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 La Lang-sonde 1936-1948
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Voir aussi : Les débuts du radiosondage 1920-1945 - Les radiosondes à tubes de 1940 à 1970 - La Wetter-Sender-Empfänger WSE 2 -              

Cette petite sonde très populaire de la fin des années trente jusqu'après la guerre était à la fois petite, légère et bon marché. Elle fut utilisée seule ou bien en tant que mécanisme de mesures PTU sur d'autres modèles WSE 2, par exemple.

Histoire

Elle a été développée par A. Lang lorsqu'il se trouvait à l'observatoire naval allemand de Hambourg dans les années 1935-1936. Son but était ambitieux puisqu'il s'agissait de produire une radiosonde à la fois fiable, légère, simple à fabriquer en grande série et bon marché.
En 1938-39, le navire météo " Schwabenland " en emportait dans ses soutes et procéda à plus d'une centaine de radiosondages lors de son voyage à travers l'Atlantique, depuis l'Europe jusqu'en Antarctique. A cette époque, la Lang-Sonde était alors régulièrement utilisée par le service météorologique allemand, le Reichsamt für Wetterdienst.
Pendant la guerre, la Luftwaffe en a utilisé un grand nombre, principalement la version 3,3 MHz qui pouvait être suivie à l'aide de radiothéodolites à cadre.
Après 1945 elle a été utilisée encore pendant quelques années par les services de météo allemands.

Description

Un boîtier en plastique transparent (sans doute du plexiglas) est divisé en deux compartiments dont l'un (rep. M sur la photo ci-contre) contient la partie mécanique (capteur de pression, système de codage et mécanisme d'horlogerie) tandis que le second renferme l'émetteur bien protégé des chocs et des variations de température par un matelas de fibres (rep. Tx).
L'alimentation (rep. P), constituée d'un accu pour le chauffage du tube et d'une pile pour la tension d'anode, a la forme d'une grosse boîte d'allumette en carton munie de trois fiches bananes s'enfichant dans trois douilles montées du coté de l'émetteur.
Le capteur de température (bilame métallique) et celui d'humidité (hygromètre à cheveu) sont protégés par une cheminée en tôle fine d'aluminium (rep. C) .

Caractéristiques

Dimensions du boîtier : Longueur 235mm avec pile enfichée ; largeur 170mm avec la cheminée ; cheminée : longueur 190mm et diamètre 70mm environ
Masse : 530g avec piles
Fréquence : 3,3 MHz dans les premiers temps puis 27,8 MHz à la fin.
Alimentation : piles : 90x75x50mm masse 217g connectée par 3 fiches bananes. Entraxes : 0-24 et 0-42mm. Tension de chauffage 2,1V et tension anode 45 volts (30 éléments Zn-C)
Capteurs : bilame métallique pour la mesure de la température ; hygromètre à cheveu ; barocontacteur utilisant une capsule de Vidie pour transmettre l'altitude en 20 paliers.

Emetteur

La documentation indique que le tube est une triode dont la référence a été au départ une KC3 puis plus tard une MC1. Sur le modèle que nous avons examiné (en tirant légèrement et délicatement le calorifugeage), le tube n'a semblé être si l'une ni l'autre. Le format du tube est intermédiaire entre une "miniature" et une "noval". De marque Telefunken, sa référence n'a pas pu être relevée pour l'instant.
La tension d'alimentation anode est de 45V tandis que la tension de chauffage est de 2,1V.
Comme très souvent, l'oscillateur est de type Hartley, l'exemplaire décrit ici fonctionne vraisemblablement sur 3,3MHz comme le laisse supposer le grand nombre de spires de la bobine.
La porteuse n'est pas modulée, la manipulation par tout-ou-rien est obtenue en faisant décrocher l'oscillateur par mise à la masse de l'une ou de l'autre des extrémités du circuit oscillant.
La stabilité de l'oscillateur est secondaire puisque le principe de codage est chronométrique.

 (A) Antenne
 (C) Cheminée des capteurs de température et humidité  
 (P) capteur de pression
(Tx) compartiment de l'émetteur
   (A) Antenne
 (L) self de l'émetteur
 (P) capteur de pression
(Tr) tude (triode)


Capteurs

La pression est mesurée à l'aide de deux capsules de Vidie (rep. P), agissant sur un levier qui établit ou non le contact avec une des 20 barrettes du barocontacteur (rep. B), A chaque changement de niveau d'altitude, la porteuse est coupée. La gamme de pression est donc découpée en 20 niveaux, l'espacement décroissant entre les barrettes du barocontacteur fait que la différence entre deux niveaux est de l'ordre de 1000m.
Le capteur de température est un bilame métallique dont les déformations provoquent la rotation de l'étoile (rep. E) et par conséquent le déplacement de la pointe en contact avec le tambour de codage de la température (rep. C). Lorsque la pointe de contact touche une des deux hélices métalliques fixée sur le cylindre, le contact se ferme, provoquant une coupure de l'émission. Pendant toute la montée du ballon, l'étoile peut faire plus qu'un tour. Lorsqu'une branche de l'étoile a parcouru toute la largeur du tambour, la branche suivante prend le relais ; l'intervalle de température délimité par deux branches est de l'ordre de douze degrés, la gamme de température balayée par un tour de l'étoile est donc de 8x12=96 degrés.
L'humidité agit sur la longueur d'un cheveu dont les variations sont transmises mécaniquement à un contact frottant sur le cylindre de mesure (rep. U de la photo ci-dessous à gauche). Le temps séparant l'émission du top de syncho de celui provoqué par l'hygromètre est proportionnel à la valeur de l'humidité. Vu l'amplitude du débattement total du contact, on peut supposer que la précision de la mesure de l'humidité relative était elle-même très relative...
 
 (P) Capsules de Vidie
 (E) Etoile de contact à 8 branches
 (C) Tambour de codage de la température
 (B) Barocontacteur
 (U) cylindre de codage de l'humidité et synchro
   (C) Cheminée de protection contre les rayons du soleil
 (T) Bilame métallique pour la mesure des températures
 (U) Hygromètre à cheveu
 


Alimentation

Le bloc d'alimentation, enfiché sur le boîtier contenant l'émetteur renferme dans la même boîte en carton deux accus miniatures Rulag (environ 2,1V) et une pile HT pour l'anode (Zinc-carbone) de 30 éléments fournissant une tension de 45V. L'entraxe entre la fiche centrale et ses voisines est différent pour servir de détrompage.
On retrouve ce type de bloc d'alimentation sur d'autres radiosondes de la même époque (et de même fabricant, sans doute)
Dimensions : 90x75x50mm masse : 217g connectée par 3 fiches bananes.
Entraxes : 0-24 et 0-42mm. Tension de chauffage 2,1V et tension anode 45 volts (30 éléments Zn-C)

La pile de 45 volts porte les indications suivantes :
En bas :
Thor-Füll-Batterie
Type : MFS145 (impression au tampon encré difficile à lire)
Autour du logo :
C. ERFURTH
FABRIK GALV. ELEMENTE
BERLIN SW 68
NEUENBURGERSTR. 15
Dans le logo (représentant un char tiré par deux boucs bipèdes et conduit par un dieu Thor habillé comme un bourgeois berlinois) :
SCHUTZ-MARKE
THOR
D.R.W 34903

La pile de 45 volts devait être activée avant utilisation en remplissant d'électrolyte chaque élément avec une pipette.
 
 (A) pile formée de 30 éléments de 1,5 volt pour l'alimentation de l'anode de la triode (donc 45 volts)    (A) pile de 30 éléments de 1,5 volt pour l'alimentation de l'anode de la triode.
 (B) trois fiches bananes
 (Ch) accus Rulag pour le chauffage du tube


Transmission des données et décodage

La transmission de la pression est indépendante de celle de la température et de celle de l'humidité. La coupure de porteuse peut se produire pendant la transmission d'un top déterminant la synchronisation ou la valeur de la température ou encore la valeur de l'humidité.
L'humidité et le top de synchro sont codés par le cylindre de plus petit diamètre placé sur le même axe que le tambour de codage. Cet axe est entraîné en rotation par un mécanisme d'horlogerie.
Le tambour de codage de la température comporte deux barrettes en hélice. Comme le tambour fait 1 tr/min, la température est donc transmise toutes les 30 secondes. Lorsque qu'une branche de l'étoile a balayé toute la génératrice du tambour, la branche suivante prend le relais. L'intervalle de temps déterminant la température est mesuré à partir d'un top de synchronisation émis à chaque tour par le cylindre de codage de l'humidité.
La réception sur 3,3MHz était assurée par un récepteur Torn.E.b ou à l'aide du récepteur de l'émetteur-récepteur Torn.Fu.b1
Pour la réception des sondes fonctionnant sur 27,8MHz un récepteur EO281=UKE1 était utilisé.
Un enregistreur graphique synchronisé avec la sonde assurait l'enregistrement des signaux en temps réel.

Sources

- examen de l'exemplaire RSM-034 de la collection de Payerne.
- The invention and development of the radiosonde par Dubois, Multhauf et Ziegler - Smithsonian Institution
- Die Entwicklung der deutschen Radiosonden von 1930 - 1955 par F. Trenkle (DFVLR) - 1982
- Climate of the Past by Brönnimann, Compo, ... - 2011

Remerciements

- Radiosondeurs de Payerne