Tube à décharge électrique luminescente de lumière bleue. La présente invention est relative aux tubes à décharge électrique luminescente de lumière bleue, de très faible intensité lumi neuse et plus particulièrement à ceux appli cables aux enseignes et dispositifs de signa lisation lumineux destinés à satisfaire aux prescriptions de défense passive contre le danger aérien en temps de guerre.
Suivant ces prescriptions, en vue de per mettre, à faible distance et une une obscurité totale, l'identification lumineuse de certains points ou endroits extérieurs, on ne doit uti liser que des sources de couleur bleue dont la visibilité ne doit pas excéder quelques cen taines de mètres, 500 mètres par exemple. Ces sources de lumière sont disposées de manière à dessiner des signes, caractères, etc. en traits lumineux qui ne doivent pas jouer par eux- mêmes le rôle de sources éclairantes.
On ne peut songer à arriver au résultat cherché uniquement en réduisant l'intensité du courant d'alimentation dans le tube; en effet, ainsi qu'on. l'a constaté, on est arrêté dans cette voie par les exigences de la pra tique ou de l'économie. Dans la voie de la réduction du courant, on peut certes, sans être conduit à des appareils très encombrants et trop onéreux, réaliser des transformateurs dont le secondaire débite des courants de l'ordre de quelques milliampères; 2 milli ampères par exemple; on peut en outre, en intercalant en série dans le secondaire une ou plusieurs inductancës, amener le courant à la valeur d'un milliampère ou d'une fraction de milliampère.
Mais cette réduction n'est pas encore suffisante; "si l'on voulait diminuer davantage cette intensité, on serait conduit à faire fonctionner le tube avec un très mau vais facteur de puissance; en effet, la lon gueur du tube alimenté par le transformateur serait alors très faible, étant donné que la tension aux bornes du tube augmente beau coup lorsque l'intensité du courant diminue. La présente invention a pour but de per mettre de réaliser des signes d'intensité lu mineuse très faible, mais de grande netteté, tout en employant une intensité de courant dont l'ordre de grandeur ne descend pas au- dessous du milliampère, de sorte qu'on évite l'inconvénient d'un mauvais facteur de puis sance.
L'objet de la présente invention est un tube à décharge électrique luminescente de lumière bleue, applicable en particulier aux enseignes et dispositifs de signalisation lumi neux dont. la visibilité doit être limitée, en pleine obscurité, à quelques centaines de mètres, comportant la combinaison de moyens suivants: a) l'enveloppe du tube à décharge con siste en une paroi en verre sur la face interne de laquelle est appliquée une couche uni forme et très mince d'une substance finement divisée, chimiquement inerte et stable en présence de la décharge, diffusant la lumière par transmission sous sa faible épaisseur et pratiquement non luminescente; b) l'enveloppe du tube constitue un écran coloré laissant filtrer essentiellement un rayonnement bleu;
c) l'atmosphère de remplissage du tube contient du xénon qui vibre pratiquement seul sous l'action de la décharge, et elle est exempte de mercure.
La substance utilisée pour la constitution de la, couche uniforme, qui, comme il l'a été dit., doit être chimiquement inerte et sta ble en présence de la décharge de manière à ne pas affecter le bon fonctionnement du tube au cours de sa durée, est encore choisie de préférence de manière à s'adapter pour son application sur la paroi du tube, aux procé dés utilisés pour l'application des substances luminescentes sur la paroi interne des tubes à décharge. Certains oxydes, par exemple la magnésie, l'alumine, la chaux, finement divi sées, répondent particulièrement bien à toutes ces conditions.
L'enveloppe du tube peut être réalisée de l'une des façons suivantes de manière à. jouer son rôle d'écran coloré: La paroi sur la face interne de laquelle est appliquée la matière inerte est en verre coloré, laissant filtrer la lumière de la région bleue du spectre, par exemple en verre usuel au cobalt; la paroi est en verre ordinaire et la substance inerte est colorée en bleu.
Relativement au xénon, il présente le double avantage d'être par lui-même très peu lumineux, ce qui concourt à l'obtention de la faible luminosité désirée, et d'émettre un groupe de raies franchement bleues, dont l'intensité l'emporte sur celle du groupe de raies violettes, au point qu'elles se manifes tent pratiquement seules dans la coloration perçue par l'oeil. Au contraire, le krypton et l'argon présentent des groupes relativement. intenses de raies violettes que laissent fil trer les verres bleus usuels, et qui altèrent d'une manière inadmissible l'émission bleue de ces gaz.
On peut par économie utiliser, pour le remplissage du tube, non pas du xénon pur, mais un mélange de ce gaz et d'autres gaz rares, par exemple d'argon dans la proportion de<B>10%</B> de xénon pour 90T) < l'argon; il est bien connu que, dans les con ditions d'alimentation usuelles des tubes à décharge luminescente, seul le xénon émet alors de la lumière.
La couche de substance inerte considérée remédie aux inconvénients qui résultent d'une émission lumineuse par la décharge dans le xénon, surtout sous les faibles inten sités de courant. Ces inconvénients consistent notamment en ce que la décharge dans le xénon a un aspect grèle et filiforme et, d'autre part, que le chapelet de nodules la constituant est, dans le cas du xénon, très perceptible pour l'aeil, tous effets qui reten tissent de façon importante sur la netteté de l'émission lumineuse, la lisibilité des signes ou caractères et leur aspect esthétique.
On peut, pour une même intensité de cou rant, augmenter l'intensité de la lumière bleue en mélangeant à la substance inerte précédente une matière luminescente d'émis sion bleue, tungstate de calcium par exemple, qui se trouve ainsi diluée dans la précédente; ce mélange revient à substituer par unité de surface de paroi du tube des grains de la ma tière luminescente à certains grains seule ment de la substance inerte. Pour obtenir ce mélange, il suffit, par exemple, de mettre en suspension dans un même liquide et dans la proportion désirée les deux corps et d'appli quer cette suspension sur la paroi du tube.
On peut encore réaliser le mélange au cours même de la préparation de la matière lumi nescente; c'est ainsi que, par exemple, si le tungstate de calcium luminescent est préparé par calcination d'un mélange d'acide tungs- tique et de carbonate de calcium, on peut obtenir la dilution dans de la chaux en aug mentant dans la proportion voulue la quan tité de carbonate de calcium par rapport à celle d'acide tungstique entrant en réaction.
Au lieu de tungstate de calcium, on peut uti liser du tungstate de magnésium seul ou avec du tungstate de calcium avec dilution: dans de la chaux, ou dans de la magnésie, ou dans ces deux corps. On comprend que l'on peut, de cette façon, réaliser toutes sortes de com binaisons plus ou moins diluées contenant la substance luminescente.
On comprend aussi que, puisque le but est d'atteindre des effets lumineux aussi faibles que possible, on peut, dans le choix de la matière à luminescence bleue, utiliser des matières du commerce qui contiennent des impuretés, métaux lourds par exemple, dans des conditions nuisibles aux propriétés de luminescence; on pourra même incorporer systématiquement de telles impu retés en vue d'abaisser l'émission de lumi nescence.
Dans le cas considéré du tube à matière luminescente, la présence de la substance inerte permet de bénéficier comme pr6cédem- ment de l'avantage d'un aspect lumineux du tube géométriquement bien défini; cet avan tage se trouve du reste encore beaucoup plus accentué que dans le cas général si, comme il y a lieu de le faire, on compare le tube réa lisé, non pas à un tube sans matière lumines cente, mais à un tube qui contiendrait des grains de matière à luminescence bleue, es pacés sur sa paroi, de façon à ne pas dépas- ser l'intensité lumineuse voulue, sans que l'intervalle entre les grains soit comblé par des grains fins de substance inerte, magnésie par exemple.
Mais, en outre, la dilution de la matière à luminescente bleue dans ladite sub stance, présente au point de vue de l'emploi combiné du tungstate de calcium et du xénon en vue du résultat cherché, un effet nouveau qui précisément rend possible cet emploi.
En effet, l'émission spectrale de photolumines cence des matières à luminescence bleue n'est pas localisée dans la région bleue du spectre; bien qu'elle soit prédominante dans la région du bleu, elle .s'étend généralement assez loin de part et d'autre de cette région; cette ex tension -est d'autant plus sensible pour l'oeil que l'intensité lumineuse est plus faible; par exemple un tube contenant du tungstate de calcium apparaît, par contraste avec l'obscu rité sous une couleur blanche légèrement bleutée.
D'autre part, si les verres bleus du commerce sont relativement opaques d'un côté de la région bleue vers le rouge, ils le sont très peu de l'autre côté, dans la région violette. Or, plus la dilution de la matière à luminescence bleue dans la substance inerte augmente, plus le rayonnement propre du gaz excitateur contenu dans le tube à couleur bleue nettement prédominante prend d'importance, la mince couche -de substance inerte étant transparente au rayonnement lumineux.
Il en résulte que la proportion de matière à luminescence bleue mélangée à la substance inerte ne doit pas dépasser celle à partir de laquelle, dans la lumière émise par le tube, le rayonnement de cette matière prend une importance telle, par rapport au rayonnement propre du xénon, qu'il vient pratiquement altérer la couleur bleue de la lumière émise. Cette proportion maximum est de l'ordre de<B>50%</B> pour le tungstate dé cal cium.
Il est à remarquer qu'au lieu de laisser voir le tube et d'utiliser directement les signes lumineux tracés par lui, on peut 1e placer derrière un écran opaque interposé entre lui et l'oeil et utiliser sa lumière par voie indirecte.