Brevet FR2208179A1 — publié le 19740621

La présente invention concerne les appareils commutateurs d comptage pour appareils de comptage indicateurs, et plus trécisémen; les appareils à décharge dans le gaz, utilisables pour commander les indicateurs numériques à décharge luminescente et les relais électromagnétiques, et dans les échelles de comptage nas a' pas, les analyseurs statistiques et les compteurs à crande capacité de comptage et à affichage des résultats. On connaît des appareils de comptage et de commutation à décharge dans le gaz, dits dékatrons à anodes multiples et à cathodes multiples, possédant une construction en diode. Ils comportent soit un certain nombre de cathodes et une anode commune (tube dékatron à cathodes multiples), soit un certain nombre d'anodes et une cathode commune (tube dékatron à anodes multiples). Les inconvénients d'un tube dékatron à cathodes multiples sont 1) en tant qu'appareil de comptage et de commutation, une faible amplitude du signal de sortie de polarité positive, une faible plage de courants de service, une instabilité de fonctionnement lors de l'allumage prolongé de la décharge sur une cathode 2) en tant qu'appareil de comptage et d'affichage, les inconvénients susmentionnés et en plus une faible brillance de la luminescence à cause de la vaporisation du matériau de la cathode sur la surface interne de l'ampoule de l'appareil. Les inconvénients d'un dékatron à anodes multiples sont 1) en tant qu'appareil de comptage et de commutation, une faible stabilité de fonctionnement lors de l'allumage prolongé de la décharge sur une anode, une plage relativement faible de courants de service 2) en tant qu'appareil de comptage indicateur, la forme incommode d'affichage et la faible brillance de la luminescence cause de la vaporisation du matériau de la cathode sur la surface interne de l'ampoule de l'appareil. Les inconvénients principaux relevés sont dus 1. en ce qui concerne l'instabilité de fonctionnement lors de l'allumage prolongé de la décharge sur une cathode , à l'en- crassement des secteurs de la cathode qui ne travaillent pas par des produits de pulvérisation provenant des secteurs de la cathode qui fonctionnent, ce qui entraîne la modification de la tension de transfert de la décharge d'une électrode à l'autre; 2. en ce qui concerne les courants de -service, à la forte influence de l'intensité du courant sur l'aire de la surface de la cathode occupée par la décharge. On connaît également un appareil à décharge dans le gaz du type dit "polyatron" , possédant une cathode et plusieurs anodes réparties autour de la cathode sur une circonférence. Lors de l'application de la tension d'alimentation, la décharge s'allume entre l'une des anodes et la cathode. La décharge doit se situer de façon que la tache cathodique luminescente soit localisée en face de l'une des anodes. Lors du transfert de la décharge d'une anode à l'autre, le domaine cathodique de la décharge doit également se déplacer sur la surface de la cathode et arriver exactement en face de la nouvelle anode. Les charges arrivent du domaine cathodique sont réparties de façon que la formation ionique de l'anode la plus proche soit plus poussée que la formation ionique d'une anode éloignée de l'intervalle allumé. Grâce à ceci, on peut réaliser le transfert dirigé de la décharge d'une anode à une autre et assurer le fonctionnement normal de l'appareil. Cet appareil connu a l'inconvénient d'une faible longévité et d'une médiocre stabilité, d'une forte amplitude des impulsionsde commande (plus de 80 V), d'une gamme étroite d'intensités des courants de service (0,5-3,0 mA) et d'une fréquence maximale relativement faible (20 kHz). La stabilité et la longévité des paramètres sont limitées du fait que la tension de transfert de la décharge dépend de la position de la tache cathodique, qui est déterminée par l'état de la surface de la cathode. Si, par exemple, l'appareil fonctionne pendant une durée prolongée à l'état "pause", c'est-à- dire, à un régime pour lequel les anodes ne sont pas attaquées par les impulsions de commande, le secteur de la surface cathodique adjacent au secteur de service est encrassé par les produits de pulvérisation et, de ce fait, il apparaît une anisotropie des propriétés superficielles de la cathode. Le résultat est que, après un fonctionnement prolongé en régime "pause", 1' envoi des impulsions de commande n'entraîne plus le transfert normal de la décharge.L'amplitude élevée des impulsions de commande est en rapport avec la nécesssté de fortes tensions depo- larisation des anodes, dont la valeur pour les appareils connus est de 60 V et est indisnensable pour obtenir des tensions élevées et stables de transfert de la décharge (la tension de transfert de la décharge d'une électrode à l'autre étant déterminée par le pouvoir de fonctionnement des appareils de compta qe à électrodes multiPles). La faible intensité des courants est due au fait aue la tension de transfert de la décharge aux électrodes voisines dépend essentiellement de la grandeur de la tache cathodique, qui dépend A son tour de l'intensité du courant. La présente invention a tour but d'éliminer les inconvénients indiqués. L'invention vise a fournir un appareil 3 décharge dans le qaz, dans lequel, tout en améliorant la longévité et la stabilité de l'appareil même, on arrive a diminuer l'amplitude des impulsions de commande, à accroître la gamme des courants de service et a améliorer les propriétés indicatrices. Dans ce but, l'appareil a décharge dans le gaz selon l'invention, comportant une cathode et une pluralité d'anodes, comporte un écran métallique situé entre la cathode et la pluralité d'anodes possédant au moins une ouverture et la surface de l'é- cran métallique entre la cathode et la pluralité d'anodes répète la configuration de la disposition de la pluralité d'anodes. L'ouverture de l'écran métallique est avantageusement en forme de fente traversant de part en part l'écran. L'appareil à décharge dans le gaz proposé permet rlotamment d'élargir la plage des courants de service, d'améliorer la stabilité de fonctionnement de l'appareil en régime d'allumage prolongé de la décharge sur une anode, d'améliorer la forme de l'élément indicateur et d'éliminer le noircissement de la surface interne de l'ampoule de l'appareil. Les caractéristiques de l'invention ressortiront mieux de la description donnée ci-après à titre d'exemple en seréférant aux dessins annexés sur lesauels la fig.l représente schématiquement une version annulaire de la conception de l'appareil à décharge dans le gaz, selon l'invention, avec des trous circulaires dans l'écran, en coupe partielle la fig. 2 représente, schêmaticuement, une version annulaire dc la conception de l'appareil à décharge dans le gaz selon l'invention avec des trous rectangulaires dans l'écran, en coupe partielle;; la fig. 3 montre schématiquement une version annulaire de la conception de l'appareil à décharge dans le gaz, selon l'invention, avec une ouverture dans l'écran réalisée sous forme d'une fente passant de part en part, en coupe la fig. 4 montre schématiquement une version linéaire de la conception de l'appareil à décharge dans le gaz, selon l'invention, en coupe longitudinale la fig. 5 montre schématiquement une variante linéaire de la conception de l'appareil à décharge dans le gaz, selon l'in- vention, en coupe transversale L'appareil à décharge dans le gaz, illustré en figure 1, comporte une cathode 1 et une pluralité d'anodes 2 disposées autour de la cathode 1 ; sur la fig. l apparaissent deux anodes.Entre la cathode 1 et les anodes 2 se trouve un écran métallique 3 dont la surface répète la configuration de la disposition des anodes. Les anodes 2 et l'écran métallique 3 sont fixés sur un support isolant 4. La tension est amenée à la cathode l et à l'écran 3, respectivement à l'aide des bornes 5 et 6. L'écran 3 est percé d'ouvertures rondes 7. Les appareils à décharge dans le gaz, représentés sur les fig. 2 et 3 sont d'une conception analogue et se distinguent seulement par le fait que sur la fig. 2 l'écran comporte des ouvertures 7 rectangulaires, et que sur la fig. 3 l'ouverture 7 est réalisée sous la forme d'une fente 8 passant de part en part. Les fig. 1, 2 et 3, représentent de que l'on appelle une version annulaire de l'appareil à décharge dans le gaz, la pluralité d'anodes 2 étant disposée dans celui-ci,autour de la cathode 1, sur une circonférence. L'appareil à décharge dans. le gaz en version linéaire comporte une cathode 1 (fig. 4 et 5) constituée par une tige, le long de laquelle est placée la pluralité d'anodes 2. Entre la cathode 1 et les anodes 2 se trouve l'écran métallique 3 réalisé sous la forme d'une boite dans laquelle est pratiquée, de part en part, une fente 8. Les anodes 2 sont commandées par l'intermédiaire de barres 9 (fig. 4). Ainsi, comme représenté par les fig. 1, 2, 3, 4 et 5, l'appareil à décharge dans le gaz est conçu en triode et comporte un écran métallique 3, dont la surface répète la configuration de la disposition des anodes 2 et assure la création de condi tions similaires pour tous les intervalles de décharge cathode anode. L'appareil à décharge dans le gaz fonctionne de la façon suivante Lorsque la tension d'alimentation est appliquée aux élec trodes, la décharge s'allume entre la cathode 1 (fig. 1, 2, 3, 4 et 5) et une anode parmi la pluralité d'anodes 2. La décharge passe alors , soit à travers une ouverture 7, soit à travers la fente 8 dans l'écran métallique 3 et illumine de façon intense l'intervalle 3 entre l'écran et l'anode 2 active. Dans ltouverture 7, en face de l'anode 2 active, se forme-la tache de plasma qui se présente sous la forme d'un cône lumineux brillant, dont le sommet est dirigé vers l'anode 2. Une formation dotions différente dans l'intervalle de l'anode en fonctionnement la plus proche et dans les intervalles plus éloignés est assurée, non par effet cathodique, mais grace à la création d'une tache de plasma au voisinage immédiat de l'anode en fonctionnement. Le processus de transfert de la décharge est en principe le meme qu'en cas des appareils à décharge dans le gaz de type connu, dits polyartrons, mais il en diffère par le fait que la fonction du domaine cathodique est ici remplie par. la tache de plasma. Cette dernière particularité accroit sensiblement la longévité et la stabilité de l'appareil, car la position de cette tache n'est aucunement en rapport avec l'état de la surface des électrodes, et n'est -déterminée que par la position de l'anode en service.Ainsi, même en cas d'encrassement d'une partie quelconque de la cathode ou de écran, la position de la tache de plasma et de ce fait les paramètres de l'appareil à décharge dans le gaz ne varient pas. Etant donné que la tension de transfert dépend surtout de la tension de polarisation appliquée à l'écran 3, la tension de polarisation des anodes peut être réduite, ce qui permet de diminuer notablement 1'amplitude des impulsions de commande. Du fait que les dimensions de la tache de plasma dépendent beaucoup moins de l'intensité du courant que les dimensions de la tache cathodique, la gamme des courants de service peut être notablement élargie. Le transfert de la décharge d'une anode à l'autre est réalisé en envoyant des impulsions de commande aux anodes 2 par les barres 9. La tension de transfert est déterminée par les charges venant de l'intervalle allumé, situé entre l'écran 3 et l'anode 2, et ne dépend pas de l'état de la surface de la cathode 1. Ceci assure la stabilité de fonctionnement de l'appareil lors d'un allumage prolongé de la décharge sur une anode. Pour assurer le transfert de la décharge,une tension négative par rapport à l'anode de polarisation est appliquée en permanence à l'écran 3. Etant donné que la dimension du secteur de décharge,situé entre l'écran 3 et l'anode 2, dépend peu de l'intensité du courant de passage, la gamme des courants de service est sensiblement augmentée. Dans l'appareil proposé, l'écran 3, qui assure la formation de la tache de plasma, est raccordé à la cathode l par une résistance , ce qui permet de réduire la tension de la source d'alimentation grâce à la diminution de la tension d'allumage de l'intervalle anode-cathode. Pour prévenir l'action de la décharge de l'écran 3, il faut appliquer à celui-ci des potentiels positifs par rapport à l'anode 2 et le réaliser en matériau à énergie d'extraction élevée, supérieure à celle de la cathode 1 (si par exemple la cathode est en molybdène, l'écran peut être en nickel). Dans ce dernier cas, l'écran 3 peut se trouver sous le potentiel de la cathode 1, ce qui simplifie le schéma de branchement de l'appareil. Les caractéristiques de réponse en fréquence de l'appareil proposé sont sensiblement supérieures à celles des appareils antérieurs connus. Ceci est dû à la diminution de la durée de désionisation de l'intervalle d'allumage précédent, grâce à la recombinaison intense des charges à la surface de l'écran 3 et grâce au fait que les particules chargées sortant de la tache de plasma ont une énergie sensiblement inférieure à celle des particules sortant d'une tache cathodique.Tout ceci permet de réduire la durée des impulsions de commande et, par conconséquent d'accrottre la fréquence de travail de l'appareil proposé. Gracie à la forme particulière de la tache de plasma, on peut, en utilisant l'invention, réaliser un indicateur dont la luminescence est en forme de flèche, large à proximité de l'écran et étroite à proximité de l'anode. REVENDICATIONS 1. Appareil à décharge dans le gaz, comportant une cathode et une pluralité d'anodes, caractérisé par le fait qu'il comprend un écran placé entre la cathode et la pluralité d'anodes et possédant au moins un trou de passage de la décharge, la surface de l'écran métallique placée entre la cathode et la pluralité d'anodes répétant la configuration de la pluralité d'anodes. 2. Appareil à décharge dans le gaz selon la revendication l, caractérisé par le fait que l'ouverture dans l'écran métallique a la forme d'une fente traversant l'écran de part en part.