Brevet FR2583167A1 — publié le 19861212

Appareil électrostatique pour la mesure des caractéristiques d'ionisation d'un milieu gazeux. L'invention concerne un appareil permettant de mesurer trois paramètres caractéristiques de ltétat d'ionisa- tion à'un milieu-gazeux : la conductivité ionique du milieu, ia mobilité et la concentration des ions. L'invention s'applique, par exemple, à la mesure des caractéristiques d'ionisation de l'atmosphère en milieu orageux. Des dispositifs permettant une telle mesure dans l'atmosphère sont décrits dans les Demandes de brevet français publiées sous les numéros 2 407 484 et 2 553 516. Ces dispositifs comprennent - un corps tubulaire, de section circulaire permettant le passage de l'air, et muni dune électrode externe de blindage: - deux électrodes actives, annulaires, montées coaxialement à l'intérieur du corps pour former un condensateur cylindrique, l'électrode centrale étant fermée à ses extrémités pour canaliser i'air dans le conduit annulaire défini entre ces électrodes actives;; - des moyens permettant d'établir une haute tension continue aux bornes des électrodes actives,pour créer un champ électrique intense sensiblement radial, et - des moyens pour relier un électromètre à l'une des électrodes actives, dite électrode de mesure, qui est, en principe l'électrode centrale Le champ électrique radial régnant dans la zone -nter- électrodes,communique aux ions une vitesse radiale qui se compose avec la vitesse longitudinale atteinte par ces ions en raison de l'écoulement gazeux. Certains ions seront déviés suffisamment pour être captés par l'électrode active de mesure, selon le signe de leur charge et le signe et la valeur de la tension continue de polarisation appliquée à l'autre électrode. 11 en résulte un courant ionique mesuré par 1 électro- mètre. Les ions ainsi captés sont ceux dont la mobilité est supérieure à un seuil, appelé mobilité critique. Cette mobilité critique est proportionnelle au débit de l'écoulement gazeux, et à sa permittivité électrique. Elle est inversement proportionnelle à la tension de polarisation et dépend des dimensions des électrodes actives. Pour capter tous les ions, quelle que soit leur mobilité effective, il est connu de faire décrotre la c- bilité critique jusqu'à une valeur telle que tous les ions aient une mobilité superieure à cette mobilité critique (on atteint alors la mobilité critique dite de saturation, pour laquelle tous les ions sont captés par i'électrode de mesure). Pour ceia on applique une tension de polarisation variable, par échelons, depuis une valeur faible jusqu'à sa valeur maximale. be temps de mesure est très long pour deux raisons - la durée de chaque échelon doit être supérieure au temps de transit radial maximal des ions entre les deux électrodes actives; - à chaque échelon, il apparait sur l'électrode de mesure un courant ionique transitoire proportionnel à la dérivée par rapport au temps de la tension de polarisation; ce qui impose l'inhibition de la mesure jusqu'à ia fin de ce régime transitoire. A partir de la relation entre le courant ionique traversant l'électromètre et la tension de polarisation appliquée, on peut déterminer la conductivité ionique du milieu gazeux, ainsi que la fonction de distribution des mobilités ioniques, ou plus simplement la mobilité ionique moyenne, et aussi la densité-ou concentration globale des ions dans le milieu gazeux. Ces mesures relatives à l'ionisation d'un milieu gazeux sont rendues, en pratique, assez délicates, pour plusieurs raisons. Tout d'abord, il existe parfois dans les milieux gazeux de grosses particules chargées qui ne contribuent pas à la conductivité électrique du milieu mais qui faussent ia mesure. C'est le cas dans l'atmosphère, et tout particulièrement dans les nuages convectifs d'orages, dans lesquels il existe des particules d'eau ou de glace. En outre, dans la zone de mesure, à l'intérieur du condensateur, ces particules peuvent créer des courants de fuite, voire des claquages. Par ailleurs, ces mêmes particules peuvent éroder les électrodes actives de l'appareil de mesure. De plus, il est vivement souhaitable d'acquérir rapidement les informations permettant de déterminer les caractéristiques ioniques recherchées; notamment lorsque l'appareil est embarqué sur un avion pour effectuer des mesures dans l'atmosphère. Mais, à partir des solutions connues utilisant une variation par échelons de la haute tension de polarisation, on aboutit, compte tenu de la vitesse de l'avion, à un déplacement de l'appareil d'une centaine de mètres pendant le temps nécessaire re pour l'acquisition complète des informations. En d'autres termes, la résolution spatiale du capteur embarqué ainsi réalisé est de l'ordre de 100 mètres. En outre, le temps de réponse de ces appareIls, relativement long, ne permet pas de détecter des variations rapides locales des caractéristiques recherchées.Ceci est tout à fait insuffisant pour faire des mesures précises à l'intérieur de nuages, et en particulier de nuages d'orages, ainsi que pour d'autres applications embarquées sur aéronefs. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Ainsi, un premier but de i'invention est de fournir un appareil électrostatique de mesure des caractérIstiques d'ionisation d'un milieu gazeux, dans lequel on puisse séparer les grosses particules chargées, pour évlter leur passage dans la partie active du condensateur de mesure. üh autre but de l'invention est de fournir un appareil qui présente une résolution spatiale et un temps ae réponse bien meilleurs que ceux de la technique antérieure. L'invention a encore pour but de fournir un appareil qui puisse être aisément embarqué sur aéronef. Enfin, l'invention a aussi pour but de permettre une mesure de débit du milieu gazeux à l'intérieur de 'ap- pareil sans perturbation aérodynamique de l'écoulement. L'appareil proposé est du type défini plus haut. Selon une première caractéristique de l'invention, l'électrode active interne est montée sur la paroi externe d'un tube isolant ouvert à ses deux extrémités, la paroi interne de ce tube délimitant un canal central; une seconde électrode, de blindage, étant montée sur ladite paroi interne du tube Isolant, et mise à la masse. Dans les formes de réalisation de l'appareil destinées à être embarquées sur un avion, un embout conique formant divergent est disposé en amont du corps tubulaire pour canaliser les grosses particules chargées, dans le canal central de l'électrode active interne. I1 est avantageux de prévoir, de part et d'autre des électrodes actives, et sensiblement en prolongement de celles-ci, des électrodes annulaires ae garde, mises à la masse, et agencées pour éviter des déformations des lignes de champ électriques aux extrémités des électrodes actives. Dans un mode de réalisation préférentiel, le tube isolant est muni d'extensions longitudinales permettant son support par deux couronnes de fixation, à l'intérieur du corps allongé. Très avantageusement, l'extension amont du tube isolant intermédiaire est équipée intérieurement d'un moyen de chauffage, à l'entrée du canal central On trouvera également avantage à faire de même à l'entrée de l'embout conique de l'invention. Selon une autre caractéristique de l'invention, l élec- trode de mesure est constituée de plusieurs éléments annulaires, alignés, électriquement isolés les uns des autres; l'autre électrode active s'étend en regard de tous ces éléments annulaires; ceux-ci sont reliés à un dispositif formant électromètre multiple pour ia déter minatior simultanée de plusieurs des caractéristiques d'ionisation du milieu gazeux; sans qu'if ne soit nécessaire de faire varier la haute tension continue. Ainsi, en choisissant de manière convenable la valeur de la haute tension continue, l'espacement radial entre les électrodes actives, ainsi que les longueurs axiales desdifférentséléments de l'électrode de mesure, on peut réaliser une mesure simultanée de ia conductivité ionique, de la mobilité moyenne et de la concentration des ions. Dans un mode de réalisation particulier, l'électrode de mesure comporte, de l'amont vers l'avai, quatre élé ments annulaires, dont les longueurs axiales sont entre elles sensiblement comme la suite 1, i, 1,33 et 2,15. On décrira plus loin comment déterminer la conductivité ionique, la mobilité moyenne et la concentration des ions. Selon une autre caractéristique de l'invention, le conduit annulaire défini entre les électrodes actives se prolonge par un dispositif a venturi, qui permet la mesure du débit gazeux sans perturbations sensibles de l'écoulement du gaz, ni de la trajectoire des ions dans la zone des électrodes actives. De préférence, le demi-angle au sommet à l'intérieur de l'embout conique selon l'invention est inférieur à 10 environ, de préférence voisin de 6". Enfin, l'appareil selon l'invention s'applique en particulier lorsqu'il est embarqué sur aéronef, pour des mesures dans l'atmosphère, notamment pour des mesures dans les nuages convectifs d'orages. D'autres'caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue générale d'un premier mode de réalisation de l'appareil selon l'Invention; - les figures 2, 3 et 4 sont trois vues qui se complètent et illustrent de manière plus détaillée le aispositif montré sur la figure 1; - les figures 2A et 2B sont respectivement deux coupes suivant les lignes brisées a-a et b-b de la figure 2; - la figure 5 est le schéma synoptique de l'électronique utilisée, de façon connue, pour les mesures des caractéristiques ioniques d'un milieu gazeux; - la figure 5A illustre la forme d'une tension en écheions utilisée dans la figure 5;; - la figure 6 est l'illustration partielle d'un second mode de réalisation de l'appareil selon l'invention utilisant une électrode de mesure multiple; - la figure 6A est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la figure 6, laquelle est prise suivant la ligne de coupe B-B de la figure 6A; - la figure 7 est le schéma électrique de principe de l'appareillage électronique de mesure utilisé en liaison avec la figure 6; et - la figure 8 est un diagramme courant-tension qui sera utilisé pour l'explication du fonctionnement de l'appareil électronique de la figure 7. Les dessins annexés, qui apportent de nombreuses informations de caractère certain, sont à considérer comme partie intégrante de la description, non seulement pour servir à compléter celle-ci, mais aussi pour contribuer à la définition de l'invention si nécessaire. I1 est maintenant fait référence aux figures 1, 2, 3 et 4, ainsi qu'au couple des figures 2A et 2B. Dans son ensemble, l'appareil comporte une partie cen trale désignée par la référence générale 1, et zanis laquelle s'effectuera la mesure proprement dite--. E amont de celle-ci est prévu un embout conique noté ; en aval, un montage de venturi noté 9. Dans la partie centrale (figure 21, un tube isolant 11, par exemple en téflon, supporte extérieurement une première électrode de blindage 10, qui déborde largement le tube 11 de part et d'autre. On notera immédiatement qu'à son extrémité gauche, l'électrode 10 se termine par une partie renforcée 17 dont l'extrémité s'arrondit vers l'axe central. Intérieurement, le support de téflon 11 reçoit une première électrode active 14. Celle-ci ne s'étend que sur une fraction de la longueur du tube 11, entre des points 13 et 16, où l'électrode 14 se fixe sur le support 11 par des vis ainsi que des bagues de maintien (voir notamment figure 2A). A partir de ces points 13 et 16, et vers ses extrémités, le tube 11, aminci intérieurement, loge des bagues d'isolation en téflon notées 12 et 15. Enfin, les extrémités internes de ce tube 11 reçoivent des renflements 33 et 43 prévus à une extrémité des cylindres conducteurs externes 34 et 44 que comportent respectivement deux couronnes de soutien, notées dans leur ensemble 3 et 4. Par exemple, le renflement 33 est fixé sur le tube 11 par une vis 39. Par ailleurs, le cylindre 34 est fixé, par exemple par des vis telles que 32, sur l'extrémité i7 du blindage externe 10. Dans son ensemble, la couronne de maintien 3 comprend le cylindre 34, relié par trois ailettes telles que 35 (illustrées en coupe en 35A) à an cylindre conduc teWr interne 36. De même, la couronne de maintien 4 comprend le cylindre conducteur externe 44, relié par des ailettes conductrices telles que 45 (vues en coupe en 45A) à un cylindre conducteur interne 46. En appui entre les cylindres 36 et 46 est monté Ü tube isolant interne 21, qui peut être lui aussi en téflon. Du côté gauche, le tube 21 s'amincit progressivement en 23. Intérieurement, il loge une seconde électrode de blindage 20, mise à la masse. Extérieurement, il loge la seconde électrode active 26, exactement en regard de la première électrode active 14. On remarque en 25 l'une des vis isolantes de fixation de l'électrode 26. L'électrode de blindage interne 20 couvre tout le tube 21. La solidarité entre les couronnes 3 et 4 qui servent à la fixation du tube isolant interne 21 par rapport au tube isolant externe 11 est assurée par les vis telles que 39. On remarquera aussi qu'il existe un intervalle entre chacun des cylindres conducteurs 36 et 46, et l'électrode active interne 26. Au droit ae ces intervalles, le tube isolant interne 21 est aminci, ce qui fait qu'il comporte deux parties d'extrémités 22 et 29 destinées à son sçutien, par les couronnes de fixation 3 et 4, en même temps qu'une bonne isolation électrique est entretenue entre ces couronnes, conductrices, et l'élec- trode active 26. DvaC la pratique, on applique une haute tension sur l'électrode 14, et l'électrode 26 est relie'e à un électromètre, comme montré sur la figure 5. Un générateur 60 produit une tension en échelons, comme montré si: la figure SA. Un amplificateur de haute tension 6i augmente l'amplitude des échelons pour passer à une tension variable de O à 2 kV. Cette tension est appliquée à l'électrode 14. L'électrode 26 est pour sa part reliée à un amplificateur de courant 63, par l'intermé- diapre d'un interrupteur 62. Comme déjà décrit, l'interrupteur 62 interrompt la connexion entre l'électrode 26 et i'amplificateur 63 pendant le régime transitoire que va prendre le condensateur cylindrique matérialisé par les électrodes 14 et 26, au moment des transitions entre échelons de tension. A la fin du régime transitoire, un échantillonneur 64 prélève la valeur du courant en sortie de i'amplificateur 63 pour l'appliquer à un organe de traitement 65. De manière connue, on peut ainsi disposer d'une série de valeurs du courant ionique, pour des valeurs progressivement croissantes de la haute tension de polarisation, et ce jusqu'a atteindre la valeur de saturation déjà définie plus haut. A partir de là, il est possible de tirer la conductivité ionique (pour les faibles valeurs de la haute tension), la fonction de distribution de mobilitédes ions, en prenant en compte ltensem- ble des échantillons obtenus, et aussi la densité ionique, en tenant compte du courant maximal obtenu lorsqu'on a atteint la saturation. Le mode de réalisation décrit en référence aux figures 1 à 4 est susceptible de fonctionner de cette manière. Pour éviter des perturbations liées aux grosses particules chargées, on prévoit en amont un embout conique 8, illustré de façon plus détaillée sur la figure 3. Cet embout, constitué d'une paroi externe 80 et d'une paroi interne 81, forme intérieurement un divergent à partir de son extrémité amont arrondie 82, obtenu par réunion des parois 80 et 81. Très avantageusement, on place au voisinage de cette extrémité amont un film résistif chauffant 83, qui évite le givrage. A 11 autre extrémité, les deux parois 80 et 81 se re- joignent en 84, pour être fixéesl'unesur l'autre par des vis telles que 88. Une ièvre 85 peut venir chevaucher ia pièce 17 déjà mentionnée (figure 2) et se fixer sur elle par une vis 86. Cet embout conique coopère avec la partie centrale illustrée sur la figure 2, pour faire en sorte que les grosses particules chargées se dirigent préférentiel- lement vers l'intérieur du tube interne ZC, ce qui évite leur passage dans la partie active du condensateur. D'une part, on évite ainsi que la mesure ne soit faussée. D'autre part, et surtout, on élimine pratiquement le risque que les électrodes et/ou l'appareillage électronique de mesure associé soient détruits par des surtensions ou des claquages. Un effet de filtrage mécanique des grosses particules chargées a pu être obtenu, sans décollement de la couche limite à l'intérieur de l'embout conique 8, pourvu que le demi-angle au sommet du cône intérieur soit au plus égal à 10 . De bons résultats ont été obtenus avec une valeur d'environ 9" pour ce demi- angle au sommet. Le film 37 que lion peut placer à l'intérieur du cylindre conducteur 36, à l'entrée du tube interne 21, évite aussi le givrage de l'électrode interne et contribue à limiter l'effet d'abrasion des grosses par tipules chargées. Avec cette disposition, il s'est avéré possible de faire en sorte que 90% des particules d'un diamètre supé- rieur à 200 micromètres traversent le capteur en son centre. Ce résultat est particulièrement intéressant, lorsqu'on souhaite effectuer des mesures à bord d'un avion. En effet, les observations effectuées par le Demandeur ont mis en évidence l'existence de champs de 150 kVm 1 à la surface de l'avion lorsque celui-ci pénètre des formations orageuses. L'établissement de ces champs est dû en partie à l'impact sur l'avion de particules liquides et/ou solides que l'on appelle hydrometéores. Les dispositions qui viennent d'être décrites diminuent considérablement les effets des hydrométéores sur les mesures faites à l'aide d'un appareillage embarqué sur avion. Il est également important, pour la qualité des mesures, de connaître avec précision la vitesse ae l'écou- lement gazeux à l'intérieur de l'appareil,dans la zone comprise entre les électrodes actives 14 et 26. L'invention prévoit que l'on utilise à cet effet un dispositif formant venturi, illustré sur la figure 4. Dans son ensemble. le venturi est supporté par deux parties annulaires 90 et 92, réunies par des ailettes 95. La partie externe 91 s'engage par la gauche entre l'électrode de blindage externe 10 et l'électrode 44. Extérieurement, cette partie 90 comporte un blindage 99 qui s'établit en continuité de l'électrode de blindage 10. L'extrémité aval de l'anneau 90 est arrondie en 94. Pour sa part, l'anneau interne vient s'engager à l'ln- térieur de l'électro,de 46 de la couronne 4. (Les fixations n'ont pas été représentées pour simplifier le dessin.) Le venturi lui-même est défini par des renflements annulaires 91 et 93 supportés en regard l'un de l'autre par les pièces 90 et 92. Comme le sait l'homme de l'art,on prévoit deux tubes de prise de pression qui sont disposés l'un en 96, en amont de la restrIction que forme le venturi, l'autre en 97, dans la zone de restriction. La mesure de pression différentielle donne l'indication du débit gazeux. Cette mesure peut être transformée en grandeur électrique par tout moyen connu de l'homme de l'art. Selon un autre avantage de la présente invention, les couronnes ae fixation 3 et 4 sont agencées, d'une part en leurs cylindres métalliques externes 34 et 44, d'autre part en leurs cylindres métalliques internes 36 et 46, pour former électrodes de garde,pour l'élec- trode active externe 14. Cela contribue à la bonne qualité des mesures que l'on obtient avec un dispositif selon l'invention. fl est maintenant fait référence à la figure 6. Cette figure 6 est une vue partielle correspondant à la figure 2. Bien entendu, le mode de réalisation preférentiel que l'on décrira maintenant a vocation à incorporer en amont un embout conique tel qu'illustré à la figure 3, et en aval un venturi tel que le montre la figure 4. La figure 6 se compare à la figure 2. Toutefois, plusieurs éléments de la figure 2 n'ont pas été reproduits sur la figure 6. D'autres éléments, qui existent sur les deux figures, mais conservent exactement les mêmes fonctions, ne seront pas décrits à nouveau. La différence essentielle entre la figure 6 et la figure 4 réside en ce que ltélectrode active interne 26, ou électrode de mesure, est maintenant constituée de plusieurs éléments annulaires 26-1, 26-2, 26-3 et 26-4, alignés, électriquement isoles les uns des autres. L'autre électrode active 14 s'étend en regard de tous ces éléments annulaires. Le Demandeur a observé que l'on peut choisir la valeur de la haute tension continue (qui n'a plus besoin d'etre en escalier), l'espacement radial entre électrodes actives, ainsi que les longueurs axiales des différents éléments de l'électrode -de mesure, pour arriver à mesurer simultanément la conductivité ionique, la mobilité moyenne des ions, et la concentration de ceux-ci. En utilisant un nombre suffisant d'électrodes de mesure, on va bien entendu accéder aussi à la fonction de distribution des mobilités Ioniques. Dans le mode de réalisation illustré, l'électrode de mesure comporte, de i'amont vers l'aval, quatre élé ments annulaires dont les longueurs axiales sont entre elles sensiblement comme la suite 1, 1, 1,33 et 2,15. C'est-à-dire que les deux premiers éléments mesurent 30 mm, le troisième 40 mm, et le dernier 65 mm. Un es- pacement de 2,5 mm est prévu entre deux éléments consécutifs de l'électrode de mesure. Comme précédemment, le tube isolant de support 21 peut être en téflon. Le diamètre extérieur du tube 2i est de 58 mm. Le dia- mètre intérieur du tube 11, au droit de l'électrode 14, est de 100 mm. La haute tension d'alimentation peut être de 2000 Volts. Les segments 26-1, 26-2, 26-3 et 26-4 des électrodes de mesure sont reliés à des électromètres respectifs 63-1 à 63-4, qui peuvent être construits comme précédemment, et fournissent respectivement des courants I1 à T4. Le fonctionnement est le suivant - Pour une valeur donnée de la haute tension, le premier tronçon 26-1 capte tous les ions de mobilité supérieure à kl, où kl est la mobilité critique définie par la longueur L1 de ce premier tronçon. - Le second tronçon 26-2 capte tous les ions de mobilité inférieure à kl mais supérieure à k2, qui est ia mobilité critique définie par ia longueur L1+ L2 (en négligeant l'interstice entre deux tronçons consécutifs). - Plus généralement, le tronçon de rang i capte tous les ions de mobilité inférieure à k 1 mais supérieure à ki, qui est la mobilité critique définie par ia somme des longueurs des électrodes L1 à Li. - On fait en sorte que, pour la dernière électrode, ici 26-4, on atteigne ia valeur de la mobilité critique de saturation, c'est-à-dire que cette dernière électrode sera frappée par le reste des ions contenus dans le milieu gazeux considéré. I1 en résulte que chaque électrode va être frappée par les ions dont la mobilité se situe à l'intérieur d'un intervalle donné de mobilités. De plus, la somme des courants perçus par les électrodes 1 à i représente le courant dû aux ions dont la mobilité est supérieure à la mobilité critique k. de la ième électrode considérée. Enfin, la somme de tous les courants perçus par toutes les électrode est égale au courant ionique total, dans la mesure où la dernière électrode atteint la mobilité critique de saturation. On peut alors exploiter la mesure en traçant une carac téristique courant/tension, équivalente à celle que l'on obtenait selon la technique antérieure par 1 inter- médiaire d'une excursion de la haute tension continue de polarisation. Cette caractéristique courant/tension est maintenant obtenue en reportant la somme progressive des courants perçus par les différents segments d'électrodes en fonction de lnverse de la mobilité critique correspondante (ou en fonction de ia valeur de la haute tension correspondante, par comparaison avec la technique antérieure). Ainsi, la figure 8 représente une courbe de courant en fonction de valeurs de haute tension équivalentes. La conductivité ionique est alors définie par la pente de la courbe courant/tension. On considère la plupart du temps qu'il s'agit de la pente à l'origine. Cette conductivité peut s'écrire où E 0 est la permittivité diélectrique du milieu gazeux, C est la capacité du condensateur cylindrique, tandis que le second terme désigne la pente de la courbe. Pour sa part, la fonction de distribution des mobilités ioniques, notée f(k), peut s'écrire où e désigne la charge élémentaire de l'électron, Q le débit de l'écoulement gazeux dans l'espace de mesure interélectrodes, tandis que le second terme est la dérivée seconde de la relation entre le courant et la tension équivalente, telle qu'illustrée en figure 8. Bien entendu, les relations qui précèdent supposent que l'on dispose d'un grand nombre d'électrodes de mesure. Lorsqu'on dispose d'un nombre limite de telles électrodes, on remplacera les dérivées par des valeurs dif férentielles correspondantes prises sur chacun des segments de l'électrode de mesure. Enfin, la densité ionique n est définie par le qotier ae la somme des courants traversant toutes les électrodes de mesure et du produit du débit de l'écoulement par la charge élémentaire de l'électron. a figure 7 fait apparaitre une manière simplifiée d'exploiter les mesures, que l'on décrira maintenant. Un amplificateur 70 réalise ia somme des courants I1 à I4, d'où i'on peut déduire la concentration ionique dans le milieu gazeux, comme il vient d'être indiqué. Le courant I1 relatif à la première électrode est applL- qué à un circuit pondérateur 71, qui le multiplie par un facteur M1 égal l'inverse de la tension équivalente V1 que l'on peut associer à l'électrode I1 Il résulte de ce qui précède que ce facteur est déterminable à l'avance. La sortie de l'organe 71 est une indication de la conduc tivité ionique du milieu gazeux, aux faibles valeurs du courant. Pour le reste, on peut déterminer la mobilité ionique dans quatre intervalles associés respectivement aux quatre électrodes de mesure, comme précédemment indiqué. Plus simplement, on peut rechercher l'indication de lamobilité moyenne des ions dans le milieu gazeux. La figure 7 le fait en partant des courants I3 et I4, auxquels des pondérateurs 73 et 74 appliquent respectivement des facteurs de correction M3 et M4. M3 est défini par l'inverse de la différence entre les tensions équivalentes V3 et V2, tandis que M4 est défini par l'inverse de la différence entre les tensions équivalentes V4 et V3. Un amplificateur différentiel 72 construit la différence entre les sorties des pondérateurs 74 et 73. A son tour, la sortie de I'amplificateur ditférentiel 72 est appliquée à un autre circuit pondérateur 75, opérant suivant un facteur M5 égal à l'inverse de la différence entre les tensions équivalentes V4 et V3. La sortie de l'organe pondérateur 75 est alors une indication de la densité de mobilité des ions. Dans une variante de ce qui a été indiqué plus haut, la conductivité ionique peut être obtenue à partir du courant I2, pondérée par l'inverse de la différence entre les tensions équivalentes V2 et V1. Le dispositif qui vient d'être décrit convient particulièrement bien pour être embarqué sur un aéronef, afin d'effectuer des mesures dans l'atmosphere. Ces mesures sont particulièrement délicates lorsqu'il s'agit de déterminer les caractéristiques ioniques de nuages convectifs tels que les nuages d'orages. Par sa grande rapidité, le mode de réalisation preférentiel qui vient d'être décrit, se trouve particulièrement approprié pour une telle applIcation. Pour la même fréquence d'échantillonnage des mesures, il permet en effet d'atteindre une résolution spatiale de quelques mètres, à bord d'un avion tel que le Transall 04, volant à une vitesse de 100 m/s, alors que la résolution spatiale du capteur classique est de i'ordre de 100 mètres. Dans une telle application, on rencontre des perturbations "in situ" dues notamment aux hydrométéores déjà cités. Par son embout conique d'entrée, et son passage central pour les grosses particules, le dispositif selon l'invention réduit considérablement les inconvénients liés à de tels hydrométéores. Enfin, et cette fois quelle que soit l'applicaiton, il existe des perturbations systématiques liées aux effets de bord sur les électrodes actives du dispositif. ces effets de bord sont compensés par la disposition des électrodes de garde selon l'invention. La disposition de ces électrodes de garde est particulièrement délicate. En effet, si elles permettent de conserver le principe exact d'un champ électrique radial, elles s'accompagnent néanmoins d'une erreur sur la mesure, qui peut être significative pour des valeurs de tension élevées, mais qu'il est possible de corriger a posteriori. I1 s'est avéré possible d'utiliser des électrodes de garde assez longues, sans que l'on ait des pertes d'ions sensibles en raison des effets de diffusion thermique et turbulente, du moins dans les applicatins où la vitesse du milieu gazeux n'est pas trop faible par rapport aux valeurs des vitesses thermiques et turbulentes. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais s'étend à toute variante incluse dans le cadre des revendications ci-après. Revendications. 1. Appareil électrostatique pour la mesure des caractéristiques d'ionisation d'un milieu gazeux, du type comprenant - un corps tubulaire permettant le passage du milieu gazeux, et muni d'une électrode externe de blindage (10), - deux électrodes actives (14, 26), annulaires, montées coaxialement à l'intérieur du corps (I) pour former un condensateur cylindrique canalisant le milieu gazeux, - des moyens permettant d'établir une haute tenson aux bornes de ces électrodes actives, pour créer un champ électrique intense sensiblement radial, - des moyens de relier l'une (26) des électrodes actives, dite électrode de mesure, à un électromètre (63), pour déterminer le courant dû aux ions captés par l'électrode de mesure, caractérisé en ce que l'électrode active interne t26) est montée sur la paroi externe d'un tube isolant (21), ouvert à ses deux extrémités, la paroi interne de ce tube délimitant un canal central, une seconde électrode, de blindage (20), étant montee sur ladite paroi interne du tube isolant et mise à la masse. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube isolant (21) est muni d'extensions longitudinales (22, 29) permettant son support par deux couronnes de fixation (3, 4) à l'intérieur du corps. Appareil selon la revenaication 2, caractérisé en ce que l'extension amont (22) du tube isolant est équi pée intérieurement d'un moyen de chauffage (37), à l'entrée du canal central. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte1 de part et d'autre des électrodes actives (14, 26) et sensiblement en prolongement de celles-ci, des électrodes annulaires de garde (34, 44, 36, 46i mises à la masse, et agencées pour éviter des déformations des lignes de champ électrique aux extrémités des deux électrodes actives (14, 26). 5. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électrode de mesure (26) est constituée de plusieurs éléments annulaires (26-i à 26-4), alignés, électriquement isolés les uns des autres, en ce que l'autre électrode active (14) s'étena en regard de tous ces éléments annulaires, et en ce que ceux-ci sont reliés à un dispositif formant électromètre multipie (63-1 à 63-4) pour la détermination si- simultanée de plusieurs des caractéristiques d'ionisa- tion du milieu, sans qu'il ne soit nécessaire de faire varier la haute tension continue par échelons. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la valeur de la haute tension continue, ;'espacement radial entre électrodes actives, ainsi que les longueurs axiales des différents éiéments de l'électrode de mesure sont choisis pour permettre la mesure simultanée de la conductivité ionique, de la mobilité des ions et de la concentration de ceux-ci. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérIsé en ce que, ae l'amont vers l'aval, i'électrode de mesure (26) comporte quatre éléments annulaires dont les longueurs axiales sont entre elles sensiblement comme la suite i, 1, 1,33 et 2,15. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que la conductivité ionique est tirée du rapport du courant issu du premier élément, à sa tension équivalente, ou du courant issu du second élément, pondéré par l'inverse de la différence entre les tensions équivalentes aux courants issus des second et premier éléments,en ce que la concentration en ions est tirée de la somme des courants issus des quatre éléments, et en ce que la mobilité des ions est tirée des courants issus des deux derniers éléments, pondérés à chaque fois par l'inverse de la différence entre les tensions équivalentes au courant de l'élément et à celui du précédent, puis soustraits l'un de l'autre, et enfin pondérés ànouveau par l'inverse de la différence entre les tensions équivalentes aux courants issus des deux derniers éléments. 9. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit annulaire défini entre les électrodes actives se prolonge par un dispositif (9) du genre venturi, permettant la mesure du débit gazeux sans perturbation sensible de l'écoulement du gaz, ni de la trajectoire des ions dans la zone des électrodes actives. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que I'extrémité amont du corps comporte un embout conique (8) formant divergent vers l'intérieur du corps. 11. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le demi-angle au sommet à l'intérieur de l'embout conique (8) est inférieur à 10 environ, de préférence voisin de 6". 12. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'entrée de l'embout est munie d'un moyen de chauffage (83) tel qu'une résistance. 13. Application de l'appareil selon l'une des revendications précédentes, en particulier embarqué sur aéronef pour des mesures dans l'atmosphère.