FR2583167A1 - Electrostatic apparatus for measuring the ionisation characteristics of a gaseous medium - Google Patents

Abstract

A cylindrical capacitor is used to measure the ionisation of a gaseous medium with the aid of two electrodes 14, 26. By dividing the electrode 26 into several sections 26-1 to 26-4, measurements covering different ranges of ionic mobility can be made instantaneously. This enables measurements to be made much more quickly and thus the spatial resolution of the apparatus to be improved.

Description

Appareil électrostatique pour la mesure des caractéristiques d'ionisation d'un milieu gazeux.Electrostatic device for measuring the ionization characteristics of a gaseous medium.

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.The invention relates to an apparatus for measuring three characteristic parameters of the ionization state in a gaseous medium: the ionic conductivity of the medium, the mobility and the concentration of the ions.

L'invention s'applique, par exemple, à la mesure des caractéristiques d'ionisation de l'atmosphère en milieu orageux.The invention applies, for example, to the measurement of the ionization characteristics of the atmosphere in a stormy environment.

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.Devices allowing such a measurement in the atmosphere are described in the French patent applications published under the numbers 2 407 484 and 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.These devices include - a tubular body, of circular section allowing the passage of air, and provided with an external shielding electrode: - two active, annular electrodes, mounted coaxially inside the body to form a cylindrical capacitor, the central electrode being closed at its ends to channel the air in the annular duct defined between these active electrodes; - means making it possible to establish a high direct voltage at the terminals of the active electrodes, to create an intense electric field which is substantially radial, and - means for connecting an electrometer to one of the active electrodes, called the measurement electrode, which is, in principle the central electrode
The radial electric field prevailing in the area -nter- electrodes, communicates to the ions a radial speed which is composed with the longitudinal speed reached by these ions due to the gas flow. Some ions will be deflected enough to be picked up by the active measurement electrode, depending on the sign of their charge and the sign and value of the DC bias voltage applied to the other electrode.

11 en résulte un courant ionique mesuré par 1 électro- mètre.The result is an ion current measured by 1 electrometer.

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.The ions thus captured are those whose mobility is greater than a threshold, called critical mobility. This critical mobility is proportional to the flow rate of the gas flow, and to its electrical permittivity.

Elle est inversement proportionnelle à la tension de polarisation et dépend des dimensions des électrodes actives.It is inversely proportional to the bias voltage and depends on the dimensions of the active electrodes.

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.To capture all the ions, whatever their effective mobility, it is known to decrease the critical probability to a value such that all the ions have a mobility greater than this critical mobility (we then reach the so-called critical mobility saturation, for which all the ions are picked up by the measuring electrode). For this, a variable bias voltage is applied, in steps, from a low value to its maximum value.

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. be measurement time is very long for two reasons - the duration of each step must be greater than the maximum radial transit time of the ions between the two active electrodes; - at each level, a transient ion current appears proportional to the derivative with respect to the time of the bias voltage on the measurement electrode; which imposes the inhibition of the measurement until the end of this transient regime.

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.From the relationship between the ion current through the electrometer and the applied bias voltage, we can determine the ion conductivity of the gaseous medium, as well as the distribution function of ion mobilities, or more simply the average ion mobility, and also the overall density or concentration of ions in the gaseous medium.

Ces mesures relatives à l'ionisation d'un milieu gazeux sont rendues, en pratique, assez délicates, pour plusieurs raisons.These measures relating to the ionization of a gaseous medium are made, in practice, quite delicate, for several reasons.

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.First of all, there are sometimes large gaseous particles in gaseous media which do not contribute to the electrical conductivity of the medium but which falsify the measurement. This is the case in the atmosphere, and especially in convective storm clouds, in which there are particles of water or ice.

En outre, dans la zone de mesure, à l'intérieur du condensateur, ces particules peuvent créer des courants de fuite, voire des claquages.In addition, in the measurement area, inside the capacitor, these particles can create leakage currents, or even breakdowns.

Par ailleurs, ces mêmes particules peuvent éroder les électrodes actives de l'appareil de mesure.In addition, these same particles can erode the active electrodes of the measuring device.

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.In addition, it is highly desirable to acquire quickly the information making it possible to determine the desired ionic characteristics; especially when the device is on board an airplane to take measurements in the atmosphere. However, from known solutions using a stepwise variation of the high bias voltage, one arrives, taking into account the speed of the airplane, in a movement of the device of a hundred meters for the time necessary re for the complete acquisition of information. In other words, the spatial resolution of the on-board sensor thus produced is of the order of 100 meters. In addition, the response time of these devices, which is relatively long, does not make it possible to detect rapid local variations in the characteristics sought. This is entirely insufficient to make precise measurements inside clouds, and in particular clouds. thunderstorms, as well as for other applications on board aircraft.

La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients.The present invention aims to remedy these drawbacks.

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.Thus, a first object of the invention is to provide an electrostatic device for measuring the ionization characteristics of a gaseous medium, in which the large charged particles can be separated, to prevent their passage through the active part of the measurement capacitor. .

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. Another object of the invention is to provide an apparatus which has much better spatial resolution and response time than those of the prior art.

L'invention a encore pour but de fournir un appareil qui puisse être aisément embarqué sur aéronef.Another object of the invention is to provide an apparatus which can be easily embarked on aircraft.

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.Finally, the invention also aims to allow a measurement of the flow rate of the gaseous medium inside the apparatus without aerodynamic disturbance of the flow.

L'appareil proposé est du type défini plus haut.The proposed device is of the type defined above.

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.According to a first characteristic of the invention, the internal active electrode is mounted on the external wall of an insulating tube open at its two ends, the internal wall of this tube delimiting a central channel; a second electrode, for shielding, being mounted on said inner wall of the Insulating tube, and grounded.

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.In the embodiments of the apparatus intended to be carried on an airplane, a conical endpiece forming a diverging point is disposed upstream of the tubular body to channel the large charged particles, into the central channel of the internal active electrode.

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. It is advantageous to provide, on each side of the active electrodes, and substantially as an extension of these, annular electrodes which are guarded, grounded, and arranged to avoid deformations of the electric field lines at the ends of the active electrodes.

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.In a preferred embodiment, the insulating tube is provided with longitudinal extensions allowing its support by two fixing rings, inside the elongated body.

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.Very advantageously, the upstream extension of the intermediate insulating tube is internally equipped with a heating means, at the entrance to the central channel. It will also be advantageous to do the same at the entrance to the conical end piece of the 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. According to another characteristic of the invention, the measurement electrode consists of several annular elements, aligned, electrically isolated from each other; the other active electrode extends opposite all of these annular elements; these are connected to a device forming a multiple electrometer for the simultaneous minimum detection of several of the characteristics of ionization of the gaseous medium; without the need to vary the high DC voltage.

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.Thus, by suitably choosing the value of the high continuous voltage, the radial spacing between the active electrodes, as well as the axial lengths of the different elements of the measuring electrode, it is possible to carry out a simultaneous measurement of the ionic conductivity, of the average mobility and ion concentration.

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. In a particular embodiment, the measurement electrode comprises, from upstream to downstream, four annular elements, the axial lengths of which are substantially as follows 1, i, 1.33 and 2.15 .

On décrira plus loin comment déterminer la conductivité ionique, la mobilité moyenne et la concentration des ions.How to determine the ionic conductivity, the average mobility and the concentration of the ions will be described later.

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.According to another characteristic of the invention, the annular conduit defined between the active electrodes is extended by a venturi device, which allows the measurement of the gas flow rate without appreciable disturbances of the gas flow, nor of the trajectory of the ions in the active electrode area.

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". Preferably, the half-angle at the top inside the conical end piece according to the invention is less than approximately 10, preferably close to 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.Finally, the device according to the invention applies in particular when it is on board an aircraft, for measurements in the atmosphere, in particular for measurements in convective storm clouds.

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.Other characteristics and advantages of the invention will appear on examining the detailed description below, and the appended drawings, in which - Figure 1 is a general view of a first embodiment of the apparatus according to the invention; - Figures 2, 3 and 4 are three views which complement and illustrate in more detail the aispositif shown in Figure 1; - Figures 2A and 2B are respectively two sections along the broken lines aa and bb of Figure 2; - Figure 5 is the block diagram of the electronics used, in known manner, for the measurement of the ionic characteristics of a gaseous medium; - Figure 5A illustrates the form of a voltage in echeions used in Figure 5 ;; - Figure 6 is a partial illustration of a second embodiment of the apparatus according to the invention using a multiple measurement electrode; - Figure 6A is a sectional view along the line
AA of FIG. 6, which is taken along the section line BB of FIG. 6A; - Figure 7 is the block diagram of the electronic measuring equipment used in conjunction with Figure 6; and - Figure 8 is a current-voltage diagram which will be used for the explanation of the operation of the electronic device of 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.The accompanying drawings, which provide a great deal of certain information, are to be considered as an integral part of the description, not only to serve to supplement it, but also to contribute to the definition of the invention if necessary.

I1 est maintenant fait référence aux figures 1, 2, 3 et 4, ainsi qu'au couple des figures 2A et 2B. I1 is now referred to Figures 1, 2, 3 and 4, as well as the couple of Figures 2A and 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.As a whole, the device comprises a central part designated by the general reference 1, and zanis which will be carried out the actual measurement--. E upstream of this is provided a noted conical tip; downstream, a venturi assembly noted 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.In the central part (FIG. 21, an insulating tube 11, for example made of Teflon, externally supports a first shielding electrode 10, which largely extends beyond the tube 11 on either side. It will immediately be noted that at its left end, the electrode 10 ends in a reinforced part 17 whose end is rounded towards the central axis.

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).Internally, the Teflon support 11 receives a first active electrode 14. This extends only over a fraction of the length of the tube 11, between points 13 and 16, where the electrode 14 is fixed on the support 11 by screws as well as retaining rings (see in particular 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.From these points 13 and 16, and towards its ends, the tube 11, internally thinned, houses Teflon insulation rings noted 12 and 15. Finally, the internal ends of this tube 11 receive bulges 33 and 43 provided at one end of the external conductive cylinders 34 and 44 which respectively comprise two support rings, noted as a whole 3 and 4. For example, the bulge 33 is fixed to the tube 11 by a screw 39. Furthermore, the cylinder 34 is fixed, for example by screws such as 32, to the end i7 of the external shield 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.As a whole, the retaining ring 3 comprises the cylinder 34, connected by three fins such as 35 (illustrated in section at 35A) to an internal conductive cylinder 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.Likewise, the retaining ring 4 comprises the external conductive cylinder 44, connected by conductive fins such as 45 (seen in section at 45A) to an internal conductive cylinder 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.Resting between the cylinders 36 and 46 is mounted an internal insulating tube 21, which can also be made of Teflon. On the left side, the tube 21 gradually thins at 23. Internally, it houses a second shielding electrode 20, grounded.

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.Externally, it houses the second active electrode 26, exactly opposite the first active electrode 14. We note at 25 one of the insulating screws for fixing the electrode 26. The internal shielding electrode 20 covers the entire 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.Solidarity between the crowns 3 and 4 which serve for fixing the internal insulating tube 21 relative to the external insulating tube 11 is ensured by the screws such as 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.It will also be noted that there is an interval between each of the conductive cylinders 36 and 46, and the internal active electrode 26. At the right of these intervals, the internal insulating tube 21 is thinned, which means that it has two parts d ends 22 and 29 intended for its support, by the fixing rings 3 and 4, at the same time that good electrical insulation is maintained between these conducting rings and the active electrode 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. In practice, a high voltage is applied to the electrode 14, and the electrode 26 is connected to an electrometer, as shown in FIG. 5. A generator 60 produces a voltage in steps, as shown if: the figure HER. A high voltage amplifier 6i increases the amplitude of the steps to pass to a variable voltage from 0 to 2 kV. This voltage is applied to the electrode 14. The electrode 26 is for its part connected to a current amplifier 63, by means of a switch 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.As already described, the switch 62 interrupts the connection between the electrode 26 and the amplifier 63 during the transient regime which the cylindrical capacitor materialized by the electrodes 14 and 26 will take, at the time of the transitions between voltage steps.

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.At the end of the transient regime, a sampler 64 takes the value of the current at the output of the amplifier 63 to apply it to a processing device 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.In a known manner, it is thus possible to have a series of values of the ion current, for progressively increasing values of the high bias voltage, and this until reaching the saturation value already defined above. From there, it is possible to derive the ionic conductivity (for low values of the high voltage), the mobility distribution function of the ions, taking into account most of the samples obtained, and also the ion density, by taking into account the maximum current obtained when saturation is reached.

Le mode de réalisation décrit en référence aux figures 1 à 4 est susceptible de fonctionner de cette manière. The embodiment described with reference to Figures 1 to 4 is capable of operating in this way.

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.To avoid disturbances linked to large charged particles, a conical end piece 8 is provided upstream, illustrated in more detail in FIG. 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.This nozzle, consisting of an outer wall 80 and an inner wall 81, internally forms a divergent from its rounded upstream end 82, obtained by joining the walls 80 and 81. Very advantageously, it is placed in the vicinity of this end upstream a resistive heating film 83, which prevents icing.

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.At the other end, the two walls 80 and 81 join at 84, to be fixed to each other by screws such as 88. A hare 85 can overlap the part 17 already mentioned (FIG. 2) and fix on it with a screw 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.This conical tip cooperates with the central part illustrated in FIG. 2, so that the large charged particles preferentially go towards the interior of the internal tube ZC, which prevents them from passing through the active part of the capacitor.

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.On the one hand, this prevents the measurement from being distorted. On the other hand, and above all, it practically eliminates the risk that the electrodes and / or the associated electronic measuring equipment are destroyed by overvoltages or breakdowns.

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. A mechanical filtering effect of the large charged particles could be obtained, without detachment of the boundary layer inside the conical tip 8, provided that the half-angle at the top of the interior cone is at most equal to 10. Good results have been obtained with a value of approximately 9 "for this half angle at the top.

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.The film 37 that lion can place inside the conductive cylinder 36, at the entrance to the internal tube 21, also prevents icing of the internal electrode and contributes to limiting the effect of abrasion of large ones by loaded tips.

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.With this arrangement, it has proved possible to ensure that 90% of the particles with a diameter greater than 200 micrometers pass through the sensor at its center.

Ce résultat est particulièrement intéressant, lorsqu'on souhaite effectuer des mesures à bord d'un avion.This result is particularly interesting when it is desired to carry out measurements on board an aircraft.

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. Indeed, the observations made by the Applicant have highlighted the existence of fields of 150 kVm 1 on the surface of the aircraft when it enters thunderstorm formations. The establishment of these fields is partly due to the impact on the aircraft of liquid and / or solid particles called hydrometeors.

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.The arrangements which have just been described considerably reduce the effects of hydrometeors on the measurements made with the aid of on-board apparatus on aircraft.

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.It is also important, for the quality of the measurements, to know with precision the speed of the gas flow inside the device, in the zone between the active electrodes 14 and 26.

L'invention prévoit que l'on utilise à cet effet un dispositif formant venturi, illustré sur la figure 4. The invention provides that a venturi device, illustrated in FIG. 4, is used for this purpose.

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.In general. the venturi is supported by two annular parts 90 and 92, joined by fins 95. The external part 91 engages from the left between the external shielding electrode 10 and the electrode 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.Externally, this part 90 comprises a shield 99 which is established in continuity with the shield electrode 10. The downstream end of the ring 90 is rounded at 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.For its part, the internal ring engages inside the electro, 46 of the crown 4. (The fasteners have not been shown to simplify the drawing.)
The venturi itself is defined by annular bulges 91 and 93 supported opposite one another by the parts 90 and 92. As is known to those skilled in the art, two pressure tapping tubes are provided which are arranged one in 96, upstream of the restriction formed by the venturi, the other in 97, in the restriction zone. The differential pressure measurement gives the indication of the gas flow. This measurement can be transformed into an electrical quantity by any means known to those skilled in the 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.According to another advantage of the present invention, the fixing crowns 3 and 4 are arranged, on the one hand in their external metal cylinders 34 and 44, on the other hand in their internal metal cylinders 36 and 46, to form guard electrodes , for the external active electrode 14.

Cela contribue à la bonne qualité des mesures que l'on obtient avec un dispositif selon l'invention.This contributes to the good quality of the measurements that are obtained with a device according to the invention.

fl est maintenant fait référence à la figure 6.  fl is now referred to in FIG. 6.

Cette figure 6 est une vue partielle correspondant à la figure 2.This FIG. 6 is a partial view corresponding to FIG. 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.Of course, the preferred embodiment which will now be described is intended to incorporate upstream a conical nozzle as illustrated in FIG. 3, and downstream a venturi as shown in FIG. 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.Figure 6 compares to Figure 2. However, several elements of Figure 2 have not been reproduced in Figure 6. Other elements, which exist in the two figures, but retain exactly the same functions, will not be not described again.

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.The essential difference between FIG. 6 and FIG. 4 is that the internal active electrode 26, or measurement electrode, is now made up of several annular elements 26-1, 26-2, 26-3 and 26-4, aligned, electrically isolated from each other.

L'autre électrode active 14 s'étend en regard de tous ces éléments annulaires.The other active electrode 14 extends opposite all of these annular elements.

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.The Applicant has observed that it is possible to choose the value of the high direct voltage (which no longer needs to be stepped), the radial spacing between active electrodes, as well as the axial lengths of the various elements of the measuring electrode, to arrive at simultaneously measuring the ionic conductivity, the average mobility of the ions, and the concentration of these. By using a sufficient number of measurement electrodes, we will of course also access the distribution function of the ionic mobilities.

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.In the illustrated embodiment, the measurement electrode comprises, from upstream to downstream, four annular elements, the axial lengths of which are substantially as follows 1, 1, 1.33 and 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.That is to say that the first two elements measure 30 mm, the third 40 mm, and the last 65 mm. A gap of 2.5 mm is provided between two consecutive elements of the measuring electrode.

Comme précédemment, le tube isolant de support 21 peut être en téflon.As before, the insulating support tube 21 can be made of Teflon.

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.The outside diameter of the tube 2i is 58 mm. The inside diameter of the tube 11, in line with the electrode 14, is 100 mm.

La haute tension d'alimentation peut être de 2000 Volts.The high supply voltage can be 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. The segments 26-1, 26-2, 26-3 and 26-4 of the measurement electrodes are connected to respective electrometers 63-1 to 63-4, which can be constructed as before, and respectively supply currents I1 to 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.The operation is as follows - For a given value of the high voltage, the first section 26-1 captures all the ions of mobility greater than kl, where kl is the critical mobility defined by the length L1 of this first section.

- 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).- The second section 26-2 captures all the ions with mobility less than kl but greater than k2, which is ia critical mobility defined by ia length L1 + L2 (neglecting the gap between two consecutive sections).

- 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. - More generally, the section of rank i captures all the ions with mobility less than k 1 but greater than ki, which is the critical mobility defined by the sum of the lengths of the electrodes L1 to 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.- We make sure that, for the last electrode, here 26-4, we reach the value of the critical mobility of saturation, that is to say that this last electrode will be struck by the rest of the ions contained in the medium gaseous considered.

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. As a result, each electrode will be struck by ions whose mobility is located within a given range of mobilities.

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.In addition, the sum of the currents perceived by the electrodes 1 to i represents the current due to the ions whose mobility is greater than the critical mobility k. of the ith electrode considered.

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.Finally, the sum of all the currents perceived by all the electrodes is equal to the total ion current, insofar as the last electrode reaches the critical mobility of 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.The measurement can then be exploited by plotting a current / voltage characteristic, equivalent to that which was obtained according to the prior art by means of an excursion of the continuous high bias voltage.

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). This current / voltage characteristic is now obtained by plotting the progressive sum of the currents perceived by the different electrode segments as a function of the inverse of the corresponding critical mobility (or as a function of the value of the corresponding high voltage, by comparison with the technique previous).

Ainsi, la figure 8 représente une courbe de courant en fonction de valeurs de haute tension équivalentes.Thus, FIG. 8 represents a current curve as a function of equivalent high voltage values.

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.The ionic conductivity is then defined by the slope of the current / voltage curve. Most of the time it is considered to be the slope at the origin.

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.This conductivity can be written

where E 0 is the dielectric permittivity of the gaseous medium,
C is the capacity of the cylindrical capacitor, while the second term designates the slope of the curve.

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.For its part, the distribution function of ionic mobilities, noted f (k), can be written

where e denotes the elementary charge of the electron, Q the flow rate of the gas flow in the interelectrode measurement space, while the second term is the second derivative of the relationship between the current and the equivalent voltage, such that illustrated in figure 8.

Bien entendu, les relations qui précèdent supposent que l'on dispose d'un grand nombre d'électrodes de mesure.Of course, the foregoing relationships assume that a large number of measurement electrodes are available.

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.When a limited number of such electrodes is available, the derivatives will be replaced by corresponding differential values taken from each of the segments of the measurement electrode.

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.Finally, the ion density n is defined by the qotier ae the sum of the currents crossing all the measurement electrodes and of the product of the flow rate by the elementary charge of the electron.

a figure 7 fait apparaitre une manière simplifiée d'exploiter les mesures, que l'on décrira maintenant. Figure 7 shows a simplified way of using the measures, which will now be described.

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.An amplifier 70 carries out the sum of the currents I1 to I4, from which we can deduce the ionic concentration in the gaseous medium, as has just been indicated.

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. The current I1 relative to the first electrode is applied to a weighting circuit 71, which multiplies it by a factor M1 equal to the inverse of the equivalent voltage V1 which can be associated with the electrode I1 It results from what precedes that this factor is determinable in advance.

La sortie de l'organe 71 est une indication de la conduc tivité ionique du milieu gazeux, aux faibles valeurs du courant.The output of the member 71 is an indication of the ionic conductivity of the gaseous medium, at low values of the current.

Pour le reste, on peut déterminer la mobilité ionique dans quatre intervalles associés respectivement aux quatre électrodes de mesure, comme précédemment indiqué.For the rest, the ion mobility can be determined in four intervals respectively associated with the four measurement electrodes, as previously indicated.

Plus simplement, on peut rechercher l'indication de lamobilité moyenne des ions dans le milieu gazeux.More simply, one can search for the indication of the average mobility of the ions in the gaseous medium.

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.FIG. 7 does this by starting from the currents I3 and I4, to which weights 73 and 74 apply correction factors M3 and M4 respectively. M3 is defined by the inverse of the difference between the equivalent voltages V3 and V2, while M4 is defined by the inverse of the difference between the equivalent voltages V4 and 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.A differential amplifier 72 builds the difference between the outputs of the weighters 74 and 73. In turn, the output of the differential amplifier 72 is applied to another weighting circuit 75, operating according to a factor M5 equal to the inverse of the difference between the equivalent voltages V4 and V3.

La sortie de l'organe pondérateur 75 est alors une indication de la densité de mobilité des ions.The output of the weighting member 75 is then an indication of the density of mobility of the 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.In a variant of what has been indicated above, the ionic conductivity can be obtained from the current I2, weighted by the inverse of the difference between the equivalent voltages V2 and 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.The device which has just been described is particularly suitable for being on board an aircraft, in order to carry out measurements in the atmosphere.

Ces mesures sont particulièrement délicates lorsqu'il s'agit de déterminer les caractéristiques ioniques de nuages convectifs tels que les nuages d'orages.These measurements are particularly delicate when it comes to determining the ionic characteristics of convective clouds such as thunderstorm clouds.

Par sa grande rapidité, le mode de réalisation preférentiel qui vient d'être décrit, se trouve particulièrement approprié pour une telle applIcation.By its great speed, the preferred embodiment which has just been described is particularly suitable for such an 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.For the same sampling frequency of the measurements, it makes it possible to achieve a spatial resolution of a few meters, on board an aircraft such as the Transall 04, flying at a speed of 100 m / s, while the resolution spatial of the conventional sensor is about 100 meters.

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.In such an application, "in situ" disturbances are encountered due in particular to the hydrometeors already mentioned. By its conical inlet nozzle, and its central passage for large particles, the device according to the invention considerably reduces the drawbacks linked to such hydrometeors.

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.Finally, and this time whatever the application, there are systematic disturbances linked to edge effects on the active electrodes of the device. these edge effects are compensated for by the arrangement of the guard electrodes according to the 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.The arrangement of these guard electrodes is particularly delicate. Indeed, if they allow to keep the exact principle of a radial electric field, they are nevertheless accompanied by an error on the measurement, which can be significant for high voltage values, but which it is possible to correct 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. It has been found possible to use fairly long guard electrodes, without any significant ion losses due to the effects of thermal and turbulent diffusion, at least in the applicatins where the speed of the gaseous medium n is not too low compared to the values of thermal and turbulent speeds.

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. Of course, the invention is not limited to the embodiment described, but extends to any variant included within the scope of the claims below.

Claims (12)

Revendications.Claims. 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.1. Electrostatic device for measuring the ionization characteristics of a gaseous medium, of the type comprising - a tubular body allowing the passage of the gaseous medium, and provided with an external shielding electrode (10), - two active electrodes ( 14, 26), annular, mounted coaxially inside the body (I) to form a cylindrical capacitor channeling the gaseous medium, - means making it possible to establish a high tenson at the terminals of these active electrodes, to create an electric field intense substantially radial, - means for connecting one (26) of the active electrodes, called the measurement electrode, to an electrometer (63), to determine the current due to the ions picked up by the measurement electrode, characterized in that the internal active electrode t26) is mounted on the external wall of an insulating tube (21), open at its two ends, the internal wall of this tube defining a central channel, a second shielding electrode (20) being mounted on said inner wall of the insulating and grounding tube. 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. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the insulating tube (21) is provided with longitudinal extensions (22, 29) allowing its support by two fixing rings (3, 4) inside the body. 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. Apparatus according to Revenication 2, characterized in that the upstream extension (22) of the insulating tube is internally equipped with a heating means (37), at the entrance to the central channel. 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).4. Apparatus according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises1 on either side of the active electrodes (14, 26) and substantially in extension thereof, annular guard electrodes (34 , 44, 36, 46i grounded, and arranged to avoid deformation of the electric field lines at the ends of the two active electrodes (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.5. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring electrode (26) consists of several annular elements (26-i to 26-4), aligned, electrically isolated from each other, in that that the other active electrode (14) extended opposite all these annular elements, and in that these are connected to a device forming a multipie electrometer (63-1 to 63-4) for the simultaneous determination of several of the characteristics of ionization of the medium, without it being necessary to vary the high direct voltage in steps. 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.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the value of the high continuous voltage, the radial spacing between active electrodes, as well as the axial lengths of the different elements of the measuring electrode are chosen to allow the simultaneous measurement of the ionic conductivity, the mobility of the ions and their concentration. 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 2,15.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that, upstream downstream, the measuring electrode (26) comprises four annular elements whose axial lengths are substantially as follows i, 1, 1 , 33 and 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.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the ionic conductivity is taken from the ratio of the current from the first element to its equivalent voltage, or the current from the second element, weighted by the inverse of the difference between the voltages equivalent to the currents from the second and first elements, in that the ion concentration is taken from the sum of the currents from the four elements, and in that the mobility of the ions is taken from the currents from the last two elements, weighted at each times by the inverse of the difference between the voltages equivalent to the current of the element and that of the previous one, then subtracted from each other, and finally weighted again by the inverse of the difference between the voltages equivalent to the currents from the last two elements. 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.9. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the annular duct defined between the active electrodes is extended by a device (9) of the venturi type, allowing the measurement of the gas flow rate without appreciable disturbance of the gas flow. , nor of the trajectory of the ions in the area of the active electrodes. 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.10. Apparatus according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the upstream end of the body has a conical tip (8) forming diverging towards the inside of the body. 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". 11. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the half-angle at the top inside the conical end piece (8) is less than about 10, preferably close to 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.12. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet of the nozzle is provided with a heating means (83) such as a resistor. 13. Application de l'appareil selon l'une des revendications précédentes, en particulier embarqué sur aéronef pour des mesures dans l'atmosphère. 13. Application of the device according to one of the preceding claims, in particular on board an aircraft for measurements in the atmosphere.