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Dispositif permettant de produire des éclairs pour applications stroboscopiques.
La présente invention a pour objet un dispositif permet- tant de produire des éclairs pour des applications stroboscopiques, au moyen de décharges d'un condensateur connecté à une source de courant continu à travers une résistance dans un tube à décharges sous pression élevée et un tube à décharges auxiliaire à atmosphère de gaz ou de vapeur mis en série avec lui., le dernier tube étant allumé à la cadence d'une fréquence voulue, déterminée ou encore réglable à volonté des éclairs et déterminant ainsi à intervalles fixes l'amorçage de la décharge du condens-ateur.
Dans un dispositif connu de ce genre ledit condensateur auquel est empruntée l'énergie nécessaire à la production des
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éclairs est charge jusqu'à une tension supérieureà la tension d'allumage du tube à décharges sous pression élevée, de sorte qu'en cas d'allumage du tube à décharges auxiliaire le tube à décharges sous pression élevée s'allume spontanément.
Avec des tubes à décharges réalisés spécialement pour des applications stroboscopiques en vue d'une intensité lumineuse très élevée et renfermant par exemple une atmosphère de vapeur de mercur@ sous haute pression (par exemple 10 atm. au cours du fonctionnement normal) ou une atmosphère de gaz rare sous haute pression (par exemple d'argon et/ou de Crypton sous environ 0,5 à 1 atm.) un allumage automatique de ce genre se heurte à des inconvénients graves et un amorçage de la décharge, par exemple au moyen d'une électrode auxiliaire, est en outre impossible en pratique.
Dans le but d'obvier à ces inconvénients, on a déjà propo- sé de transmettre au tube à décharges sous pression élevée, à in- tervalles fixes, une pulsation d'allumage supplémentaire précisé- ment avant la production de la pulsation d'allumage du tube à décharges auxiliaire qui détermine l'amorçage de la décharge du condensateur. Le dispositif auxiliaire nécessaire dans ce but est cependant relativement compliqué, entre autres du fait que des précautions particulières doivent être prises dans le but d'éviter une influence mutuelle destructrice du circuit à décharges du con- densateur et du circuit d'allumage auxiliaire du tube à décharges sous pression élevée.
L'invention a pour objet un dispositif perfectionné, du genre décrit, dans lequel on utilise un tube à décharges sous pression élevée.
Suivant l'invention, le dispositif comporte des moyens de maintenir d'une manière continue une décharge en arc entre les électrodes du tube à décharges sous pression élevée qui sont com- prises dans le circuit de décharge du condensateur.
On a constata que grâce à l'invention on obtient non seule-
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ment une simplification notable comparativement audispositif connu mentionné en dernier lieu du fait, par exemple, qu'aucun moyen n'est requis pour la génération périodique de deux pulsations d'allé mage se suivant immédiatement pour le tube à décharges sous pres- sion élevée et le tube à décharges auxiliaire respectivement, mais encore l'avantage que, touteschoses égales d'ailleurs, la longévité du tube à décharges sous pression élevée est sensiblement accrue.
Par suite,on peut encore d'autre part admettre une intensité lu- mineuse plus grande sous l'effet d'un courant de décharges sensible- ment plus élevé (par exemple jusqu'à 2000 amp) pour une longévité passable (environ 150 heures de service) du tube à décharges sous haute pression. Il y a lieu de faire remarquer expressément que dans le but d'assurer une longue durée au tube à décharges sous pression élevée toute interruption de la décharge à arc (par exemple du fait que cette dernière se transforme en une décharge luminescente) doit être évitée. Ledit avantage n'est pas réalisé non plus, si, dans le tube à décharges sous pression élevée, une décharge à arc est maintenue d'une manière continue entre l'une des électrodes comprises dans le circuit de décharge du condensa- teur et une électrode auxiliaire supplémentaire.
Si on le désire, le dispositif qui fait l'objet de l'in- vention peut aussi être réalisé d'une manière très simple pour la production d'éclairs à fréquences très diverses (gamme de fréquen- ces, par exemple, de 2 à 2000 périodes par seconde).
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif et représentant un mode de réalisation très simple du dispositif conforme à l'invention, fera bien comprendre comment celle-ci peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de l'in- vention.
Dans le dispositif représenté, la tension d'alimentation à courant continu requise est empruntée à un réseau de distribution
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du courant alternatif au moyen d'un transformateur 1, d'un circuit de redressement des deux phases du courant comportant les tubes 2 et d'un filtre égalisateur comportant les condensa- teurs 3, 4 et une bobine de réactance 5. La tension continue égalisée qui existe aux bornes du condensateur 4 est transmise à travers une résistance de charge 6 à un condensateur 7 qui est connecté à un circuit de décharge comportant un tube à décharges auxiliaire contrôlable 8 et un tube à décharges sous pression éle- vée 9 qui sert à la production des éclairs.
Afin de pouvoir régler l'intensité lumineuse des éclairs produits le montage de condensa- teurs 7', 7" en parallèle avec le condensateur 7 au moyen de l'in- terrupteur 10 permet d'accroître l'énergie avec laquelle le tube 9 est alimenté périodiquement.
Lorsque le tube est en service une décharge à arc est maintenue d'une manière continue entre les électrodes du tube 9 branchées dans le circuit de décharge du condensateur 7 au moyen d'une intensité du courant de, par exemple, 0,1 ampère. Dansle dispositif représenté, le courant nécessaire dans ce but qui peut, bien entendu, être emprunté à une source de tension continue s,éparée est recueilli sur le condensateur 4 à travers une résistance limi- tatrice du courant 11 qui shunte la résistance de charge 6 et le tube à décharges auxiliaire 8. Le moment de la décharge du conden- sateur 7 et, par suite, de la production des éclairs est alors déterminé exclusivement par l'allumage du tube à décharges auxi- liaire 8.
L'allumage de ce tube à décharges auxiliaire peut s'ef- fectuer, par exemple, au moyen d'une grille de commande à laquelle est appliquée normalement une tension de polarisation négative et à laquelle est transmise constamment au moment d'allumage voulu une pulsation de tension positive, ainsi qu'on l'a schématisé en 12 au voisinage des bornes 13, soit au moyen d'une anode d'allumage qui est disposée dans le tube 8 et à laquelle sont transmises les pul- sations d'allumage, soit de toute autre manière connue.
Immédiate-
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ment après l'allumage du tube à décharges auxiliaire 8, le conden- sateur 7 se décharge dans le tube 8 et le tube 9 déjà allumé, jusqu'à ce que la tension aux bornes du condensateur soit devenue égale à la somme de la tension d'extinction du tube 8 et de la ten- sion aux bornes du tube allumé 9. A cet instant, le tube 8 s'éteint spontanément, mais le tube 9 reste allumé par suite du courant qui parcourt la résistance 11. La tension qui existe aux bornes du condensateur 7 augmentera alors de nouveau par suite du courant de charge qui existe dans la résistance de charge 6.
Dans le cas d'une fréquence élevée des éclairs à produire, pour laquelle la résistance de charge 6 devra avoir une faible valeur il peut y avoir avantage à prendre des mesures spéciales connues en soi pour l'obtention d'une déionisation rapide de l'atmosphère de gaz ou de vapeur du tube 8 dans le but d'éviter avec certitude un allumage inopportun du tube 8.
A cause des courants de décharge très élevés qui par- courent le tube 8 périodiquement, on utilise de préférence un tube à cathode liquide en tenant compte de la sécurité de fonctionne- ment et de la longévité.
Pour l'allumage du tube à décharges sous pression élevée, à la mise en service du dispositif, on doit, bien entendu, prendre des précautions particulières, parce que la tension élevée néces- saire à cet effet n'est pas directement disponible dans la plu- part des cas, étant donné que, si les dimensions du dispositif qui fait l'objet de l'invention sont normales, la tension continue qui existe aux bornes du condensateur de filtrage 4 et qui sert à l'allumage du tube 9 devient absolument insuffisante.
Dans le dispositif représenté, le dispositif d'allumage auxiliaire pour le tube 9 est constitué par un transformateur 14 dont l'enroulement primaire 15 est monté en parallèle avec celui du transformateur 1, tandis que l'enroulement secondaire 16 shunte deux contacts 17 d'un interrupteur de court-circuitage
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18 branchés dans le circuit auxiliaire entre la résistance limi- tatrice 11 et le tube 9.
L'interrupteur de court-circuitage qui, au repos, occupe la position représentée, les contacts 17 étant donc reliés directement entre eux, peut être déplacé vers la droite pour l'allumage du tube 9, par exemple à l'encontre d'un ressort, ce qui a pour effet d'interrompre le court-circuit de l'enroule- ment secondaire 16 et d'intercaler ce dernier dans le circuit auxiliaire, les contacts 19 branchés dans le circuit primaire du transformateur 14 étant reliés en même temps et le transformateur 14 étant ainsi mis en circuit.
La tension qui existe alors aux bornes du tube 9 correspond, lorsque le tube n'est pas allumé, à la tension du condensateur 4 augmentée de la tension secondaire du transformateur 14, tension totale qui, par un choix judicieux de cette dernière tension, peut donc posséder, au moins périodique- ment, une valeur suffisante pour l'allumage du tube 9. Après l'all mage du tube 9, l'interrupteur 18 se redresse élastiquement en reprenant la position représentée, de sorte que le transformateur 14 est mis complètement hors circuit et le dispositif est à point pour le fonctionnement.
On a constaté qu'au cours de l'allumage du tube 9 il n'est pas nécessaire de prendre des précautions particulières pour éviter une influence mutuelle indésirable du circuit de décharge du condensateur et du circuit d'allumage auxiliaire, contraire- ment à ce qui se produit avec le dispositif connu mentionné ci- dessus.
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Device for producing lightning for strobe applications.
The present invention relates to a device for producing flashes for strobe applications, by discharging a capacitor connected to a direct current source through a resistor in a high pressure discharge tube and a tube. with auxiliary discharges in a gas or vapor atmosphere placed in series with it., the last tube being ignited at the rate of a desired frequency, determined or even adjustable at will of the flashes and thus determining at fixed intervals the initiation of the condenser discharge.
In a known device of this kind, said capacitor from which the energy necessary for the production of
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lightning is charged to a voltage greater than the ignition voltage of the high pressure discharge tube, so that when the auxiliary discharge tube is ignited the high pressure discharge tube ignites spontaneously.
With discharge tubes made especially for stroboscopic applications with a view to very high light intensity and containing for example an atmosphere of mercury vapor @ under high pressure (for example 10 atm. During normal operation) or an atmosphere of rare gas under high pressure (for example argon and / or Crypton under about 0.5 to 1 atm.) automatic ignition of this kind is fraught with serious disadvantages and initiation of the discharge, for example by means of furthermore, an auxiliary electrode is impossible in practice.
In order to obviate these drawbacks, it has already been proposed to transmit to the high-pressure discharge tube, at fixed intervals, an additional ignition pulse precisely before the production of the ignition pulse. of the auxiliary discharge tube which determines the initiation of the discharge of the capacitor. The auxiliary device required for this purpose is, however, relatively complicated, inter alia owing to the fact that special precautions must be taken in order to avoid a mutually destructive influence of the discharge circuit of the condenser and the auxiliary ignition circuit of the tube. at high pressure discharges.
The invention relates to an improved device, of the type described, in which a high pressure discharge tube is used.
According to the invention, the device comprises means for continuously maintaining an arc discharge between the electrodes of the high pressure discharge tube which are included in the discharge circuit of the capacitor.
It has been observed that thanks to the invention one obtains not only
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A notable simplification comparatively to the last mentioned known device in that, for example, no means are required for the periodic generation of two immediately following firing pulses for the high pressure discharge tube and the auxiliary discharge tube respectively, but also the advantage that, other things being equal, the life of the high pressure discharge tube is significantly increased.
As a result, on the other hand, it is still possible to admit a greater light intensity under the effect of a substantially higher discharge current (for example up to 2000 amp) for a passable longevity (approximately 150 hours). pressure) of the high pressure discharge tube. It should be expressly pointed out that in order to ensure a long life of the high pressure discharge tube any interruption of the arc discharge (for example because the latter turns into a glow discharge) must be avoided. . Said advantage is also not realized if, in the high pressure discharge tube, an arc discharge is continuously maintained between one of the electrodes included in the discharge circuit of the capacitor and an arc discharge. additional auxiliary electrode.
If desired, the device which is the object of the invention can also be produced in a very simple manner for the production of lightning at very different frequencies (frequency range, for example, from 2 at 2000 periods per second).
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example and showing a very simple embodiment of the device according to the invention, will make it clear how this can be achieved, the particularities which emerge both from the drawing and from the text forming, of course, part of the invention.
In the device shown, the required DC supply voltage is taken from a distribution network
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alternating current by means of a transformer 1, a circuit for rectifying the two phases of the current comprising the tubes 2 and an equalizing filter comprising the capacitors 3, 4 and a reactance coil 5. The direct voltage equalized which exists across the capacitor 4 is passed through a load resistor 6 to a capacitor 7 which is connected to a discharge circuit comprising a controllable auxiliary discharge tube 8 and a high pressure discharge tube 9 which serves to the production of eclairs.
In order to be able to adjust the luminous intensity of the flashes produced, the assembly of capacitors 7 ', 7 "in parallel with the capacitor 7 by means of the switch 10 makes it possible to increase the energy with which the tube 9 is. periodically fed.
When the tube is in use an arc discharge is continuously maintained between the electrodes of the tube 9 connected in the discharge circuit of the capacitor 7 by means of a current of, for example, 0.1 ampere. In the device shown, the current necessary for this purpose which can of course be taken from a separate DC voltage source is collected on the capacitor 4 through a current limiting resistor 11 which bypasses the load resistor 6. and the auxiliary discharge tube 8. The moment of the discharge of the capacitor 7 and, consequently, of the production of the flashes is then determined exclusively by the ignition of the auxiliary discharge tube 8.
The ignition of this auxiliary discharge tube can take place, for example, by means of a control grid to which a negative bias voltage is normally applied and to which is constantly transmitted at the desired ignition moment a positive voltage pulsation, as shown schematically at 12 in the vicinity of terminals 13, either by means of an ignition anode which is arranged in tube 8 and to which the ignition pulses are transmitted , or in any other known manner.
Immediate-
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ment after ignition of the auxiliary discharge tube 8, the capacitor 7 discharges in the tube 8 and the tube 9 already ignited, until the voltage across the capacitor has become equal to the sum of the voltage extinction of tube 8 and of the voltage at the terminals of lit tube 9. At this instant, tube 8 spontaneously extinguishes, but tube 9 remains lit as a result of the current flowing through resistor 11. The voltage which exists at the terminals of the capacitor 7 will then increase again as a result of the load current which exists in the load resistor 6.
In the case of a high frequency of the flashes to be produced, for which the load resistance 6 should have a low value, it may be advantageous to take special measures known per se for obtaining a rapid deionization of the. gas or vapor atmosphere of tube 8 in order to avoid with certainty an untimely ignition of tube 8.
Because of the very high discharge currents flowing through tube 8 periodically, a liquid cathode tube is preferably used with due regard to operational safety and longevity.
In order to ignite the high pressure discharge tube, when the device is put into service, special precautions must of course be taken, because the high voltage required for this is not directly available in the device. in most cases, given that, if the dimensions of the device which is the object of the invention are normal, the direct voltage which exists at the terminals of the filter capacitor 4 and which serves to ignite the tube 9 becomes absolutely insufficient.
In the device shown, the auxiliary ignition device for the tube 9 consists of a transformer 14, the primary winding 15 of which is mounted in parallel with that of the transformer 1, while the secondary winding 16 shunts two contacts 17 of a short-circuit switch
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18 connected in the auxiliary circuit between limiting resistor 11 and tube 9.
The short-circuiting switch which, at rest, occupies the position shown, the contacts 17 therefore being connected directly to each other, can be moved to the right for the ignition of the tube 9, for example against a spring, which has the effect of interrupting the short-circuit of the secondary winding 16 and of inserting the latter in the auxiliary circuit, the contacts 19 connected in the primary circuit of the transformer 14 being connected at the same time and the transformer 14 thus being switched on.
The voltage which then exists at the terminals of the tube 9 corresponds, when the tube is not lit, to the voltage of the capacitor 4 increased by the secondary voltage of the transformer 14, a total voltage which, by a judicious choice of this last voltage, can therefore have, at least periodically, a sufficient value for the ignition of the tube 9. After the ignition of the tube 9, the switch 18 is resiliently straightened by resuming the position shown, so that the transformer 14 is switched on. completely switched off and the device is ready for operation.
It has been found that during the ignition of the tube 9 it is not necessary to take special precautions to avoid an undesirable mutual influence of the discharge circuit of the capacitor and of the auxiliary ignition circuit, contrary to this. which occurs with the known device mentioned above.