Brevet FR2001340A1 — publié le 19690926

La présente invention concerne une lampe éclair et plus particulièrement une lampe éclair dite "flash." sans filament dans laquelle le matériau d'amorçage est allumé par décharge. «Piisgtt'ici on connaissait certaines lampes éclair sans fila-5 ment du type à allumage par décharge0 Une lampe éclair de ce type comprend une enveloppe scellée et un matériau combustible, une atmosphère entretenant la combustion, un matériau d'amorçage et une paire d'électrodes espacées enfermés dans l'enveloppe, le matériau d'amorçage est allumé par- une décharge et sa combustion ex-10 plosive provoque l'allumage du matériau combustible. Conformément à un mode de réalisation antérieurement connu, de la lampe éclair du type à allumage par décharge, au moins 1' un des deux conducteurs était enduit avec un matériau isolant poreux. les deux conducteurs étaient réunis par un matériau d'amor-15 çage» Pour la mise en oeuvre de la lampe éclair de l'art antérieur, on appliquait une impulsion supérieure à 10 kV entre les conducteurs. Cette application provoquait une étincelle de décharge, à travers le matériau isolant poreux, entre le conducteur enduit avec le matériau isolant et le matériau d'amorçage ce qui allu-20 mait .ce dernier. Avec cette lampe éclair de l'art antérieur, il était difficile d'enrober complètement le conducteur avec le matériau isolant et les décharges qui se produisaient de ce fait entre les conducteurs lors de l'application de l'impulsion à haute tension, empêchaient l'amorce d'être allumée de façon sûre. 25 Avec un autre type de lampe éclair de l'art antérieur du type à allumage par décharge, au moins l'un des conducteurs était enduit avec un matériau isolant. Une partie au moins du dit matériau isolant étant utilisée comme amorce, le matériau combustible formait un circuit conducteur entre l'amorce enrobant l'un des 30 conducteurs, comme ci-dessus mentionné, et l'autre conducteur. 'Pour faire fonctionner cette lampe éclair de l'art antérieur, on appliquait entre les conducteurs une impulsion de puissance de 200 à 500 volts, pour allumer l'amorce. Dans cette lampe photographique de l.'art antérieur, comme dans la lampe ci-dessus men-35 tionnée, il était difficile d'enrober entièrement le conducteur avec le matériau isolant et le conducteur enrobé avec l'amorce tendait à être en court-circuit avec l'autre conducteur, ce qui empêchait d'assurer l'allumage sûr de l'amorce. Dans une autre lampe éclair de l'art àirfcérieur du.type à allumage jar 40 décharge, les conducteurs étaient interconnectés directement par 69 02456 2 2001340 l'intermédiaire de l'amorce de manière à éliminer le revetement isolant des conducteurs des lampes de l'art antérieur précédentes» Entré les conducteurs, on alimentait une impulsion de plusieurs centaines de volts pour allumer l'amorce. Dans cette lampe éclair 5 de l'art antérieur, les conducteurs étaient souvent en court-circuit, d'où résultait l'inconvénient que l'on ne pouvait assurer un allumage infaillible de l'amorce. Comme mentionné ci-dessus, toutes les lampes éclair de 1' art antérieur présentaient un allumage incertain de l'amorce, ce 10 qui provoquait une sécurité extrêmement faible de l'éclaiiV De ce fait, jusqu'à ce jour, les lampes éclair du type à allumage par décharge n'ont pas été utilisées de façon intensive. En conséquence, l'objet de la présente invention est de fournir une lampe éclair du type à allumage par décharge qui puisse être allumée de 15 faç on sûre. Conformément à la présente invention, au moins l'une des électrodes d'une paire qui sont espacées entre elles, est enduite à son extrémité avec un matériau d'amorçage constituant isolant électrique. Le jeu entre le matériau de l'amorce et l'autre élec-20 trode, qui est -occupé par .1 'atmosphère entretenant la combustion, est limité à 0,05 à 0,8mm de manière à réduire l'énergie nécessaire pour l'allumage de l'amorce et à accroître la sécurité de l'éclair. De plus, conformément à la présente invention, la composition du matériau de l'amorce est améliorée de manière à assu-25 rer une réduction substantielle de l'énergie requise. La lampe éclair du type à allumage par décharge, conforme à la présente invention, comprend une enveloppe scellée en un matériau transmettant les radiations, un matériau combustible et un gaz entretenant la combustion enfermés dans la dite enveloppe, 30 une paire de conducteurs espacés qui se prolongent partiellement à l'intérieur de la dite enveloppe et dont les extrémités à l'intérieur de la dite enveloppe sont en opposition pour constituer une paire d'électrodes, une amorce enduite sur, au moins, l'une des dites électrodes et un jeu compris entre 0,05 et 0,8mm formé 35 entre les dites électrodes, avec la dite amorce disposée entre elles, cet espace étant rempli par le dit gaz entretenant la combustion. La présente "invention sera décrite plus en détail ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels : 40 Fig. 1; est une vue en élévation et coupe partielle d'une 69 02456 3 2001340 lampe éclair selon un mode de réalisation de la présente invention ; Fig. 2 est une courbe donnant la valeur en fonction du jeu, désigné par G-, entre le matériau d'amorçage enduit sur l'une des 5 électrodes et l'autre électrode, de l'énergie requise pour l'alîïr mage de matériau d'amorçage dans le cas du mode de réalisation de la figure 1, et Fig. 3 est un graphique donnant la relation entre la composition du matériau d'amorçage et l'énergie requise pour l'alluma-10 ge de celui-ci. Un aode de réalisation préférenteil sera décrit ci-après avec référence aux figures 1 et 2. la lampe éclair illustrée est du type à AG—1 et comprend une enveloppe scellée 1 en un matériau transmettant les radiations, de préférence une ampoule en verre 15 de 12mm de diamètre et de ,34mm de long, un matériau combustible 2 enfermé dans la dite enveloppe, par exemple une feuille froissée de zirconium, une atmosphère entretenant la combustion enfermée de façon similaire de la dite enveloppe, par exemple de l'oxygène sous 4,5 atmosphères et un dispositif d'allumage 3 enfermé dans 20 la dit.e enveloppe. Au cours de la fabrication, le matériau combustible 2 et le montage d'éleotrodes 3 sont introduits dans l'ampoule en verre 1, (qui présente initialement une extrémité ouverte à la partie inférieure du dessin)^" L'extrémité ouverte de l'ampoule 1 est scellée en étant aplatie par pression de manière à fixer 25 le. montage d'électrodes 3. L'ampoule en verre 1 est ensuite mise sous vide et on procède au remplissage avec l'atmosphère entretenant la combustion au moyen du tube de mise sous vide. Le tube de mise sous vide est ensuite séparé en assurant la formation d'une pointe pour constituer la lampe éclair sans base. 30 Le dispositif d'allumage ou le montage d'électrodes 3 est constitué par une paire de conducteurs d'alimentation 5a et 5b se prolongeant dans l'ampoule en verre scellée 1 et passant de façon étanche à travers la partie de fermeture par pincement 4 de celle-ci, tme paire d'électrodes 6a et 6b montées de façon que les ex-35 trémités de chacun des conducteurs d'alimentation se trouvent en face l'une de l'autre, un matériau d'amorçage 7 constituant iscn-lant électrique, enduit sur au moins l'une des électrodes (dans le mode de réalisation, seulement sur l'électrode 6b) et une perle de verre 8 formant pont entre les deux conducteurs d'alimenta-40 tion pour maintenir les électrodes face à face avec l'espacement 69 02456 4 2001340 voulu, l'électrode 6b fait légèrement saillie depuis la surfaoa supérieure de la perle de verre 6 et l'autre électrode opposée 6a s'élève au dessus de la perle de verre 9 et est recourbée- sous forme d'un U renversé pour faire face depuis le dessus à l'élec-5 trode 6b en étant à une certaine distance du matériau d'amorçage 7» L'électrode 6a a de préférence une extrémité en pointe pour périmé ttre une décharge plus facile. Entre l'électrode 6a et la matériau d'amorçage 7» est défini un jeu G- qui est occupé par l'atmosphère entretenant la-combustion. 10 La lampe éclair de la figure 1 fonctionne comme suit : En tre les fils d'alimentation 6a et 6b est appliquée une impulsion de tension élevée, par exemple de 8 kV. Une telle tension d1impulsion est obtenue par un dispositif piezo-électrique pu par décharge d'un condensateur. Lors de l'application d'une telle impulsion, 15 il y a rupture diélectrique de l'amorce 7 enduite sur l'électrode 6b et de l'atmosphère d'entretien de la combustion qui se trouve dans le jeu, ce qui amorce la décharge. L'effet "ouïe résultant de la dite décharge, amène la surface de l'amorce 7 à atteindre le point d'allumage, ce qui conduit à une diffusion explosive de 20 l'amorce 7 de sorte que le matériau combustible 2 enfermé dans l'ampoule en verre 1 est allumé et brûle de façon intensive, en émettant un éclair brillant. La formation du jeu G ci-dessus mentionné est indispensable au procédé de la présente invention qui est destiné à accroî-25 tre la sensibilité de l'allumage. Avec la lampe éclair de l'art antérieur dans laquelle la distance entre électrodes est réglée à une valeur eompisè «rire0,1mm. et 0,5mm et dans laquelle les électrodes sont réunies directement par un pont constitué par l'amorce, il faut une énergie d'environ 0,3 mW pour l'allumage de l'a-30 raorce. A contrario, lorsque, comme dans la présente invention, les électrodes ne sont pas directement réunies en pont par l'amorce, quoiqu'au moins l'une d'entre elles soit enduite avec la dite amorce, mais lorsqu'elles sont espacées pour former le jeu G ci-dessus mentionné, l'énergie nécessaire pour l'allumage peut être 35 réduite, sans risque de non fonctionnement, à une valeur inférieure à 0,3 mW avec une élévation concomitante de la sensibilité de l'allumage. On pense que ceci est dû au fait ci-après. L'amorce a une plus grande capacité thermique que l'atmosphère assurant la combustion, de sorte que les décharges à travers l'amorce en— 40 traînent une perte de transfert thermique plus élevée. A contra 69 02456 5 2001340 rio, lorsque les décharges s'effectuent dans une phase gazeuse, la surface formant un point du pôle de l'amorce correspondant à la sortie des décharges a une température qui s'élève facilement, ce qui donne un allumage sûr de la dite amorce. De plus, si la 5 phase gazeuse a une pression élevée, les décharges se produisant dans celle—ci ont une section réduite de sorte que l'énergie en résultant est plus concentrée, ce qui permet d'allumer l'amorce de façon infaillible. Si la composition de l'amorce est choisie convenablement 10 comme décrit ci-après, et si les deux électrodes 6a et 6b sont enduites respectivement avec le matériau d'amorçage sous une é-paisseur d'environ Q2maet si le jeu entre ces amorces est réglé à environ C^3mw, l'énergie requise pour l'allumage se trouve alors réduite à 0,15 mW. Egalement lorsque, comme dans le mode de réa-15 lisation illustré, seule Tjne électrode, à savoir l'électrode 6b, est enduite avec l'amorce 7 et lorsque le jeu G- entre l'autre é-lectrode 6a et l'amorce 7 est réglé à environ 0,3mm, l'énergie nécessaire pour l'allumage est inférieure à 0,1 mW. Conformément à la présente invention, le jeu G ci-dessus 20 mentionné est limité à une valeur comprise entre 0,05mm et 0,8mmo La figure 2 représente la relation entre la valeur du jeu G- en millimètres portée en abscisse et l'énergie nécessaire pour l'allumage en milliwatts portée en ordonnée. Dans ce cas, l'amorce est constituée par un mélange de cent parties en poids de poudre 25 de zirconium, cent parties en poids de perchlorate de potassium, de 10 parties en poids de nitrocellulose. Comme cela ressort de la figure 2, plus le jeu G est étroit, plus l'énergie requise pour l'allumage est faible. Cependant, dans le cas où le jeu G est nul, à savoir lorsque les deux électrodes 6a et 6b sont réunies en 30 pont directement par l'amorce, la dite énergie s'élève brutalemait à 0,3 mW. En conséquence, un jeu G aussi petit que possible, excluant la valeur zéro, est préférentiel pour obtenir un éclair sûr. Toutefois , la réduction du jeu G à, une valeur inférieure à 0,05mm est difficile à réaliser dans la fabrication pmtique et 35 ne convient pas pour une production en série parce qu'un jeu aussi faible risquerait d'amener le matériau de l'amorce 7 à contacter l'électrode 6a« Inversement, lorsque le jeu G dépasse 0,8mm, l'énergie requise pour l'allumage dépasse 0,15 mW et ne satisfait pas au but recherché. Du point de vue de la fabrication, de 40 la lampe éclair, le jeu G- doit en conséquence se trouver entre 69 02456 6 2001340 0,3 et 0,6mm. On décrira maintenant la composition de l'amorce 7v Comme mentionné précédemment, -un choix convenable de la composition de l'amorce réduit de façon remarquable l'énergie nécessaire pour 5 l'allumage et, en conséquence, élève. la sécurité de l'émission des éclairs par la dite lampe. Généralement, l'amorce est constituée par des poudres de zirconium auxquelles sont ajoutés des oxydes et de la ritrocellulose. Plus la chaleur spécifique et le degré de transfert ther-10 mique est faible, plus l'amorce 7 est chauffée et allumée facilement, mais la rupture diélectrique est nécessaire pour la décharge d'allumage. L'amorce 7 doit en conséquence avoir une constante diélectrique élevée. Si l'amorce 7 a une résistance faible, cela sera meilleur pour la rupture de son isolement. Toutefois, 15 si la dite résistance est trop faible, l'élévation de température due à l'effet Joule ne sera pas importante, ce qui présente des difficultés pour l'allumage de l'amorce 7 20. Des études ont été faites sur la relation entre les pro portions du mélange de zirconium, d'oxydes et de nitrocellulose et l'énergie nécessaire pour l'allumage de l'amorce. Les oxydes utilisés au cours des expériences comportaient du perchlorate de potassium (ECIO^), du chlorate de potassium (KCIO^) du bioxyde de 25 plomb (PbOg) et du chlorate de sodium (ITaClO^). Les résultats des expériences sont donnés dans les tableaux ci-après. Dans tous les tableaux 1 à 4, les parties en poids des oxydes sont données sur la base de 100 parties en poids de poudre de zirconium et 10 parties en poids de nitrocellulose. Les énergies nécessaires pour 1' 30 allumage sont indiquées en mW. Dans toutes les expériences, le jeu G a été maintenu à environ 0,3mm 69 02456 7 2001340 TABLEAU 1 Perchlorate de potassium (KCIO^) Parties en poids Energie requise pour l'allumage (mW) 60 0,23 5 75 0,15 100 0,09 125 0,07 150 0,08 175 0,10 10 200 0,14 210 0,17 220 0,19 TABLEAU 2 Chlorate de potassium. (ECIO^) 15 Parties en poids Energie requise pour l'allumage (mW) 75 0,18 100 0,12 125 0,08 150 0,10 20 1 75 0,13 200 0,16 225 0,20 TABLEAU 3 ' Bioxyde de plomb (PhOg) 25 Parties en poids Energie requise pour l'allumage (mW) 30 75 0,28 100 0,10 125 0,055 15B 0,055 175 0,08 200 0,13 225 0,15 250 0,20 69 02456 s 2001340 IABIEAD_4 Chlorate de sodium (NaClO^) Parties en poida Energie requise pour l'allumage (mW) 75 0,16 5 100 0,08 125 0,07 150 0,07 175 0,085 200 0,14 10 225 0,18 Comme on le voit très nettement d'après les tableaux ci-dessus, l'énergie nécessaire pour l'allumage de l'amorce 7 varie avec les quantités d'oxydes ajoutées. La figure 3 est une courbe résultant des valeurs de ces tableaux. Comme cela ressort de cette 15 figure, la réduction de l'énergie à environ 0,15 mW ou moins, nécessite que le perchlorate de potassium (KCIO^), le chlorate de potassium (KCIO^), et le chlorate de sodium (NaClO^) salât ajoutés à raison de 75 à 200 parties en poids et le bioxyde de plomb (PbOg) à raison de 87 à 200 parties en poids, sur la base de .100 20 parties en poids de zirconium. Lorsque l'addition des oxydes s*é— lève au dessus des limites supérieures ou s'abaisse, en dessous des limites inférieures, l'importance de l'énergie fournie depuis l'extérieur pour l'allumage de l'amorce 7 se trouve accrue dans l'un et l'autre cas, de façon indésirable, 25 Quand une amorce conforme à l'une des compositions ci-des sus spécifiées a été mise sous forme d'un disque circulaire d'environ 0,4mm d'épaisseur et d'environ 1,5mm de diamètre et que sa résistance a été mesurée en lui appliquant une tension de 500 V, la dite résistance s'est avérée avoir une valeur élevée allant de 30 plusieurs dizaines à plusieurs centaines de MA, Une résistance aussi élevée résulte de l'addition importante des oxydes et contribue à provoquer une rupture diélectrique concentrée, (La rupture de l'amorce ne se produit pas en de nombreux points de celle-ci) . 35 Comme mentionné ci-dessus, la présente invention fournit une lampe éclair du type à allumage par décharge qui permet une fabrication facile et assure une émission d'éclair sûre» De même, une sélection convenable de la composition de l'amorce réduit de 69 02456 9 2001340 façon très importante l'énergie à fournir depuis l'extérieur pour l'émission de l'éclair. 69 02456 10 2001340 REVENDICATIONS 1o- Une lampe éclair comprenant une enveloppe scellée transmettant les radiations, un matériau combustible et un gaz d'entretien de la combustion enfermés dans la dite enveloppe avec une paire de conducteurs espacés qui se prolongent partiellement à 1' 5 intérieur de la dite enveloppe et dont les extrémités dans la dite enveloppe se trouvent face à face pour constituer une paire d' électrodes caractérisée en ce qu'une amorce est enduite sur au moins l'une des dites électrodes et qu'un jeu compris entre 0,05 et 0,8mm est formé entre les dites électrodes comportant entre 10 elles la dite amorce disposée, ce jeu étant occupé par le gaz d' entretien de la combustion. 2.- Une lampe éclair selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'une des électrodes est enduite avec l'amorce, l'extrémité de l'autre électrode étant en pointe. 15 3»- Une lampe éclair selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'amorce est constituée par un mélange de 100 parties de zirconium, 10 parties de nitrocellulose et 75 à 200 parties d' un oxyde choisi parmi le perchlorate de potassium, le chlorate de potassium et le chlorate de sodium, les parties étant en poids. 20 4.- Une lampe éclair selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'amorce est constituée par un mélange de 100 parties de zirconium, 10 parties.dé nitrocellulose et 87 à 200 parties de bioxyde de plomb, toutes ces parties étant en poids. 5o- Une lampe éclair selon la revendication 1 caractérisée 25 en ce que le jeu est compris entre 0,3 et 0,6mm. 6.- Une lampe éclair selon la revendication 1 caractérisée en ce que le matériau combustible est une feuille froissée de zirconium. 7.- Une lampe éclair selon la revendication 1 caractérisée 30 en ce que le gaz d'entretien de la combustion est de l'oxygène.