Dispositif pour la mesure des déplacements d'un faisceau de rayons lumineux. La présente invention a pour objet un dispositif pour la mesure des déplacements d'Lin faisceau lumineux, par exemple dans le but de mesurer les mouvements ou les<B>dé-</B> flexions d'-un corps<B>à</B> l'aide d'un faisceau lumineux et d'un miroir solidaire de ce corps.
On connaît des appareils comprenant une armature mobile suspendue et dans lesquels les mouvements ou lest déflexions de cette armature sont mesurés de façon très simple en projetant un faisceau lumineux sur un miroir fixé<B>à</B> ladite armature ou<B>à</B> des moyens servant<B>à</B> suspendre celle-ci et en observant le, parcours du faisceau lumineux réfléchi par ce miroir, par exemple directement sur une échelle ou<B>à</B> l'aide de cellules photo-élec- triques et dun appareillage électrique en re lation de fonctionnement avec ces cellules.
La présente invention a pour objet un dispositif destiné<B>à</B> être utilisé conjointe ment avec des appareils du type susdit et<B>à</B> permettre la mesure des déplacements du faisceau de rayons lumineux réfléchis. Ce dis positif comprend une paire de cellules photo électriques contenues dans une même en<B>-</B> ve- loppe de verre, un tube électronique double comprenant deux ensembles contenus dans une même enveloppe, chacun de ces ensembles comprenant une anode, une cathode et une électrode de commande, des connexions re liant la cathode de chacune desdites cellules photo-électriques <B>à</B> l'une différente des élec trodes de commande dudit tube électronique double,
des circuits d'alimentation pour la paire de cellules photo-électriques et pour le tube électronique double, et un instrument de mesure électrique branché en pont entre les anodes dudit tube électronique double.
La paire de cellules photo-électriques que comprend le dispositif est avantageusement constituée par deux cellules photo-électriques au caesium et<B>à</B> l'oxyde d'argent<B>à</B> remplissage gazeux montées côte<B>à</B> côte dans la même en veloppe de verre. La section du rayon lumi neux est de prélérence sensiblement équiva lente<B>à</B> la surface de l'une des deux cellules que comprend la paire de cellules. La me sure est basée sur la différence d'excitation des cellules de la paire par de la lumière ve nant frapper ces cellules.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, une forme d'exécution du dispo sitif objet de l'invention.
Fig. <B>1</B> est une élévation schématique en coupe de cette forme d'exécution.
Fig. 2 en est le schéma électrique, et fig. <B>3</B> est une vue schématique d'un dis positif optique destiné<B>à</B> projeter un faisceau de rayons lumineux sur les cellules photo électriques de cette forme d'exécution par l'intermédiaire d'un miroir.
Le dispositif représenté de façon partielle et schématique<B>à</B> la fig. <B>1,</B> comprend un sup port rigide<B>1</B> qui, dans une variante pourrait être remplacé par un support antivibrations, en laiton, qui porte, une cellule photo-électri- que double 2 et une double triode<B>3.</B> La cel- lale photo-électrique double 2 et la double triode<B>3</B> sont munies de capots métalliqaes 4 et<B>5</B> destinés<B>à</B> les protéger de tout champ électromagnétique, perturbateur.
Le capot 4 de la cellule photo-électrique double présente une fenêtre, non représentée, destinée<B>à</B> per mettre<B>à</B> un faisceau de rayons lumineux d'at teindre les éléments de cette cellule. Des con nexions reliant la cellule photo-électrique dou ble 2 et la double triode<B>3</B> sont disposées au- dessus du support rigide<B>1</B> et sont protégées contre tout champ électromagnétique pertur bateur par un écran<B>6.</B>
Le support<B>1</B> est porté par une colonne<B>7</B> qui est ajustée pour glisser dans un manchon <B>8</B> présentant -LLue base élargie disposée pour pivoter dans -Lm logement ménagé dans une plaque de base<B>9.</B> La cellule photo-électrique double peut, par conséquent, être déplacée verticalement, latéralement, et être orientée <B>à</B> volonté.
Au schéma de la fig. 2, chacune des cellu les de la cellule photo-électrique double et -chacun des ensembles que comprend la dou ble triode est représenté séparément. Une haute tension de<B>80</B> volts environ est appliquée <B>à</B> chacune de deux cellules<B>10</B> et<B>Il</B> que com prend la cellule photo-électrique double 2, par l'intermédiaire de résistance 14 et<B>15</B> res pectivement. Une haute tension de<B>250</B> volts environ est appliquée<B>à</B> l'anode de chacune de deux triodes 12 et<B>13</B> que comprend la double triode<B>3,</B> par l'intermédiaire de résis tance<B>16</B> et<B>17</B> respectivement.
Chacune des cellules photo-électriques <B>10</B> et<B>11</B> est reliée <B>à</B> -une triode correspondante de la façon re présentée et -Lm instrument de mes-Lire élec trique<B>18</B> est branché entre les connexions d'anode des deux triodes 12 et<B>13,</B> en paral lèle avec une résistance variable<B>19.</B> Cette résistance présente une valeur ohmique moin dre qu'un '/,
50 de la valeur de l-ane quel conque des résistances<B>16</B> et<B>17</B> et l'amplifica tion obtenue aux bornes de l'instrument<B>18</B> peut être modifiée au moyen de cette résis tance sans modifier sensiblement les condi tions de fonctionnement des triodes 12 et<B>13</B> de la double triode 2. Des connexions reliant la grille de chacune des triodes 12 et<B>13 à</B> la cathode de la cellule #hoto-électrique <B>10</B> ou<B>11</B> correspondante sont reliées<B>à</B> la masse par l'intermédiaire de résistances 20 et 21 respec tivement. Ces deux résistances sont<B>de</B> valeurs sensiblement égales et la valeur de, chacune d'elles est aussi élevée que le permet le fonc tionnement stable -des triodes.
La cathode de la triode 12 est reliée<B>à</B> la masse par l'inter médiaire d'une résistance variable 22 et la cathode de la triode<B>13</B> est reliée<B>à</B> la masse par l'intermédiaire d'une résistance<B>23.</B> Les résistances 22 et<B>23</B> sont du même ordre de grandeur et la résistance variable 22 est des tinée<B>à</B> permettre de mettre l'instrument<B>18</B> au zéro dans n'importe quelles conditions de fonctionnement particulières.
L'instrument<B>18</B> est au zéro lorsque la différence de tension entre l'anode de la triode 12 et l'anode de la triode<B>13</B> est égale <B>à</B> zéro. Chaque fois que la tension de l'une de ces anodes est plus grande que celle de l'autre, un courant s'écoule<B>à</B> travers la ré sistance<B>19</B> et, par conséquent,<B>à</B> travers Pins- tr'timent <B>18</B> et fait dévier l'aiguille de cet instrument- dans un sens qui dépend de la quelle des deux anodes présente la tension la plus élevée.
La déflexion de l'aiguille de l'instrument<B>18</B> peut être modifiée en réglant le point de la résistance<B>19</B> auquel l'une des bornes de cet instrument est reliée et la mise <B>à</B> zéro dudit instrument peut être effectuée en réglant la résistance 22 qui commande la polarisation appliquée<B>à</B> l'électrode de commande de la triode 12 et, par conséquent, la tension<B>à</B> l'anode de cette triode.
Les électrodes de commande des triodes 12 et<B>13</B> sont respectivement reliées aux extré mités des résistances 20 et 21. Les impédances des deux ensembles 12 et<B>13</B> que comprend la double triode<B>3</B> sont, par conséquent, com mandées par les tensions apparaissant aux bornes des résistances 20 et 21. Ces tensions sont déterminées par l'excitation des cathodes des cellules photo-électriques <B>10</B> et<B>11</B> respec tivement, la tension aux bornes de chacune des résistances 20 et #l augmentant avec l'excitation lumineuse de la cathode<B>de</B> 'la cellule photo-électrique correspondante.
Les modifications des impédances des ensembles 12 et<B>13</B> du tube double<B>3</B> ont pour effet de modifier les tensions aux électrodes de sortie respectives de chacun de ces ensembles et, par conséquent, la lecture de l'instrument<B>18.</B> Par exemple, supposant que les deux ensem bles du tube double<B>3</B> et les cellules photo électriques de la cellule photo-électrique dou ble 2 sont identiques en fonctionnement et que les résistances 20,<B>16</B> et 22 sont respeeti- vement égales aux résistances 21,<B>17</B> et<B>23,
</B> si l'excitation lumineuse de la cathode de la cellule photo-électrique <B>11</B> est plus forte que celle de la cathode de la cellule photo-électri- que <B>10,</B> l'impédance de l'ensemble<B>13</B> du tube double<B>3</B> est moindre que celle<B>de</B> l'ensemble 12 de ce tube. Par conséquent, la tension<B>à</B> l'électrode de sortie de l'ensemble<B>13</B> est moin dre que celle<B>à</B> l'électrode de sortie de l'en semble 12 et l'instrument<B>18</B> accuse une<B>dé-</B> flexion d'un côté de sa position de zéro, le sens de cette déflexion étant déterminé par la polarité de cet instrument.
Inversement, si la cathode de la cellule photo-électrique <B>10</B> est excitée par une plus grande quantité de lumière que la cathode de la cellule photo électrique<B>11,</B> la tension<B>à</B> l'électrode de sor tie de l'ensemble 12 est moindre que celle<B>à</B> l'électrode de sortie de l'ensemble<B>13</B> et l'ins trument<B>18</B> accuse une déflexion du côté opposé de sa position de zéro. Lorsque les ca thodes des deux cellules photo-électriques sont excitées par de mêmes quantités de lumière, l'instrument<B>18</B> se trouve<B>à</B> zéro s'il est con venablement réglé.
<B>Il</B> est avantageux de mLinir le circuit dé- erit de condensateurs d'amortissement des tinés<B>à</B> atténuer ou<B>à</B> éliminer les effets d'os cillations de l'armature observée. Des con densateurs de valeurs adéquates peuvent être branchés aux bornes de 1-'instrument <B>18</B> ou aux bornes des résistances de fuite de grille 20 et 21 des deux triodes.
Le dispositif qu'on vient de décrire est notamment applicable en relation de fonc tionnement avec un appareil destiné<B>à</B> mesu- rer la susceptibilité magnétique de fluides ga zeux, tel par exemple que celui décrit dans, le brevet suisse,<B>NI,</B> 290345 et comprenant.un aimant, une cellule formant une chambre dis posée entre des pôles opposés l'un<B>à</B> l'autre de cet aimant, cette cellule comprenant un cadre fait d'une matière sensiblement non ferromagnétique et ouvert<B>à</B> ses deux extré mités adjacentes auxdits pôles.
et deux pièces polaires conformées de manière<B>à</B> produire un champ magnétique non -uniforme et disposées dans ledit cadre, une armature disposée entre ces deux pièces polaires et suspendue<B>à</B> une libre rigidement fixée<B>à</B> ladite cellule, celle-ci étant sensiblement étanche audit fluide ga zeux lorsqu'elle se trouve en position entre les pôles de l'aimant, des moyens agencés pour permettre a-Li fluide gazeux de passer <B>à</B> travers la cellule, et des moyens agencés pour mesurer une déflection angulaire de ladite armature. Dans ce cas, l'appareil en question peut être disposé de la façon repré sentée schématiquement<B>à</B> la fig. <B>3.</B>
<B>A</B> la fig. <B>3,</B> un miroir<B>29</B> est porté par une armature mobile disposée dans une cellule agencée pour mesurer lasusceptibilité magné tique de fluides gazeux, cette cellule n'étant pas représentée et étant disposée entre les pôles opposés d'un aimant permanent. Les gaz devant être examinés traversent ladite cellule.
Un élément<B>à</B> cellules photo-électriques <B>30</B> est constitué par les cellules photo-électri- ques de la cellule double 2, disposée comme représenté<B>à</B> la fig. <B>1</B> et faisant partie d'un dispositif tel que celui dont le schéma est re présenté<B>à</B> la fig. 2. L'installation comprenant le dispositif décrit et l'appareil pour la me sure de la susceptibilité magnétique de fluides gazeux comprend un système optique.
Ce sys tème optique comprend -une source lumineuse 24, une lentille<B>25,</B> un diaphragme<B>26,</B> un mi roir<B>27,</B> une lentille<B>28,</B> le miroir<B>29</B> fixé<B>à</B> l'armature de l'appareil, et la cellule photo électrique double<B>30.</B> Tout ce système optique est monté sur une balance ou sur un a.-Litre support antivibrations.
Le fonctionnement<B>de</B> l'installation repré sentée schématiquement<B>à</B> la fig. <B>3</B> va être décrit ci-dessous en supposant qu'on s'en sert pour analyser un fluide gazeux contenant de l'oxygène, bien qu'il convienne de remarquer que cette installation permet aussi de déter miner la teneur dun tel fluide en un autre gaz.
La source de lumière 24 projette un fais ceau de rayons lumineux sur la lentille<B>25</B> qui concentre ce faisceau dont la section est ensuite limitée par le diaphragme<B>26.</B> Le fais ceau ayant traversé le diaphragme<B>26</B> est ré fléchi par le miroir plan<B>27</B> et est ensuite concentré par la lentille<B>28,</B> de manière qu'une image de la source 24 soit formée sur le mi roir<B>29</B> de l'armature. Le faisceau de rayon lumineux réfléchi par ce miroir projette une image de l'ouvert-Lire du diaphragme<B>26</B> sur l'une des cellules photo-électriques <B>30</B> de la cellule photo-électrique double 2.
Il est avah- tageux que la dimension de l'image de la source 1-amineuse 24 formée sur le miroir<B>29</B> soit sensiblement égale<B>à</B> la dimension de ce miroir. Cela peut être obtenu en choisissant des lentilles<B>25</B> et<B>28</B> jouissant de propriétés adéquates.