Газоразрядная безэлектродная высокочастотная лампа Советский патент 1986 года по МПК H01J65/04 

Изобретение относится к газоразрядным осветительным лампам без электродов внутри баллона, излучающим спектры химических элементов н предназначенным для использования в атомно-абсорбционной аппаратуре, квантовых стандартных частоты ит.п,

Цель изобретения - увеличение интенсивности излучаемого спектра рабочего вещества относительно интенсивности фонового излучения лампы при увеличении ее надежности и мощности, упрощении эксплуатации и обеспечении ее форсированного залда- гания.

На фиг о 1 представлена лампа,, раз-рез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг 1 .. Лампа содержит цилиндрическую или сферическую колбу 1. Последняя имеет отросток 2, теплоотвод от которого обеспечивается держателем-цоколем 3 фторопластовым и т.п. В отростке 2 сконденсировано рабочее вещество; например металл 4„ Стенка колбы 1 внутри имеет по окружности, проходящей через отросток 2 и перпендикулярной продольной оси лампы,, соответствующей оси выхода излучения, кольцевую каш-шлярную канавку 5. В опытных образцах со щелочными металлами ширина канавки 5 находится в пределах 0,1-0,5 мм, а глубина - 4 - 6 М1Ч, Снаружи колбы 1 канавке 5 соответствует кольцевая выпуклость 6. Такая форма колбы 1 легко обеспечивается при ее изготовлении из двз/х развернутых на концах половинок, герметично спаиваемых развернутьши концами при этом в образующейся канавке 5 устанавливается нагреватель 7 в виде кольца из металлической, например молибденовой., фольги толщиной 30-50 мкм (или тонкой проволоки)5 разомкнутого так J что его концы 8 отделены одинаковым зазором от отростка 2 Величина зазора подбирается опытным путем,, в зависимости от рода металла 4 и параметров лампы, В неработающей лампе металл 4 в отростке 2 соединен с кон- 8 нагревателя перемычками 9 из рабоч о металла 4, которьй после выключения лампЫэ конденсируясь5 собирается в отростке 2 в жидком состоя- нииэ при этом часть металла 4 под дей- ствием капиллярных сил распространяется по капиллярной канавке 5 до образо вания перемычек 9} накодящюсся в электрическом контакте с концами 8 нагревателя 7, В рабочем релшме лай20028

пы

значительная часть металла 4 находится в парообразном состоянии, уровень металла 4 в отростке 2 сильно понижаетсяэ поэтому металл 4 при

а; работе лампы по канавке 5 распространяться не может, т.е. в горящей лампе замкнутое кольцо отсутствует. Это выявлено при испытаниях опытных образцов ламП5 при этом нагреватель

10 75 не выступающий из канавки 5 в полость колб 1э не влияет на горение разряда около него и не распьшяется, Лампа размещается внутри индуктора

10ВЧ--генератора отростком 2 вниз,

15 так что плоскость нагревателя 7 примерно параллельна плоскости витков индуктора 10. При повышенных габаритах колбы 1 ее еветовыведящие стенки

11покрываются тонким прозрачным то- 20 копроводящим покрытием 12 на основе

окиси олова для устранения миграции металла (такое покрытие поглощает ВЧ мощность, поэтому температура стенок 11 повыщается)-.

Колба 1 выполнена из боросиликат25

0

5

0

5

0

него стекла, когда рабочим веществом является щелочный металл, или более тугоплавкого стекла, например кварцевого, марки Пирекс и других когда рабочим веществом является бо.пее тугоплавкий щелочноземельный металл. Возможны и другие рабочие вещества при условии их электропро- зодности в конденсированном, т.е. ;етдком и твердом, состоянии. .

Перед включением лампы колба.1 заполнена парами металла 4 под милым давлением5 не обеспечивающим зажигание в них разряда; металл 4 глав- кьпч образам сосредоточен в отростке 2 и в виде тонких перемычек 9 в части канавки 5, свободной от нагревателя 7 в При подаче на индуктор 10 ВЧ-напряжения зщ кнутый виток, образованный нагревателем 7 и металлом 4 в .перемычках 9 и отростке 2, представляет собой основную нагрузку для ВЧ- генератора. В этом витке создается ToKj величина которого определяется мощностью генератора и сопротивлением витка, которое в основном зависит от сечения нагревателя 7 н яодбирается опытным путем. Ток в замкнутом витке нагревает металл 4 н нагреватель 7 j при этом металл 4 интенсивно испаряется (пр ежде всего из перемычек 9), также прогревается колба 1, В результате быстро возрастает давление паров металла

3

4 в колбе 1. Через 1 - 2 мин испарение-металла 4 приводит к разрьшу перемычки 9, при этом ток через нагреватель 7 прекращается, нагрузка ВЧ-генератора резко падает, и напряжение на индукторе 10 скачком возрастает до величины, при которой в парах металла надежно зажигается ВЧ-разряд.

В случае легкоплавких металлов (рубидий, натрий) опытные образцы предлагаемой лампы надежно зажигаются и стабильно горят без какой- либо переделки стандартного блока ВЧ-питания подобных ламп, а в случае более тугоплавких металлов (калий, кальций) требуется лишь изменение индуктора 10 для увеличения его ВЧ-связи с лампой. Таким образом, предлагаемая лампа с нагревателем, обеспечивающим форсированный прогрев при зажигании, требует для эксплуатации только один источник питания - ВЧ-генератор стандартного типа, в котором не производятся ка- лие-либо переключения, так как необходимые изменения режимов зажигания обеспечиваются конструкцией лампы, При испытаниях мощность разряда увеличивается до пределов, ограничиваемых термостойкостью колбы 1, при этом ухудшения параметров линия фон не наблюдается. После вьжлюче- ния ВЧ-генератора металл 4 конденсируется в отростке 2 и распространяет ;ся по канавке 5 до контакта с нагре- |вателем 7, и лампа готова к очередному включению.

Предлагаемая лампа не требует для включения усложненной аппаратуры и работает от стандартных блоков питания. В то же время благодаря отсутст вию в колбе пускового инертного газа обеспечивается повышенное соотношени

20028

интенсивностей излучаемого спектра рабочего вещества и фонового излучения в широком диапазоне мощностей, что для известных ламп с буферным

с газом недостижимо. При форсированном включении время установления рабочего разряда в парах рабочего вещества значительно уменьшается, поэтому предлагаемая лампа (т.е. и апJQ паратура) может выключаться при пере- рьшах в работе, это обеспечивает наиболее рациональное использование ресурса лампы и аппаратуры в целом и дает экономию электроэнергии. Самоjg подстройка режима включения лампы в зависимости от изменения ее характеристик в процессе эксплуатации приводит к повьшению ее эксплуатационной надежности,

20

Формула изобретения

Газоразрядная безэлектродная высокочастотная лампа, содержащая колбу

25 из оптически прозрачного материала, снабженную нагревателем и теплоот- водящим отростком, заполненным рабочим веществом, отличающая- с я тем, что, с целью увеличения

.„ интенсивности излучаемого спектра рабочего вещества относительно интенсивности фонового излучения при увеличении мощности и надежности, упрощении эксплуатации и обеспечении формированного зажигания, на внутренней

поверхности стенки колбы выполнена кольцевая капг ллярная канавка, пересекающая отросток и расположенная перпендикулярно оси выхода излучения, в канавке установлен нагреватель в ;вкде разомкнутого металлического кольца, а участки канавки, расположенные между отростком и кольцом, также заполнены указанным рабочим веществом.

40

А-А

вниипи

.Тираж 643

Заказ Т324/55 Подписное

Филиал ШТП Патент,

г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к газо- ра;3рядным .осветительным лампам без электродов внутри баллона, излучающим спектры химических элементов. Лампа содержит колбу 1 с теплоотво- дящим отростком 2, заполненным рабочим веществок, например металлом 4, Стенка колбы 1 внутри имеет по окружности, проходящей через отросток 2 и перпендикулярной продольной оси лампы, кольцевую капиллярную канавку 5, в которой установлен нагреватель 7 в виде разомкнутого металлического кольца, концы которого отделены одинаковым зазором от отростка 2 . В неработающей лампе металл 4 в отростке 2 соединен с концами нагревателя 7 перемычками из рабочего металла 4. Благодаря о- сутствию в колбе пускового инертного газа обеспечиваетсч; повьшенное соот 1оше- ние интенсивностей излучаемого спектра рабочего вещества и фонового излучения в широком диапазоне мощностей, 2 ил. i Л С tz Я-© К9 to 00