ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТА Российский патент 2018 года по МПК H01J61/90 

Изобретение относится к газоразрядным излучателям, предназначено для использования в области светотехники и может быть использовано для фотограмметрических исследований.

Известен газоразрядный источник света «Газоразрядный источник света» (патент РФ №2198450, МПК H01J 61/90, опубл. 10.02.2003), включающий наполненную газом газоразрядную камеру, образованную двумя стенками, установленными с зазором 0,05-0,2 мм относительно друг друга. Между стенками размешены электроды (толщина которых и задает требуемую ширину зазора), через которые осуществляется разряд запасенной электрической энергии накопителя источника. Одна из стенок служит окном для вывода излучения, на наружной стороне второй размещен дополнительный электрод, служащий инициатором разряда. Такой излучатель, используя даже окружающий воздух в качестве рабочего газа, позволяет увеличить силу света и уменьшить длительность импульса по сравнению со стандартной лампой, заполненной инертным газом. В этом случае начальное положение разряда строго задается по прямой между электродами, т.е. напряженность максимальна и максимальны для данного накопителя хорошо воспроизводимые светотехнические параметры излучателя. Толщина дорожки значительно меньше толщины электрода, а напыленный слой металла составляет доли мкм. На практике стенки такого излучателя изготавливают из одного прозрачного материала одной толщины. Недостатком данного устройства является одноразовость его элементов при электрической энергии накопителей выше десяти Дж (при U~30 кВ). Данное устройство выбрано в качестве прототипа.

Заявляемое изобретение направлено на создание газоразрядного источника света с улучшенными экономическими и светотехническими параметрами.

Технический результат состоит в повышении силы света и обеспечении многоразового использования части конструкции газоразрядного источника света.

Технический результат достигается тем, что в заявляемом газоразрядном источнике света, содержащем заполненную рабочим газом газоразрядную камеру, образованную установленными с зазором 0,05-0,2 мм относительно друг друга двумя стенками из оптически прозрачного материала, одна из которых является окном для вывода излучения, а противоположная ей - базовой стенкой, катод и анод, размещенные между стенками на противоположных концах разрядного промежутка, импульсный источник питания, электрически связанный с катодом, анодом и инициатором разряда, расположенным внутри газоразрядной камеры на поверхности базовой стенки, в отличие от прототипа, толщина базовой стенки выполнена не менее 7-10 мм, катод и анод жестко закреплены на базовой стенке, при этом инициатор разряда расположен между катодом и анодом на внутренней поверхности базовой стенки.

Инициатор разряда может быть выполнен в виде графитового слоя, к базовой стенке может быть прикреплен отражатель, а окно для вывода излучения может быть выполнено составным.

Использование всей совокупности признаков позволяет повысить силу света и обеспечить многоразовое использование части конструкции газоразрядного источника света.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображено заявляемое устройство.

Газоразрядный источник света включает стенки 1 и 3 из оптически прозрачного материала, установленные с зазором 0,05-0,2 мм. Одна из стенок, в данном случае стенка 3, является окном для вывода излучения, а противоположная ей - базовой стенкой 1. Между стенками 1 и 3 расположены электроды 2 (анод и катод), жестко закрепленные на базовой стенке 1.

Искровому разряду между электродами 2 предшествует подача энергии от импульсного источника питания (не показан) на тонкий проводящий слой инициатора 4 разряда, расположенный на внутренней поверхности базовой стенки 1, на наружной поверхности базовой стенки 1 закреплен отражатель 5.

При расширении разряда сила света источника света зависит от времени существования зазора, в котором идет расширение светящейся зоны. В прототипе, когда обе стенки выполнены одинаковой толщины (из оргстекла толщиной 0,8-1 мм), разрушение окна и базовой стенки («базы») осуществляется «симметрично», что влияет на условие падения скорости расширения при вводе электрической энергии.

В заявляемом устройстве толщина базы и окна подобраны таким образом, чтобы обеспечить электрический пробой разрядного промежутка и как минимум его десятикратное использование при энергии в пределах 70-100 Дж (при 30 кВ).

Приклеенные к базе электроды 2 (задающие зазор 0,05-0,2 мм) сохраняются после срабатывания (остаются на месте).

Увеличение силы света происходит за счет более долгого существования узкого зазора 0,05-0,2 мм, в котором осуществляется разряд, и, соответственно, меньшего темпа падения скорости при расширении светящейся зоны. (Т.е. увеличение силы света осуществляется за счет увеличения излучающей площади.)

Дополнительное увеличение силы света возможно при использовании отражателя, закрепленного на наружной поверхности базовой стенки. В прототипе такое решение было невозможно из-за разрушения «базы» и повреждения отражателя.

В качестве инициатора может использоваться графит, наносимый, например, с помощью грифеля карандаша в узкую бороздку, нанесенную на поверхности базы между электродами.

Окно (прозрачная пластина, используемая в качестве окна) может быть выполнено составным, например, из пластин толщиной 1 мм, чтобы после многократного использования можно было бы заменить не всю пластину, а контактирующую с электродами 2. Таким образом, по сравнению с прототипом основные элементы устройства становятся многоразовыми, что удешевляет использование данных излучателей в опытах в аэробаллистическом тире. После срабатывания в опыте газоразрядный источник света разбирается, например, с помощью крепежных диэлектрических винтов, наносится новый проводящий слой инициатора и устройство может использоваться вновь.

Сравнивались излучательные способности газоразрядных источников света, изготовленных из оргстекла толщиной 1 мм и 7 мм (монолитная «база» и семь пластин окна по 1 мм толщиной). Разряд осуществлялся с помощью источника, обеспечивающего Е=75 Дж при U=30 кВ. Предлагаемая конструкция обеспечила десятикратное использование «базы» и приклеенных к ней электродов при стабильном получении параметров разряда, отличающихся от одноразовой конструкции прототипа 5%-ным увеличением по амплитуде силы света при том же профиле сигнала.

Изобретение относится к газоразрядным излучателям, предназначено для использования в области светотехники и может быть использовано для фотограмметрических исследований. Заявляемый газоразрядный источник света содержит заполненную рабочим газом газоразрядную камеру, образованную установленными с зазором 0,05-0,2 мм относительно друг друга двумя стенками из оптически прозрачного материала, одна из которых является окном для вывода излучения, а противоположная ей - базовой стенкой. Катод и анод размещены между стенками на противоположных концах разрядного промежутка и соединены с импульсным источником питания, к которому подключен и инициатор разряда, расположенный внутри газоразрядной камеры на поверхности базовой стенки. Толщина базовой стенки выполнена не менее 7-10 мм. Катод и анод жестко закреплены на базовой стенке, при этом инициатор разряда расположен между катодом и анодом на внутренней поверхности базовой стенки. Инициатор разряда может быть выполнен в виде графитового слоя, к базовой стенке может быть прикреплен отражатель, а окно для вывода излучения может быть выполнено составным. Технический результат - повышение силы света и обеспечение многоразового использования части конструкции газоразрядного источника света. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Газоразрядный источник света, содержащий заполненную рабочим газом газоразрядную камеру, образованную установленными с зазором 0,05-0,2 мм относительно друг друга двумя стенками из оптически прозрачного материала, одна из которых является окном для вывода излучения, а противоположная ей базовой стенкой, катод и анод, размещенные между стенками на противоположных концах разрядного промежутка, импульсный источник питания, электрически связанный с катодом, анодом и инициатором разряда, расположенным внутри газоразрядной камеры на поверхности базовой стенки, отличающийся тем, что толщина базовой стенки выполнена не менее 7-10 мм, катод и анод жестко закреплены на базовой стенке, при этом инициатор разряда расположен между катодом и анодом на внутренней поверхности базовой стенки.

2. Газоразрядный источник света по п. 1, отличающийся тем, что инициатор разряда выполнен в виде графитового слоя.

3. Газоразрядный источник света по п. 1, отличающийся тем, что снаружи к базовой стенке прикреплен отражатель.

4. Газоразрядный источник света по п. 1, отличающийся тем, что окно для вывода излучения выполнено составным.