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Perfectionnements au contrôle des tubes à décharges électriques.
La présente invention est relative au contrôle de tubes à décharges électriques dans lesquels la paroi inté- rieure du tube présente une couche luminescente ou fluores- cente. Dans les tubes à vapeur de mercure ou autres de ce genre, lorsque le potentiel voulu a ,été appliqué au tube, il se pro- duit à travers la vapeur de mercure une décharge électrique accompagnée d'une activation de la couche fluorescente. Sui- vant le potentiel appliqué au tube, une quantité plus ou moins grande de mercure est vaporisée et un pouvoir éclairant propor- tionnel est obtenu.
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Jusqu'à présent, les tubes à vapeur de mercure ayant des couches internes fluorescentes, présentaient l'inconvénient qu'après un certain temps de fonctionnement le pouvoir éclairant obtenu d'un. tube pour un potentiel donné le traversant commence à décroître. Ceci semble être dû au fait que la couche de matière fluorescente se recouvre d'un voile de mercure sous l'action du bombardement. Il peut également arriver qu'il y ait dans le verre des défauts qui empêchent l'activation de la couche fluorescente quand le tube est en fonctionnement ou qu'il y ait une diminution effective de l'efficacité de la matière fluorescente. En tout cas, l'on constate une détérioration prononcée des tubes comportant une couche interne de matière fluorescente.
Le but principal de l'invention est de fournir pour le contrôle de tubes à vapeur de mercure ou autre remplissage de gaz munis de couches'internes fluorescentes, une méthode qui évite les inconvénients présentés par le type de tubes mention- né plus haut.
Suivant l'invention, un système de contrôle pour tube à décharges électriques comprend des moyens pour survolter par intervalles le courant traversant le tube pendant la durée utile du tube, tandis que le pouvoir lumineux du tube est maintenu à un degré comparativement élevé pendant la majeure partie de la vie du tube.
L'invention vise également l'appa- reillage pour le contrôle de la quantité de lumière d'un tube à décharges électriques muni d'une couche interne luminescente, le dit appareillage comprenant un transformateur électrique pour l'alimentation du tube et des moyens pour faire varier progressivement la puissance disponible aux bornes du transfor- mateur pour augmenter le flux de courant dans le tube à des intervalles prédéterminés, Suivant une variante de l'invention,
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l'on a prévu un panneau comprenant un certain nombre de tubes à vapeur de mercure, connectés individuellement, afin que les tensions appliquées aux tubes puissent être variées séparément, de telle sorte que l'effet lumineux total du panneau puisse être réglé pour être uniforme.
Cette caractéristique de l'in- vention est particulièrement avantageuse dans le cas de panneau comprenant un certain nombre de tubes et lorsque ces tubes ont leur pouvoir éclairant diminua à des degrés sensiblement diffé- rents. Jusqu'à ce jour l'on avait coutume dans ces conditions de remplacer les tubes faibles et il s'ensuivait que les tubes neufs de remplacement étaient plus lumineux que les tubes res- tants et que l'on n'obtenait toujours pas l'uniformité d'éclai- rage. En donnant la possibilité de régler la tension pour cha- que tube ou section de tube, il devient possible de se rappro- cher beaucoup de l'uniformité idéale de pouvoir éclairant.
L'invention pourra, de toute façon, être bien compri- se, à l'aide de la description qui suit, et du dessin ci- annexé, lesquels description et dessin sont donnés surtout à titre d'indication.
Fig. 1 représente diverses courbes montrant la ma- nière de réaliser l'invention.
Fig. 2 représente schématiquement l'appareillage pour la réalisation de l'invention.
Fig. 3 représente une variante de l'appareillage de la fig. 2.
Dans la fig. l, l'axe des abscisses est gradué en heures et l'axe des ordonnées en lumens. La courbe 1 montre les caractéristiques d'un tube à mercure de 30 cm 5 de lon- gueur et 15 mm de diamètre ayant une couche fluorescente inter- ne. Comme on le voit le tube donne au début 118 lumens, mais après un nombre relativement faible d'heures son intensité di- minue rapidement et au bout de 120 heures, il ne donne plus que
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95 lumens. La baisse initiale de luminosité est très grande, comme on s'en rend compte par la pente rapide de la courbe, et après 500 heures, la luminosité tombe à 84 lumens. La courbe 1 a été établie pour un courant constant de 35 milli-ampères tra- versant le tube.
En mettant l'invention en pratique, après une pério- de de 500 heures, le courant traversant le tube est survolté; l'on peut s'en rendre compte par la courbe 3. L'ordonnée 2 qui a été tracée correspond à 500 heures. Comme on le voit, la courbe 3 commence à un point correspondant à 118 lumens et atteint un point qui correspond à 90 lumens au bout de 1500 heures. On remarquera que la courbe 3 baisse beaucoup plus len - tement que la courbe 1. Dans l'exemple représenté, suivant la pratique de l'invention, un autre survoltage du courant passant dans le tube est effectué au bout de 1500 heures, calculées depuis le début du fonctionnement du tube. Dans le cas de la courbe 3, le courant traversant le tube est de 46 milli-ampères et après 1500 heures, il est porté à 60 milli-ampères. L'ordon- née 4 correspond à 1500 heures.
La courbe 5 montre la manière dont se conduit le tube pendant une période consécutive de 2500 heures; on constate qu'en maintenant le courant constant à 60 milli-ampères, il y a une diminution graduelle de lumino- site du tube jusqu'à 85 lumens.
La série de courbes 1, 3 et 5 montre les effets cher- chés par l'invention. Dans le cas de la courbe 1, la chute de la courbe au bout de 500 heures est, comme on le voit, compa- rativement faible et si la courbe était réalisée, la luminosi- té resterait autour de 80 à 85 lumens pendant une période con- sidérable. Avec la méthode utilisée jusqu'à présent pour la conduite des tubes luminescents, l'on ne recourait à aucun sur- voltage et, pendant la plus grande partie de sa vie le tube
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était terne, en comparaison avec son intensité lumineuse initiale.
Par contre, en utilisant la méthode conforme à l'invention, la période d'intensité lumineuse comparative du tube est accrue de beaucoup, comme le montre en particu- lier la courbe 5, dans laquelle l'intensité lumineuse se monte à 111 lumens après 1500 heures de service et l'intensité lumineuse effective reste au-dessus de 100 lumens pendant 700 heures environ. Fait important à noter : le degré final de luminosité, atteint après 4000 heures de service continu du tube,diffère seulement de 2 lumens environ de la luminosité minima enregistrée sur la première courbe 1. Les courbes 6, 7 et 8 montrent les caractéristiques obtenues avec un tube à décharges à vapeur de mercure de 30 cm 5 de longueur et 20 mm de diamètre avec survoltage intermédiaire.
Comme dans le cas du premier jeu de courbes, la courbe initiale 6 a une pente beaucoup plus forte que chacune des courbes successives.
Dans ce cas, la courbe 6 correspond à un courant de 60 milli- ampères dans le tube. Comme précédemment, au bout de 500 heures le courant est survolté et porté dans ce cas à 80 milli-ampè- res. Un autre survoltage est fait au bout de 1500 heures, jusqu'à 105 milli-ampères. En général, on remarquera que les courbes 6, 7 et 8 démontrent les mêmes faits que les courbes précédentes 1, 3 et 5, c'est-à-dire que la période de bonne luminosité du tube est maintenue pendant la majeure partie de la vie du tube. Toutefois, comme les dimensions du tube sont supérieures, les courbes tendent naturellement à deve- nir un peu plus escarpées.
Finalement est représenté un jeu de courbes 9, 10 et 11 montrant les caractéristiques d'un tube à décharges à vapeur de mercure de 30 cm, 5 de longueur et 28 mm de diamè- tre, avec couche intérieure fluorescente. La courbe 9 est n -
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celle obtenue lorsque le tube est parcouru par un courant de 80 milli-ampères; la courbe 10 correspond à un survoltage donnant 108 milli-ampères et enfin la courbe 11 à 140 milli- ampères.
En mettant l'invention en pratique, l'on trouvera avantageux d'utiliser un transformateur à prises multiples ou un transformateur muni d'un shunt magnétique pour fournir le potentiel à une section de tube quelconque. Quand les tu- bes sont installés au début en choisissant un branchement par- ticulier ou une position de réglage particulière du shunt ma- gnétique, un potentiel particulier peut être appliqué au tra- vers du tube pour obtenir un pouvoir éclairant correspondant.
Quand le tube a un certain temps de service et a commencé à se détériorer, le potentiel au travers du tube peut alors être augmenté en choisissant un autre branchement ou réglage du shunt sur le transformateur d'alimentation. En augmentant ainsi le potentiel au travers du tube et en élevant l'intensité, les effets désavantageux connus sont effectivement annules et le pouvoir d'éclairage augmente, comme il ressort de la fig.l.
Si l'on veut obtenir un réglage précis de l'intensité lumi- neuse du tube, on peut utiliser un photomètre ou autre instru- ment approprié, de telle sorte que toutes les parties d'un panneau constitué par une série de tubes ou de sections de tube puissent avoir la même intensité lumineuse.
La fig. 2 représente l'appareillage utilisé pour effectuer le survoltage décrit ci-dessus. Le tube à décharges auquel le système a été appliqué est désigné par 1 et est re- présenté connecté au secondaire 2 d'un transformateur d'ali- mentation, par l'intermédiaire d'un tube pilote 3 plus petit.
Le tube 3 est disposé à une certaine distance du tube princi- pal 1 de manière à être normalement invisible et il est placé
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à côté d'un dispositif photométrique 4. Ce dernier peut com- porter une cellule photo-électrique ou autre qui dépend de l'intensité lumineuse et a une aiguille 5 se déplaçant norma- lement sur une échelle graduée 6 pour indiquer l'intensité lumineuse. Dans l'exemple représenté, l'aiguille 5 a son ex- trémité arrière prolongée et munie d'un contact à ressort 7.
Ce dernier est prévu pour coopérer avec un certain nombre de plots 8 en saillie. L'enroulement primaire 9 du transformateur d'alimentation du tube principal est monté en série avec une self 10 munie d'un certain nombre de branchements. Ceux-ci sont reliés chacun avec un des plots 8 et un conducteur 11 partant d'une extrémité de la self établit la connexion avec l'aiguille 5.
En service, lorsque le tube 1 est nouvellement ins- tallé, des réglages sont faits de manière que le courant ini- tial voulu traverse le tube, avec l'impédance antagoniste en- tière de la self dans le circuit du primaire du transformateur d'alimentation. Le tube 5 qui est installé en même temps que le tube 1 est soumis à la même détérioration que lui. Ainsi, dans les débuts du fonctionnement du système, le dispositif photométrique indique une luminosité maxima et l'aiguille 5 est dans une position telle qu'elle ne se trouve en contact avec aucun des plots 8. Au bout d'un certain temps, la lumino- sité des tubes 1 et 3 ayant diminué, l'aiguille du dispositif 4 se déplace pour indiquer une luminosité moindre et, ce fai- sant, le ressort de contact 7 rencontre un des plots 8 et court-circuite une partie de l'enroulement de la self 10.
L'ac- tion est progressive jusqu'au dernier plot 8, pour lequel pres- que tout l'enroulement de la self 10 est court-circuité. De cette manière, le tube 1 et naturellement le tube 3 recevront de temps à autre le survoltage nécessaire pour maintenir la @
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luminosité du tube à un degré élevé pendant la majeure partie de sa vie utile.
La fig. 3 représente une variante de réalisation; le tube principal y est désigné par 1 et le tube pilote plus petit par 3. Un transformateur d'alimentation ayant un secondaire 2 alimente les tubes 1 et 3 de la manière précédemment mention- née. Toutefois, dans ce cas, le transformateur d'alimentation a un noyau 2A mobile relativement au primaire 9 et au secondai- re 2 du transformateur. Comme dans le mode d'exécution précé-. ' dent, un dispositif photométrique 4 est prévu pour agir en liaison avec le tube 3 et ce dispositif 4 est muni d'une ai- guille 5 avec contact à ressort 7 coopérant avec un certain nombre de plots de contact 8. Les plots 8 sont tous reliés à un conducteur unique 12 connecté également à un solénoide 13.
Le circuit est complété jusqu'au solénoide 13 par une connexion 14 aboutissant à un côté du primaire 9 du transfor- mateur et par une connexion 15 aboutissant de l'autre côté du primaire du transformateur en passant par l'aiguille 5. Le solénolde 13 est disposé pour actionner un levier 16 pivotant en 17 et muni d'une extrémité 18 en forme de cliquet. Cette dernière peut coulisser axialement sur le levier 16 et est poussée dans le sens du centre du levier au moyen d'un léger ressort (non représenté). Ce léger ressort sert à maintenir l'extrémité 18 en forme de cliquet en contact avec la dentu- re 19 d'une crémaillère 20 fixée au noyau 2A du transforma- teur d'alimentation.
L'extrémité du levier 16 qui doit être influencée par le solénoide 13 est reliée à un léger ressort 21 prévu pour maintenir constamment le levier hors contact du noyau du solénoide.
Avec 1-1^appareil qui vient d'être décrit, lorsque les tubes 1 et 3 ont été montés et mis en service, il est
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entendu que le courant régulier devrait passer à travers les tubes, le noyau 2A se trouvant dans la position la plus en dehors, comme le montre la fig. 3. Le dispositif photométrique 4 indique alors une luminosité maxima du tube 3 et le ressort de contact 7 est hors de contact des plots 8. Dès que la lu- minosité du tube 3 baisse, l'aiguille 5 se déplace pour indi- quer une luminosité moindre et le ressort 7 entre en contact avec le premier des plots 8. Dès que le contact du ressort 7 avec un plot 8 s'est effectué, le circuit passant par le solénoide 13 est fermé, ce qui fait osciller le levier 17 mal- gré l'action antagoniste du petit ressort 21.
Par suite, l'ex- trémité en forme de cliquet 18 fait mouvoir la crémaillère 20 du noyau 2A dans une direction telle que ce dernier pénètre plus à fond entre le primaire et le secondaire du transforma- teur d'alimentation. Le noyau 2A est disposé de façon à avoir, par suite du frottement, une résistance au mouvement suffi- sante pour permettre au levier 16 de revenir à sa position normale inopérante représentée fig. 3, sans que toutefois le noyau 2A et les pièces qui lui sont reliées reviennent en arrière. De cette manière, comme le contact à ressort 7 ren- contre progressivement les plots 8, le solénoide 13 sera com- mandé de temps en temps, d'où il résultera que le noyau 2A sera amené progressivement en position entre le primaire et le secondaire du transformateur d'alimentation.
Par suite, le courant passant par le tube 1 sera progressivement survolté de façon à prolonger la durée de la période pendant laquelle le tube donne une grande luminosité comparable à sa luminosi- té initiale.
Dans la construction représentée à titre d'exemple par la fig. 3 du dessin, le noyau du transformateur d'alimen- tation a été indiqué comme mobile pour faire varier la puis-
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sance secondaire. Toutefois, en pratique l'on préférera avoir un noyau fixe dans le transformateur d'alimentation et faire varier le flux effectif du secondaire en utilisant un shunt magnétique ou des shunts qui sont réglables de la même maniè- re que le noyau représenté.
Dans ce qui précède, l'on a mentionné particulière- ment la commande de tubes à vapeur de mercure ayant une couche interne fluorescente, mais il va de soi que l'invention est applicable à tous les types de tubes à décharges produisant l'éclairage et munis de couches internes luminescentes.
Dans la mise en pratique de l'invention, l'on peut utiliser des tubes de modèle courant ou des tubes prévus pour résister à des tensions plus élevées, de sorte que le potentiel au tra- vers des tubes puisse être augmenté en toute sécurité plus que de coutume, car les tubes commencent à être détériorés,
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Système de contrôle pour tubes à décharges élec- triques, dans lequel des moyens sont prévus pour survolter le flux de courant passant par le tube, à certains intervalles de temps, durant la vie utile du tube, pour maintenir le pou- voir lumineux du tube à un degré comparativement élevé pen- dant la majeure partie de sa vie.
2. - Système comme indiqué en 1, dans lequel le sur- voltage est effectué à des intervalles augmentant progressi- vement, par exemple au bout de 500 heures de vie, puis de 1500 heures.
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