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Un enregistreur hodoscopique simple
D. Tinturier
To cite this version:
173
UN ENREGISTREUR
HODOSCOPIQUE
SIMPLE Par D.TINTURIER,
Laboratoire de Physique Corpusculaire, Faculté des Sciences, Caen.
Résumé. 2014 Un
enregistreur commercial utilisant le principe du tracé sec sur papier métallisé a été modifié et adapté à l’enregistrement des événements détectés par un montage hodoscopique
de compteurs Geiger-Müller.
L’ensemble est simple, de fonctionnement sûr, ne nécessite que peu d’énergie et permet des durées continues d’enregistrement intéressantes.
Abstract. 2014 A commercial recorder
making use of inkless electric writirg on metallized paper
has been altered and made suitable for recording the events detected by a hodoscope of
Geiger-Müller counters.
The apparatus is
simple,
reliable, requires very little energyandis capable of recording over longperiods of time.
PHYSIQUE APPLIQUÉE TOME 21, NOVEMBRE 1960,
Les
montages
hodoscopiques
decompteurs
deGeiger-Müller,
utilisésprincipalement
dans l’étudedes
gerbes
de rayonscosmiques,
nécessitent undis-positif
d’enregistrement
des événements. Pendant l’un deceux-ci, chaque
compteur
G. M.peut
êtreou non traversé par une
particule ;
undispositif
approprié
doit doncenregistrer quels
sont les comp-teurs traversés.Le
dispositif
leplus
courammentemployé
a étécelui dans
lequel
le passage d’uneparticule
dans uncompteur
déclenchel’allumage,
pendant
un certaintemps
et sous certainesconditions,
d’unelampe
aunéon normalement
éteinte ;
il y a dans ce cas unelampe
au néon parcompteur
G.M.,
ceslampes
étant montées sur un panneau ; les conditions
d’allumage
étantremplies,
une caméra seraauto-matiquement
déclenchée etenregistrera
sur filmphotographique
l’ensemble deslampes
allumées[1
à7].
Deux autres
dispositifs
ont étéutilisés ;
l’un danslequel
l’enregistrement
a lieu parperforation
d’unebande de
papier
ou de cartes sous l’action depetits
électroaimants,
l’excitation de chacun d’eux étantcommandée par un seul
compteur [8, 9] ;
l’autredans
lequel chaque
compteur
commande l’action d’une touche d’une machine à écrireélectrique,
réalisant ainsi unenregistrement
codé desévéne-ments
[10].
,Ces deux derniers
dispositifs
ont l’inconvénientd’entraîner une
dépense d’énergie
relativementimportante,
uneamplification
enénergie
assezgrande
dessignaux
fournis par lescompteurs
étant nécessaire pour commander les électroaimants deperforation
ou les touches de la machine à écrire.Le but que nous nous étions
proposé
était lesuivant : réaliser un
hodoscope
entièrementauto-matique
destiné à fonctionner dans une mine def er à 450 mètres de
profondeur,
dans des conditionsde
température
et d’humidité assezdéfavorables,
et devant
être,
parsuite,
de constitution aussisimple
quepossible,
de fonctionnement sûr et absorbant le moinspossible d’énergie.
Nous avons
pensé
que leprocédé
d’enregis-trement par tracé sec surpapier métallisé,
utilisépar la maison Chauvin-Arnoux sur ses
enregis-treurs «
Script »,
remplissait
cesconditions,
moyen-nant
quelques
modifications.Principe
du tracé sec surpapier
métallisé. -®Une bande de
papier
porte
sur une de ses faces undépôt métallique
mince surlequel appuie
lapointe
d’une
pluma
métallique légère.
Ceile-ci étantportée
à unpotentiel électrique
différent de celui de lacouche
métallique,
et la surface de contact étant trèsfaible,
la densité de courant dans la résistance de contact est trèsgrande
et provoque la fusion locale de la couchemétallique
sur une surface d’autantplus grande
que la différence depotentiel
plume-couche métallique
estplus
élevée. Cettesur-face détruite est
toujours supérieure
à celle ducontact initial et celui-ci est totalement rompu
quelques
dizaines de millisecondesaprès
l’établis-sement du courant. Le
point
de fusion locale appa-raît sur la bande depapier
sousl’apparence
d’unetache noirâtre.
Si la différence de
potentiel plume-couche
métal-lique
existe en permanence, et si la bande depapier
se
déplace
au cours dutemps,
cedéplacement
ramènera au contact de la
plume
uneportion
intacte de surface conductrice et le
phénomène
pourra se
reproduire,
l’ensemble despoints
dedes-truction formant alors une
ligne pratiquement
continue.
Si la différence de
potentiel
n’existe que sousforme
d’impulsions
et si la bande depapier
sedéplace proportionnellement
autemps,
il174
raitra une succession de
points correspondants
auximpulsions,
à condition quel’espacement
dans letemps
de celles-ci soitsupérieur
autemps
mis parla surface conductrice pour revenir au contact d2 la
pointe
de laplume après
fusion locale.Dans
l’enregistreur
normal Chauvin-ArnouxS.C.60
Script,
laplume
est fixée à l’extrémité del’aiguille
d’unappareil
de mesure etpeut
sedépla-cer, sous l’action du courant traversant le cadre
mobile,
perpendiculairement
à la direction dudé-placement
dupapier enregistreur ;
on obtient ainsil’enregistrement
de lagrandeur
à mesurer enfonc-tion du
temps.
La différence depotentiel
continuentre la couche
métallique
et laplume
est de40 volts.
Modifications
apportpes
àl’appareil.
- Il étaitnécessaire que
l’enregistreur comportât
autant deplumes
quel’hodoscope
comporte
decompteurs,
soit une soixantaine.Le cadre mobile et la
plume
qui
y est norma-lement fixée n’étant pasutilisés,
devenaientdispo-nibles pour
l’enregistrement
d’unparamètre
quel-conque en fonction dutemps.
Les
phénomènes à enregistrer
seprésentaient
sous formed’impulsions positives
d’unecinquan-taine de volts
d’amplitude
et d’une durée d’une dizaine demicrosecondes ;
leur très faibleénergie
ne
permettait
pas de faire un marquage direct surle
papier
et uneamplification
enpuissance
deve-nait nécessaire.
Les 60
plumes
nepouvant
êtremontées,
parmanque de
place,
en une seulerangée,
ont étédisposées
en troisrangées
de 20Pour que
l’enregistrement puisse
se fairecorrec-tement,
il était nécessaire qU? le contact desplumes
avec la couche métallisée soit normalement
assurée;
cela a été réalisé en faisant passer lepapier
surtrois rouleaux de
plexiglass
(fig.
2)
disposés
detelle
façon
que J’extrémité desplumes
d’unerangée
soient situées sur unegénératrice
de l’un desrou-leaux. Trois autres rouleaux ont été
disposés
enquinquonce
avec lesprécédents
pour assurer unetension correcte du
papier.
Circuit
électrique.
~-- Le circuitélectrique
desplumes
a été réalisé defaçon
telle que lesrésis-tances de contact
plume-couche
soient montées dans le circuit deplaque
dethyratrons.
Chaque
plume
est reliée à laplaque
d’unthyratron
2D21 par l’intermédiaire d’une résistance faible(1
000ohms),
et la couche métallisée estportée
àla tension
positive
de 350 volts(fig. 3).
Lethyra-tron est normalement
bloqué ;
sa tension deplaque
est alors celle de la
plume
et de la couchemétal-lisée,
soit 350 volts.Lorsqu’un
compteur
esttouché,
uneimpulsion
positive
estenvoyée
sur lagrille
duthyratron
correspondant
et ledébloque ;
un courant intensele traverse ainsi que la résistance de
contact,
pro-voquant
la fusion locale de la couchemétallisée ;
lecontact est alors rompu ; la haute tension est isolée
175
Le
déplacement
dupapier
ramènerapidement
laplume
au contact de la couche métallisée etl’en-semble est à nouveau
prêt
à fonctionner.Nous avons été amené à
porter
la haute tensionà 350 volts pour différentes raisons dont les
prin-cipales
sont la courte durée desimpulsions
appli-quées
à lagrille
desthyratrons
et la dimensionminimum des
points
à obtenir.Un relais de sécurité est monté dans le circuit
général
de haute-tension dans le but de couper celle-ci et de désamorcer ainsi lesthyratrons
au casoù un contact
permanent
accidentel s’établiraitentre l’une ou
plusieurs
desplumes
et la coucheconductrice.
Entraînement du
papier.
- Les vitesses
nor-males d’entraînement du
papier
del’appareil
Chauvin-Arnoux étanttrop
rapide
pour le but quenous
proposions,
nous avons introduit des rouessupplémentaires
dans les trainsd’engrenages
nor-maux ; nous obtenons
ainsi,
enplus
des vitessesnormales de déroulement de
900,
1 800 et3 600
mm/h
les nouvelles vitesses :450,
225 et112,5
mm~h.
Les événements étudiés arrivent au
hasard,
avecune
périodicité
moyenne de 20 à 30minutes ;
enadoptant
une vitesse de déroulement de 225mm/h,
la
longueur
totaleoccupée
par unenregistrement
étant de 250 mm, les événements seront
parfai-tement
séparés.
Le diamètre d’un
point
de marquage étant de l’ordre de 1 mm, nous pouvons connaître l’heured’un événement avec une
précision
de l’ordre de20
secondes,
pour la vitesse de 225mm/ho
Conclusions. ~-- La modification d’un enregis-treur commercial utilisant leprincipe
du tracé sec surpapier
métallisé,
apermis
de réaliser unpro-cédé très
simple d’enregistrement
desphénomènes
à « tout ou rien », utilisé dans notre cas avec unmontage
hodoscopique.
L’alimentation stabilisée
peut
n’avoirqu’un
débit continu assez faible car elle seracapable
defournir une intensité instantanée bien
supérieure
àson débit continu
pendant
les instants très courtsdurant
lesquels
lesthyratrons
sontconducteurs ;
il
n’y
a d’ailleursjamais
plus
dequelques
thyra-trons,
sur les 60 nécessaires pour notremontage,
intéressés par un événement.
La destruction de la couche métallisée
supprime
la haute tension sur laplaque
desthyratrons
et assurant par suite leurdésamorçage,
évite ainsi de recourir à des circuits d’extinction.L’heure à
laquelle
a lieu un événement est connue avec une bonneprécision
par laposition
de sonenregistrement
sur la bande.Enfin la
longueur
des rouleaux depapier
(25
mètres) permet
une duréed’enregistrement
continu intéressante.
