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Dispositif à tube lumineux électrique
La présente invention est relative à un dispositif comprenant un tube lumineux électrique. La tension d'amorçage d'un tube de ce genre est, comme on le sait, très supérieure à la tension de service et dans la plupart des cas elle a une valeur absolue très élevée.
En vue d'obtenir un amorçage facile, on a déjà proposé de tendre à l'intérieur du tube lumineux des électro- des auxiliaires filiformes ayant une résistance supérieure à celle de la colonne gazeuse, ces électrodes étant reliées aux électrodes principales.
En outre, on a déjà proposé de monter de petites électrodes auxiliaires en forme de plateaux au voisinage des
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deux électrodes principales d'une tube lumineux et de relier chacune de ces électrodes auxiliaires à l'électrode principale dont elle est le plus éloignée, de sorte que la tension exis- tant entre chaqua électrode auxiliaire et l'électrode prin- cipalevoisine soit égale à la tension existant entre les élec- trodes principales.
L'invention a pour but de réduire davantage la ten- sion d'amorçage d'un tube lumineux comportant, outre les élec- trodes principales, une ou plusieurs paires d'électrodes auxi- liaires dont chaque paire est constituée par deux fils ou ban- des disposés suivant l'axe longitudinal dutube, et de rappro- cher la valeur de la tension d'amorçage de celle de la tension de service. Il est évident que la réduction de la tension d'a- morçage permet aussi d'utiliser des tubes d'une longueur plus grande que par le passé pour une tension déterminée de la sour- ce de courant fournissant le courant de décharge.
Conformément à l'invention, les électrodes auxiliai- res du tube lumineux sont reliées, avec intercalation d'une impédance, à une source de courant auxiliaire dont la tension est supérieure à celle de la source de courant à laquelle les électrodes principales sont raccordées.
A la mise en marche du tube, la tension plus élevée appliquée aux électrodes auxiliaires provoque très rapidement une décharge luminescente entre les électrodes auxiliaires tan- dis qu'entre ces dernières et les électrodes principales il se produit aussi des décharges. Il semble alors que les éxtré- mités des électrodes auxiliaires les plus éloignées des électro- des principales, exercent un effet d'attraction sur les élec- trons produits au voisinage des électrodes principales. Cet effet a pour résultat que la décharge entre les électrodes principales s'établit déjà à une tension très faible.
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On a constaté que l'amorçage se produit à une tension moins élevée que si les électrodes auxiliaires sont reliées aux électrodes principales. Il serait naturellement aussi pos- sible de réaliser l'amorçage du tube lumineux sans prendre les mesures suivant l'invention, en augmentant la tension appliquée au tube. Ceci nécessite, toutefois, l'emploi d'un transforma- teur plus grand qui renchérit le dispositif. On a constaté qu'il est moins coûteux d'utiliser le petit transformateur à faible puissance auquel sont reliées les électrodes auxiliaires, que d'agrandir le transformateur fournissant le courant de déchar- ge.
L'invention peut aussi être appliquée aux tubes lumineux qui ne peuvent pas être alimentés directement par un réseau de tension usuelle et qui nécessitent, par conséquent, l'emploi d'un transformateur permettant d'élever la tension du réseau.
Dans beaucoup de cas il suffit de prendre les mesures conformes à l'invention, selon lesquelles les électrodes prin- cipales peuvent être reliées au réseau et seulement un transfor- mateur auxiliaire peu coûteux et à faible puissance est né- cessaire.
L'explication ci-dessus des phénomènes n'est donnée que sous réserve; il est peut-être possible de les expliquer d'une autre manière. Quelle que soit l'explication correcte, on a trouvé que l'invention donne un réduction considérable de . la tension d'amorçage. On obtient des tension d'amorçage très faibles en utilisant des tubes lumineux comportant une ou plusieurs électrodes à incandescence.
Il est fortement recommandé de relier les électrodes du tube lumineux aux sources de courant de telle façon que lorsque la borne de la source de courant fournissant le courant ,de décharge, qui est reliée à une électrode principale, est
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positive, la borne de la source de courant auxiliaire qui est reliée à l'électrode auxiliaire située prés de l'électrode prin- cipale, soit négative. Le circuit des électrodes auxiliaires peut éventuellement être relié électriquement au circuit du courant de décharge principale.
Si une telle connexion n'est pas prévue, il est avantageux d'intercaler entre chaque élec- trode auxiliaire et la source de courant auxiliaire, la moitié de l'impédance intercalée dans le circuit formé par les élec- trodes auxiliaires et la source de courant auxiliaire.
Si le tube est alimenté en courant alternatif, l'amor- çage se produit dans chaque demi-période du courant alterna- tif. Grâce à la tension plus élevée de la source de courant au- xiliaire, la tension entre les électrodes auxiliaires croit plus rapidement que la tension entre les électrodes principales, ce qui est très favorable à l'ionisation de l'atmosphère ga- zeuse et à un amorçage rapide.
Il arrive souvent que pendant le fonctionnement du tube les électrodes auxiliaires se volatilisent leur surface.
On peut remédier à cet inconvénient en revêtant les électrodes auxiliaires aux endroits dangereux d'une couche isolante. Les endroits qui se volatilisent le plus facilement, peuvent être entourés, par exemple, d'un petit tube en porcelaine qu'on glisse sur les électrodes.
Si les électrodes auxiliaires se volatilisent, les particules volatilisées se déposent sur la paroi intérieure du tube de sorte que cette dernière se noircit, ce qui est préjudiciable à l'émission de lumière. On peut éviter cet in- convénient non seulement en revêtant les endroits se volatili- sant d'une couche isolante mais aussi en entourant les élec- trodes auxiliaires, au moins sur une partie de leur longueur, d'un organe en forme de grille. Cet organe intercepte les par- ticules volatilisées de sorte que la translucidité de laiparoi
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n'est pas diminuée.
Les extrémités des électrodes auxiliaires, qui sont situées le plus près l'une de l'autre, sont, de préférence, reliées entre elles à l'aide d'un organe isolant, par exemple d'une perle de verre, de sorte que les électrodes auxiliaires occupent une position rigide.
L'invention sera mieux comprise en: référant au dessin annexé dont les figures 1 et 2 représentent, à titre d'exemple, deux anodes de réalisation de l'invention.
Le tube 1 représenté sur la figure 1, comporte deux chambres 2 et 3 dans lesquelles sont disposées les électrodes à incandescence 4 et 5. Ces électrodes, qui sont montées sur les pieds 6 et 7, consistent en un fil enroulé en hélice et revêtu d'oxyde alcalino-terreux ou d'une autre substance aug- mentant l'émission électronique. Dans l'axe du tube sont ten- dues deux électrodes auxiliaires filiformes 8 et 9 qui sont re- liées entre elles, à l'une de leurs extrémités, au moyen d'une perle de verre 10, tandis que les autres extrémités passent à travers les pieds 6 et 7 vers l'extérieur.
Il n'est pas absolu- ment nécessaire que les électrodes auxiliaires en métal soient situées sur une seule ligne; dans beaucoup de cas il est avan- tageux de les constituer par des barreaux métalliques. Costme il a été dit plus haut, il est aussi possible de munir le tube de plusieurs paires d'électrodes auxiliaires. Il est souvent avantageux due les électrodes auxiliaires passent côte à cote sur une faible partie de leur longueur. La distance sur laquel- le les électrodes auxiliaires sont parallèles dans ce cas, doit être, de préférence, un tiers au plus de la longueur du tube.
Il est souvent avantageux de munir le tube d'une
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anode en forme de plateau en plus de ces électrodes à incandescence et de relier cette anode électriquement à ces dernières.
Dans ce cas, l'électrode à incandescence et l'élec- trode en forme de plateau, qui peut présenter, par exemple, la forme d'un cylindre, jouent dans chaque période du courant alternatif le r8le de cathode et d'anode, tour à tour.
Le tube est rempli d'une atmosphère gazeuse consti- tuée par exemple, par un ou plusieurs gaz rares. L'atmosphère peut aussi être constituée par de la vapeur ou par un mélange de vapeur et de gaz et c'est pourquoi le terme "atmosphère gazeuse" s'étend aussi à une atmosphère contenant une telle vapeur. En fonctionnement il se produit dans cette atmosphère gazeuse une décharge de colonne positive qui émet des rayons lumineux.
Les électrodes auxiliaires 8 et 9 sont reliées à travers les résistances 11 et 12 à l'enroulement secondaire 13 du transformateur 14 dont l'enroulement primaire 15 peut être raccordé, par exemple, à un réseau d'éclairage de tension usuel- le. Les électrodes à incandescence 4 et 5 sont alimentées par les enroulements secondaires 17 et 18. L'enroulement primaire 24 du transformateur en question est également relié à la source 16 de courant alternatif. Le courant de décharge s'écoulant en- tre les électrodes principales 4 et 5, est emprunté directement à la source 16 de courant alternatif et à cet effet, les bornes de cette source sont reliées par des conducteurs 19 et 20 aux points milieux des enroulements 17 et 18. En outre, une impé- dance additionnelle 21 est connectée en série avec le trajet de décharge.
Si la tension de la source de courant 16 n'est pas
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suffisante pour faire fonctionner le tube lumineux, il est pos- sible d'élever la tension du réseau à l'aide d'un transforma- teur. Là où, dans ce qui suit, il est question de la tension de la source de courant alternatif à laquelle les électrodes principales sont raccordées, on doit entendre par ce terme la tension de l'enroulement secondaire du transformateur élévateur.
De même, on entend par la tension de la source de courant auxi- liaire à laquelle sont reliées les électrodes auxiliaires, la tension de l'enroulement secondaire 13.
Le transformateur 14 est aalculé de telle façon que la tension de l'enroulement secondaire 13 soit supérieure à celle de la source de courant 16. Les connexions sont établies de telle façon que lorsque la borne de la source de courant 16 qui est reliée à l'électrode 4, est négative, la borne de l'en- roulement secondaire 13 reliée à l'électrode auxiliaire 8,soit positive.
Par suite de la tension plus élevée de l'enroulement 13, la tension appliquée entre les électrodes auxiliaires 8 et 9, augmente à chaque amorçage du tube plus rapidement que la tension entre les électrodes.4 et 5. Entre,les extrémités des électrodes auxiliaires 8 et 9 qui sont situées le plus près l'une de l'autre, il se produit très rapidement une décharge luminescente et entre l'électrode à incandescence agissant à ce moment comme cathode et l'électrode auxiliaire voisine il s'établit également une décharge à arc. Lorsque l'électrode 4 joue le rôle de cathode, les électrons produits dans la dé- charge à arc, semblent être retirés par aspiration par l'extré- mité inférieure de l'électrode auxiliaire 9, ce qui favorise également l'amorçage rapide de la décharge principale.
Par suite de la présence des résistances 11 et 12, le courant circulant dans le circuit formé par l'enroulement @
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13 et les électrodes auxiliaires 8 et 9, demeure très faible.
Ces résistances peuvent avoir chacune une valeur, par exemple, de 1000 à 10.000 Ohms, de sorte que la puissance du transforma- teur 14 peut être très faible. Les résistances 11 et 12 peuvent être remplacées par une bobine de réactance ou par un condensa- teur.
Des essais ont démontré que par exemple, un tube lu- mineux ayant une longueur de 1 mètre, un diamètre de 40 mms et une atmosphère de néon à une pression de 1,8 mms, peut être amor- cé avec une tension de 180 à 190 volts., la tension de l'enroule- ment secondaire 13 étant dans ce cas de 360 volts.
Le tube représenté sur la Fig. 2 est sensiblement analogue au tube 1 de la figure 1. La seule différence est que les électrodes auxiliaires 8 et 9'pont entourées en partie de petits tubes isolants en porcelaine, ces tubes étant disposés prés des électrodes à incandescence 4 et 5 car en ces endroits les électrodes auxiliaires semblent se volatiliser fortement.
Les extrémités des électrodes auxiliaires qui son) le plus près l'une de l'autre, se volatilisent également assez rapidement et pour cette raison on a entouré ces extrémités d'une toile mé- tallique 23 qui est supportée par la paroi du tube. Cette toile Intercepte les particules métalliques volatilisées et empêche ainsi le noircissement de la paroi.