СПЕКТРАЛЬНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА ДЛЯ АТОМНО-АБСОРБЦИОННОГО АНАЛИЗА Российский патент 2002 года по МПК H01J61/09 

Изобретение относится к классу газоразрядных спектральных источников света, предназначенных для работы в аппаратуре атомно-абсорбционного анализа.

Известна конструкция газоразрядной спектральной лампы с полым катодом, излучающая спектры различных химических элементов, содержащая колбу с увиолевым окном для выхода излучения, анод и полый катод, имеющий внутреннюю разрядную поверхность в виде цилиндра, открытого с одной стороны, выполненного из материала, спектр которого необходимо получить (1). Анод имеет форму цилиндра с соосно установленным внутри него стержнем. Полый катод помещен в электроизоляционную трубку с маленьким зазором. Для увеличения интенсивности излучения внутрь полости катода вставлены элементы из проволоки или из фольги. Анод, катод и электроизоляционная трубка собраны на стеклянной ножке. Лампа наполнена инертным газом неоном до определенного давления.

К недостаткам ламп такой конструкции следует отнести малую величину интенсивности излучения резонансных линий. Несмотря на то, что внутрь полого катода вставлены дополнительные элементы в виде проволоки или фольги, интенсивность излучения оказалась все же недостаточной. Более того, не каждый металл можно иметь дополнительные элементы. На такие элементы как натрий, калий, кадмий, мышьяк и др. дополнительных элементов изготовить не удается. Поэтому для увеличения интенсивности излучения для многих металлов надо искать другие технические решения.

Техническим результатом является увеличение интенсивности излучения резонансных линий.

Технический эффект достигается тем, что спектральная газоразрядная лампа для атомной абсорбции, содержащая колбу с плоским увиолевым окном для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра, и расположенные в ней основной анод и полый катод с отверстием на боковой поверхности, помещенный в электроизоляционную трубку с боковым отверстием, соосным с отверстием на катоде, снабжена вторым анодом, расположенным вблизи бокового отверстия, которое разделяет катод на две части, имеющие одинаковые внутренние боковые поверхности, причем обе части являются двумя полыми катодами, работающими от разных анодов, в то же время это один общий полый катод с увеличенной площадью горения. За счет этого удалось увеличить боковую поверхность разрядной полости в 2 раза.

На чертеже изображена газоразрядная спектральная лампа для атомной абсорбции в разрезе.

Лампа представляет собой стеклянный баллон 1 цилиндрической формы с плоским увиолевым окном 2 для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра. Аноды 3 и 4 выполнены из никелевой проволоки ⊘ 0,8 мм, имеют форму штырей. Полый катод 5 имеет форму цилиндра, внутренняя поверхность которого выполнена из материала, спектр которого необходимо получить, имеет два отверстия. Одно отверстие расположено в торце полого катода со стороны выхода излучения. Второе отверстие находится на боковой поверхности катода и делит полый катод на 2 части. Одна часть полузакрытая с дном, а вторая часть открытая в сторону выхода излучения. Основной анод расположен у отверстия катода со стороны выхода излучения. Дополнительный второй анод расположен со стороны бокового отверстия. Оба анода могут быть приварены к разным выводам или к одному выводу. Если приварены к разным выводам, то на аноды можно подавать разные потенциалы и регулировать их в процессе работы лампы. Если на один вывод, то потенциалы анодов будут одинаковы.

Полый катод помещен в электроизоляционную трубку 6 с небольшим (0,2-0,3 мм) зазором. Это предотвращает горение тлеющего разряда по внешней поверхности катода и концентрирует разряд во внутренней полости катода. Катод, аноды и электроизоляционная трубка собраны на стеклянной ножке 7 с помощью молибденовых выводов 8. Для изоляции от газового разряда анодный вывод внутри лампы помещен в стеклянную трубку 9.

Лампа наполнена инертным газом до необходимого давления. Для подключения к источнику питания лампа снабжена октальным цоколем 10 под стандартную ламповую панель.

Для раздельного регулирования подаваемого напряжения аноды устанавливают на разных анодных выводах ножки лампы. При подключении такой лампы к источнику питания между анодами 3 и 4 и разрядной полостью катода 5 зажигаются тлеющие разряды в инертном газе. За счет второго анода у отверстия боковой поверхности катода удалось увеличить разрядную поверхность обеих частей в 2 раза. Продукты распыления от обеих частей разрядной полости катода в виде нейтральных атомов попадают в газовые разряды, возбуждаются там при соударениях с электронами и в виде излучения спектральных линий через плоское окно 2 выходят из лампы.

За счет увеличения площади разрядной полости полого катода и наличия второго анода будет увеличена интенсивность излучения резонансных линий, что дает возможность улучшить чувствительность и точность проведения атомно-абсорбционного анализа.

Пример.

Лампа представляет собой стеклянный баллон цилиндрической формы ⊘ 40 мм с плоским окном для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра. Полый катод выполнен из бескислородной меди, имеет длину разрядной полости 20 мм и ⊘ 4 мм. На боковой поверхности просверлено отверстие ⊘ 4 мм. Это отверстие делит разрядную полость на две одинаковые части по площади, т. е. на два полых катода. Один полый катод полузакрытый от бокового отверстия до дна, а второй полый катод открыт от бокового отверстия до основного отверстия в сторону выхода излучения. Лампа снабжена основным анодом, расположенным вблизи отверстия в сторону выхода излучения. Возле бокового отверстия от общего анодного вывода расположен второй анод. Оба анода выполнены из никелевой проволоки ⊘ 0,8 мм. Полый катод помещается в стеклянную трубку с зазором 0,2÷0,3 мм с отверстием на боковой поверхности ⊘ 6 мм, соосным с боковым отверстием катода. Оба анода, катод и стеклянная трубка смонтированы на стеклянной ножке. Лампа наполнена инертным газом неоном до давления 8,0 мм рт. ст. Для подключения к источнику питания лампа снабжена октальным цоколем под стандартную ламповую панель. После изготовления лампы были проведены испытания на анализаторе Спектр 5-3 при питании в одноимпульсном режиме. Для сравнения использовалась лампа ЛС-11 ТУ 48-18-29-91, имеющая полый катод, выполненный из бескислородной меди с диаметром разрядной полости 4 мм и глубиной 10 мм.

Результаты измерения интенсивного излучения разнополых ламп 3248 А показали, что испытуемая лампа имеет большую интенсивность в 1,35 раза, что и подтверждает наши теоретические высказывания в предлагаемой конструкции спектральной газоразрядной лампы с полым катодом.

Предложенное изобретение является новым - предложена новая конструкция анода и в целом лампы. Произведен изобретательский шаг - лампа снабжена вторым анодом, расположенным вблизи бокового отверстия катода и втулки, которое делит катодную полость на две части, являющиеся продолжением одна другой и имеющие одинаковые внутренние разрядные поверхности, причем обе части являются двумя полыми катодами, работающими от разных анодов.

Изобретение промышленно применимо в производстве спектральных ламп для улучшения качественных характеристик лампы, улучшения интенсивности излучения.

Источники информации
1. SU 1552255 A1, 23.03.1990.

Изобретение относится к спектральным газоразрядным источникам света, предназначенным для работы в аппаратуре атомно-абсорбционного анализа. Техническим результатом является увеличение интенсивности излучения резонансных линий. Лампа содержит колбу с увиолевым окном для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра, и расположенные в ней анод, полый катод, помещенный в электроизоляционную трубку, имеющую отверстие, соосное с боковым отверстием на полом катоде. Лампа снабжена дополнительным анодом, расположенным вблизи бокового отверстия полого катода, которое разделяет катод на две части, являющиеся продолжением одна другой и имеющие одинаковые внутренние разрядные поверхности, причем обе части являются полыми катодами, работающими от двух анодов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Спектральная газоразрядная лампа для атомной абсорбции, содержащая колбу с плоским увиолевым окном для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра, расположенные в ней основной анод и полый катод, помещенный в электроизоляционную трубку, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным анодом, полый катод и электроизоляционная трубка выполнены с соосными отверстиями на боковых поверхностях, дополнительный анод расположен вблизи боковых отверстий полого катода и электроизоляционной трубки, причем отверстие, выполненное на боковой поверхности полого катода, делит катодную полость на две части, которые являются продолжением одна другой и имеют одинаковые внутренние разрядные поверхности, так, что обе части являются двумя полыми катодами, работающими от основного и дополнительного анодов. 2. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что основной и дополнительный аноды установлены на разных выводах.