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Perfectionnements apportés aux circuits des dispositifs détecteurs de rayonnements, destinés à être appliqués dans le contrôle des flammes.
La présente invention se rapporte à des dispositifs pour la détection des radistions, et concerne en particulier un circuit pour la réception de signaux pulsés, convenant spécialement à des dispositifs pour la détection des rayons ultraviolets destinés à être employés dans des système?! de surveillance de combustion.
La surveillance des systèmes de combustion exire un disposi- tif qui fournisse une indication positive de la présence ou de l'ah- fence d'une flamme, et, ficus certains cas, elle exige la possibilité de distinguer par exemple entre une flamme de combustion priscipale et une flamme de veineuse. Divers types de circuits ont été con- que pour la surveillance des systèmes de combustion, nombre d'entre eux utilisant des dispositifs sensible!! aux rayons infrarouges, étant
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rlormA t;\1P lN:
( fiâmes do combustion omettent de!1 ouantitoa notable de rnyonp infrarouges. Toutefois, certains type de flammes de combustion peuvent Être ]{:tùC'tér. ou discriminas plus facilement ft l'aide d'un dispositif ci c'ctect,ott df!s rayons ultraviolets, étant donné ntio la source ,lE' 1 radintlor ultraviolette d'une flamme est plu.q loo,ilîr4e fiie 1p. source île la radiation Infrarouge.
Ainsi, il est no5e-ible de ait?,c>>uer une nat11tI1 de veilleuse à gaz et la 1'1 a..nmo tif, combustion rrii'T alimentée par le charbon, étant don- n qu'une fia"m'' ,le naz produit une quantité notablement plus élev,
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de rayons ultraviolets
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Lui, (![;[u'to)'P" rt combustion pour lesquelles l'application ;l'un r1;"'l'or:iUi" de :'U1'VtlJ Ó.tlce ert typioue foncticament à de hautes tfi.n7rttaxrcr et l' éi :ft\f'nt: ti{.t."t(,l1r de ]? rI 81tune, crut '"fit en rola- tion 0:)'1":1 (1U'" avec la 7tinA (in- 1e flamne oà s'exerce If surveillance, est pouvant vinr'a iziis un milieu dont In température ambiante est de
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25O0!1 (l21 C ou plus. A 60 telles températures, bien des éléments de trnnsMi'''-ion des Fienaij> Aeetrioues ne peuvent plus fonction- ner ou doivent ?>tre avec un soin extrnc pour pouvoir fonc- tionner.
Cet.t'% r-onsi'rt'io! ert plus particulièrement importante étant- eonna le* < x1 -rrccc ipperatives de sécurité auxruelles les systèmes : :1I'Ye..la.t:c JE, IR combustion doivent répondre.
'n coretdration de ceri, la présente invention & pour
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objet de fournir un circuit amélioré pour le contrôle de la comtes- !
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tien, cni emploie un îeporitif de détection des rayone ultraviolets! dans un contact t cw ns tîelêmerts '.'lectrioues sensibles à la tea-l p6ratur#-. ui^Pnt être olacés à distance de la chambre de combustion !;urveille-e. L"r;,;pt,or a pour autre objet d'offrir des circuits pour 3 fl détection vies rayom,3 ultraviolets, d'un tV'711 nouveau et nr4se,..tant. une frange rounlessef une universalité d'enploi et une erantle pureté de fonctionnement.
'i,rvext.on a pour &ut''<5 objet de fournir un circuit pour lu dtction de radiatior,!-,, dc type nouveau et enaé3ior<!, dans le quel le circuit lecteur dc's signaux est inductiveatent isolé de
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l'il(.ment palpeur ou détecteur des radiations, et peut être placé à une distance physique notable de celui-ci L'invention a pour outre obje*: encore d'offrir un circuit effecteur des radiations, de type amélioré, qui permet l'utilisation de plusieurs dispositifs sensibles au rayonnement, ceux-ci devant être alimentés par une
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unifie source de slenaux, et qui fournit un montage simplifié pour la lecture do*; eiwnpux pour .les multiples détecteurs de radiations.
Conformément aux principes de l'invention, il est prévu un système détecteur du rayonnement qui comprend un détecteur de rayons, 3 cruel peut être placé de manière à percevoir le rayonnement ultra- violet de la flamme, dans un système à combustion surveillée par exemple, le détecteur est isolé par un transformateur, à la fois de la source d'énergie et du circuit de lecture des signaux.
Selon
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la forme d*exécution proférée de l'invention, le détecteur com- porte deux é1 ('('t'OdN\ allongées espacées, disposées parallèlement l'une à l'autre, entre lesquelles une source de tension alternative, crée un champ électrostatique d'intensité suffisante pour produire
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une ionisation du &.1. du tube, va la manière d'une décharge en ava- lanche, entre les électrodes, lorsqu'un électron est libéré de l'une des électrodes en réponse à la radiation frappant cette électrode.
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Un transformateur à noyau de fer, dont l'enroulement primaire est relié h la source de tension et dont le secondaire est directement en connexion avec le*! élcotrotie.9 êlève la tension, de irc4-. quence alternative hnbitrelle (60 Hz), jusqu'à 700 V environ, de ma- nière à fournir l'énergie nécessaire pour 3.'établ.ssment du champ électro3tatioup. Il n'y a besoin de brancher aucun élément électri- que entre le secondaire du transformateur et le dispositif détec- tour. Connecté a l'eul'oulcment primaire, se trouve un condensateur qui est charçé à partir de la rource de tension alternative, par bzz intermédiaire d'une résistance de contrôle du courant. Ce montage fournit un circuit de dÓch1.r::e dn condensateur à. travers l'enroule- ment primaire qui complète la source de tension.
Une impédance de
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lecture est également montée dans le circuit de décharge du conden- sateur. La résistance de contrôle du courant, montée en séria avec la source, contrôle l'intensité du courant d'apport qui écoule à travers l'enroulement primaire lorsque le condensateur se déeharre, de sorte que le courant dsns le dispositif de détection (étant donné qu'il est relié par le transformateur) est relativement faible, R3- lié à l'impédance de lecture, se trouve un dispositif sélecteur de fréquence qui répond au signal à front relativement raide qui traverse en retour le transformateur lorsque survient une déchirée du dispositif détecteur en réponse au rayonnement valable,
mais cui bloque la réponse aux ondes sinusoïdales de la fréquence de la source d'énergie. L'invention permet de monter en parallèle plusieursdispositifs détecteur? de rayonnement, sur une unique source d'énergie et avec un seul circuit de lecture, de telle ma- nière que le rayonnement détecte par l'un quelconque des dispositifs produira un signal au niveau du circuit de lecture. Ce montre présente un avantage particulier dans un système de détection du feu, où les détecteurs doivent être placés dans une ambiance à haute température par exemple dans les acteurs d'avions, et où de nombreux points doivent être surveillés à l'aide du circuit de lecture commun.
Qu'il y ait un unique détecteur ou plusieurs dé- tecteurs l'invention permet de placer à distance de la zone des flammes les éléments qui pourraient être endommagés ou altérés par la haute température L'invention fournit une lecture sûre des si- enaux dus aux flammes, en un simple et peu coûteux circuit.
On trouvera d'autres objets, caractéristiques et avantages: de l'invention au fur et à mesure de la description suivante de for- mes d'exécution préférentielles de celle-ci, associée aux dessins, dans lesquels: la fig. 1 est un schéma représentant un montage à circuit traditionnel utilisé dans des systèmes de contrôle de la combustion utilisant le rayonnement ultraviolet; la fig. 2 est un schéma du systme de contrôle de la com-
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'I1u!'tion construit conformaient eux principes de l'invention; la fi? 3 représenta une série de formes d'ondo , montrant
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la réponse du circuit 'la la fige 2;
et
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la fîge 4 ent un schéma du circuit de détection de la cam- bustion, comportant plusieurs détecteurs et une source commune du- nr;rrl, ainsi nu'un unique montage de circuit de lecture, construit can'axrn:.erzt aux principes de l'invention..
Le dispositif dP détection du rayonnement utilisé dans la forme pi're..iel7 e d'exécution de l'invention est un tube à déchar- pue 10 qui, aur 3R firure, est monté en relation optique avec la i3acr me 1 à r'urvf'111er, dans une chambre de combustion 12, Le tvibe com-j porte deux électrodes 14, 16, montées dans une enveloppe 18 transpa-
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rente aux rayons ultraviolets. Les deux électrodes sont disposées
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$ymltri0uement, lurs parties intermédiaires étant exactement paral- lèlrie et convenablement distantes l'une de l'autre. Les électrodes sont en tunert4.ne de haute pureté et une atmosphère convenable, de
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préférence de l'hydrogène pur, est établie à l'intérieur du tube.
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Lorpoue lQrotrnti.el électrique nui traverse les électrodes du tue ert de l'ordre de 700 V pt si un rayonnement ultraviolet heurte une (;:1t)ctrodf'. un ou plusieurs électrons est libéré de la surface du t',1l}1d:tbne et, exerçant une action ionis&nte, il décharge le gaz en...
'1:1'(. l'5r Ictrodr, ce crui provoque une impédance relativement bas.. ree -Jo acarte qu'un courant électrique notable passe entre les élec- trn"'t" trvor2 la be2-qe 1-in4dance. Ce courant a typiquement une vr !.f;ur initiale de ]00 urUl1;,mpères environ, laquelle est prepoue â.r:::.r,Gjxt réduit'; par le montage du circuit à une valeur bien
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plut faible cuti se maintient jusau'à ce que la tension à travers l ":? '1 ctrodcs toinbe à une valeur au-dessous de laquelle la dL cr., !'ge
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ne .'entretient plus.
Le circuit employé jusqu'ici pour polariser les électrode'!
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de clo type due tube d4chre et pour engendrer un signal puisé lors di la dér11arpe pnr ionisation dans le tube a été représenté sur la
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tir* 1. Etant donnu nue le? électrodes du tube sont symétriques, 1-*iiiie et l'autre peuvent fonctionner comme cathode et l'alimenta- tion #< fait en courant al tern ti r. Le transformateur 20 est sous une tn:;iot1 alternative du 1.5 V 60 Hz sur son enroulement primaire 22, provenant de le source 24, et il fournit au niveau de son enrou- lement s e conclu ire 26 environ 700 V. Hontes en série avec l'enroule- ment recondairp e trouvant un condensateur 28 ehunté par une résis- tance 7, et une rê'3$?t<ince 32 limiteuse de courant, laquelle est connectée à l'une des Electrodes du tube.
L'autre électrode est reliée à la seconde borne de l'enroulement secondaire, pour fermer le circuit, Le condensateur 28 a une réactance très inférieure
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à le ('afA...1 tanoe des électrode? du tube. Lorsque le tube décharge, avec auto-entretien d'*' la décharge, en réponse au rayonnement ion!- sant, 1 papÇare do courant oui en résulte est déterminé par la différence erltrw la tenrlon fournîp à 1* enroulement secondaire du trans formateur et le* chute? de tension du circuit à travers le tube 10, la résistance 32 et la résistance interne effective du transforma- teur.
Ce passase de courant donne lieu à un signal de sortie - soit au niveau dedarésistance 30, soit à l'aide d'un dispositif appropria de détection du courant. Ce courant continue à passer,
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à un niveau t'111 décroît r(rul1.f'TE:>ment, JUS":u'À. ce vue le conden- sateur 28 soit cnarr eue le paspare ultérieur soit limité par le? résistant?" 30 et 32 non+éer en s,-rie. A un certain moment du dri-cyc1p, tandip eue 3:i tension s'abaisse, la décharge cefrera, maie le condensateur 26 rc J'1ait1cndra chargé à une certaine ten- sion.
Au cour? cl é n!)nr3 de1-cycleJ le ^ni.m..W ...... aur tendance a ce décharger par la ré-Fîittnce 30 montée en parallèle avec lui, Mais la partie de la charre du condensateur qui reste est d'une po- 1aritt l'lui s'ajoute d 1.1 tension du secondaire au cours de ce tirrri- cycle, de sorte eue la tension totale traversant les électrodes du tube peut être urf'if1:r,ent élevée pour produire une hypersensibili- té du tube ou même une décharge spontanée.
Ainsi, dans ce circuit, le signal de sortie est prélevé sur le côté haute tension du transformateur 20, ce qui exige
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un autre dispositif de transformateur pour l'isolation. Etant donné due le signal de sortie est envoyé sur des conducteurs à haute ten- pion, il est souhaitable de placer le transformateur-isolateur à proximité du détecteur pour réduire la longueur des conducteurs à, haute tension.
En outre, tous les éléments électriques montés entre le secondaire 26 du transformateur et le tube détecteur 10
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doivent entre prévus pour la haute tension et ne pas ±tre défavora- blement afft-;1? par 1* ambiance à haute température du tube détecter croche (1 3a flawue Il dans la chambre de combustion 12 sous sur veille ne* . Le problème se pose tout particulièrement pour le con-
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densatenr 28, étant donn vue les condensateurs satisfaisants pour hautes tp.m:)r8t'1rc-' et hautes tensions Font très dispendieux.
Dans le circuit de l'invention, représenté sur la fig. 2, le tube 10 est directement relié au secondaire 36 du transformateur ' 38, et tour les éléments électriques du circuit sont montés entre
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li? source . et l'enroulement nriiiaire 42. Le condensateur 44 est monté en parallèle avec 1'enroulement primaire 42 et est charge ' !
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par la source 40j par 1* intermédiaire de la résistance 46. Le condor dateur era re.3 à l'enrouleront primaire 42 du transformateur 38 dans un montage en s<'-rif avec deux impédances 4S et 49 de signal de sortie.
Le transformateur 38, dispositif à noyau de fer, a un rapport Multiplicateur d'environ 7 à 1, et, cornue il a été déjà in-
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dit'1UÓ, :Le tube détecteur 10 î3pt directement relié aux bornes de l'en- roua Ment p"o:od;;:tre.
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Le courant mapnôtirant fourni au transformateur 38 produit h trtivarn loi 1 eetrode rlu tube 10 une tension dépassant 700 V.
Lorsqu'il fp produit une 11é<"lfjr:E' dnn le tube l0# le condensateur 44 joue le rôle d'une source d courant sur l'enroulement primaire, vin- e.pendamtint de la source (le tension 40. Le courant qui passe à travers 3'enroulement primaire 42 (et les impédances de lecture 48, 49) fit rtt'tornin*4 p-ir If rilffi'r<w ntre la tension irstr,rrt4rxée au condenreteur 44 et ier chutes dp tI"'"Tlf!1ot' "'1'\rd le circuit !;
Conr.IÜre 6xi tr['mrO'1J14t(mr, r.oc,e 7.<3 répercutant dans le circuit primaire,
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D condensateur 44 continue 3. alimenter l'enroulement primaire jus- OU"2 cp cu'en se de.^.rs,nt il atteigne une tension à laquelle le
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courant d'entretien est fourni par la résistance 46, La valeur
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de cptte résistance t choisie de telle mardère que le courent
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résiduel du tube soit notablement réduit à partir de l'onde initiale de surtension.
Des formes d'ondes de ce circuit, données & titre d'il-
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lustration, ont été représentées sur la fig- 3. Sur la fi g. 3e,
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on a représenté la forme d'onde 50 du courant dans l'enroulement
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prirn:.1.1r 42 lorsqu'il n'y a pas décharge entre les électrodes du
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tube 10. Cette "onde sinusoïdale" est légèrement déformée pur l'et.
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fet le circuit r n:;ictt du transformateur 38. Lors de la décharge,
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il est produit une impulsion de courant 52 qui se superpose au cou-
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rani primitif 60 Hz, tel nu'il f':('t représenté sur la fin. 31.
C'eût
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un courent front raid*-' qui atteint une intensité d'environ 5 fois
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celle du courant nét1Rr.t de pointe, en une centaine de micro- secondes r.vLxon, et ('lui est, détecté per le circuit sensible à la fréquence relie aux deux impédances dn lecture 48 49 (les deux im- pr.4Ancer- sont mises en oeuvrp. de telle manière que les impulsions popitivs et nt-?atlvf 3 puissent tti-P perçues).
Le circuit (JI" lecture peut par exemple comprendre un cir- cuit de réponse aux 1'111H.11it')n:J, sensible à la fois à. la forme et il.
1 '..'Mpl1..tudE' de cotte impu3 slon front raide, suivi par un lIlultlv1bra... teur 54 tlthr4:;tab.e, un circuit intégrateur 56 et un relais de oomntan- de 58 oui att3,t en réponse n l'""p.r!'1 accumulée par le circuit in- !;f"7rlÁtp.1tr'. L circuit xxre répond prs aux passan; 11?: d'onces sinugolu- 1'?'! 60 H7 <?+# nA t<{.!or1ra. ttll3 un ifJ1til front beaucoup pluo raido.
COT!l::1C ont 1'*' voit sur la figo 2, l'impulsion de courant p*sse par un circuit d'entrer comprenant un condensateur 60 et des rirtancaf 62, 64 nui assurent une discrimination d'amplitude ainsi "u'une sensibilité aux ondori :a front raide. l' Vit!1puls1on, après avoi, tr8v(>ré le circuit ;'entrée, est appliquée à la base d'un transis- tor 66, noraùiccent conducteur, appartenant au circuit multivibrateui
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de fttion à mottrr hors circuit ce transistor, de tello manière Gué
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cette action excite le transistor 68 pendant une durée contrôlée
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par 1 circuit dp couplaf croise et envoie une impulsion de sortie au circuit irxl.r rrtear, do inpniére .4 charger le condensateur 70.
Tandis oue le cor>d0ncatenr 70 se charge, le transistor 72 devient prûi'rcuFivcmcnt motn9 conducteur, jusqu'à ce qu'il permette au trnn3i"tor 74 de Devenir coulucteur et d'exciter le relais 58 ta j rÚ!(\d:ton du 4itrial par le relais 58 fournit une lrdication de la
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présence de 1p. fla.M1le, tell(,. que perçue par le détecteur 10. Il !-3t noter que le courant de surintensité qui passe
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en rénonso à la dtÍchlJ l'fie tlu tube détecteur, est fourni par le con df)n*tatcnr 44 et ircixencir,m.nent de 3n source 40 de courant alternatif,
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de sorte que cette source n'a pas à fournir de forts courants de pointe. De plus, la rsintance de la source 40 peut être utilisée
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pour contrôler 1 , Etronli tude du courant d'entretien, et par conséquent peut forcer une partie de la résistance 46.
En outre, il n'y a pas
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de tension continue résiduelle sur le condensateur, qui s'ajouterait
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il In tension du tube lors du dA,7ni-cycle suivant la réponse du détec- teur. Le circuit est narticulièrement avantageux, étant donné qu'un seul tr''n3for"nteur doit tre placé au voisinage du détecteur, dans une nmbi.(:J1c' chaude, et oue les éléments sensibles à la température telr cuo let cor.dpnteur peuvent être placés à distance dans une ambiance à 1"\nf,'e température, en vue d'une meilleure sûreté de fonc- 1 .anzrmenx nt d'une d('1I'>r-!:e initiale moindre.
Le circuit présente un Autre avantage en ce sens oue l'irn- pulrlon sortis- l'f't )roriui te par la modification de la charpe du trfopsfor11.:' teur, résultant d" In décharge du tube détecteur, lorsqu' 4à,lie '1 r<'percuto pur 1 côte primaire du transformateur. Ceci er- rnet de relier 1!u3ut"t1. v I)'nf'nt plusieurs circuits détecteur*! un uni- oue c9i ra^ j t.f de lecture de*; signaux, ce montage ayant été repré- :"l'!r.ttÍ "sur Iti fi"' 4. Dans cP .nontF.p,e, un sirnal de sortie est enren- dr;' lornue l'un quelconque de* tubes détecteurs 10, 10', 10., !'le 4'("h<,l''p.. Les transformrteurs 38, z. z" sont prévus de
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mr.1'tir'" ruz avoir dp fil! t>l"'' (,flrctJrttlCJue1! de courent mapnôtisant, de Forte rii- le montage de plusieurs d'entre eux en parallèle ne charge pas es ces -si ventent le circuit de commande.
Les conducteurs de branchement du détecteur pont à basse impédance, de façon à per- mettre des fon('t:!.ont1eoT1ent de durfe raisonnable sans effet fâcheux sur la capacitanne du c&h,ae. Ce montées permet d'avoir un systè- me de détection du fou pur' ultraviolets è réception multiple., systè- me (iunn lequel les trl'nSfOrmf tP.urs, bobinés pour un fonctionnement à haute température, permettent d'utiliser les détecteurs dans une, @
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a.nSb,ance forte tempxrature, comte il s'en rencontre dans les moteurs d'avions par exemple.
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Valeurs convenable.", pour les éléments électriques représen- tés sur la fig. 2 :
Résistance 46 750 ohms
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Résî5tance 48 10 ohms Hé sis tance 49 10 ohms Résistance 62 100 ohms
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#hêfis tance 64 470 ohms Condensateur 44 2,0 microfarads Condensateur 60 0,5 microfarad
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'J:ransfor::r. teur 38 Primaire 42 46 ohms
Secondaire 36 1200 ohms Le noyau de fer du transformateur 38 est conçu de telle ma-
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nière que le courant ainét1nt du primaire soit nÓgligeable par rapport au courant de pointe du primaire qui passe par suite de la
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déchirée au niveau du tube 10 (voir fi g. 332) Ir Bien que- riag forâtes üa7CtltlOXl préférentielles de l'inven- tion aient t ?'1ontrêp:-;
et d'crito,3p certaines JtÎt>dif1cations appa- raitront évidentes aux personnes versées dns la question. Par con- 4qunt, il fpt bien entendu que l'invention ne se limite pas aux formes d'exécution décrites ou a leurs détails et que, dans le cadre
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de l'esprit et des buts de l'invention telle que définie dans les revendications, des variante* peuvent être réalisées.
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.!Ll1S U M Jo:. t '#' ' ## ,.,- L'invention est relative à un appareillage de détection d'un "con1t1onnement, comprenant un détecteur du conditionnement pourvu d'un paire d'électrode*? espacées montres de manière à 'litre
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eypopp3 au rayonnement issu du conditionnement à percevoir, un tran formateur lvteur de tr.ri,on co-nprpnant un enroulement primaire et un enroulement cecontalire rôties inductivcsient l'un à l'autre, ladite pair** '1trode! pac6es étant reliés audit enroulement secondaire, et un dispositif d'alimentation en courant alternatif connecta de 14<'\n1.èrc à alimenter ledit enroulement primaire pour éta- bl3e un champ élesetriquo à haute tension entre lesdites électrodes-.
spnaea, ledit appareillage présentant les caractéristiques suivan- tes, considérée? isolement ou en combinaison :
1 ... Il est prévu un dispositif sensible aux variations de passage du courant dans ledit enroulement primaire lorsque le
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champ électrique à haute tension entre lesdites électrodes espacées ne dcterge pn réponse nu rayonnement issu du conditionnement à dé. tectAr, ee rayonnement frappant l'une desdites électrodes connectées entre ledit dispositif d'alimentation en courant alternatif et ledit enroulement primaire.
2 - L'appareil.! are comprend en outre un dispositif survol- teur à courant capacitif, connecté audit enroulement primaire pour fournir un courant puisé audit enroulement primaire, excédant celui
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qui est nora-> 3 emenb disponible à partir dudit dispositif d'alimenta- tion, lorsque le champ clctrioue à haute tension entre lesdites électrodes espacées se décharge en avalanche.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.