Brevet FR2553516A1 — publié le 19850419

La présente invention se rapporte à un dispositif de mesure du degré de l'ionisation d'un milieu gazeux, notamment de l'atmosphère. On connait des sonomètres comportant un tube de blindage renfermant une électrode tubulaire externe et une électrode tubulaire centrale de mesure reliée à un electromètre, par exemple du brevet français n0 2 407 484 au nom de la demanderesse. Les trois tubes concentriques sont réalisés en métal ou alliage massif, de sorte que le poids de l'appareil, auquel s'ajoute le poids de l'électromètre, présente une valeur de plusieurs kilogrammes. Lorsqu'il s'agit d'opérer des mesures dans les basses couches de l'atmosphère à partir d'un aérostat, par exemple d'un ballon rempli de gaz léger, le poids du matériel embarqué, et surtout composé de plusieurs ionomètres, devient une donnée importante de réalisation. La présente invention a pour objet un dispositif de mesure de poids réduit, muni éventuellement d'un électromètre incorporé, dont le poids ne dépasse pas, le poids de l'électromètre compris, quelques centaines de grammes et peut se situer en dessous de 500 g, par exemple à environ 300 g. Le dispositif de mesure du degré d'ionisation d'un milieu gazeux selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un manchon creux en matière plastique expansée dont les deux parois cylindriques sont revêtues de feuilles de métal léger de quelques dizaines de micron d'épaisseur, dont la feuille extérieure servant de blindage est reliée à la masse et la feuille intérieure servant d'électrode externe à une source d'alimentation électrique et un tube plein en matière plastique expansée placé axialement à l'intérieur du manchon et qui est revêtu extérieurement d'une feuille de métal léger de quelques dizaines de micron d'épaisseur servant d'électrode de mesure et reliée à la masse. D'autres particularités de l'invention apparaitront à la lumière de la description d'un mode de réalisation présenté à titre d'exemple et illustré par les dessins, dont la figure i représente un ionomètre en coupe axiale et la figure 2 une vue de détails en coupe du mode de fixation du tube central solidaire de l'électromètre. Un manchon creux 1 en polystyrène expansé ou en une autre matière allégée est revêtu sur ses deux parois cylindriques de feuilles d'aluminium 2 et 3 de qualité de feuilles d'emballage, dont l'épaisseur ne mesure que quelques dizaines de microns. Dans l'axe du manchon 1 est placé un tube plein 4 en polystyrène expansé revêtu d'une feuille d'aluminium 5 d'aussi faible épaisseur. Le tube 4 est maintenu avec espacement dans l'axe du manchon 1 au moyen de supports 13 comportant chacun un anneau intérieur 11 et des ailettes radiales 12 qui fixent le support à la paroi intérieure du manchon 1. A l'une des extrémités du tube 4 est fixé par l'intermédiaire d'un isolateur 7 en Teflon un embout creux 8 en métal léger, dont la partie cylindrique est logée dans l'anneau 11 du support 13. A l'extrémité opposée du tube 4 est fixée par l'intermédiaire d'un isolateur 9 en Teflon une enveloppe en métal léger 10 renfermant un électromètre 6 aligné selon l'axe du tube 4. La partie cylindrique de l'enveloppe 10 est logée dans l'anneau Il d'un autre support 13. De.fson habituelle, la feuille de blindage 2 est reliée à la masse, tandis que la feuille 3 servant d'électrode externe est reliée à une alimentation susceptible de délivrer au choix une tension de 150 v pour la mesure de gros ions et une tension de 15 v pour la mesure de petits ions. L'électrode centrale de mesure 5 est reliée par un fil 19 à l'électromètre 6. La sortie de l'électromètre représenteepar le fil 20 traverse la paroi du manchon 1 et comprend deux conducteurs vers l'alimentation en tension de l'ordre de 6 v, un conducteur reliant l'électromètre à la masse et un conducteur pour la mesure, relié éventuellement à un émetteur radio pour la signalisation à distance. L'ionomètre ne comporte pas de pompe aspirante habituelle. Le débit dair à travers l'espace annulaire entre le manchon 1 et le tube 4 est assuré par tirage naturel, le manchon étant ouvert à ses deux extrémités. Le moyen de réglage du débit gazeux est constitué par une vanne papillon 15 placée à l'une des extrémités du manchon et dont l'orientation est commandée par un servo-moteur 16. En amont de la vanne papillon 15 est placé un anémomètre 17 dont les signaux aboutissent à un dispositif électronique de mesure et de régulation de débit 18. Un carter abritant ledit dispositif 18 et le servo-moteur 16 est placé à l'extérieur de l'extrémité du manchon. Le dispositif électronique 18 mesure le débit sur la base de données fournies par l'anémomètre 17 et règle le débit d'air en commandant l'action du servo-moteur 16, qui à son tour manoeuvre la vanne papillon 15. Les revêtements des parois cylindriques du manchon 1 et du tube 4 au moyen de feuilles d'aluminium peuvent être effectués de diverses manières. De préférence, on-utilisera une colle synthétique durcissable et un durcisseur à base de catalyseur. L'ensemble représenté pèse environ 270 g, seul le poids d'une batterie extérieure s'ajoute au poids embarqué par l'aérostat. L'intéret de l'invention réside donc dans la réduction importante du poids de l'appareil et ce gain de poids permet, soit l'utilisation de ballons de faible portance, soit l'embarquement de plusieurs ionomètres sur un seul ballon. REVENDICATIONS. 1. Dispositif de mesure du degré d'ionisation d'un milieu gazeux compor tant un tube de blindage, une électrode tubulaire externe et une élec trode centrale de mesure reliée à un électromètre et des moyens pour assurer un débit régulé du milieu gazeux à travers l'espace annulaire entre l'électrode centrale et l'électrode externe, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon creux (1) en matière plastique expansée dont les deux parois cylindriques sont revêtues de feuilles de métal léger de quelques dizaines de micron d'épaisseur, dont la feuille extérieure (2) servant de blindage est reliée à la masse et la feuille intérieure (3) servant d'électrode externe à une source d'alimentation électrique et un tube plein (4) en matière plastique expansée placé axialement à l'intérieur du manchon (1) et qui est revêtu extérieurement d'une feuille (5) de métal léger de quelques dizaines de micron d'épaisseur servant d'électrode de mesure et reliée à la masse. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électro mètre (6) rel-ié à l'électrode de mesure (5) est incorporé à l'intérieur du manchon (1). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'à l'une des extrémités du tube (4) est fixé axialement par l'intermédiaire d'un isolateur (7) un embout métallique (8) de section cylindrique, à l'autre extrémité est fixée axialement par l'intermédiaire d'un isolateur {9) l'enveloppe métallique (10) de l'électromètre (6) de section cylin drique, ledit tube (4) étant monté dans l'axe du manchon (1) au moyen dudit embout (8) et de ladite enveloppe (10), placés dans des supports (13) solidaires du manchon (1). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les supports (13) comprennent des anneaux (11), dans lesquels reposent l'embout (8) et l'enveloppe (10) et qui sont fixés par des ailettes radiales (12) à la paroi intérieure du manchon (1). 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les conduc teurs reliants la sortie de l'électromètre (6) à une source d'alimen tation électrique et à la masse traversent le manchon (1). 6. Dispositif- selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (1) est ouvert à ses deux extrémités, un moyen de réglage du débit gazeux (15) étant placé à l'intérieur d'une des extrémités du manchon. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' l'extérieur de ladite extrémité du manchon est fixé un dispositif de commande (16) dudit moyen de réglage du débit gazeux (15). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un organe de mesure (17) de la vitesse d'écoulement gazeux est placé en amont du moyen de réglage (15) du débit, les indications dudit organe de mesure (17) servant à l'asservissement du dispositif de commande (16) du moyen de réglage du débit (15). 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'un anémomètre (17) (17) et une vanne papillon (15) sont placés à l'in- térieur d'une extrémité du manchon, ladite extrémité portant à l'ex térieur un dispositif électronique de mesure et de régulation du débit (18) et un servo-moteur (16) commandé par ledit dispositif (18) et manoeuvrant la vanne papillon (15).