Dispositif pour l'amorçage d'un tube à décharge excité inductivement par un champ électromagnétique à haute fréquence. Il a été proposé depuis longtemps d'exci ter inductivement une décharge électrique luminescente dans un tube contenant un gaz ou un mélange gazeux approprié et ne com portant pas d'électrodes, l'effet inductif étant produit par l'action d'une bobine (ou solé noïde) convenablement dimensionnée, dont l'enroulement est parcouru par un courant à haute fréquence.
D'autre part, comme signalé notamment dans le brevet suisse N 171519 du 22 novembre 1932 et dans son brevet additionnel N 177865 du 4 janvier 1934, pour procédé d'obtention de radiations ultra violettes et lumineuses de composition choisie, on a indiqué qu'il était possible d'entretenir, dans un semblable tube, la production du spectre d'étincelle, à condition que la den sité électrique du courant induit dépasse une certaine valeur, c'est-à-dire si la force électromotrice induite dans le milieu gazeux, par centimètre de longueur, est elle-même supérieure à une valeur déterminée.
Cette constatation a permis d'envisager l'alimentation de la bobine inductrice par un courant de fréquence relativement modérée, par exemple 30,000 périodes par seconde, pouvant être produit directement par un alternateur, à condition d'augmenter son action inductive par un noyau en substance ferromagnétique, dont la présence augmente considérablement le flux magnétique, c'est-à- dire la valeur de la force électromotrice induite, dans le milieu gazeux, par centimètre de longueur. L'expérience a vérifié qu'il était ainsi possible d'entretenir la production du spectre d'étincelle dans un tube à décharge sans électrodes.
Si l'entretien du phénomène au moyen d'un tel dispositif est facile à réaliser, son amorçage initial peut présenter parfois quelques difficultés; une étude théo rique et expérimentale a montré que cet amorçage était fortement facilité par la créa tion momentanée dans le milieu gazeux d'un champ électrique suffisamment intense, l'ac- tion de ce champ ayant pour effet de provo quer une ionisation initiale de ce milieu gazeux et d'en augmenter la conductibilité au passage du courant induit par le flux magnétique de la bobine inductrice alimentée par l'alternateur.
La présente invention a pour objet un dispositif pour l'amorçage d'un tube à décharge excité inductivement par un champ électro magnétique à haute fréquence.
Le dispositif, objet de l'invention, est caractérisé en ce que, en vue d'obtenir le spectre d'étincelle, il comporte des moyens pour faciliter l'amorçage du régime considéré au moyen d'un champ électrique de valeur déterminée.
La figure unique du dessin annexé repré sente schématiquement, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention.
Dans cette forme d'exécution, on règle à la résonance le circuit d'alimentation des spires inductrices, cette résonance étant choisie demanière à correspondre sensiblement au fonc tionnement du tube avec spectre d'arc, régime qui correspond à un faible appel d'énergie. De cette façon, tant que le spectre d'étincelle n'est pas obtenu, les spires'inductrices sont parcourues par un courant intense, et la différence de potentiel entre spires atteint une valeur considérable, à laquelle corres pond un champ électrique suffisant pour pro voquer l'amorçage, moyennant un choix con venable des diverses constantes.
Dès que l'amorçage se produit, l'amortissement impor tant dû. à la réaction de la spire gazeuse sur l'enroulement inducteur ramène le courant à la valeur admissible, pouvant être suppor tée sans danger par cet enroulement. L'en roulement inducteur 1 du tube 2 est alimenté par l'alternateur à haute fréquence 3; cet alternateur peut, par exemple, fournir une fréquence de 30,000 périodes par seconde, et l'enroulement 1 peut comporter un noyau ferromagnétique finement divisé (non figuré). Un condensateur 4 est monté en série avec l'induit de l'alternateur, tandis qu'un autre condensateur 5 est branché aux bornes de l'enroulement 1.
Quand la lampe est éteinte ou soumise à un régime luminescent corres pondant au spectre d'arc, l'amortissement dû à la réaction du courant induit dans le gaz est faible, et si on règle à la résonance le circuit considéré, un très fort courant peut s'établir dans l'enroulement 1. A partir d'une certaine valeur du champ électrostatique créé par la tension entre spires, tout se passe, en ce qui concerne la lampe 1, 2, comme si on avait affaire à un transforma teur dont on ferme brusquement le circuit secondaire de charge, et le régime à spectre d'étincelle se substitue au régime d'arc, l'amortissement correspondant à l'absorption de l'énergie dans le gaz devenant beaucoup plus considérable.
Bien que cela ne soit pas nécessaire en général, rien n'empêche d'ail leurs de modifier les constantes du circuit une fois le spectre d'étincelle établi, soit à la main, soit automatiquement par un relais convenable. D'autre part, on peut surexciter momentanément l'alternateur 3 pour favoriser l'amorçage du spectre d'étincelle. Enfin, la constitution même du circuit d'alimentation comporte de nombreuses variantes sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que le condensateur 5 peut être supprimé, qu'un condensateur peut être monté en série avec l'enroulement 1.
Cette forme d'exécution offre la particu larité de dispenser de toute électrode auxi liaire.
Une autre forme d'exécution, avec une ou plusieurs électrodes auxiliaires, pourrait être réalisée de la façon suivante.
Les moyens prévus, en vue d'obtenir le spectre d'étincelle, pour faciliter l'amorçage du régime considéré, comprennent au moins une électrode auxiliaire destinée à créer, au moment de l'amorçage, un champ électrique de valeur déterminée. Cette électrode auxi liaire est disposée extérieurement au voisinage de l'enveloppe du tube contenant le gaz ou le mélange gazeux et reliée à une source de tension et de fréquence convenable. Bien entendu, le circuit d'alimentation des spires inductrices est fermé simultanément, et, une fois l'amorçage réalisé, il peut demeurer seul en action.
Device for igniting a discharge tube inductively excited by a high frequency electromagnetic field. It has long been proposed to inductively excite a luminescent electric discharge in a tube containing a suitable gas or gas mixture and not including electrodes, the inductive effect being produced by the action of a coil ( or solé noïde) suitably dimensioned, the winding of which is traversed by a current at high frequency.
On the other hand, as pointed out in particular in Swiss patent N 171519 of November 22, 1932 and in its additional patent N 177865 of January 4, 1934, for a process for obtaining ultra violet and luminous radiations of selected composition, it was indicated that it was possible to maintain, in a similar tube, the production of the spark spectrum, provided that the electrical density of the induced current exceeds a certain value, that is to say if the electromotive force induced in the medium gas, per centimeter of length, is itself greater than a determined value.
This observation made it possible to consider the supply of the induction coil by a current of relatively moderate frequency, for example 30,000 periods per second, which can be produced directly by an alternator, on condition of increasing its inductive action by a core in substance. ferromagnetic, the presence of which considerably increases the magnetic flux, that is to say the value of the electromotive force induced, in the gaseous medium, per centimeter of length. The experiment verified that it was thus possible to maintain the production of the spark spectrum in a discharge tube without electrodes.
If the maintenance of the phenomenon by means of such a device is easy to achieve, its initial initiation can sometimes present some difficulties; a theoretical and experimental study has shown that this initiation was greatly facilitated by the momentary creation in the gaseous medium of a sufficiently intense electric field, the action of this field having the effect of causing an initial ionization of this gaseous medium and increase its conductivity to the passage of the current induced by the magnetic flux of the induction coil supplied by the alternator.
The present invention relates to a device for starting a discharge tube inductively excited by a high frequency electromagnetic field.
The device, which is the subject of the invention, is characterized in that, with a view to obtaining the spark spectrum, it comprises means for facilitating the initiation of the regime considered by means of an electric field of determined value.
The single figure of the appended drawing represents schematically, by way of example, an embodiment of the device according to the invention.
In this embodiment, the power supply circuit of the inductor turns is adjusted to resonance, this resonance being chosen so as to correspond substantially to the operation of the tube with arc spectrum, a regime which corresponds to a low demand for energy. . In this way, as long as the spark spectrum is not obtained, the inductive turns are traversed by an intense current, and the potential difference between turns reaches a considerable value, to which corresponds an electric field sufficient to pro refer to the priming, by means of a suitable choice of the various constants.
As soon as priming occurs, significant depreciation is due. the reaction of the gas coil on the inductor winding brings the current back to the admissible value, which can be safely supported by this winding. The inductor bearing 1 of the tube 2 is supplied by the high frequency alternator 3; this alternator can, for example, provide a frequency of 30,000 periods per second, and winding 1 can have a finely divided ferromagnetic core (not shown). A capacitor 4 is connected in series with the armature of the alternator, while another capacitor 5 is connected to the terminals of the winding 1.
When the lamp is extinguished or subjected to a luminescent regime corresponding to the arc spectrum, the damping due to the reaction of the current induced in the gas is weak, and if the circuit considered is adjusted to resonance, a very strong current can be established in winding 1. From a certain value of the electrostatic field created by the voltage between turns, everything happens, with regard to the lamp 1, 2, as if we were dealing with a transformer whose secondary charge circuit is suddenly closed, and the spark spectrum regime replaces the arc regime, the damping corresponding to the absorption of energy in the gas becoming much more considerable.
Although this is not generally necessary, nothing prevents them from modifying the constants of the circuit once the spark spectrum has been established, either by hand or automatically by a suitable relay. On the other hand, the alternator 3 can be momentarily overexcited to promote the initiation of the spark spectrum. Finally, the very constitution of the power supply circuit comprises many variants without departing from the scope of the invention. This is how the capacitor 5 can be omitted, a capacitor can be mounted in series with the winding 1.
This embodiment offers the particularity of dispensing with any auxiliary electrode.
Another embodiment, with one or more auxiliary electrodes, could be implemented as follows.
The means provided, with a view to obtaining the spark spectrum, to facilitate the ignition of the regime considered, comprise at least one auxiliary electrode intended to create, at the time of ignition, an electric field of determined value. This auxiliary electrode is disposed externally in the vicinity of the casing of the tube containing the gas or the gaseous mixture and connected to a source of suitable voltage and frequency. Of course, the supply circuit of the inductive turns is closed simultaneously, and, once priming has been carried out, it can remain alone in action.