Brevet FR2017323A1 — publié le 19700522

La présente invention concerne une cellule sensible, notamment une cellule photo-resistante, comprenant un corps sensible au rayonnement, qui est dispos dans un capot perméable au rayonnement. L'invention concerne en outre un procédé de fa bricationde cette cellule.- Le corps sensible au rayonnement de telles cellule a comprend en général une plaque rectangulaire-ou circulaire sur la surface de recouvrement sensible au rayonnement, de laquelle est déposé par vaporisation un système d'électrodes. Sur les électrodes sont fixés des fils de maintien qui traversent un piston entourant le corps sensible au rayonnement et servent de conducteurs de courant.Le piston, qui présente la plupart du temps la forme d'urXube rond, peut être réalisé par exemple en verre ou en matière artificielle. La cellule sensible au rayonnement doit souvent être prévue pour une incidence frontale et aussi latérale du rayonnement. Cette propriété ne peut entre obte-nue que de façon non satisfaisante par un positionnement obliqua du corps sensible au rayonnement, car mQme en cas d'orientation précise et coûteuse du corps, on obtient dans la pratique des sensibilités différentes pour les incidences frontale et latérale- du rayonnement. De plus, la sensibilité pour un rayonnement oblique reste fonction de la direction. Un autre inconvénie-nt réside dans le grand encombrement nécessité par ce mode de construction. La puissance de perte admissible est relativement faible dans les cellules connues car le corps sensible au rayonnement en forme de plaque ne permet pas une réalisation bonne conductrice de la chaleur des fils de maintien. les inconvénients des cellules sensibles au rayonnement connues sont éliminés selon l'invention par le fait que le corps sensible au rayonnement présente une forme cylindrique, la surface d'enveloppe étan- constituée au moins partiellement par une surface active et les surfaces de recouvrement par des électrodes. Selon un perfectionnemexit avantageux de l'invention, le corps sensible au rayoerne:rent est serré par ses surfaces de recouvrement entre deux ressorts de contact en forme de lamelles. Pour la fabrication d'une cellule selon l'invention, on procède avantageusement en plongeant sous vide le corps sensible au rayonnement, muni de raccords électriques, dans de la paraffi- ne ou de la cire fondue. On explicite ci-après plusieurs exemples de rèalisation de l'invention gracie aux dessins annexés sur lesquels la fi. 1 représente en coupe un corps sensible au rayonnement, la fig. 2 représente les parties pré-montées d'une cellule sensible au rayonnement, en perspective, et la fig. 3 représente une coupe longitudinale d'une coupe sensible au rayonnement. La fig. 1 représente un corps sensible au rayonnement 1. Il présente une forme cylindrique et est constitué par exemple par du sulfure de cadmium, comprimé et fritté. Les surfaces de recouvrement 2 et 3 de ce cylindre sont munies d'électrodes 4 et 5 qui sont obtenues par exemple par vaporisation successive d'indium et d'or et recouvrent avantageusement également une partie de la surface d'enveloppe 6 Qu cylindre. La zone non recouverte ae la surface agit en tant que surface active 7. Grâce à un choix adéquat de la largeur b de cette surface, les caractéristiques du corps sensible au rayonnement 1 peuvent être fortement influencées sans que la hauteur h du cylindre dépasse une valeur minimale déterminée par des conditions de rigidité.Les parties dwélectrodes recouvrant la surface d'enveloppe 6 peuvent en outre être constituées par des languettes d'électrode en prise mutuelle. Les bords du corps sensible au rayonnement 1 présentent avantageusement des arrondis 8. Les surfaces de recouvrement 2 et 3 présentent de préférence chacune une concavité 9 et 10 de forme conique ou sphérioue dont le rôle sera explicité plus loin. Le corps sensible au rayonnement décrit possède de grandes surfaces de contact, ce qui permet d'obtenir une grande puis- sance de dissipation admissible de la cellule en cas d'utilisation de raccords électriques de grand diamètre et donc de bonne conductibilité thérmique. Les raccords électriques peuvent être fixés de façon connue par soudure, collage ou par des moyens purement mécanioues aux électrodes 4 et 5. La réalisalon du corps 1 selon invention permet cependant un~nouveau mode de fixation qui est explicité ci-après grâce à la fig. 2. Sur la fig. 2 des ressorts de contacts 11 et 12 en forme de lamelles, réalisés de préférence en bronze et dorés, sont angagés @a@@@@es fentes axiales, parallèles entre elles, d'un corps isolant cylindrique 13 et dépassent de ce corps des deux côtés. Le corps sensible au rayonnement 1 est serré élastiquement par ses surfaces de recouvrement 2 et 3, ou ses électrodes 4 et 5, entre les extrémités des ressorts de contact 11 et 12, des reliefs coniques ou sphériques 1- et 15 des ressorts de con ct Il t 12 s'engageant dans les creux 9 et 10 et établissent un contact Intime avec les électrodes 4 et 5.Ce type de mise en contact assure, à coûts de fabrication et de montage mlaima, une dérivation calorifique optimale et présente en outre l'avan- tage que des corps sensibles au rayonnement, dont les caractéristiques se sont trouvées en dehors des tolérances prescrites lors au contrôle du bloc 16 pré-monté et constitué des parties 1, 11, 12 t 13, peuvent etre remplacés sans perte d'autres composants. Le corps isolant 13 qui doit subir des forces élastiques relativement grandes et donc présenter une bonne résistance durable, est constitué avantageusement par un corps fritté en Al2O3. Le corps sensible au rayonnement 1 possède la même sen- sibilité pour des rayons à incidence frontale, oblique ou la,é- rale, qui tombent perpendiculairement sur la surface active, comme cels est indiqué sur la fi, 2 par les flèches 17 à 19. Sur la fig. 3, on a représenté une cellule complète, sensible au rayonnement. Le bloc pré-monté 16 est introduit dans un calot 20 transparent au rayonnement, par exemple en ré- sine époxyde, qui est fermé pr une matière artificielle 21 autodurcissante. Le bloc pré-monté 16 peut aussi être muni en principe d'un capot e verre étanche à l'air par fusion étanche. Pour des raisons de la technique du verre, il faudrait cependant utiliser daz c cas des ressorts de contact à faible section, ce qui provoquerait une réduction de la puissance de dissipation a@rissible. On sait que les matières artificielles qui entrent en ligne de compte pour la mise sous enveloppe du bloc préfabriqué 16, sont perméables à la vapeur d'eau. Dans le cas des photorésistances par exemple, l'humidité à leur surface provoque une électrolyse, ce qui peut provoquer un accroissement considérable du courant d'obscurité et, en cas ae fonctionnement permanent, la destruction de la photo-résistance. Quand la cellule décrite doit être utilisée dans des locaux humiaes, il est donc nécessaire de protéger le corps sensible au rayonnement contre l'humidité. Pour créer une couche de protection imperméable à l'humidité, on procède avantageusement comme suit : on plonge la partie supérieure du bloc préfabriqué 16 dans un récipient rempli de paraffine fondue, de sorte que le bloc soit recouvert de auelcues millimètres au-dessus du corps sensible au rayonnement 1. La processu d'immersion s'effectue dans un four sous vide à une température de 1000C environ pendant 2 heures par exemple. L'humidité est alors pratiquement éliminée de la zone de surface du corps sensible au rayonnement 1. Après l'extraction du four, le bloc prémonté 16 est soumis à un mouvement pour empêcher la formation de gouttes, jusqu'au durcissement de la paraffine. La paraffine entoure maintenant le corps 1 et une partie des ressorts de contact 11 et 12 avec une couche mince et homogène. 'épaisseur ce la couche de paraffine obtenue peut être influencée par la température à laquelle on retire le bloc prémonté 16 du bain de paraffine. Pour obtenir une épaisseur de couche favorable du revêtement de paraffine, on abaisse avantageusement la température de la paraffine liquida, avant l'extraction du bloc prémonté 16, à une valeur supérIeure de quelques degrés Celsius au point de fusion Qe la paraffine. On sait que les paraffines sont des hydrocarbures avec une lot tueur de chaîne de C18 à C43 sans chaîne latérale. En raison de cette structure moléculaire et du fait ou'elle ne gonfle pas à l'eau pour l'eau, la couche de paraffine ne capte pas d'eau et n'en laisse pas passer et constitue ainsi une protection idéale contre l'humidité. De plus, la paraffine est inerte, c'est -dire qu'aucune réaction chimique ne se produit avec la surface lu corps sensible au rayonnement 1 ou avec l'enveloppe.L'épaissaur de couche nécessaire est extrêmement faible afin qu'on ne subis s ucune perte inamissible de rayonnement ou de lumière A la place de la paraffine on peut aussi utiliser des cires, donc des esters de mono-alcools de haut poids moléculaire e- des acides gras dont la construction moléculaire ne comprend que des chaînas latérales courtes et qui possèdent des propriétés anti-humiaité analogues à la paraffine. Celle-ci présente cependant l'avantage de conserver sa malléabilité meme aux basses températures, alors que les cires ont tendance à former des fissures.On a trouvé que pour les photo-résistances au sulfure de cadmium le processus de plongée ait lieu avantageusement à une température d'au moins 10C . À des températures inférieures, l'humidité contenue dans les corps frittés au sulfure de cadmium n'est éliminée que de façon incomplète alors qu'à des températures supérieures l'oxygène présent dans les corps frittés est inséré dans la structure de grille. Le point de fusion de la paraffine ou de la cire se trouve dans la plupart des cas en-dessous de la température limite nécessaire pour la cellule sensible au rayonnement. Quand le point de ramollissement de la paraffine ou de la cire utilisée doit être dépassé, une couche de laque supplémentaire doit veiller que le revetement imperméable à l'humidité reste en place. Si la cellule 1 est en contact avec une autre matière, par exemple avec du caoutchouc aux silicones, il y a un dangaue la couche de paraffine ou de cire diffuse à des températures élevées dans la texture du caoutchouc aux silicones. Ce processus de diffusion peut également être empêché par interposition d'une couche séparatrice en laque. La couche de laqua, par exemple de la laque de nitro-cellulose ou de résine acrylique, est déposée avantageusement au cours d'un processus d'immersion et séchée dans une enceinte sous vide. En plus des laques mentionnées, on peut utiliser aussi d'autres produits de revêtement qui forment une couche élastique, imperméable à la paraffine ou à la cire, perméable au rayonnement et fine, mais qui peut etre perméable à l'eau. - REVENDICATIONS 1 - Cellule sensible au rayonnement, notamment cellule photorésistante, comprenant un corps sensible au rayonnement qui est disposé dans un capot perméable au rayonnement, caractérisée en ce que le corps sensible au rayonnement présente une forme cylindrique, la surface d'enveloppe est constituée au moins partiellement par une surface active et. les surfaces de recouvrement par des électrodes. 2 - Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps sensible au rayonnement est serré avec ses surfaces de recouvrement entre les ressorts de contact en forme de lamelles. 3 - Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins les surfaces de recouvrement du corps sensible au rayonnement sont munies d'électrodes métalliques déposées par vaporisation. 4 - Cellule selon la revendication 2, caractérisée en ce que les ressorts de contact en forme de lamelles sont en bronze et sont dorés. 5 - Cellule selon la revendication 2, caractérisée en ce que les surfaces de recouvrement du corps sensible au rayonne- ment présententies concavités coniques ou sphériques et les ressorts de contact en forme de lamelles des reliefs sphériques coopérant avec ces concavités. 6 - Cellule sensible au rayonnement selon la revendication 2, 4 ou 5, caractérisée en ce que les ressorts de contact an forme de lamelles sont insérés dans des fentes d'un corps iso- last. 7 - Cellule selon la revendication 6, caractérisée en ce que le corps isolant est un corps fritté en Àl203 8 - Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps sensible au rayonnement est revêtu d'une couche de paraffine ou ce cire. 9 - Cellule selon la revendication 8, caractérisée en ce ou la couche de paraffine ou e cire est revêtue d'une couche de laque. 10 - Procédé pour la fflabricatiol-l d'une cellule sensible â rayonnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps sensible au rayonnement, muni de raccords électriques, est plonge sous vide dans de la paraffine ou de la cire fondue. 1 - Procédé selon la revendication 10 pour fabriquer une cellule photo-résistante avec une photo-résistance au sulfurie de cadmium, caractérisé en ce que la température de la paraffine ou de la cire liquide vaut au moins environ 100 C. 12 - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le corps sensible au rayonnement est plongé ensuite dans une laque et séché sous vide. 13 - Procédé selon la revendication 10, ou selon les revendications Il ou 12, caractérisé en ce que le corps sensible au rayonnement est introduit dans un piston et que le piston est ferré par une matière artificielle durcissante.