane D est plus gra- ve pour la valeur (S-A) et plus aigu pour la valeur(S-B). Il va- rie d'ailleurs porgressivement entre ces deux limites.
En définitive on a un son de hauteur h à l'origine qui diminue progressivement jusqu'à la valeur H, puis passe brusque- ment de la valeur E à la valeur h.
On peut régler le montage pour donner à H ou h des valeurs telles qu'elles se trouvent dans les régions pour les- quelles l'oreille est insensible. Par exemple, on pourra donner à H la valeur 15.000 et à la valeur de 1.000.
Le phénomène peut se représenter graphiquement suivant le schéma 6, une z8ne de silence hachurée sur le dessin, exis- tant entre 12.000 et 15.000. L'on obtient ainsi un son disconti- nu.
En effet, à l'origine, la fréquence qui est de 1.000 est par conséquence audible.Elle croît peu à peu ; son deve- nant de plus en plus aigu et étant inaudible à partir de la fré- quence 12.000. Il continue à croître dans la z8ne de silence jús. qu'à 15.000 ; puis il décroît ensuite brusquement jusqu'à 1.000 en redevenant audible à partir de 12.000. Le même phénomène se reproduit alors indéfiniment.
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Static device for the promoted bj.jn of electriarjes; lue.
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of any moving part (with the exception of the sound membrane, in the case of acoustic signals).
This static device finds many practical applications such as: optical signaling, simple or compound, beaconing, luminous advertising, continuous or discontinuous acoustic signaling at fixed or variable sound level combined or not with optical signaling, regulation in general, telegraph and by floor or wireless.
It is essentially characterized by the combination of a direct current source, a capacitor and two electrodes joined to the capacitor, the whole assembly being connected in shunt so as to produce discharges between the electrodes which occur periodically.
The invention also aims, in the case of two combined signals, of different frequency, a device making it possible to achieve perfect synchronism and essentially consisting in establishing a reaction between the two discharge circuits by means of either an auxiliary capacitor or of a magnetic field acting on a coil placed in one of the circuits, the one which tends to be late, this magnetic field being itself provoked by the discharge of the other, itself derived on a coil ,
Finally, from the application point of view, it is possible to insert into the circuit, with a view to modifying the characteristics of an installation, any resistance or impedance of suitable value as well as all devices operating with alternating current such as transformers.
The invention relates more particularly still, and this, as new industrial products, to installations comprising the application of such a static device for the production of electric discharges.
It can in any case be well understood with the aid of the additional description which follows and the appended drawing,
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which description and drawing are, of course, given primarily by way of indication.
Fig. 1 shows the basic assembly making it possible to obtain evenly spaced discharges.
Fig. 2 is the representative graph of the discharges in the case where one associates two systems adjusted to different frequencies, in the ratio of two to three in the drawing.
Fig.3 shows the assembly performing the discharges of fig.2 with its device ensuring the maintenance of synchronism.
Fig. 4 shows the circuit diagram of a continuous sound signal at constant sound level.
Fig. 5 shows the diagram combining a discrete sound signal of variable pitch with an optical signal.
Fig. 6 is a graph showing the curve of the pitch of sound as a function of frequency and time,
It is known that if the difference in electric potential between two electrodes a and b made of carbon or of metal, for example, placed in the atmosphere or inside an enclosure 3 containing a gas other than air, rarefied or not, it is established through the gaseous mass, when the potential difference reaches a sufficient value P, a current of constant intensity I. If, at this moment, the voltage P decreases progressively the current remains and is only interrupted when the voltage value reaches a value 2 lower than P.
To this voltage 2 corresponds a current of intensity 1 less than 1. If therefore we join the two electrodes a and b, on the one hand to the plates e and f of a capacitor Ç and, on the other hand, to the terminals d 'a current source S, with a voltage greater than or at least equal to the limiting voltage, by means of a resistor R of value greater than P, it is established through this resistor R, a current of intensity less than i. The capacitor
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c is charged and when after a time T, the voltage between its arrays reaches the value P, a discharge occurs between the electrodes a and b. After a time t, the intensity of the discharge current of value! originally falls to the value i.
At this moment, the voltage has the value 2- and, as the intensity 1 of the charging current is lower than that J, this potential cannot but be maintained and the discharge is interrupted. The same phenomenon is then reproduced identically periodically.
A series of discharges of duration t espa is thus obtained. created by a time T.
The origins of the discharges are therefore spaced by a time 0 = t: T and their frequency is = F = I t: T
The value of t depends on the value of C, on the one hand, and on the other hand, on the nature and the spacing of the electrodes as well as on the nature of the surrounding gas.
In general, we have: t - KC (K being the constant of the system and of the discharge circuit) so that for given electrodes, we can vary t between limits as wide as we want by varying C,
As for T, it depends on S, R and C according to the expression:
RC
T = (f)
S
As we can vary R and C, the value of! can be set as well as t between limits as wide as desired.
In practice, it is possible to obtain periods -t T) varying from several hours to fractions of a millionth of a second passing through musical frequencies (F = 16 to 12,000).
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The use of the device of FIG. I allows to obtain regularly spaced discharges.
It is possible to achieve periods of very great consistency and by associating two systems of electrodes adjusted to different frequencies, very varied optical figures can be obtained.
For example, two systems whose frequencies are in the ratio 2 to 3, will give the figure shown schematically in fig. 2 of the drawing, namely: two simultaneous flashes, an interval of six, then three consecutive flashes separated from each other by an interval of three, then an interval of 6 and 2 simultaneous flashes and so on.
By varying the frequency ratio of the two electrode systems, an unlimited number of different combinations can be obtained. It is also possible to combine more than two systems.
However, regardless of the care taken in the assembly, the synchronism may disappear after a certain operating time. This is remedied by establishing a reaction between the two discharge circuits, according to the device shown in fig.3.
The two systems E1 and E2 are set as exactly as possible to the desired frequencies (ratio 2 to 3 for example). That is to say ¼ the difference existing with the absolute synchronism. This difference is due to the fact that the voltage difference between the electrodes of one of the systems (E2 for example) is lower by a value d than the voltage corresponding to the discharge. When this voltage is reached by the other system ¼ is all the lower as d is smaller and for a relatively small value of ¼ it is possible to realize an increase in voltage d of the
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system E2 by causing an increasing magnetic field to react on a coil x placed in the circuit of system E2, itself caused by the discharge of the system E1 derived in a coil y.
The two coils x and y can be joined magnetically by an iron core z.)
The reaction can also be obtained by means of a capacitor.
Such a device makes it possible to produce devices whose synchronism remains perfect for several years.
To produce a continuous sound signal at constant pitch (fig. 4), all you have to do is adjust the variables P, C and R, so as to have a value for F between 16 and 12,000 depending on the pitch of the desired sound and set in series on the discharge circuit f, e any diffuser D of known construction.
The diagram in fig. 5 shows the assembly in the case of an audible signal of variable height combined with an optical signal with one or two lights.
In this figure ,! is an electrode system mounted according to the diagram in fig. 4. In the circuit, a, e is interposed a capacitor N across which is connected an optical electrode system E3.
As a result of the successive discharges of the system E, the capacitor? gradually charges, the difference in potential between its two reinforcements increases from value A to value B for which the discharge occurs in the system x E3. At this moment, the potential difference drops sharply to value A.
The charging time of capacitor C depends on the value of the potential difference across its terminals at the origin of
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his load.
However, this potential difference, at the origin of the charge of N, is: (S-A) and, at the end of the charge it falls to the value: (S-B).
The rate of loading of C, and hence the frequency of discharge of E, is a direct function of this variation. As a result, the sound produced by the membrane D is louder for the value (S-A) and higher for the value (S-B). Moreover, it varies porgressively between these two limits.
Ultimately there is a sound of pitch h at the origin which gradually decreases to the value H, then suddenly passes from the value E to the value h.
The setup can be adjusted to give H or h values as they are in the regions to which the ear is insensitive. For example, we could give H the value 15,000 and the value of 1,000.
The phenomenon can be represented graphically according to diagram 6, an area of hatched silence on the drawing, existing between 12,000 and 15,000. This results in a continuous sound.
In fact, at the origin, the frequency which is 1.000 is consequently audible. It increases little by little; its becoming more and more acute and being inaudible from the frequency 12,000. It continues to grow in the z8ne of silence until today. than at 15,000; then it suddenly decreases to 1,000, becoming audible again from 12,000. The same phenomenon is then repeated indefinitely.
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