Высокоинтенсивная газоразрядная лампа Советский патент 1983 года по МПК H01J61/06 

Изобретение относится к высокоин теисивным источникам света и может быть использовано на предприятиях, выпускающих газоразрядные лампы непрерывного и импульсного излучени Известны высокоинтенсивные разрядные лампы с цилиндрическими элек тродами, состоящими по меньшей мере из двух слоев: первый слой из тугоплавкого металла без присадок активирующих веществ с низкой работой выхода, второй слой из вещества низкой работой выхода, например сое динений бария, причем слой с низкой работой выхода обращен в сторсЗну ра рядного промежутка l . Однако вследствие того, что и зажигание, и горение разряда обеспечиваются слоем электрода с низкой работой выхода, применение высокоэффективных активаторов на основе щелочноземельных металлов, уменьшая напрялсение зажигания лампы, в то же время ограничивает ее надежность и долговечность, так как активирующее вещество под воздействие мощного разряда, распыляясь и осаждаясь на кварцевой стенке колбы вызывает кристаллизацию кварцевого стекла, его помутнение, появление в нем трещин, что ведет к выходу лампы из строя, , Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является высокоинтенсивная газоразрядная лампа, содержащая заполненную раезочим газом колбу из оптически прозрачного материала, в которой коаксиально установлены цилиндрические электроды, состоящие из двух частей - рабочей, обращенной к разрядному промежутку, и зажигающей. Рабочая часть выполнена из неактивированного материала с высокой работой выхода, а зажигающая - из материала с низкой работой выхода 2 Недостатком известной лампы является то, что при повыщенном расстоянии между электродом и стенкам колбы разряд после зажиЭгания остает ся сконцентрированным на активированной части, вызывая ее распыление, а следовательно, не устраняетс кристаллизация колбы и снижение надежности и долговечности лампы. Есл зазор между стенкой колбы и электро дом мал, разряд проникает к активированной части с трудом, напряжение зажигания лампы резко повышается, из-за пропусков зажигания работа лампы ненадежна. Эти недостатки усугубляются, если колба лампы в зоне расположения Двухслойного элек трода имеет меняющийся диаметр, обычно при колбе с расширенной рабочей частью, если электрод расположен близко к герметичному вводу в колбу. В этих случаях даже небольшое смещение электрода по оси, что весьма вероятно при изготовлении лампы, резко изменяет соотношение зазоров между рабочей и зажигающей частями электрода и внутренней стенкой колбы, а следовательно, и условия зажигания и горения лампы с двухслойным электродом, что приводит к нестабильности параметров ламп в условиях серийного производства и к их низкой надежности. Цель изобретения - повышение . надежности и долговечности лампы. Указанная цель достигается тем, что в высокоинтенсивной газоразрядной лампе, содержащей заполненную рабочим газом колбу из оптически прозрачного материала, в которой коаксиально установлены цилиндрические электроды, состоящие из двух частей - рабочей, обращенной к разрядному промежутку и выполненной из неактивированного материала с относительно высокой работой выхода, и зажигающей, выполненной из материала с низкой работой выхода, колба имеет неизменный вдоль всей длины электрода внутренний диаметр D , связанный следующим соотношением с диаметром электрода и длиной его рабочей части В 0,6 : 1,65. На чертеже изображена предлагаемая лампа, частичный разрез. В трубчатой кварцевой колбе 1, заполненной, ксеноном, у каждого ее края соосно установлен цилиндрический электрод 2 из прессованного и спеченного порошка вольфрама с добавками , укрепленный на стержневом токоподводе 3, соединенном с герметичным фольговым токовводом 4. Электрод 2 состоит из рабочей части-5, неактивированной и с относительно., высокой работой выхода, обращенной к разрядной полости лампы, и зажигающей части 6, содержащей соединения щелочно-земельных металлов, например алюминатов, вольфраматов, алюмосиликатов или скандатов. Электрод 2 изготовляется путем прессования на молибденовом или вольфрамовом кер-не 3 и последующего спекания в водог роде. Затем он монтируется в лампе с обеспечением одинаковости внутреннегот. диаметра колбы PL в зоне расположения, электрода. Надежная работа лампы обеспечивается, если зазор между стенкой колбы 1 и поверхностью двухслойного электрода 2 достаточен для возможности зажигания разряда на более отдаленной от разрядной полости зажигающей части б с низкой работой выхода, но недостаточен для обеспечения условий поддержания сильнеточной Стадии разряда этой частью в таком случае сильноточный разряд сразу перебрасывается на торцовую неактивированную поверхность.электрода 2 обращенную к разрядной полости.

Для определения оптимальных соотношений размеров деталей лампы, обеспечивающих описанный характер зажигания и горения, испытывают экспериментальные лампы с электродами разных размеров. Выяснено,что длина зажигающей части 6 практически не влияет на характеристики лампы и должна выбираться лишь из соображений запаса активирующего вещества, обеспечивающего необходимую долговечность. В то же время длина рабочей неактивированной части 5 существенно влияет на процесс зажигания: при неизменном внутреннем диаметре колбы 1 при увеличении длины части 5 зажигание лампы эатрудняется, так как разряд проникает к зажигающей активированной части 6 с трудом.Использование разных составов активирующего вещества из числа перечисленных выше при н 5рмальной активировке электрода меняет характеристики лампы незначительно. Для электрода с конкретными размерами подбирают колбу оптического диаметра, обеспенввакшего при прЬчих .,„.

равных условиях описанный выше процесс зажигания и горения лампы.

Результаты экспериментов приведены в. таблице.

В качестве рабочего газа используют ксенон(применение криптона практически не изменяет результатов экспериментов). При изменении давления ксенона в диапазоне 50 500 тл рт. ст. оптимальная величина внутреннего диаметра колбьз меняется не более чем на 15%. Влияние напылений на внутреннюю поверхность стенки колбы после продолжительного горения лампы на характер зажигания, практически незаметно.Исходя из всех этих экспериментальных Данных выбраны пределы,указанные в формуле изобретени

Предлагаемая конструкция лампы . позволяет применить в качестве активирующего электроды вещества высокоэффективные соединения щелочноземельных металлов с практическим исключением при этом вредного воздействия таких веществ на кварцевую оболочку лампы. В результате этого при сохранении в течение срока службы невысокого напряжения зажигания лампы кристаллизации Кварцевой колбы не наблюдается, что позволяет увеличить долговечность ламп и обеспечить надежность их работы.

ВЫСОКОИНТЕНСИВНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА, содержащая заполненную рабочим газом колбу из оптически прозрачного материала, в которой коаксиально установлены цилиндрические электроды, состоящие из двух частей - рабочей, обращенной -к разрядному промежутку и выполненной из неактивированного материала с высокой работой выхода и зажигающей, выполненной из материала с низкой работой вькода, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повьлиения ее надежности и долговечности, колба . имеет неизменный вдоль всей длины электрода внутренний диаметр D , связанный следующим соотношением 6 диаметром электрода d и длиной его рабочей части 6 0,6 ,65.