Brevet FR2234572A1 — publié le 19750117

Ia présente invention est relRtive à un procédé de détection Dans la mesure ou l'enregistrement de l'électricfté atmosphérique, on a jusqu'a présent utilisé différents procédés. Dans l'ob- servation du champ électro statique ou de l'intensité du champ entre une couche nuageuse et la terre, on a utilisé entre autres des tiges ou barres pointues conductrices de ltelectricité qui ont été dressées en des lieux élevés. Lorsqu'il existe des potentiels élevés, il se développe des courants dans les pointes qui sont mesurables. I1 existe cependant avec ce procédé un risque considérable de décharge directe de la foudre dans les tiges de mesure et, par conséquent, ce procédé extrêmement dangereux n'est plus utilisé. Un autre procédé implique des mesures effectuées avec un appareil dans lequel une armature de condensateur est protégée du champ électrostatique externe au moyen d'une plaque formant un cran mobile, ou dans lequel encore des capteurs ou des sondes sont également placés dans le champ statique. la faiblesse de ces procédés consiste en ee que des éléments mobiles doivent être utilisés, en ce que les dispositifs deviennent mécaniquement non appropriés, en ce que le courant à mesurer est faible et que la nécessité a'isolation est très grande. Plus tard, le procédé le plus utilisé a consisté à rendre conducteur l'air voisin d'une sonde de mesure au moyen d'un agent ionisant. On utilise dans ce but un isotope radioactif. Grâce à ce procédé on obtient une augmentation notable du courant qui doit etre mesuré. Des dispositifs adaptés pour une application industrielle pour avertir de charges atmosphériques ne doivent-pas présenter un danger quelconque pour les utilisateurs, et l'on a par conséquent choisi d'utiliser un isotope faible ayant un rayonnement o( ou Lorsqu'une sonde comportant un isotope ionisant est disposée audessous d'un nuage porteur d'une charge électrique, le courant traversant l'isotope est plus grand dans un sens que dans l'autre en fonction de la polarité de la charge du nuage. Ceci résulte du fait que dans les différents cas, il se produit un excès de porteurs de charges soit positives soit négatives, de telle sorte que l'intensité du courant ionique varie en fonction de la polarité.De fait que le courant d'essai est fonction de la polarité de la charge de la couche nuageuse peut également erre montré par des essais en laboratoire. Le but de l'invention est de proposer un procédé pour détecter une activité atmosphérique anormale, dans lequel le phénomène précité de courant asymétrique en provenance de 11 isotope est compensé, de sorte que l'appareillage avertisseur est rendu pratiquement indépendant de la- polarité prédominante dans un nuage d'orage. Pour atteindre ce but, il est prévu suivant l'invention un procédé caractérisé en ce que le courant asymétrique provenant de l'isotope est conduit à travers un dispositif dépendant de la polarité pour compenser l'asymétrie du courant de l'isotope, le courant résultant étant appliqué en un point d'un appareil de mesure. Suivant un mode de mise en oeuvre de ce procédé, le courant provenant de l'isotope est conduit à travers un amplificateur asymétrique dont le courant de sortie est appliqué en un point d'un appareil de mesure. Lorsque l'asymétrie de l'amplificateur est dirigée dans un sens opposé et correspond essentiellement à l'asymétrie qui est déterminée par l'isotope ionisant, on obtient un système de mesure symétrique et le courant qui est fourni au polnt de mesure devient approximativement proportionnel à la tension prédominante entre le nuage et la terre, indépendamment de la polarité. Suivant un autre mode de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, le courant provenant de l'isotope est conduit à travers un ou plusieurs composants électroniques ayant la propriété de présenter une résistance plus grande dans un sens du courant que dans 11 autre, et la chute de tension aux bornes d'une résistance ohmique élevée qui conduit le courant résultant à la terre est enregistrée ou mesurée. Le courant d'essai provenant d'un nuage chargé traverse une couche d'air très isolante, traverse ensuite la zone ionisée au voisinage de Itisotope radioactif de la sonde et traverse une résistance ohm; que élevée pour parvenir à la terre. La zone ionisée est fonction des dimensions matérielles de l'isotope et de l'environnement, la vitesse du vents etc..C'est le nombre et le type des particules chargées qui déterminent l'intensité du courant, et normale- ment le courant est très faible, d1un ordre de grandeur de 10-?? A. les essais ont montré que certains types de diodes présentent des fuites si grandes dans le sens inverse, que ces courants, avec une tension appliquée raisonnable, sont du même ordre de grandeur que le courant d'essai provenant d'une sonde comportant un isotope. Si une ou plusieurs diodes sont branchées en série avec la sonde comportant l'isotope, les dioàes représentent une résistance qui est supérieure dans un sens de passage du courant que dans le sens opposé. Grâce à un choix approprié des caractéristiques des différents eom- posants, on peut obtenir un système essentiellement symétriqueZ D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre faite en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d ' exemple et dans lequel : La Fig. 1 est un shéma d'un dispositif de mesure comportant un amplificateur asymétrique La Fig. 2 est un schéma d'un dispositif de mesure comportant un circuit de mesure dans lequel sont branchées des diodes. Dans le dispositif de mesure représenté à la Fig. 1 on utilise un amplificateur asymétrique A. Le courant provenant de la terre E à travers une résistance ohmique élevée R traverse un isotope ionisant H vers un nuage chargé S. L'amplificateur A mesure la chute de tension aux bornes de la résistance R. Pour une seule et même intensité de courant à travers la résistance R, l'amplificateur À fournit une tension différente à sa sortie X en fonction du sens du courant dans la résistance R.Lorsque l'asymétrie de l'amplificateur est dirigée dans un sens opposé et correspond essentiellement à l'asymétrie qui est déterminée par 1' isotope ionisant H, la chute de tension à la sortie X de l'amplificateur a approximativement la même valeur pour le même potentiel entre le nuage S et la terre E, indépendamment de la polarité de la charge du nuage. La Fig. 2 montre un autre mode de mise en oeuvre pratique du procédé suivant l'invention dans lequel deux diodes sont branchées dans le circuit de mesure afin d ' obtenir un dispositif gymé- trique. Si le nuage est chargé, un courant passe de la terre E à travers une résistance ohmique élevée R et les diodes D dans leur sens inverse, ensuite à travers l'isotope H et la zone ionisée, puis à travers la zone hautement isolante de l'atmosphère vers le nuage chargé S. Avec un tel sens du courant, les diodes D fonctionnent comme une résistance ohmique élevée en série avec la résistance fixe R. Lorsque la charge du nuage est de la polarité opposée, le courant suit le même traient mais ne rencontre aucune résistance notable dans les diodes D. Dans les deux cas, la tension aux bornes de la résistance R ou entre le point de mesure Y et la terre E est mesuré ou enregistré. R E V E N J) I C À T I 0 N S 1. Procédé de détection de l'électricité atmosphérique, en particulier pour avertir des orages, caractérisé en ce qu'on utilise une sonne comportant un isotope radioactif provoquant un courant électrique asymétrique, le courant asymétrique provenant de l'isotope étant conduit à travers un dispositif dépendant de 1a polarité pour compenser l'asymétrieadu courant d'isotope et le courant résultant étant appliqué à un point de mesure. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le courant d'isotope est conduit dans un amplificateur asymétrique dont le courant de sortie est appliqué au point de mesure. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le courant d'isotope est conduit à travers un ou plusieurs composants électroniques ayant la propriété de présenter une résistance plus grande dans un sens du courant que dans l'autre, la chute de tension aux bornes d'une résistance qui conduit le courant résultant à la terre etant enregistré ou mesuré.