FR2518756A1 - Electrostatic potential measurement appts. for aircraft body - uses gold wire proximal to external body surface to provoke corona discharge pulses whose discharge current is determined - Google Patents

Abstract

In this process, a series of corona discharge pulses are generated from the body (10) at a point (20) of the neighbouring medium situated very close to the outside surface of the body (10). Each pulse provides an amount of electricity which is very small in relation to the charge of the body being less than 10 to the -10 C. A parameter of the electrical current formed by this discharge is measured. The device used in this process contains an electrode (20) connected to the ground of the body (10) through a high resistance (R23) and whose emitting point (22), situated near the outside surface of the body, produces corona electrical discharges. The emission electrode comprises a 25 micron dia. gold wire extending over approximately 10 mm. and having one end connected to a reistor, the other end being left free to form the emissive point.

Description

Procédé et dispositif pour la mesure du potentiel électrique d'un corps isolé.Method and device for measuring the electrical potential of an isolated body.

L'invention est relative à la mesure du potentiel électrique d'un corps isolé, notamment d'un corps libre dans l'espace, et susceptible d'accumuler des charges électriques, par frottement ou sous d'autres influences, qui en élèvent le potentiel jusqu'à des valeurs pouvant atteindre plusieurs dizaines de kilovolts par rapport au milieu ambiant.The invention relates to the measurement of the electrical potential of an isolated body, in particular of a body free in space, and capable of accumulating electrical charges, by friction or under other influences, which raise the potential up to values up to several tens of kilovolts compared to the ambient environment.

Dans le cas de corps tels que des avions, des hélicoptères ou des engins évoluant dans l'atmosphère, ces charges électriques peuvent être la cause de perturbations fonetionnelles, notamment sur les équipements de radionavigation et de radiocommunication embarqués. Elles représentent également, lorsque ces aéronefs se rapprochent de la terre et lorsqu'ils se posent, un danger d'électrocution pour les personnes au sol qui entrent en contact avec ces corps. Elles peuvent, enfin, etre à l'origine de la formation d'étincelles dans des milieux explosibles.In the case of bodies such as planes, helicopters or machines moving in the atmosphere, these electric charges can be the cause of fundamental disturbances, in particular on on-board radionavigation and radiocommunication equipment. They also represent, when these aircraft approach the ground and when they land, a danger of electric shock for the people on the ground who come into contact with these bodies. They can, finally, be at the origin of the formation of sparks in explosive environments.

Un moyen de faire face aux difficultés entraînées par l'accumulation de charges électriques sur des corps isolés consiste à les équiper de dispositifs dénommés déperditeurs de potentiel qui provoquent ou facilitent l'élimination des charges électriques dans le milieu environnant, en empêchant ainsi le potentiel d'atteindre des valeurs dangereuses. One way of dealing with the difficulties caused by the accumulation of electric charges on isolated bodies is to equip them with devices called potential lossers which cause or facilitate the elimination of electric charges in the surrounding medium, thereby preventing the potential of '' reach dangerous values.

I1 arrive cependant qu'une connaissance de la valeur du potentiel atteint par un corps isolé puisse être utile, par exemple à des fins d'étude ou de contrôle. I1 en est ainsi lorsqu'on désire vérifier l'efficacité du fonctionnement des déperditeurs équipant un engin et étire averti d'une éventuelle défaillance afin d'en prévenir les conséquences. It sometimes happens, however, that knowledge of the value of the potential reached by an isolated body may be useful, for example for the purposes of study or control. This is so when one wishes to check the efficiency of the operation of the heaters fitted to a vehicle and is warned of a possible failure in order to prevent the consequences.

Les dispositifs utilisés à cet effet sont des capteurs sensibles au champ électrique et qui fournissent en conséquence des mesures qui dépendent non seulement du potentiel électrique atteint par le corps mais aussi de la forme géométrique de celui-ci. En effet, lorsque la surface d'un corps chargé est relativement conductrice, les charges électriques se répartissent le long de celle-ci pour atteindre un équilibre dans lequel le champ électrique varie localement en fonction de la géométrie de cette surface en passant par des maxima locaux aux emplacements où les rayons de courbure sont minima.The devices used for this purpose are sensors sensitive to the electric field and which consequently supply measurements which depend not only on the electric potential reached by the body but also on the geometric shape of the latter. In fact, when the surface of a charged body is relatively conductive, the electric charges are distributed along it to reach an equilibrium in which the electric field varies locally as a function of the geometry of this surface passing through maxima premises at locations where the radii of curvature are minimum.

En outre, il est fréquent que le milieu ambiant soit luimême le siège d'un champ électrique qui s'ajoute vectoriellement au champ électrique créé à la surface du corps par la charge propre de celui-ci.In addition, it is frequent that the ambient environment is itself the seat of an electric field which is added vectorially to the electric field created on the surface of the body by its own charge.

Les capteurs connus pour la mesure du potentiel d'un corps électriquement isolé sont sensibles à la résultante du champ électrique propre de ce corps et du champ d'origine externe.The known sensors for measuring the potential of an electrically isolated body are sensitive to the result of the body's own electric field and the field of external origin.

On connaît notamment les dispositifs du type "moulins à champ" dans lesquels une électrode fixe de détection, occultée périodiquement par une électrode mobile, se charge sous l'effet du champ électrique et produit un courant électriquereprésentatif de cette charge. Ces dispositifs présentent l'inconvénient de nécessiter un système d'entraînement de l'électrode mobile. Ils sont donc relativement complexes, sensibles aux vibrations et leur encombrement les rend souvent peu propices à une utilisation embarquée.Particularly known are devices of the "field mills" type in which a fixed detection electrode, periodically obscured by a mobile electrode, is charged under the effect of the electric field and produces an electric current representative of this charge. These devices have the disadvantage of requiring a drive system for the mobile electrode. They are therefore relatively complex, sensitive to vibrations and their bulk often makes them unsuitable for on-board use.

On connaît également des capteurs dans lesquels une sonde radioactive produit, par ionisation des gaz composant l'atmosphère environnante, des charges qui sont entraînées par le champ électrique, le courant résultant fournissant la valeur du potentiel mesuré. Ces dispositifs peuvent être, en principe, montés sur le corps dont on désire mesurer le potentiel. Cependant, l'emploi d'un produit radioactif impose le recours à des moyens de protection lourds et encombrants qui s'opposent à leur utilisation embarquée dans de nombreux matériels aéronautiques ou spatiaux.Sensors are also known in which a radioactive probe produces, by ionization of the gases making up the surrounding atmosphere, charges which are entrained by the electric field, the resulting current providing the value of the measured potential. These devices can, in principle, be mounted on the body whose potential is to be measured. However, the use of a radioactive product requires the use of heavy and bulky protective means which oppose their use on board in many aeronautical or space materials.

On a par ailleurs déjà proposé, par exemple dans le Brevet
Etats-Unis NO 3 760 268 (Ruhnke) délivré le 18 septembre 1973, de mesurer le champ électrique atmosphérique à l'aide d'un conducteur allongé propulsé par une fusée et doté d'un dispositif de retransmission des mesures. Le champ électrique atmosphérique produit une différence de potentiel entre les extrémités du conducteur. Si la longueur de celui-ci est suffisante, cette différence de potentiel donne naissance à une décharge électrique en couronne, ou décharge corona, de nature pulsée, dont on peut mesurer le courant. Celui-ci varie d'une manière non linéaire en fonction des variations du champ électrique mesuré.Ce défaut peut être corrige, en partie, en connectant entre les deux extrémités du conducteur, une résistance électrique de valeur élevée qui linéarise la relation entre le courant et le champ électrique mesuré. Cependant, un tel dispositif ne permet pas de mesurer le potentiel d'un corps isolé dans l'espace car son fonctionnement implique que lecorps portant le conducteur ne soit pas lui-meme chargé. A tout champ électrique du à la chargedu corps viendrait en effet se superposer le champ électrique atmosphérique, de valeur inconnue, qui fausserait la mesure ou la rendrait totalement dépourvue de signification.We have also already proposed, for example in the Patent
United States NO 3,760,268 (Ruhnke) issued September 18, 1973, to measure the atmospheric electric field using an elongated conductor propelled by a rocket and provided with a device for retransmission of the measurements. The atmospheric electric field produces a potential difference between the ends of the conductor. If the length of the latter is sufficient, this difference in potential gives rise to an electrical corona discharge, or corona discharge, of pulsed nature, the current of which can be measured. This varies in a non-linear way according to the variations of the measured electric field. This defect can be corrected, in part, by connecting between the two ends of the conductor, an electrical resistance of high value which linearizes the relation between the current and the measured electric field. However, such a device does not make it possible to measure the potential of an isolated body in space because its operation implies that the body carrying the conductor is not itself loaded. Any electric field due to the charge of the body would in fact come to superimpose the atmospheric electric field, of unknown value, which would distort the measurement or make it completely devoid of meaning.

Au regard de cet étatde la technique, l'inventioa vise à fournir un moyen de mesure ou de surveillance du potentiel d'un corps isolé, notamment dans l'espace, de constitution très simple et peu encombrante, qui puisse être facilement installé sur le corps lui-même, même dans un espace de peti tes dimensions.In view of this state of the art, the inventioa aims to provide a means of measuring or monitoring the potential of an isolated body, especially in space, of very simple and space-saving constitution, which can be easily installed on the body itself, even in a space of small dimensions.

A cet effet, l'invention a pour objet, selon un premier aspect, un procédé caractérisé en ce qu'on provoque une série d'impulsions de décharge corona à partir de ce corps en un point de l'espace environnant situé au voisinage immédiat de la surface extérieure dudit corps, chaque décharge mettant en jeu une quantité d'électricité très petite par rapport à la charge du corps, et on mesure un paramètre du courant électrique constitué par cette série de décharges. De préférence, la quantité d'électricité mise en jeu par chaque impulsionde décharge est maintenue à une valeur inférieure à 10 10 Coulomb.To this end, the subject of the invention is, according to a first aspect, a method characterized in that a series of corona discharge pulses is caused from this body at a point in the surrounding space located in the immediate vicinity of the external surface of said body, each discharge bringing into play a very small amount of electricity relative to the charge of the body, and a parameter of the electric current constituted by this series of discharges is measured. Preferably, the quantity of electricity brought into play by each discharge pulse is kept at a value less than 10 10 Coulomb.

Ainsi, l'invention permet en créant une déperdition de charge électrique tout à fait minime, et par conséquent insuffisante pour influencer sensiblement la valeur du potentiel à mesurer, d'obtenir un signal qui varie en fonction du potentiel de ce corps, dans la mesure où la fréquence des impulsions de décharge varie avec le champ électrique au point de mesure.Thus, the invention makes it possible, by creating an absolutely minimal loss of electrical charge, and therefore insufficient to significantly influence the value of the potential to be measured, to obtain a signal which varies as a function of the potential of this body, to the extent where the frequency of the discharge pulses varies with the electric field at the point of measurement.

On provoque de préférence la décharge à l'aide d'une électrode effilée reliée électriquement au corps et dont la pointe émissive est-située au voisinage immédiat de la surface extérieure du corps, de façon à soustraire, au moins pour une large part, la mesure du courant de décharge à l'effet du champ électrique d'origine extérieure au corps. The discharge is preferably caused by means of a tapered electrode electrically connected to the body and the emissive tip of which is located in the immediate vicinity of the external surface of the body, so as to subtract, at least for a large part, the measurement of the discharge current for the effect of the electric field of origin external to the body.

Selon un mode de réalisation -tout à fait préféré de l'invention, on détermine en outre les conditions de formation de la décharge corona de telle manière que la période de ces impulsions, sur la plage de mesure de potentiel que l'on cherche à surveiller, soit supérieure à la constante de temps de dissipation de la. petite charge d'espace créée dans les alentours immédiats de la pointe émissive par chaque -impulsion pour des raisons qui apparaissent ci-après. According to an entirely preferred embodiment of the invention, the conditions for forming the corona discharge are also determined in such a way that the period of these pulses, over the potential measurement range which it is sought to monitor, ie greater than the dissipation time constant of the. small charge of space created in the immediate vicinity of the emissive point by each impulse for reasons which appear below.

La géométrie de cette pointe favorise l'accumulation de charges électriques à son extrémité et l'apparition consécutive d'un champ électrique supérieur à un seuil d'amor çage, ou seuil critique, dans le milieu environnant la pointe. Ce champ électrique est atteint avec une accumulation de charges électriques d'autant plus faible que le rayon de courbure de la pointe d'émission est petit. Dès que le champ électrique à l'extrémité de la pointe émissive dépasse le seuil critique, l'émission de charges électriques dans le milieu environnant a pour effet de ramener sa valeur à un niveau inférieur à ce seuil critique. La décharge cesse.The geometry of this point favors the accumulation of electric charges at its end and the consecutive appearance of an electric field higher than an initiation threshold, or critical threshold, in the medium surrounding the point. This electric field is reached with an accumulation of electric charges the smaller the radius of curvature of the emission tip is small. As soon as the electric field at the end of the emissive tip exceeds the critical threshold, the emission of electrical charges in the surrounding medium has the effect of reducing its value to a level below this critical threshold. The discharge ceases.

tes charges électriques émises forment aux alentours immédiats de cette pointe une charge d'espace dont la dissipation dans le milieu environnant dépend d'un ensemble de facteurs physiques, notamment de la quantité de charges émises par chacune des impulsions. Des études approfondies menées sur les phénomènes de décharge électrostatique ont montré que chaque émission d'impulsions par une pointe est suivie d'un temps de recharge de cette dernière jusqu'à ce que le champ électrique de la pointe dépasse à nouveau le seuil critique mentionné précédemment. Ces études ont montré également que la charge d'espace régnant aux abords immédiats de la pointe tendait à s'opposer à une nouvelle augmentation du champ au-delà du seuil critique.En conséquence, si la pointe émissive est raccordée au corps par une liaison relativement conductrice, il faut attendre, pour qu'une nouvelle décharge se produise, que la charge d'espace issue de l'émise sion précédente soit suffisamment dissipée pour que le champ dépasse à nouveau le seuil d'amorçage à l'extrémité de la poilte. Dans ces conditions, la fréquence d'émission des impulsions d'une décharge corona dépend non seulement du potentiel du corps à partir duquel est engendrée la décharge mais également de la vitesse de dissipation de la charge d'espace dans le milieu environnant.your electrical charges emitted form in the immediate vicinity of this point a charge of space whose dissipation in the surrounding environment depends on a set of physical factors, in particular on the quantity of charges emitted by each of the pulses. Extensive studies carried out on the phenomena of electrostatic discharge have shown that each emission of pulses by a tip is followed by a recharge time of the latter until the electric field of the tip again exceeds the critical threshold mentioned. previously. These studies have also shown that the space charge prevailing in the immediate vicinity of the point tends to oppose a further increase in the field beyond the critical threshold. Consequently, if the emissive point is connected to the body by a connection relatively conducting, it is necessary to wait, so that a new discharge occurs, that the space charge resulting from the preceding emission is sufficiently dissipated so that the field again exceeds the threshold of ignition at the end of the hairy. Under these conditions, the frequency of emission of the pulses of a corona discharge depends not only on the potential of the body from which the discharge is generated but also on the rate of dissipation of the space charge in the surrounding medium.

Conformément à l'aspect préféré de l'invention qui vient d'être évoqué, on fixe la constante de temps du circuit de charge de la pointe émissive à une valeur suffisamment élevée pour que le temps de dissipation de la charge d'espace engendrée à la suite de chaque impulsion soit faible devant le temps nécessaire pour que le champ à l'extrémité de la pointe atteigne à nouveau la valeur critique. On y parvient, notamment, en prévoyant entre le corps chargé et la pointe émissive, une liaison électrique de forte résistance R de façon à ce que la constante de temps RC de charge de la capacité parasite C existant entre la pointe émissive et une surface telle que la terre constituant une électrode de référence située pratiquement à l'infini, soit relativement élevée.In accordance with the preferred aspect of the invention which has just been mentioned, the time constant of the charging circuit of the emissive tip is fixed at a value high enough for the time for dissipation of the space charge generated to the continuation of each pulse is weak compared to the time necessary for the field at the end of the tip to reach the critical value again. This is achieved, in particular, by providing between the charged body and the emissive tip, an electrical connection of high resistance R so that the time constant RC of charge of the parasitic capacitance C existing between the emissive tip and a surface such that the earth constituting a reference electrode located practically at infinity, is relatively high.

En même temps, on prévoit de réaliser la pointe émissive de telle façon que cette capacité parasite soit très faible afin, comme expliqué ci-dessus, -que la quantité d'électricité accumulée sur cette pointe au moment de chaque décharge, soit très petite. Ces dispositions ont pour effet que la dissipation de la charge d'espace correspondante est extrêmement rapide. La fréquence des décharges peut être ainsi rendue indépendante des conditions de dissipation imposées par le milieu ambiant, en particulier lorsque les mesures de potentiel sont effectuées sur un corps en mouvement, et elle varie alors linéairement avec le potentiel du corps. En pratique, cette condition est atteinte lorsque la constante'de temps du circuit de charge de l'électrode est supérieure à la période propre des impulsions.En outre; grâce à la faiblé valeur de la quantité d'électricité déchargée lors de chaque impulsion, le courant de mesure reste dans des limites où il n'influence que d'une façon qui peut être rendue négligeable, la charge du corps qui fait l'objet de la mesure et donc- son potentiel.At the same time, provision is made to produce the emissive tip in such a way that this stray capacitance is very low so, as explained above, that the amount of electricity accumulated on this tip at the time of each discharge is very small. These arrangements have the effect that the dissipation of the corresponding space charge is extremely rapid. The frequency of the discharges can thus be made independent of the conditions of dissipation imposed by the ambient medium, in particular when the potential measurements are carried out on a moving body, and it then varies linearly with the potential of the body. In practice, this condition is reached when the time constant of the charging circuit of the electrode is greater than the natural period of the pulses. thanks to the low value of the quantity of electricity discharged during each pulse, the measurement current remains within limits where it influences only in a way which can be made negligible, the load of the body which is the object of measurement and therefore- its potential.

Enfin, il est avantageux, pour limiter la quantité d'les tricité émise par chaque impulsion , d'utiliser une pointe émissive aussi acérée que possible afin d'atteindre le seuil de champ critique à son extrémité avec une charge minimale. Cette disposition permet en outre d'abaisser la limite inférieure de la plage de potentiel accessible à l'aide de ladite méthode de mesure.Finally, it is advantageous, to limit the amount of tricity emitted by each pulse, to use an emissive tip as sharp as possible in order to reach the critical field threshold at its end with a minimum charge. This arrangement also makes it possible to lower the lower limit of the potential range accessible using said measurement method.

Selon un autre aspect, l'invention vise un dispositif de mesure de potentiel d'un corps isolé dans un milieu, caractérisé en ce qu'il comprend une pointe d'électrode propre à être reliée électriquement par une résistance de valeur élevée au corps qui fait l'objet de la mesure, la capacité de cette électrode vis-à-vis de la surface de reférence telle que la terre étant très petite, et un moyen de mesure d'un paramètre du courant engendré à travers la résistance par l'émission d'impulsions de décharge corona par ladite pointe.According to another aspect, the invention relates to a device for measuring the potential of a body isolated in a medium, characterized in that it comprises an electrode tip suitable for being electrically connected by a resistance of high value to the body which is the subject of the measurement, the capacity of this electrode with respect to the reference surface such that the earth being very small, and a means of measuring a parameter of the current generated through the resistance by the emission of corona discharge pulses by said tip.

De préférence, la valeur de la capacité parasite dudit circuit d'émission vis-à-vis de la terre est choisie égale ou inférieure à 10'13 Farad. En outre, ladite résistance est déterminée pour que la constante de charge de cette capacité parasite soit supérieure à la période propre des impulsions émises, eu égard, notamment, à la valeur de la tension d'amorçage de la décharge à la pointe émissive et à la plage de mesure de potentiel choisie. Une valeur de constante- de temps préférée est supérieure à 10 3 seconde. Preferably, the value of the parasitic capacitance of said transmission circuit with respect to the earth is chosen to be equal to or less than 10'13 Farad. Furthermore, said resistance is determined so that the charge constant of this parasitic capacitance is greater than the natural period of the pulses emitted, having regard, in particular, to the value of the initiation voltage of the discharge at the emissive tip and at the potential measurement range chosen. A preferred time constant value is greater than 10 3 seconds.

En pratique, la tension d'amorçage de l'électrode dans le milieu environnant le corps fixe le seuil de champ électrique au-dessous duquel la décharge ne se produit pas, ce qui détermine la limite inférieure du potentiel accessible à la mesure. En outre, la valeur de la constante de temps de charge de cette électrode détermine une valeur supérieure du potentiel au-delà de laquelle la fréquence d'émission des impulsions devient suffisamment élevée pour que le temps de dissipation de la charge d'espace créée par chacune de ces impulsions ne puisse plus être considéré comme négligeable devant la période de récurrence de ces impulsions. A partir d'une telle valeur, cette fréquence de récurrence test plus uniquement fonction des caractéristiques électriques du circuit résistance-capacité à partir duquel est formée la décharge corona. La linéarité de la relation entre le potentiel mesuré et la fréquence des impulsions de courant s'en trouve alors affectée.In practice, the ignition voltage of the electrode in the environment surrounding the body fixes the electric field threshold below which the discharge does not occur, which determines the lower limit of the potential accessible to the measurement. In addition, the value of the charging time constant of this electrode determines a higher value of the potential beyond which the frequency of emission of the pulses becomes sufficiently high so that the time for dissipation of the space charge created by each of these pulses can no longer be considered as negligible before the period of recurrence of these pulses. From such a value, this recurrence frequency tests more solely as a function of the electrical characteristics of the resistance-capacitance circuit from which the corona discharge is formed. The linearity of the relationship between the measured potential and the frequency of the current pulses is thereby affected.

Selon un mode de réalisation, l'électrode est constituée par un filament ou "cheveu" métallique de quelques microns de diamètre relié à un circuit résistif ou résistor de valeur élevée.According to one embodiment, the electrode consists of a metallic filament or "hair" of a few microns in diameter connected to a high value resistive or resistor circuit.

Selon une autre forme de réalisation, l'électrode et la résistance sont constituées en matériau composite. de faible diamètre et de forte résistivité, par exemple un matériau comportant au moins, une fibre de carbone enrobée dans une une résine thermodurcissable.According to another embodiment, the electrode and the resistor are made of composite material. of small diameter and high resistivity, for example a material comprising at least, a carbon fiber coated in a thermosetting resin.

Le dispositif comprend avantageusement des moyens permettant de le monter sur le corps dans une position où la pointe de llélectrode émissive est maintenue à l'extérieur du corps au voisinage immédiat de la surface de celui-ci.The device advantageously comprises means making it possible to mount it on the body in a position where the tip of the emissive electrode is held outside the body in the immediate vicinity of the surface thereof.

Les explications et la description d'exemples non'limitatifs qui suivent sont données-en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 représente de façon très schématique un corps isolé équipé d'un circuit de mesure conforme à l'invention; la figure 2 est un diagramme de charge illustrant les résultats obtenus à l'aide de l'invention; les figures 3 et 4 représentent deux variantes de réalisation d'un capteur selon l'invention.The explanations and description of nonlimiting examples which follow are given with reference to the appended drawings, in which FIG. 1 very schematically represents an isolated body equipped with a measurement circuit in accordance with the invention; FIG. 2 is a load diagram illustrating the results obtained using the invention; Figures 3 and 4 show two alternative embodiments of a sensor according to the invention.

Un corps creux isolé 10 (figure 1) -de forme sphérique de 1 mètre de diamètre accumule dur sa surface externe conductrice 14 des charges électriques, par exemple par frottement. I1 est isolé dans un milieu que l'on suppose être ici i'atmos- phère et possède à l'égard de la terre 12 une capacité C0. An insulated hollow body 10 (FIG. 1) - of spherical shape of 1 meter in diameter accumulates hard on its external conductive surface 14 of electrical charges, for example by friction. It is isolated in a medium which is supposed to be the atmosphere here and has a capacity C0 with respect to the earth 12.

Sous l'effet de la charge acquise Q, la surface externe du corps 10 est élevée à un potentiel VO de valeur VO = Q/Co. Under the effect of the acquired charge Q, the external surface of the body 10 is raised to a potential VO of value VO = Q / Co.

La répartition du champ électrique à la surface de ce corps dépend de sa géométrie, les charges ayant tendance à se concentrer dans les zones à faible'rayon de courbure aux dépens des zones à fort rayon de courbure pour atteindre une situation d'équilibre. Dans le cas présent d'un corps de forme sphérique, le champ est réparti de façon uniforme à la surface 14 de celui-ci.The distribution of the electric field on the surface of this body depends on its geometry, the charges tending to concentrate in the areas with a small radius of curvature at the expense of the areas with a large radius of curvature in order to reach a situation of equilibrium. In the present case of a body of spherical shape, the field is uniformly distributed on the surface 14 thereof.

En un point 18 de cette surface 14, on a ménagé une petite ouverture par laquelle fait saillie à l'extérieur du corps, dans une direction sensiblement radiale, une courte électrode 20 d'extrémité 22. A son autre extrémité, à l'intérieur du corps 10, la pointe 20 est reliée à une résistance R 23 de valeur élevée, dans cet exemple égale à 101O ohms, dont l'extrémité 24, opposée à l'électrode 20 est reliée à un point 21 de la masse du corps 10 par une liaison électrique 25. Un dispositif de mesure 27 permet de capter un paramètre du courant parcourant la liaison 25.At a point 18 of this surface 14, a small opening has been made through which protrudes outside the body, in a substantially radial direction, a short electrode 20 of end 22. At its other end, inside of the body 10, the tip 20 is connected to a resistance R 23 of high value, in this example equal to 10 10 ohms, the end 24 of which, opposite to the electrode 20, is connected to a point 21 of the mass of the body 10 by an electrical link 25. A measuring device 27 makes it possible to capture a parameter of the current flowing through the link 25.

L'électrode 20 est constituée par un cheveu d'or de diamètre de préférence inférieur à 50 microns, et dans cet exemple égal à 25 microns, et de 10 millimètres de long. Sa capacité parasite C1 vis-à-vis de la terre est alors voisine de 10 13F. The electrode 20 is constituted by a gold hair with a diameter preferably less than 50 microns, and in this example equal to 25 microns, and 10 millimeters long. Its parasitic capacitance C1 with respect to the earth is then close to 10 13F.

En fonctionnement, l'électrode 20 aequiert des charges en provenance du corps 10 par l'intermédiaire de la liaison 25 et à travers la résistance R 23, ce qui correspond à la charge de la capacité parasite C1 que l'on a représentée schématiquement entre la terre 12 et l'extrémité 22 de l'électrode 20. Celle-ci est le siège d'un champ électrique croissant qui finit par atteindre la valeur critique de décharge corona dans l'air correspondant à une tension YA
L'impulsion émise décharge la capacité parasite C1 en évacuant dans l'atmosphère une petite quantité d'électricité q C1 x Va d'environ 10 coulomb dans cet exemple.In operation, the electrode 20 acquires charges coming from the body 10 via the link 25 and through the resistor R 23, which corresponds to the charge of the parasitic capacitance C1 which is represented diagrammatically between the earth 12 and the end 22 of the electrode 20. This is the seat of an increasing electric field which ends up reaching the critical value of corona discharge in the air corresponding to a voltage YA
The pulse emitted discharges the stray capacitance C1 by discharging into the atmosphere a small amount of electricity q C1 x Va of approximately 10 coulombs in this example.

Cette quantité d'électricité crée une petite charge d'espace qui, en raison même de sa faible valeur, s'évacue rapidement -par rapport au temps nécessaire à la recharge de l'électro- de 20. I1 existe entre la pointe 22 et le point 21 du corps 10 une petite capacité 'parasite C2 qui recharge partiellement mais quasi-instantanément l'électrode à la fin de l'impulsion de décharge.This quantity of electricity creates a small charge of space which, due to its very low value, is quickly evacuated - compared to the time necessary for recharging the electro - of 20. There exists between the tip 22 and point 21 of body 10 a small parasitic capacitance C2 which partially but almost instantaneously recharges the electrode at the end of the discharge pulse.

La capacité C1 achève de se recharger sous l effet d'un courant traversant la résistance R23 jusqu'à ce que le champ électrique à l'extrémité 22 de l'électrode 20-atteigne à nouveau le seuil d'amorçage évoqué précédemment. On a s'électionné les paramètres du circuit de décharge de telle manière que le temps nécessaire pour que le champ électrique à l'extrémité 22 revienne au seuil d'amorçage après une décharge soit grand par rapport au temps nécessaire d la dissipation de la charge d'espace créée par cette décharge précédente.The capacity C1 completes to recharge under the effect of a current passing through the resistor R23 until the electric field at the end 22 of the electrode 20-again reaches the ignition threshold mentioned above. The parameters of the discharge circuit have been selected in such a way that the time necessary for the electric field at the end 22 to return to the ignition threshold after a discharge is large compared to the time necessary for the dissipation of the charge. of space created by this previous discharge.

Ainsi, l'instant d'apparition de la nouvelle décharge ne dépend que des caractéristiques électriques du circuit constitué par la résistance R 23 et l'électrode 20, ainsi que du niveau de champ électrique au point 21 du corps 10. Ce champ traduit le niveau d'accumulation de charges au voisinage de ce point constate en outre que la durée de chaque impulsion est très brève par rapport à la période de récurrence de ces impulsions, Cette condition résulte notamment du fait que l'arret de l'impulsion est déterminé par la neutralisation de la charge de la capacité parasite C1 et non par la formation d'une charge d'espace suffisamment élevée pour abaisser le champ électrique de la pointe émissive audessous du seuil d'amorçage.L'expérience montre que la fréquence f r des impulsions de décharge varie linéairement avec le niveau de champ électrique au point 21 dans une large plage. Le courant moyen im dans la liaison 25 est proportion nel à cette fréquence (1) im-= f r x A q On peut donc mesurer soit la valeur moyenne de ce courant i
m à l'aide d'un amplificateur courant-tension, soit la fréquence de ces impulsions par un convertisseur fréquence tension ou par un compteur numérique pour déterminer la valeur du champ électrique au point 21 où la liaison 25 est raccordéeau corps 10.Thus, the instant of appearance of the new discharge depends only on the electrical characteristics of the circuit constituted by the resistor R 23 and the electrode 20, as well as on the level of electric field at point 21 of the body 10. This field translates the level of charge accumulation in the vicinity of this point further notes that the duration of each pulse is very short compared to the period of recurrence of these pulses, This condition results in particular from the fact that the stop of the pulse is determined by neutralizing the charge of the parasitic capacitance C1 and not by the formation of a space charge high enough to lower the electric field of the emissive tip below the ignition threshold. Experience shows that the frequency fr of discharge pulses vary linearly with the electric field level at point 21 over a wide range. The average current im in the link 25 is proportional to this frequency (1) im- = frx A q We can therefore measure either the average value of this current i
m using a current-voltage amplifier, i.e. the frequency of these pulses by a frequency-voltage converter or by a digital counter to determine the value of the electric field at point 21 where the link 25 is connected to the body 10.

Dans le cas d'un corps sphérique, ce champ électrique est uniforme. La détermination du potentiel VO à partir de la mesure de l'intensité du courant de charge ou de sa fréquence ne dépend donc pas de la position du point de raccordement 21 sur le corps 10. Dans le cas d'une autre forme géométrique que la sphère, le champ électrique pour un potentiel donné du corps varie en fonction de la courbure de la surface externe du corps. Un étalonnage préalable permet, pour une position donnée du capteur sur le corps isolé, de déterminer les valeurs de potentiel correspondant aux mesures de courant.In the case of a spherical body, this electric field is uniform. The determination of the potential VO from the measurement of the intensity of the load current or its frequency therefore does not depend on the position of the connection point 21 on the body 10. In the case of a geometrical shape other than the sphere, the electric field for a given potential of the body varies according to the curvature of the external surface of the body. A preliminary calibration allows, for a given position of the sensor on the insulated body, to determine the potential values corresponding to the current measurements.

La variation linéaire du signal de mesure, exprimée en unités arbitraires est représentée en ordonnées sur la figure 2 en fonction du potentiel Vg du corps chargé 10, tant pour les valeurs positives de ce potentiel (exprimées en kilovolts) que pour les valeurs négatives. Cette relation est représentée par la courbe 30 obtenue au cours d'un essai pour un corps plongé dans de l'air à la pression atmosphé- rique et par la courbe 32 lorsque ce corps est plongé dans de l'air à une pression de 490 millibars, soit environdeux fois et demie plus faible. Si l'on considère notamment les applications embarquées, l'écart entre ces courbes est suffisamment faible dans un large intervalle de pression pour que, même en l'absence de moyens de mesure de la pression, on puisse cependant utiliser le signal obtenu comme contrôle pour déclencher une alarme lorsque le potentiel du corps croit au-dessus d'un seuil approximatif déterminé à l'avance. The linear variation of the measurement signal, expressed in arbitrary units is represented on the ordinate in FIG. 2 as a function of the potential Vg of the charged body 10, both for the positive values of this potential (expressed in kilovolts) and for the negative values. This relationship is represented by the curve 30 obtained during a test for a body immersed in air at atmospheric pressure and by the curve 32 when this body is immersed in air at a pressure of 490 millibars, or about a half times weaker. If one considers in particular the on-board applications, the difference between these curves is sufficiently small in a wide pressure range so that, even in the absence of means for measuring the pressure, one can however use the signal obtained as control to trigger an alarm when the potential of the body increases above an approximate threshold determined in advance.

En raison de la très faible quantité d'électricité mise en jeu par chaque décharge, la déperdition de charges résultant de la mesure influence peu le niveau de potentiel mesuré. Selon les cas, on peut prévoir de faire fonctionner le dispositif par intermittence-pour limiter la-durée de mesure. Due to the very small amount of electricity involved in each discharge, the loss of charge resulting from the measurement has little influence on the level of potential measured. Depending on the case, provision may be made to operate the device intermittently to limit the measurement time.

En pratique, ce dispositif n'est opératoire que si le champ électrique å l'extrémité de l'électrode-20 atteint la valeur du champ disruptif dans l'air. Compte tenu de l'effet multiplicateur du champ créé par la forme acérée de la pointe par rapport au champ régnant au point 21 du corps 10, il existe une valeur minimum E. du champ en ce point qui constitue une limite 'inférieure de la plage de- fonctionnement du dispositif. A cette valeur de champ E. correspond une limite inférieure V. en valeur absolue, correspondant aux points 31 de la figure 2, du potentiel du corps qui, dans le cas d'un corps sphérique, ne dépend pas de la position du point 21.In practice, this device is only operational if the electric field at the end of the electrode-20 reaches the value of the disruptive field in air. Given the multiplier effect of the field created by the sharp shape of the point relative to the field prevailing at point 21 of the body 10, there is a minimum value E. of the field at this point which constitutes a lower limit of the range de- functioning of the device. To this field value E. corresponds a lower limit V. in absolute value, corresponding to points 31 of FIG. 2, of the potential of the body which, in the case of a spherical body, does not depend on the position of point 21 .

On constate que dans la mesure où les conditions précédemment énoncées sont réalisées, la relation entre le paramètre de courant mesuré et le potentiel du corps est linéaire dès.It can be seen that as long as the previously stated conditions are fulfilled, the relationship between the measured current parameter and the body potential is therefore linear.

que la limite inférieure V. pour laquelle la décharge s'amorce a été atteinte. Au fur et à mesure que le potentiel du corps croit, la fréquence de récurrence des impulsions de la décharge augmente en proportion. Ce n'est que lorsque cette période de récurrence devient suffisamment brève par rapport au temps de dissipation de la charge d'espace résultant de chaque décharge, que la fréquence de récurrence des impulsions ne dépend plus seulement des caractéristiques électriques du circuit dans lequel est connectée l'électrode 20 et qu'une relation de non-linéarité apparaît entre le signal de mesure et le potentiel du corps. Ce phénomène se produit pour une valeur de champ électrique Es au point où est connecté le capteur qui fixe ainsi la valeur limite supérieure Vs de la plage de potentiel dans laquelle ladite relation est linéaire.that the lower limit V. for which the discharge begins has been reached. As the body's potential increases, the frequency of recurrence of the discharge pulses increases in proportion. It is only when this period of recurrence becomes sufficiently short compared to the time of dissipation of the space charge resulting from each discharge, that the frequency of recurrence of the pulses no longer depends solely on the electrical characteristics of the circuit in which it is connected. the electrode 20 and that a non-linear relationship appears between the measurement signal and the potential of the body. This phenomenon occurs for an electric field value Es at the point where the sensor is connected, which thus fixes the upper limit value Vs of the potential range in which said relation is linear.

Dans l'exemple ici décrit, en référence à la figure 1 où le champ à l'extrémité 22 de l'électrode 20 est environ 120 fois supérieur au champ. à la surface duoorps 10, la valeur de E. est d'environ 900 V/cm et celle de E est d'environ
i s 65 kV/cm. In the example described here, with reference to FIG. 1 where the field at the end 22 of the electrode 20 is approximately 120 times greater than the field. at the surface of duoorps 10, the value of E. is approximately 900 V / cm and that of E is approximately
is 65 kV / cm.

Pour un corps sphérique tel que 10 dans un milieu où le champ inducteur extérieur est nul, le potentiel correspon dant à E. est d'environ V. = 45 kV. La valeur du potentiel
i i
V correspondant au champ Es est de 3,2 megavolts. En pra
s tique, les corps isolés sur lesquels on opère, présentent des parties dont le rayon de courbure est relativement faible et qui sont le siège d'élévations locales du champ élec tiique du fait de l'accumulation des charges électriques qui tendent à s'y produire. Afin d'abaisser le niveau du seuil V. limitant la plage de fonctionnement linéaire du capteur, on place celui-ci dans ces zones. Dans le cas illustré par la figure 2 par exemple, on a obtenu un seuil inférieur de potentiel d'environ 2 kV en valeur absolue sur un corps de forme allongée en plaçant le capteur à une des extrémités de ce corps.For a spherical body such as 10 in an environment where the external inducing field is zero, the potential corresponding to E. is approximately V. = 45 kV. The value of potential
ii
V corresponding to the field Es is 3.2 megavolts. In pra
s tick, the isolated bodies on which one operates, have parts whose radius of curvature is relatively small and which are the seat of local elevations of the electric field due to the accumulation of electric charges which tend to be there produce. In order to lower the level of the threshold V. limiting the linear operating range of the sensor, the sensor is placed in these zones. In the case illustrated by FIG. 2 for example, a lower potential threshold of around 2 kV in absolute value was obtained on a body of elongated shape by placing the sensor at one of the ends of this body.

es bornes E. et E de la plage de fonctionnement linéaire
i s sont des fonctions de la pression du milieu dans lequel se produit la décharge. E. est divisée par deux lorsque la pression passe de 1000 millibars à 200 millibars, cette dernière valeur correspondant à une altitude de 10 Wilometres environ. Le capteur peut être utilisé dans l'atmosphère terrestre jusqu'à 30 ou 40 kilomètres d'altitude. I1 permet d'effectuer un contrôle d'un dépassement de seuil d'une limite de potentiel et de surveiller les variations de celui-ci.terminals E. and E of the linear operating range
are functions of the pressure of the medium in which the discharge occurs. E. is halved when the pressure goes from 1000 millibars to 200 millibars, the latter value corresponding to an altitude of about 10 Wilometres. The sensor can be used in the Earth's atmosphere up to 30 or 40 km altitude. I1 makes it possible to carry out a control of a threshold overshoot of a potential limit and to monitor the variations thereof.

Le dispositif selon l'invention est avantageusement monté directement sur le corps dont on cherche à mesurer la charge.The device according to the invention is advantageously mounted directly on the body for which the load is sought to be measured.

I1 peut être rendu pratiquement insensible au champ électrique extérieur, par exemple au champ atmosphérique pour un aéronef. I1 suffit à cet effet de choisir la longueur de l'électrode 20 et de la monter par rapport au corps 10 de telle façon que sa pointe émissive 22 se trouve à proximité immédiate de la surface chargée 14 du corps 10. I1 en résulte que le gradient de champ électrique le long de la portion de cette électrode à l'extérieur du corps est extrêmement faible et que la différence de potentiel correspondante est insuffisante pour influencer les caractéristiques de la dé charge utilisée pour la mesure. It can be made practically insensitive to the external electric field, for example to the atmospheric field for an aircraft. I1 suffices for this purpose to choose the length of the electrode 20 and to mount it with respect to the body 10 in such a way that its emissive tip 22 is in the immediate vicinity of the charged surface 14 of the body 10. I1 follows that the Electric field gradient along the portion of this electrode outside the body is extremely small and the corresponding potential difference is insufficient to influence the characteristics of the charge used for the measurement.

En pratique, le champ atmosphérique a des valeurs très faibles par rapport au champ E.. Sa valeur au sol est environ
a 1000 fois plus faible que la valeur de 900V/cm indiquée précédemment. Même en cas d'orage, cette valeur, qui peut être centuplée, reste notablement inférieure à celle du champ à la surface du corps.In practice, the atmospheric field has very low values compared to the E field. Its value on the ground is approximately
a 1000 times lower than the value of 900V / cm indicated above. Even during thunderstorms, this value, which can be increased a hundredfold, remains significantly lower than that of the field on the surface of the body.

I1 est en outre possible de disposer l'électrode 20 sur la ligne neutre du corps qui est la courbe sur laquelle le champ électrique à la surface de celui-ci est nul lorsqu'il est plongé dans un champ électrique extérieur mais ne porte pas de charge électrique propre. Cette ligne est connue au moins approximativement dans le cas où la position du corps vis-à-vis du champ extérieur est connue. Dans le cas d'aéronefs, la ligne neutre de ces derniers est normalement comprise dans un plan horizontal. It is also possible to place the electrode 20 on the neutral line of the body, which is the curve on which the electric field on the surface thereof is zero when it is immersed in an external electric field but does not carry any clean electrical charge. This line is known at least approximately in the case where the position of the body with respect to the external field is known. In the case of aircraft, the neutral line of these is normally included in a horizontal plane.

Si on se réfère à la figure 1, on peut donner une explication au moins approximative du fait que l'amplitude moyenne ou la fréquence du courant de décharge mesuré est proportionnelle à la valeur du potentiel recherché.Referring to Figure 1, one can give an at least approximate explanation of the fact that the average amplitude or frequency of the measured discharge current is proportional to the value of the potential sought.

Si on néglige l'effet de la capacité C2 pendant la charge de la capacité parasite liée à l'électrode 20, la tension v de celle-ci par rapport à la masse 12 à chaque instant peut s'écrire : (2) v = VO (1 - exp (-t/RC1)) où V0 est le potentiel du corps 10.If the effect of the capacitor C2 is neglected during the charging of the parasitic capacitance linked to the electrode 20, the voltage v of the latter with respect to the mass 12 at each instant can be written: (2) v = VO (1 - exp (-t / RC1)) where V0 is the potential of the body 10.

La décharge se produit à un instant t1 où v = Va En pratique, au-delà de la tension d'amorçage Va, le temps t1 est petit devant la constante de temps RC1, tl étant en outre grand devant la durée d'une impulsion corona et devant la durée de la décharge de la capacité parasite C2.Il en résulte que: (3) V a o x tl/RC1 En conséquence, la fréquence f r peut s'écrire (4) fr l/tl = l/RCl x V/Va
Le courant moyen correspondant est alors (5) im = f r x Aq q =
Un capteur 50 (figure 3) mettant en oeuvre les principes selon l'invention est monté dans une ouverture circulaire 52 percée dans la paroi 54 d'un corps métallique qui peut être celui d'un engin aéronautique en vol et dont on cherche à contrôler le potentiel.Le dispositif 50 se compose d'un boîtier 56 de forme cylindrique présentant un fond 58 et terminé à son extrémité opposée par une collerette 59 qui vient se loger à l'intérieur d'une cuvette annulaire 60 taillée dans l'épaisseur de'la paroi 54 autour de l'ouverture 52. Le boîtier 56 est fermé par un couvercle 62 qui affleure à la surface extérieure de la paroi 54 et est fixé, avec la collerette 59, à l'intérieur de la cuvette 60.The discharge occurs at an instant t1 where v = Va In practice, beyond the starting voltage Va, the time t1 is small compared to the time constant RC1, tl being furthermore large compared to the duration of a pulse corona and before the duration of the discharge of the stray capacitance C2. It follows that: (3) V aox tl / RC1 Consequently, the frequency fr can be written (4) fr l / tl = l / RCl x V /Go
The corresponding average current is then (5) im = frx Aq q =
A sensor 50 (FIG. 3) implementing the principles according to the invention is mounted in a circular opening 52 pierced in the wall 54 of a metal body which can be that of an aeronautical craft in flight and which one seeks to control The device 50 is made up of a cylindrical case 56 with a bottom 58 and terminated at its opposite end by a flange 59 which is housed inside an annular bowl 60 cut in the thickness of the wall 54 around the opening 52. The housing 56 is closed by a cover 62 which is flush with the outside surface of the wall 54 and is fixed, with the flange 59, inside the bowl 60.

Une électrode d'émission est constituée par un fil d'or 65 ayant un diamètre d'environ 25 microns et une longueur d'environ 10 millimètres dont une extrémité 68 est reliée à un résistor 70, son autre extrémité 69 étant laissée libre à l'extérieur du corps 54 au voisinage de sa paroi pour former une -pointe émissive. Le fil 65 est maintenu par un tube en alumine 66 qu'il traverse avant d'aboutir au résistor 70.An emission electrode is constituted by a gold wire 65 having a diameter of approximately 25 microns and a length of approximately 10 millimeters, one end 68 of which is connected to a resistor 70, its other end 69 being left free to the exterior of the body 54 in the vicinity of its wall to form an emissive tip. The wire 65 is held in place by an alumina tube 66 which it crosses before reaching the resistor 70.

La résistance de celui-ci a une valeur de 101O ohms. I1 est monté à l'intérieur d'un tube 72 perpendiculaire au couvercle 62 et dont une extrémité 73 dépend de ce dernier, ce tube se prolongeant à l'intérieur du boîtier 56. L'ensemble du tube d'alumine 66 et du résistor 72 est enrobé dans une résine de résistivité très élevée, telle qu'une résine époxy, qui remplit entièrement l'intervalle entre le résistor 72 et le tube 70. L'extrémité libre du fil 65 fait saillie hors du tube d'alumine 66 sur environ 5 millimètres et la pointe 69 est brute de coupe. L'extrémité 68 du résistor 72 se trouve sensiblement dans le plan externe du couvercle 62. The resistance of this one has a value of 101O ohms. I1 is mounted inside a tube 72 perpendicular to the cover 62 and one end 73 of which depends on the latter, this tube extending inside the housing 56. The assembly of the alumina tube 66 and the resistor 72 is coated with a very high resistivity resin, such as an epoxy resin, which completely fills the gap between the resistor 72 and the tube 70. The free end of the wire 65 protrudes from the alumina tube 66 on about 5 millimeters and the tip 69 is rough cut. The end 68 of the resistor 72 is located substantially in the external plane of the cover 62.

L'extrémité postérieure du résistor 70 est reliée électriquement, par un conducteur 75, à un amplificateur opera- tionnel convertisseur cou-rant-tension 76 à la sortie postérieure du tube 72. La sortie 78 du convertisseur est reliée électriquement par une traversée isolante 80 å travers le fond 58 du boîtier à une prise de sortie 82. Deux -batte- ries 84 sont prévues pour l'alimentation de l'amplificateur 76 par des conducteurs 86 à partir d'un pôle 88, l'autre polie 90 de chacune de ces batteries étant relié à la masse du boîtier 56 par des conducteurs 92.Ce boîtier 56 est une enveloppe métallique qui, dans l'exemple décrit, a une longueur de 8 centimètres et un diamètre de 6 centimètres environ et qui se trouve portée au potentiel de la paroi 54 par l'intermédiaire de la collerette de liaison 59. L'amplifi- cateur 76 est pourvu d'une borne 95 reliée au boîtier 56 par un conducteur 98.The rear end of the resistor 70 is electrically connected, by a conductor 75, to an operational amplifier current-voltage converter 76 at the rear output of the tube 72. The output 78 of the converter is electrically connected by an insulating bushing 80 Through the bottom 58 of the housing to an outlet 82. Two batteries 84 are provided for supplying the amplifier 76 by conductors 86 from a pole 88, the other polished 90 of each of these batteries being connected to the ground of the housing 56 by conductors 92. This housing 56 is a metal envelope which, in the example described, has a length of 8 centimeters and a diameter of approximately 6 centimeters and which is brought to the potential of the wall 54 via the connecting flange 59. The amplifier 76 is provided with a terminal 95 connected to the housing 56 by a conductor 98.

En fonctionnement, lorsque l'amplificateur 76 est placé sous tension par un commutateur- représenté, une décharge corona composée d'une série d'impulsions peut s'établir à l'extrémité 69 de l'électrode en or 65. Le courant correspondant est fourni par la circulation de charges en provenance de la paroi 54 du corps chargé à travers l'amplificateur 76 et le résistor 70 jusqu'à l'électrode 65. Ce courant donne naissance à la sortie de l'amplificateur à une tension qui varie de quelques dizaines de millivolts à environ 1 volt en fonction du niveau de potentiel de la paroi 54. Grâce à son alimentation par batterie, le capteur fonctionne de façon autonome.In operation, when the amplifier 76 is energized by a switch- shown, a corona discharge composed of a series of pulses can be established at the end 69 of the gold electrode 65. The corresponding current is supplied by the circulation of charges coming from the wall 54 of the charged body through the amplifier 76 and the resistor 70 to the electrode 65. This current gives rise to the output of the amplifier at a voltage which varies from a few tens of millivolts at around 1 volt depending on the potential level of the wall 54. Thanks to its battery supply, the sensor operates autonomously.

A la place d'une électrode conductrice de très petites dimensions connectée à une résistance très élevée, on peut utiliser dirèctement des fibres de haute résistivité et très faibles dimensions telles que par exemple des fibres de car bonze. la faible dimension de telles fibres, dont le diamètre est de quelques microns, permet d'obtenir à leur extrémité des valeurs élevées du champ électrique.Instead of a conductor electrode of very small dimensions connected to a very high resistance, it is possible to use directly fibers of high resistivity and very small dimensions such as for example carze fibers. the small size of such fibers, the diameter of which is a few microns, makes it possible to obtain high values of the electric field at their end.

Une variante de réalisation d'un capteur selon l'invention est représentée à la figure 4 dans le cas où on désire éviter de percer la paroi du corps chargé en vue d'en maintenir l'intégrité structurelle. Dans cette figure, les mêmes numéros de référence ont été utilisés pour les eléments identiques à ceux de la figure 3. Le capteur 100 comprend un boîtier formé par une calotte métallique 102 terminée par un rebord périphérique annulaire plat 104 qui est fixé par des rivets 106 à la paroi métallique 108 du corps chargé.An alternative embodiment of a sensor according to the invention is shown in FIG. 4 in the case where it is desired to avoid piercing the wall of the loaded body in order to maintain its structural integrity. In this figure, the same reference numbers have been used for the elements identical to those of FIG. 3. The sensor 100 comprises a housing formed by a metal cap 102 terminated by a flat annular peripheral rim 104 which is fixed by rivets 106 to the metal wall 108 of the loaded body.

La face extérieure de la calotte 102 forme un dôme au sommet duquel fait saillie l'électrode 65 à l'extrémité du tube d'alumine 66, ce dernier étant monté comme précédemment à l'extrémité du résistor 70 et enrobé d'une résine qui remplit également l'intervalle annulaire 71 entre le résistor et le tube 72. Entre la paroi 108 et la face intérieure de la calotte 102 sont logées les batteries 84 et l'amplifi- capteur 76 dont la sortie 78 est connectée à une prise de sortie 110 vers l'intérieur du corps par une traversée 112 dans la paroi 108 de celui-ci.  The outer face of the cap 102 forms a dome at the top of which protrudes the electrode 65 at the end of the alumina tube 66, the latter being mounted as previously at the end of the resistor 70 and coated with a resin which also fills the annular gap 71 between the resistor and the tube 72. Between the wall 108 and the inner face of the cap 102 are housed the batteries 84 and the amplifier-sensor 76 whose outlet 78 is connected to an outlet 110 towards the inside of the body through a passage 112 in the wall 108 thereof.

Claims (14)

Revendications.Claims. 1. Procédé de mesure du potentiel électrique d'un corps isolé dans un milieu, caractérisé en ce qu'on provoque une série d'impulsions de décharge en couronne àpartir de ce corps (10) en un point (20) du milieu environnant situé au voisinage immédiat de la surface extérieure dudit corps, chaque impulsion fournissant une quantité d'électricité très petite par rapport à la charge du corps, et on mesure un paramètre du courant électrique constitué par cette décharge.1. A method of measuring the electrical potential of an isolated body in a medium, characterized in that a series of corona discharge pulses is produced from this body (10) at a point (20) in the surrounding medium located in the immediate vicinity of the external surface of said body, each pulse supplying a very small quantity of electricity with respect to the charge of the body, and a parameter of the electric current constituted by this discharge is measured. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité d'électricité mise en jeu par chaque impulsion de décharge est inférieure à 1O10 coulomb.2. Method according to claim 1, characterized in that the quantity of electricity brought into play by each discharge pulse is less than 1010 coulomb. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on produit les impulsions récurrentes de la décharge en couronne à des intervalles de temps qui sont grands devant le temps de dissipation de la charge d'espace engendrée par chacune de ces impulsions.3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the recurrent pulses of the corona discharge are produced at time intervals which are large compared to the time for dissipation of the space charge generated by each of these. impulses. 4. Dispositif de mesure du potentiel électrique d'un corps isolé dans un milieu, caractérisé en ce qu'il comprend une électrode (20, 65) reliée a la masse du corps (10, 54) par une résistance de valeur élevée (R 23, 70) et dont la pointe émissive (22, 69), située au voisinage immédiat de la surface extérieure du corps, engendre des décharges électriques en couronne, la capacité (C1) parasite de l'électrode vis-à-vis de la terre (12) étant très faible par rapport à celle de ce corps,-et un moyen de mesure (76) d'unparametredu courant circulant dans la résistance (R 23, 70).4. Device for measuring the electric potential of a body isolated in a medium, characterized in that it comprises an electrode (20, 65) connected to the body mass (10, 54) by a resistance of high value (R 23, 70) and whose emissive point (22, 69), located in the immediate vicinity of the external surface of the body, generates electrical discharges in a ring, the parasitic capacity (C1) of the electrode with respect to the earth (12) being very weak compared to that of this body, and a means of measurement (76) of a parameter of the current flowing in the resistor (R 23, 70). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la capacité parasite de l'électrode est inférieure à 10-13F. 5. Device according to claim 4, characterized in that the parasitic capacitance of the electrode is less than 10-13F. 6. Dispositif selon l'une des revendications 44;ou 5, caracté- risé en ce que la résistance 4.R 23, 70) est déterminée pour que le temps de charge de la capacité parasite de l'élec- trode (20, 65) jusqu'à une valeur où le champ électrique à l'extrémité de cette électrode atteint le seuil d'amorçage de la décharge, soit grand par rapport au temps de dissipation de la charge d'espace créée par chacune des impulsions de décharge. 6. Device according to one of claims 44; or 5, characterized in that the resistance 4.R 23, 70) is determined so that the charging time of the parasitic capacitance of the electrode (20, 65) up to a value where the electric field at the end of this electrode reaches the discharge initiation threshold, ie large compared to the time of dissipation of the space charge created by each of the discharge pulses. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'électrode émissive est constituée par un fil dont le diamètre est inférieur à 50 microns.7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the emissive electrode is constituted by a wire whose diameter is less than 50 microns. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'électrode émissive (20, 65) est constituée par un filament métallique tel que de l'or.8. Device according to claim 7, characterized in that the emissive electrode (20, 65) is constituted by a metallic filament such as gold. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'électrode et la résistance sont constituées en matériau composite de forte résistivité.9. Device according to claim 7, characterized in that the electrode and the resistor are made of composite material of high resistivity. 10. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que la résistance de valeur élevée est supérieure à 101O ohms.10. Device according to one of claims 4 to 9, characterized in that the resistance of high value is greater than 101O ohms. 11. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de montage (56, 102) sur le corps, permettant de maintenir la pointe émissive (22, 69) de l'électrode (20, 65) à l'extérieur du corps à proximité immédiate de sa surface.11. Device according to one of claims 4 to 10, characterized in that it comprises mounting means (56, 102) on the body, making it possible to maintain the emissive tip (22, 69) of the electrode (20 , 65) outside the body in the immediate vicinity of its surface. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de montage (65) sont adaptés à être logés dans une ouverture dans la paroi (54) du corps. 12. Device according to claim 11, characterized in that said mounting means (65) are adapted to be housed in an opening in the wall (54) of the body. 13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de montage comprennent un boîtier (102) propre à être plaqué à la surface externe de la paroi (108) dudit corps. 13. Device according to claim 11, characterized in that said mounting means comprise a housing (102) suitable for being pressed against the external surface of the wall (108) of said body. 14. Dispositif selon l'une des revendlcations 4 à 13, caractérisé en ce que-lesdits moyens de mesure comprennent un amplificateur (76) connecté à la sortie de la résistance de valeur élevée et des moyens d'alimentation autonomes (84). 14. Device according to one of claims 4 to 13, characterized in that said measuring means comprise an amplifier (76) connected to the output of the high value resistor and autonomous supply means (84).