Brevet FR2311477A1 — publié le 19761210

L'invention concerne un appareil d'ionisation équipé d'une lampe à décharge pour tension alternative de réseau, d'une lampe à effluves en particulier, et d'au moins une électrode alimentée par une source de courant continu à haute tension disposée à proximité de la paroi en verre de la lampe à décharge, électrode pouvant en particulier titre constituée d'un filament. On connatt un appareil d'ionisation de ce type, sur lequel la tension alternative du réseau est appliquée à un tube à incandescence et où un certain nombre de pointes de filaments sont alimentées, sous 2 kV par exemple, par une source de courant continu à haute tension, par l'intermédiaire d'une résistance de limitation. Le réseau et la source de haute tension sont à la masse. Ces dispositions sont également prises sur un autre type connu d'appareil d'ionisation comportant une petite lampe à effluves comme tube à décharge, contre l'enveloppe de verre de laquelle est posé un seul filament servant d'électrode à haute tension. Ce dispositif est onéreux, notamment pour ce qui concerne le circuit haute tension. On connatt également un appareil à haute tension dans le coffret duquel sont montés un ventilateur, un réservoir pour le matériau radioactif.provoquant l'ionisation ainsi qu'une électrode collectrice pour les ions de la polarité non désirée. L'électrode collectrice est raccordée par un cible haute tension à un générateur de haute tension équipé d'un transformateur élévateur et, côté secondaire, d'un circuit multiplicateur de tension à neutre constitué à la terre, ce dernier circuit étantide condensateurs et de diodes. Le primaire de ce générateur haute tension est relié à la m#- me fiche que le cible d'alimentation réseau du ventilateur.En dehors du cott élevé du cabrage et de la construction, l'inconvénient de cet appareil est l'utilisation d'une substance radioactive. L'invention a pour but la création d'un appareil d'ionisation du type cité au début, d'un coflt moins élevé du point de vue construction et câblage. A cet effet, l'invention prévoit l'utilisation comme source de courant continu à haute tension d'un circuit multiplicateur de tension comportant des diodes et des condensateurs montés en cascade, ainsi que la réunion en un seul bloc de la lampe à décharge et de la source haute tension, bloc présentant des bornes de rac cordement auxquelles se raccordent aussi bien la douille de la lampe à décharge que le côté basse tension du circuit multiplicateur de tension. Cette construction permet l'obtention d'un appareil homogène et dont le raccordement ne requiert qu'un seul cible d'alimentation. La source de haute tension étant proche de la lampe à décharge, le câble d'alimentation haute tension est extrêmement court; à la limite, le porte-électrode peut meme être monté directement sur la source haute tension. Un meme coffret protège à la fois la lampe à décharge et la source de haute tension. Une autre simplification est obtenue par le fait que le montage en cascade est raccordé aux bornes de branchement au réseau sans intercalage d'un transformateur. La suppression du transformateur permet la création d'un couplage galvanique entre le générateur haute tension et les câbles d'alimentation; ce qui rend inutile une mise à la terre distincte de la source haute tension. A l'inverse, la suppression du transformateur se compense facilement par une élévation appropriée du nombre d'étages en cascade, car les tensions requises, d'un niveau de 2 à 3 kV, ne nécessitent pas un nombre anormalement élevé de ces étages. L'invention prévoit également l'utilisation d'un coffret contenant la lampe à décharge, le circuit multiplicateur de tension et un ventilateur créant un flux d'air de refroidissement au-dessus de la lampe à décharge, le moteur de ce ventilateur étant par ailleurs raccordé aux bornes communes d'alimentation réseau. Le coffret peut présenter un conduit d'air dans lequel soient successivement montés, dans le sens du flux, le ventilateur et le tube à décharge, le circuit multiplicateur de tension étant installé à côté de ce conduit. I1 est avantageux que les composants électriques du montage en cascade soient fixés sur une platine portant également les douilles de montage du tube à décharge et le porte-électrode de l'élec- trode haute tension. Cela permet l'obtention d'un bloc très compact, surtout lorsque la platine supporte un circuit au moins en partie imprimé. On obtient un appareil d'ionisation de très faible encombrement lorsque le tube à décharge est une petite lampe à effluves tubulaire d'une longueur maximale de 40 mm, de préférence 28 mm, que l'on fixe le long du bord de la platine. Lorsque la platine est noyée avec les composants qu'elle sup porte, dans un matériau isolant d'où n'émergent que les douilles du tube à décharge et une partie du porte-électrode de l'électrode haute tension, on peut choisir encore plus réduites les dimensions principales de l'appareil. Dans une forme d'exécution, l'appareil d'ionisation a la forme d'un parallélépipède de 20 mm x 40 mm x 55 mm. Le bloc réalisé peut constituer le corps d'une prise mâle de réseau portant sur un côté extérieur libre une petite lampe à effluves. Il est utile, dans ce dernier cas, de monter la lampe à effluves dans un logement du bloc et de protéger ce logement par une grille. Pour ce qui concerne la conception technique du montage, celui-ci est caractérisé par le fait qu'entre les bornes de raccordement au réseau, sont montés d'une part en série une lampe à effluves et une première résistance série, d'autre part, également en série, un condensateur, une diode et une seconde résistance série, par le fait que la diode fait partie d'un montage de diodes en série où entre anode et cathode de deux diodes voisines, est monté un autre condensateur, et par le fait que l'électrode haute tension est raccordée par l'intermédiaire d'une résistance de limitation à l'autre extrémité de la série de diodes. Les résistances série ont pour rôle de protéger les diodes, qui sont montées directement sur le réseau, contre les surcharges. La résistance de limitation a pour rôle de faire en sorte qu'un contact fortuit avec l'électrode haute tension n'ait aucune conséquence grave. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée plus en détail à l'aide d'exemples d'exécution illustrée par des figures. Celles-ci représentent Fig. l : Une vue schématique en coupe d'un premier exemple d'exécution Fig. 2 : Un schéma de montage du multiplicateur de tension utili sé Fig. 3 : Une vue en perspective d'un autre exemple d'exécution d'un encombrement très réduit Fig. 4 : Le schéma du montage de la fig. 3 Fig. 5 : Une autre forme d'exécution. Sur la fig. 1, est représenté un coffret 1 à l'intérieur duquel deux cloisons 2 et 3 limitent un conduit d'air dans lequel sont logés un ventilateur 5, son moteur électrique 6 et un tube luminescent 7. Le tube luminescent est maintenu par des douilles 8, 9. Une électrode haute tension 10 constituée par des filaments maintenus par une tige 11 est montée sur le tube luminescent. A c8té du conduit d'air, est installé sur un côté un circuit multiplicateur de tension 12 et sur l'autre côté, un bloc d'alimentation secteur (alimentation du tube luminescent 7). Le circuit multiplicateur de tension 12 est monté comme le représente la fig. 2. Entre les deux bornes d'entrée 14 et 15, sont montés en série une résistance série R1, une diode D et un condensateur C. La diode fait partie d'une série de diodes identiques. Entre la cathode et l'anode de deux diodes voisines, est monté un condensateur C. L'extrémité 16 de la série de diodes est raccordée par une résistance de limitation R2 à un cible haute tension 17 raccordé à la tige 11 de l'électrode haute tension 10. Une prise de raccordement au réseau 18 à deux fiches 19 et 20 est raccordée par les cibles appropriés et un interrupteur principal 21, au moteur 6 du ventilateur 5, à l'interrupteur 13 du tube luminescent 7 et aux bornes d'entrée 14 et 15 du circuit multiplicateur de tension 12. Du fait de la disposition des composants, le cible haute tension 17 est très court . Tous les câbles soumis à la tension du réseau sont raccordés aux bornes 19 et 20 et peuvent de ce fait autre montés en commun. Etant donné que le circuit multiplicateur de tension 12 est raccordé sans intercalation d'un transformateur aux bornes 19 et 20 de la prise de réseau, donc raccordé directement aux bornes destinées au tube luminescent 7, il n'est besoin d'aucune mise à la terre spéciale pour appliquer le potentiel haute tension, la mise à la terre du réseau pouvant en tenir lieu. Par ailleurs, tous les composants sont protégés par un coffret unique 1. Dans la forme d'exécution de la fig. * les douilles 23 et 24 servant au montage d'un tube à déchargelsont fixées à une platine 22. Cette platine supporte par ailleurs le condensateur C, les diodes D, les résistances série R3 pour le tube à décharge et R4 pour le circuit multiplicateur de tension, ainsi qu'une résistance de limitation R5 à l'extrémité haute tension de la série de diodes. Cette dernière résistance sert en même temps de support au filament constituant l'électrode haute tension 26 dont le fil d'amenée est isolé par un tube 27. Sur sa face inférieure, la platine 22 porte un circuit imprimé facilitant l'interconne- xion des composants.Le tout est coulé dans un bloc de matière isolante 28 d'où sortent uniquement les deux bornes de raccordement au réseau 29 et 30, le tube à décharge 25 et ses deux douilles 23 et 24, et l'électrode haute tension 26. Sur le circuit représenté à la fig. 4, on constate que le multiplicateur de tension est monté de la méme manière que celui de la fig. 2. Entre les bornes de raccordement au réseau 29 et 30, est également raccordé un montage en série comportant une résistance série R3 et le tube à décharge 25. En utilisant un tube à décharge de 28 mm de longueur et de 6 mm de diamètre, on peut réduire l'encombrement de l'appareil d'ionisation aux dimensions 20 x 40 x 55 (en mm). Dans l'exécution conforme à la fig. 5, l'appareil d'ionisation complet est monté dans le corps 31 d'une prise de sécurité 32 dont les bornes de raccordement sont les fiches 33 et 34. Le tube à décharge 25, ses douilles 23 et 24 ainsi que l'électrode haute tension 26 sont montés dans un logement 35 aménagé dans la plaque frontale du corps 31. Ce logement est protégé par une grille 36. Les résistances peuvent être calibrées sur les valeurs suivantes dans le cas d'une alimentation réseau en 220 V - 50 Hz R1 et Ry 33 kilohms R2 et Rs 22 Megohms R3 47 kilohms La capacité des condensateurs peut titre de 22 nF. REVENDICATIONS 1. Appareil d'ionisation équipé d'une lampe à décharge pour tension alternative de réseau, notamment d'une lampe à effluves, et d'au moins une électrode alimentée par une source de courant continu à haute tension disposée à proximité de la paroi en verre de la lampe à décharge, électrode pouvant en particulier autre constituée d'un filament, caractérisé par le fait que la source de courant continu à haute tension est un circuit multiplicateur de tension comportant des diodes et des condensateurs montés en cascade et que la lampe à décharge et la source haute tension sont réunies en un seul bloc, bloc présentant des bornes de raccordement communes auxquelles se raccordent aussi bien les douilles de la lampe à décharge que le côté basse tension du circuit multiplicateur de tension. 2. Appareil d'ionisation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le montage en cascade se raccorde aux bornes d'alimentation secteur sans intercalation d'un transformateur. 3. Appareil d'ionisation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par un coffret contenant le tube à décharge, le circuit multiplicateur de tension et un ventilateur créant un flux d'air au-dessus du tube à décharge, le moteur de ce ventilateur étant raccordé aux bornes d'alimentation réseau commune. 4. Appareil d'ionisation selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le coffret présente un conduit d'air dans lequel sont montés l'un derrière l'autre dans le sens de l'écoulement le ventilateur et le tube à décharge, et que le circuit multiplicateur de tension est installé à côté du conduit. 5. Appareil d'ionisation selon l'une des revendications de 1 à 4, caractérisé par le fait que le porte-électrode de l'électrode haute tension est monté directement sur la source de haute tension. 6. Appareil d'ionisation selon l'une des revendications de 1 à 5, caractérisé par le fait que les composants électriques constituant le montage en cascade sont fixés sur une platine qui porte également les douilles de montage du tube à décharge et le porte-électrode de l'électrode haute tension. 7. Appareil d'ionisation selon la revendication 6, caractérisé par le fait-que la platine supporte un circuit au moins en partie imprimé. 8. Appareil d'ionisation selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que le tube à décharge est une petite lampe à effluves de forme tubulaire d'une longueur maximale de 40 mm, de préférence 28 mm, qui se monte sur le bord de la platine. 9. Appareil d'ionisation selon l'une des revendications de 6 à 8, caractérisé par le fait que la platine est noyée, avec les composants qu'elle supporte, dans un matériau isolant d'où n'émergent que les douilles de montage du tube à décharge et une partie du porte électrode de l'électrode haute tension. 10. Appareil d'ionisation selon l'une des revendications de 1 à 9, caractérisé par le fait que le bloc constituant l'appareil forme le corps d'une prise mtle de réseau qui porte sur l'un de ses côtés libres une petite lampe à effluves. 11. Appareil d'ionisation selon l'une des revendications de 1 à 10, caractérisé par le fait que la lampe à effluves est montée dans un logement pratiqué dans le bloc et est protégée par une grille. 12. Appareil d'ionisation selon l'une des revendications de 1 à 11, caractérisé par le fait qu'entre les bornes de raccordement au réseau, sont montés d'une part en série une lampe à effluves et une première résistance série, d'autre part, également en série, un condensateur, une diode et une seconde résistance série, par le fait que la diode fait partie d'un montage de diodes en série où entre anode et cathode de deux diodes voisines, est monté un autre condensateur, et par le fait que l'électrode haute tension est raccordée par l'intermédiaire d'une résistance de limitation à l'autre extrémité de la série de diodes.