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MONTAGE DESTINE A ALIMENTER UN CIRCUIT CONSOMMATEUR ABSORBANT L'ENERGIE'DE
MANIERE PULSATOIRE-
L'invention concerne un montage comportant une source de tension continue assez élevée, pour alimenter un circuit consommateur absorbant l'énergie, de manière pulsatoireo
Dans un tel montage;, il est parfois désirable de réduire au mini- mum la consommation d'énergieo C'est le cas, par exemple, lorsque l'énergie est fournie par des batterieso La durée, le volume, le poids et le prix des batteries à tension assez élevée s'opposent à leur emploi pour de faibles puissances.
Une basse tension continue peut évidemment être convertie en une tension continue plus élevée à l'aide de convertisseurs mécaniques ro- tatifs ou à l'aide de convertisseurs électriques, c'est-à-dire des montages comportant des vibrateurs et des transformateurs, ou des générateurs à tu- beso Ces dispositifs permettent donc de prélever la tension élevée d'une batterie à basse tensions ce qui constitue un avantage économique.
Cepen- dant, lorsqu'on alimente d'une telle façon un circuit consommateur absor- bant de l'énergie, de manière pulsatoire,le rendement est encore faible, surtout lorsqu'on s'efforce de maintenir constante,entre dertaines limites la snsdon continue à appliquer au circuit consommateur,
L'invention obvie à cet inconvénient.Le montage conforme à 1' invention est caractérisé par le fait que la source de tension continue comporte un transformateur dont la tension secondaire est appliquée à un condensateur sur lequel le circuit consommateur est branché par 1-linter- médiaire d'une résistance, éventuellement inductive;
l'enroulement primaire du transformateur est inséré dans le circuit de sortie d'un tube à décharge normalement bloqué dont le circuit d'entrée comporte la résistance préci- tée, de sorte qu'à chaque impulsion d'énergie absorbée, le tube à décharge devient conducteur pendant un temps assez court, ce tube étant alimenté par une tension continue dont la valeur est inférieure à celle de la tension fournie par la première source mentionnéeo
Le tube n'est conducteur qu'au moment d'une impulsion dans le circuit
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consommateur, ce qui provoquedans le circuit de sortie, une pointe de courant qui entraine une pointe de tension dans l'enroulement primaire du transformateur.
La pointe de tension qui en résulte dans l'enroulement se- condaire est redressée et charge le condensateur sur lequel est branché le circuit consommateuro La baisse de tension que provoque, aux bornes de ce condensateur, l'énergie absorbée par le circuit consommateur est donc com- pensée. La transformation du courant continu entraîne évidemment des per- tes, mais le rendement total du montage conforme à l'invention est plus é- levé que celui des montages connus, parce que ladite transformation ne se produit qu'au moment où passent des impulsions dans le circuit consomma- teur et non d'une manière continue.
Il n'est pas indispensable que l'enroulement primaire et l'enroule- ment secondaire du transformateur soient séparés; ils peuvent constituer un ensemble.
Le montage conforme à l'invention peut comporter un tube à déchar- ge de l'un des types généralement utilisés à cet effet, par exemple un tube électronique à cathode chaude ou un tube à décharge à cathode froide. De préférence, le tube sera du type combiné, c'est-à-dire qu'il comportera aus- si un redresseur pour la tension secondaire du transformateur. Afin d'aug- menter encore le rendement total, les deux systèmes d'électrodes du tube com- biné peuvent avoir une cathode chaude commune.
Comme, en l'absence d'impulsions, il ne se produit pas de trans- formation d'énergie, la tension du condensateur sur lequel est branché le circuit consommateur baisse par suite de la résistance de faite. On pourrait croire que cette tension peut tomber à zéro, mais en réalité, dans la plupart des circuits consommateurs absorbant l'énergie de manière pulsatoire, les intervalles compris entre les impulsions ne sont pas si grands que la baisse de tension soit gênante. Il suffit d'adapter la capacité du condensateur à l'intervalle précité pour que la tension aux bornes de condensateur reste as- sez constante.
Dans un dispositif destiné à l'observation de particules à pouvoir ionisant telles qu'émises par les produits radioactifs et dans lequel le circuit consommateur est constitué par un tube d'ionisation, un tube Gei- ger-Miller par exemple, l'utilisation du montage conforme à l'invention offre en outre l'avantage que les intervalles compris entre les impulsions ne dé- passent jamais une valeur déterminée, fonction du rayonnement cosmique et d'autre influences.
Dans une forme de réalisation avantageuse du montage conforme à 1' invention, le circuit d'entrée et le circuit de sortie du tube à décharge sont in tercouplés par voie régénérativeo Le tube à décharge y fait fonction d'oscillateu de blocage. Chaque impulsion provoque une oscillation de courte durée du tube à décharge avec le transformateur. Ce dernier est donc porté à une tension alter- native et celle-ci engendre la tension continue qui assure la charge du conden- sateur.
Lorsque le circuit consommateur comporte un tube d'ionisation conju- gué avec un montage d'extinction, l'invention offre encore un autre avantage:
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le tube à décharge, qui fait partie de meClsot#cEPdettention ,coni1ifte.ejfe.ittaus- dl partie du montage d8éxtinpt:foni.. carciêtc±lnoeaita#ée90ptieiàe - iabéabàtôBdou- pléi4au émJ:!Gu5!tl1da.a. ..q.e.'=iiéré.leibeidtni.atione:Danrtequàsal'im- pulsion ourles impulsions'de coa a2t qui-se p:t'tJdùt5ênt 1/itMâYle circMtsiêÜs0r- tie du. tubeà.l'ê3.éoh&rg #ngéidl1eht la.-tension-continue et assurent l'extinction tube Parfois, après l'enclenchement, le montage conforme a l'invention n'engendre pas sans plus la tension continue élevée.
C'est le cas, par exemple, lorsque la grille de commande du tube à décharge se trouve à une tension de polarisation négative fixe, qui bloque normalement le tube. Suivant une autre particularité de l'invention,le circuit d'entrée du tube à décharge comporte un interrupteur qui permet de rendre ce tube conducteur. Une autre solution consiste à prélever du transformateur, par l'intermédiaire d'un redresseur, la tension de polarisation de la grille qui bloque le tube en l'absence d'impul- sions. Le tube à décharge devient alors conducteur, immédiatement après l'en- clenchement, et on obtient donc la tension continue élevée.
On obtient alors en même temps la tension de polarisation négative qui bloque le tube et le
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maintient bloqué. Si,, pendant le fonctionnement, le condensateur se décharge brusquement, par exemple par suite d'un court-circuit de courte durée,, il se recharge automatiquement.
L'utilisation du montage conforme à l'invention dans un dispositif compteur ou enregistreur de particules ionisantes permet de prélever de ce montage - ce qui est d'ailleurs connu - une grandeur qui constitue une mesu- re du nombre d'ionisations obtenues par unité de tempso L'indication séparée de chacune des ionisations peut s'obtenir à l'aide d'un appareil de mesure ou d'un autre indicateur approprie. La charge totale traversant cet appareil constitue alors une mesure du nombre d'ionisationso L'intensité moyenne du courant constitue une mesure du nombre d'ionisations par unité de temps. Ce nombre peut aussi être indiqué par un appareil de mesure et les impulsions peuvent aussi être transmises à un compteur mécanique ou électrique.
La gran- deur constituant une mesure du nombre total d'ionisations ou du nombre d'ioni- sations par unité de temps peut se prélever du circuit de sortie du tube à décharge. Suivant une autre particularité de l'invention, cette grandeur peut se prélever d'un transformateur, par l'intermédiaire d'un second redresseur.
L'impulsion provoquera la connexion du circuit oscillant combiné constitué par le transformateur. On branche le premier redresseur mentionnés de façon qu'il soit conducteur pendant la première alternance de l'oscillation. Le condensateur se charge. Le second redresseur est monté de façon qu'il soit conducteur pendant la seconde alternance de l'oscillation propre du trans- formateur'. La grandeur précitée se prélève du circuit comprenant le second redresseur. Ce circuit comporte, par exemple, un appareil de mesure auquel on a communiquée par voie électrique ou mécaniques, une inertie telle qu'il indi-
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aile l'intention moyenne du courant, :Bénwgre,caG.c1llID11éë.'dans le.'circuit ma-':<- ,\ ' gnatd..que rd:l1t,tJ:'!àn.±.c:#m:b.SIl:Eé#i:rinàa.t ;pas sd^vi â:,engerdr la tension conti- nuacélevêe.r #' ,fournj. t' donc; ""la grandeur précitée.
La description qui va suivre en regard du dessin annexée donné à ti- tre d'exemple non limitatif., fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Les fige 1 et 2 représentent des exemples de réalisation du montage conforme à l'inventions utilisé dans un dispositif pour mesurer l'ionisation, par exemple, de produits radioactifs.
Sur la fig. 1, la tension aux bornes de la batterie 1 est de l'ordre de grandeur de 100 V par exemple. Cette batterie est insérée dans le circuit de sortie de la pentode 7, entre 12anode 18 et la cathode 19, en série avec un appareil de mesure 21, une résistance 2 et l'enroulement primaire 17 d'un - transformateur 17-13-8 qui est shunté par un condensateur 20. La cathode à incandescence 19 de la pentode 7 est raccordée à la batterie 10, par l'in- termédiaire de l'interrupteur 120
Une batterie 11 fournit la tension de polarisation négative pour la grille de commande 15 de la pentode 7, par l'intermédiaire de la résistan- ce 14 et de l'enroulement 13. Le condensateur 5 est monté en série avec les batteries 1, 10, 11. Ce condensateur est chargée suivant les signes indi- qués, d'une façon qui-sera expliquée par la suite.
Sur la source de tension continue, constituée par les batteries 1, 10 et 11 et le condensateur 5 est branché le montage en série d'une résistance 4 et d'un tube d'ionisation 3., montage en série qui comporte aussi l'appareil de mesure 21 et la résis- tance 2, qui font aussi partie du circuit de sortie de la pentode 7. Le mon- tage en série de la batterie 11 et de la résistance 14 est shuntée par un interrupteur 16. Le noeud de la résistance 4 et du condensateur 5 est reliée par l'intermédiaire de l'enroulement 8, à l'anode 9 d'un redresseur dont la cathode 19 est en même temps celle de la pentode.
Le montage fonctionne de la manière suivante. Lorsqu'on ferme 1' interrupteur 12, la pentode 7 reste bloquée, sous l'effet de la tension de polarisation négative de grille fournie par la batterie 11. Une brève ferme- ture de l'interrupteur 16 provoque une brève suppression de cette tension et la penthode 7 devient conductrice.
Par suite du couplage régénératif résul- tant des enroulements 13 et 17 du transformateur 17-13-8;, le montage oscille.,
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On obtient alors, aux bornes de l'enroulement 8, une tension alternative éle- véeoCette tension est redressée par la diode 9, 19, de sorte que le conden- sateur 5 se chargeavec la polarité indiquée,à une tension de l'ordre de grandeur de 1000 V. Cette tension est choisie de manière que la tension tota- le obtenue aux bornes d'ionisation 3 se trouve dans la zone de fonctionnement de ce tube.
L'ouverture de l'interrupteur 16 entraîne la suppression de cet- te oscillation, mais la charge du condensateur 5 subsiste,du moins provisoi- rement. Si., pour une cause ou l'autre une ionisation se produit dans le tube 3, celui-ci sera le siège de courant. On obtient alors aux bornés de la résis- tance 4 une tension qui est transmise,. par 'l'intermédiaire du condensateur 6 et l'enroulement 13, à la grille de commande 15. Celle-ci devient alors plus positive, la pentode 7 devient conductrice et le montage oscille. De ce fait, le condensateur 5, partiellement déchargé par suite de l'ionisation dans le tube 3, se recharge.
Le courant tranversant le circuit de sortie de la pen- tode 7 provoque, aux bornes de la résistance 2, une tension qui réduit la ten- sion qui réduit la tension aux bornes du tube 3. La tension obtenue aux bor- nes de la résistance 4 agit dans le même sens. La diminution de la tension du tube 3 provoque l'extinction de la décharge qui s'y est produite La grille de commande 15 devient plus négative et la pentode 7 est de nouveau bloquée.
Entretemps, l'énergie électrique prélevée du condensateur prélevée du conden- sateur 5 est remplacée et, à l'impulsion suivante, le processus se répète.
Les impulsions que provoquent les ionisations sont indiquées par l'appareil de mesure 21. Lorsque celui-ci a assez d'inertie, ou que les impulsions se succèdent assez vite, l'appareil 21 indique l'intensité moyenne du courant, et cette indication constitue une mesure du nombre d'impulsions par unité de temps. Les impulsions prélevées du circuit de sortie de la pentode peuvent évidemment aussi être appliquées à un compteur électrique ou mécanique ou à tout autre enregistreur approprié.
Pendant l'intervalle compris entre des impulsions successives., la bat- terie 10 doit fournir du courant de chauffage, mais la batterie 1 n'est pas chargéea
S'il ne se produit pas d'ionisation pendant un temps très long.. la charge du condensateur 5 peut s'écouler, de sorte que,, par suite, des ioni- sations dans le tube 3 seraient rendues impossibles. Cependant.. même en l'ab- sence de produits radioactifs, ce fait ne se produit pas, car le rayonnement cosmique et d'autres phénomènes, éventuellement perturbateurs, provoquent un nombre suffisamment grand d'impulsions. Eventuellement.9 on peut disposer., à proximité du tube d'ionisation.\! un produit faiblement radio-actif.
Le tube à décharge 7 fait évidemment partie ici du montage d'ex- tinction du tube 3.
Sur la fig. 2, les éléments correspondant à ceux de la fig. 1 por- ' tent les mêmes chiffres de référence. Le montage fonctionne de la même ma- nière. La résistance 26 limite l'intensité du courant obtenu par la ferme- ture de l'interrupteur 16. L'appareil de mesure 23, qui est monté en série avec une résistance 24 et un redresseur 25, est connecté à l'enroulement pri- maire 17 du transformateur 17-13-8. Le condensateur 22 sert à freiner l'indi- cation de l'appareil de mesure 23 de façon que celui-ci indique l'intensité -moyenne du courant.
Pendant l'évanouissement de l'oscillation du circuit constitué par le transformateur pendant la première alternance, le conden- sateur 5 se charge par l'intermédiaire du redresseur 9-19; pendant la se- conde alternance, le condensateur 22 se charge par l'intermédiaire du redresseur
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25.Toute l'énergie accumulée 'dans le circuit du transformateur est donc utilisée après une oscillation complète de ce circuit. Les pertes d'énergie dans la résistance d'amortissement de ce circuit sont donc minima.
Un choix judicieux des résistances 2 et 4 et de la tension du tube 3 permet de faire en sorte qu'entre-temps la décharge du tube 3 soit étouffée et, de ce fait, le montage'est ramené dans son état initial immédiatement après sa réaction sur une ionisation, de sorte qu'il peut réagir sur la suivanteL'extinction peut aussi s'obtenir en omettant la résistance 2 et en reliant le tube d'ionisa- tion, non pas au noeud de l'appareil de mesure 23 et de l'enroulement 17, mais à l'anode 18 du tube 7. La tension obtenue aux bornes de l'enroulement 17 fait alors office de tension d'extinction.
On peut augmenter cette tension par exemple à l'aide d'un autotransformateur élévateur.Le schéma de montage devent
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plus-jiJIpJ..e eooorelorsqu'on remplace l'interrupteur 16, la résistance 26 et la batterie 11, par une résistance non linéaire shuntée par un condensateur. Cet- te résistance non linéaire est dimensionnée de manière qu'elle soit très gran- de pour les tensions inférieures à la tension de polarisation négative de grille requise, et qu'elle diminue lorsque la tension de grille devient plus positivee Les courants de grille du tube 7 provoquent alors eux-mêmes la ten- sion de grille négative.
La résistance 4 peut être remplacée par une self-induction.