Brevet FR2613894A1 — publié le 19881014

La présente invention concerne un transducteur électroacoustique omnidirectionnel large bande, de forme sphérique, appliquant dans son principe l'ionisation de l'air et ne comportant aucune partie mobile , la forme sphérique simulant une source sonore parfaitement ponctuelle. La mise en mouvement de l'air ambiant suivant le signal électrique met en oeuvre le principe selon lequel des pointes métalliques placées en réseau face à une contreélectrode aérodynamiquement et acoustiquement transparente sont portées à un potentiel électrique élevé par rapport à cette contre-électrode ; la concentration des lignes du champ électrique au voisinage de l'extrémité des pointes crée un phénomène d ionisation locale de l'air, par arrachement des électrons. Les ions ainsi créés par décharge corona, étant de même polarité que les pointes, sont accélérés par le champ électrique en direction de la contre-électrode, à laquelle ils cèdent leurs charges électriques. I1 se produit ainsi un courant-électrique pointes/ contre-électrode par transport de charges. Les ions entrent en collision avec les molécules d'air, leur cèdent une partie de leur énergie cinétique et de leur quantité de mouvement, créant ainsi un écoulement d'air se dirigeant vers l'intérieur du transducteur. En modulant par l'intermédiaire d'un dispositif électronique de commande l'intensité du courant électrique dû aux ions, on module localement la vitesse de cet écoulement, créant un gradient de pression à l'origine d'ondes sonores, tandis que l'onde interne est recueillie par un ensemble de corolles qui la guide vers une cavité équivalente à une chambre sourde où elle est annihilée. Conformément à l'invention, le transducteur électroacoustique large bande, de forme sphérique, du type comportant des pointes métalliques portées à un potentiel électrique élevé par rapport à une contre-électrode, l'intérieur de la forme sphérique étant muni d'une lentille acoustique sous forme de corolles reliées à un conduit débouchant dans une chambre sourde, est constitué par une première grille métallique extérieure dont sensiblement chaque noeud est relié à une aiguille métallique dont la pointe est dirigée radialement vers une seconde grille métallique intérieure et concentrique agissant en contre-électrode, de manière telle que la pointe de chaque aiguille soit disposée au droit d'un interstice de ladite seconde grille, chaque grille étant reliée à un circuit de commande approprié. Suivant d'autres caractéristiques - les pointes sont portées à un potentiel négatif par rapport à la contre-électrode, pour des raisons de stabilité de la décharge corona - la variation de l'intensité du courant électrique ionique est obtenue en modulant la différence de potentiel entre pointes et contre-électrode par l'intermédiaire du circuit de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente l'agencement de quelques pointes, illustrant le principe de fonctionnement la figure 2 représente une pointe (1), à échelle agrandie, illustrant le phénomène d'ionisation (i) à l'extrémité de ladite pointe la figure 3 représente l'agencement de l'électrode porte-pointes et de la contre-électrode, vu de face la figure 4 représente un schéma synoptique du circuit de commande du transducteur ; et la figure 5 représen-te une vue schématique en coupe d'un transducteur selon l'invention avec une vue partielle détaillée de la disposition de l'agencement représenté figure 1. , Sur ces dessins, les mêmes références désignent les mêmes éléments. En se référant aux figures 1 et 3,chaque pointe 1 est disposée sur un noeud d'une première grille formée de fils métalliques 2a, 2b, au droit d'un interstice ou évidement d'une seconde grille formée de fils métalliques 3a, 3b, de manière à rendre plus laminaire l'écoulement de l'air et à éviter la formation d'une contre-décharge corona positive par accumulation d'ions négatifs sur la contreélectrode, ce qui rendrait instable la décharge au voisinage des pointes. Avantageusement, afin d'éviter des phénomènes de "flashage" entre pointes et contre-électrodes, et afin c;'obtenir une bonne répartition du courant entre les différentes pointes, il convient d'insérer en série avec chaque pointe une résistance électrique 4 de forte valeur, par exemple 50 mégohms. Ces résistances électriques sont de préférence moulées à l'intérieur d'un revêtement diélectrique de forme aérodynamique, toujours afin d'améliorer le caractère laminaire de l'écoulement. En se référant à la figure 5, un transducteur selon l'invention est de forme sphérique définie par les grilles extérieure et intérieure, de référence générale 2 et 3 respectivement. Une lentille acoustique sous forme de corolles 7, en matière acoustiquement inerte, est destinée à recueillir l'onde interne émise par le transducteur, et la guider vers un tuyau acoustique coaxial 8, lequel se termine par un pavillon évasé 9 destiné à éviter tout phénomène de résonance et de retour de l'onde ainsi captée vers le transducteur. Une chambre sourde 10, tapissée de matériau absorbant acoustique du genre feutre et mise à l'air libre par un évent 12, a pour but d'annihiler cette onde interne. Le tuyau acoustique 8, lui aussi fabriqué en un matériau inerte sur le plan vibratoire, forme piédestal. A la sortie de l'évent 12 on peut disposer un moyen de circulation d'air tel qu'un ventilateur 5 silencieux, à faible vitesse de rotation, destiné à améliorer l'écoulement de l'air à travers le transducteur, lequel ventilateur est suivi d'un pot catalytique 6 rempli d'une substance chimique, Jouant le rôle de catalyseur, destinée à supprimer l'ozone et tout oxyde d'azote pouvant être créés par la décharge corona des pointes. A titre d'exemple, on peut réaiiser un transducteur selon l'invention avec les dimensions suivantes : diamètre de la grille extérieure 2 : 63 cm ; diamètre de la contreélectrode intérieure 3 : 60 cm ; longueur des pointes 1, résistances 4 comprises : 2 cm, ce qui ménage une distance de 1 cm entre l'extrémité des pointes et la grille sphérique 3 servant de contre-électrode ; distance entre pointes environ 7,5 mm. Le schéma simplifié du circuit de commande est représenté sur la figure 4, une seule pointe 1 avec sa résistance 4 étant représentée, avec une portion de la contre-électrode 3. L'ensemble constitué par l'amplificateur opérationnel A. 0., le transistor T1, le tube L1 et la résistance R, constituent une source de courant, imposant à travers le transducteur un courant dont l'intensité varie proportionnellement au signal d'entrée autour d'une valeur fixe égale à v R , ce qui procure de faibles taux de distorsion, la pression aérodynamique étant sensiblement proportionnelle à l'intensité du courant ionique. Lorsque la différence de potentiel entre les pointes et la contre-électrode varie, il se crée un courant de charge et décharge de la capacité parasite pointes/contreélectrode, se superposant au courant ionique ; la source de courant (A.0., T1, L1, R) n'étant pas en mesure de séparer le courant ionique du courant parasite, un dispositif électronique Il capte, grâce au réseau diviseur de tension R1 - R2, les variations de potentiel de la grille porte pointes, et génère, grâce au transistor T2 et à la résistance R3, un courant de compensation se superposant au courant principal. Ce dispositif électronique est un circuit d'asservissement compensant les courants de charge et de décharge des capacités parasites interélectrodes, celles-ci étant supposées mesurées et connues. Le tube L2 décharge la capacité parasite interélectrodes dans le cas où ce courant de décharge serait supérieur au courant principal. La résistance R4 aura une valeur telle que li = I2 en l'absence de signal, I1 étant le courant traversant L2, et 12 le courant traversant T2 et R3. REVENDICATIONS 1. Transducteur électroacoustique large bande, de forme sphérique, comportant des pointes métalliques montées chacune en série avec une résistance (4) et portées à un potentiel électrique élevé par rapport à une contre-électrode, l'intérieur de la forme sphérique étant muni d'une lentille acoustique sous forme de corolles (7) reliées à ;;un conduit (8) débouchant dans une chambre sourde 10), caractérisé par le fait qu'il est constitué par une première grille métallique extérieure (2) dont sensiblement chaque noeud est relié à une aiguille (1) dont la pointe est dirigée radialement vers une seconde grille métallique intérieure et concentrique (3) agissant en contre-électrode, de manière telle que la pointe de chaque aiguille soit disposée au droit d'un interstice de ladite seconde grille, chaque grille étant reliée à un circuit de commande, et que ladite chambre sourde comporte un évent (12) de circulation d'air. 2. Transducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque résistance électrique (4) est moulée à l'intérieur d'un revêtement diélectrique de forme aérodynamique. 3. Transducteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'évent de la chambre sourde est muni d'un moyen de circulation d'air et d'un pot de suppression d'ozone et d'oxydes d'azote. 4. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le circuit de commande est tel qu'il impose un courant traversant ledit transducteur et qui varie autour d'une valeur fixe proportionnellement au signal d'entrée. , 5. Transducteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le circuit de commande comprend un circuit d'asservissement (11) destiné à compenser les courants de charge et de décharge des capacités parasites interélectrodes.