Высокочастотная безэлектродная спектральная лампа Советский патент 1984 года по МПК G01J3/10 

Изобретение относится к спектрометрии и может быть использовано в квантовых мерах частоты с оптической накачкой, магнитометрах, фазомет рических устройствах, в атомно-абсорбционном анализе, используюг;,им высокочастотные безэлектродные спек ральные лампы, возбуждение разряда в которых осуществляется электромагнитным полем высокой частоты. Известен спектральный источник св та, содержащий разрядную лампу сферической фррмьг, заполненную инер ным газом и щелочным металлом, держатели и средство для возбуждения высокочастотного разряда, которое выполнено в виде двух электропровод ных держателей, изолированных друг от друга и касающихся лампы по диаметрально противоположным участкам ее поверхности. Устройство характеризуется малым потреблением мощност и повышенной стабильностью излучения lj . Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности является газоразрядная высокочастотная безэлектродная лампа, содержащая колбу из оптически прозрачного материала (из боросиликатного стекла) с отрос ком, имеющим резервуар для избытка металла. Колба, наполненная инертны газом, например криптоном, до давле ния 260 Па (1,95 тор) и изотопом ру бидия - 87 с удельньми содержаниями 0,02-0,05 мг/см. При перемещении лампы в индуктор ВЧ генератора в ней инициируется разряд в криптоне. Затем за счет тепловых потерь в разрядном объеме и на стенках колба лампы разогревается до температуры испарения изото па рубидия - 87. После достижения достаточной концентрации разряд развивается и устанавливается в пар указанного изотопа.. Излишек изотопа конденсируется на той части поверхности колбы, которая обладает наибольшим теплоотводом. После этого устанавливается стационарный режим работы лампы. Лампа имеет долговечность 5000 ч и нестабильность излучения 0,2-0,3% за 30 мин работы 2 Указанные аналог и прототип хара теризуются недостаточной долговечностью спектральных ламп (5000 ч) и низкой стабильностью излучения. которая составляет 0,2-0,3% за 30 мин работы. Целью изобретения является увеличение долговечности и стабильности излучения спектральной лампы. Поставленная цель достигается тем, что в высокочастотной безэлектродной спектральной лампе, содержащей колбу из боросиликатного стекла с отростком, имеющим резервуар для избытка металла, причем колба наполнена инертным газом - криптоном и парами рубидия, колба имеет удельное содержание рубидия 0,08-0,35 мг/см при давлении криптона 3-4 тор. Длина резервуара может составлять 0,2-0,8 радиуса колбы. На чертеже изображена высокочастотная безэлектродная спектральная лампа. Лампа содержит колбу 1, изготовленную из боросиликатного стекла, и отросток 2 с резервуаром 3, длина которого f(j составляет 0,2-0,8 радиуса Чд колбы. Лампа наполнена инертным газом, например криптоном, парциальное давление которого 3-4 тор, а удельное содержание рубидия - 87 составляет 0,08-0,35 мг/см. В резервуаре 3 сконцентрированы излишки рубидия - 87 в виде капли 4. Применение в спектральной лампе щелочного металла менее 0,08 мг/см ведет к быстрому выходу ее из строя из-за выгорания металла и в связи с химической реакцией его со стеклом колбы 1. Ограничение количества металла величиной 0,35 мг/см связано с тем, что при дальнейшем его увеличении возможно возникновение низкочастотных щумов из-за миграции капли 4 металла, а также зазеркаливание колбы 1 лампы, что ведет к изменению интенсивности проходящего сквозь нее света. При наполнении спектральной лампы криптоном с парциальным давлением 3-4 тор обеспечивается стабильная работа на протяжении требуемого срока службы. Наполнять лампу криптоном с давлением выше 4 тор нецелесообразно, так как это затрудняет поджиг спектральной лампы и снижается интенсивность линии ВЬ -87, а также ведет к уширению спектральных линий. При наполнении лампы криптоном менее 3 тор атомы газа быстро внедряются в стенки колбы 1, а также происходит загрязнение посторонними примесями, выделяемыми внутренней поверхности колбы 1. Все это сказывается на характеристиках разряда в лампе. При длине ЕО отростка 2 меньше 0,2 йд рубидий-87 не будет концентрироваться в резервуаре 3, что приведет к зазеркаливанию колбы 1, При BO 7 0,8 R разряд будет возбуждат ся в резервуаре 3, что существенно снизит стабильность интенсивности излучения спектральной лампы. Рассмотрим работу предложенной спектральной лампы. Установим лампу в спектральный источник света, содержащий спектральную лампу и термоэлектрический элемент. В начальный период эксплуа тации (до 3000-4000 ч) излишки щелочного металла за счет градиента температур, создаваемого термоэлект рическим элементом, концентрируются в виде капли 4 в резервуаре 3. По 1814 мере выгора металла, а такжеего химической реакции со стенками колбы 1 руб1щий-87 постепенно переходит из резервуара 3 в объем колбы 1. Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в увеличении стабильности излучения до 0,02-0,05% за 30 мин и повышении долговечности до 12 000 ч. Увеличение в спектральной лампе только давления газа или только количества металла не обеспечит решения поставленной задачи, так как долговечность будет существенно ограничиваться параметрами, оставшимися без изменения. Лишь одновременное изменение обоих ингредиентов - давления и количества рубидия, а taKKe изготовление резервуара для избытка металла указанной конструкции способно значительно увеличить гаранттированную долговечность спектральной лампы болеечем в 2 раза.

1, ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ БЕЗЭЛЕКТРОДНАЯ СПЕКТРАЛЬНАЯ ЛАМПА, содержащая колбу из боросипикатного стекла с отростком, имеющим резервуар для избытка металла, причем колба наполнена инертным газом-криптоном и парами рубидия, отличающая с я тем, что, с целью увеличения дсотговечности и стабильности излучения. Полба имеет удельное содержание рубидия 0,08-0,35 мг/см при давлений криптона 3-4 тор. 2. Пеата, по п. 1, отличаюц а я с я тем, что длина резервуара составляет 0,2-0,8 радиуса колбы.