КОРОТКОДУГОВОЙ ИСТОЧНИК СВЕТА Российский патент 1997 года по МПК H01J61/86 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве короткодуговых источников света.

Известен короткодуговой источник света, содержащий заполненную инертным газом камеру из оптически прозрачного материала и герметично установленные в ней вдоль оси два электрода, неподвижный и плавающий в ртути. Источник света приводится в действие путем разведения контактирующих первоначально электродов за счет понижения уровня ртутной ванны вследствие ее испарения при джоулевом нагревании, с последующим охлаждением и конденсацией паров ртути.

Недостатком известной конструкции является длительность приведения источника света в исходное состояние готовности для следующего пуска, которая связана со временем охлаждения всей системы и полной конденсации паров ртути (авт.св. N 920897, 1982).

Целью предлагаемого изобретения является ускорение повторного процесса зажигания источника света.

Для достижения поставленной цели токопроводящая жидкость является магнитной, подвижный электрод выполнен из немагнитного материала и введен остроконечный токопровод из магнитного материала, обращенный острием к указанному подвижному электроду, имеющий внутреннюю часть, расположенную в жидкости, и наружную часть, на которой установлен соленоид.

На чертеже изображен предлагаемый короткодуговой источник света. Он содержит: камеру из кварцевого стекла 1 с полостью 2, в которую помещена токопроводящая магнитная жидкость 3 с плавающим немагнитным электродом 4 и герметично вмонтированной остроконечной частью сердечника 5 с соленоидом 6 вне полости камеры, электрод 7 закреплен неподвижно в верхней части камеры. Напряжение на соленоид подается от батареи постоянного тока 8, а на электроды от источника питания 9. Отношение плотности материала плавающего электрода 4 к плотности магнитной жидкости составляет около 107%
Предлагаемый короткодуговой источник света работает следующим образом. В исходном состоянии электроды разомкнуты. Для создания рабочего контакта необходимо намагнитить сердечник 5, путем подачи напряжения на соленоид 6 от батареи постоянного тока 8. При этом сердечник 5 создает вблизи себя в жидкости магнитное поле с градиентом направленным вниз. Тогда полная выталкивающая сила, действующая на плавающий электрод равна:

где
ρ плотность магнитной жидкости, q=9,8 м/с², m_o магнитная постоянная, М намагниченность насыщения жидкости, ▿H градиент магнитного поля, V объем части немагнитного электрода, погруженного в жидкость (В.Г.Баштовой. Введение в термодинамику магнитных жидкостей. М. 1985, с.42). Из условия всплывания тела
F_выт.= ρ_тV_тq
где
ρ_т и V₁ Плотность и объем всего электрода, следует
ρ_тV_тq= [(ρ_т-ρ)]q-μ_oM▿H]V_o При ρ_т= 7,5 г/см³, ρ=7г/см³, M приблизительно 15 kA/m, V_t=2V (полупогружение) получим для магнитного поля:

и при всплытии электрод замыкает цепь, после чего подается напряжение на электроды 5 и 7 при помощи источника питания 9, и размагничивается сердечник отключением батарей 8, цепь размыкается, между электродами 7 и 4 и возбуждается разряд в среде инертного газа.

Для повторного импульса не требуется времени на охлаждение системы и конденсации паров. Последующий импульс можно повторить вслед за предыдущем по описанной выше схеме.

В качестве токопроводящей магнитной жидкости можно использовать суспензию мелкодисперсного намагничивающегося порошка из материала с точкой Кюри, выше температуры инертного газа в колбе источника (например, порошок кобальта с Ткюри1330^oC). Основой суспензии может служить низкотемпературная эвтектика металлов Gа, In, Sn в пропорции соответственно 62% 25% 13% (по массе). При концентрации магнетика порядка 10% (по массе) в суспензии ее намагниченность М достигает порядка 15 кА/м.

Таким образом, предложенное устройство по сравнению с прототипом является более эффективным за счет исключения времени на подготовку системы для повторного импульса. Частота следования импульсов определяется временем подачи и снятия напряжения на электроды.

Использование: в производстве короткодуговых источников света. Сущность изобретения: короткодуговой источник света содержит заполненную инертным газом камеру из оптически прозрачного материала и установленные вдоль оси два электрода. Один из электродов установлен неподвижно в верхней части камеры, а другой - в нижней части - в полости, заполненной токопроводящей жидкостью, и имеет возможность перемещения. Для ускорения повторного зажигания указанная жидкость является магнитной. Подвижный электрод выполнен из немагнитного материала. В камеру введен остроконечный токоподвод из магнитного материала, обращенный острием к указанному подвижному электроду. Дополнительный электрод имеет внутреннюю часть, расположенную в жидкости, и наружную часть, на которой установлен соленоид. 1 ил.

Короткодуговой источник света, содержащий заполненную инертным газом камеру из оптически прозрачного материала и герметично установленные в ней вдоль оси два электрода, один из которых установлен неподвижно в верхней части камеры, а другой в нижней части, имеющей полость, и заполненную токопроводящей жидкостью, с возможностью перемещения вдоль ее оси, отличающийся тем, что, с целью ускорения повторного зажигания, указанная жидкость является магнитной, подвижный электрод выполнен из немагнитного материала и введен остроконечный токоподвод из магнитного материала, обращенный острием к указанному подвижному электроду, имеющий внутренюю часть, расположенную в жидкости, и наружную часть, на которой установлен соленоид.