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

корпуса лампы. В . момент подачи ВЧ-напряжения на катушку 3 на ее конце 15 устанавливается пучность напряжения в несколько тысяч вольт. В колбе 1 образуется разность потенциалов, достаточная для пробоя инертного газа, и инициируется ВЧ разряд в инертном газе, а затем и в парах рабочего вещества. Излучение распространяется к окну 6. Цилиндр 4 с перегородкой 5 и основанием 12 образуют резонирующую полость, на1

Изобретение относится к газоразрядным осветительным лампам, излучающим спектральные линии различных химических.элементов, и может быть использовано в атомно-абсорбционной аппаратуре и других спектрофотомет- рических устройствах.

Целью изобретения является повышение интенсивности и стабильности излучения лампы при увеличении ее экономичности -sa счет уменьшения поглощения излучения конструкцией корпуса лампы.

На чертеже изображена газоразрядная спектральная лампа.

Газоразрядная высокочастотная спектральная лампа содержит соосно расположенные герметичную колбу 1, диэлектрическую трубку 2 с высокочастотной катушкой 3, которые установлены в полом металлическом цилиндре 4 с перегородкой 5, имеющей центральное отверстие 6.

Колба 1 может быть выполнена, например, из боросштикатного стекла устойчивого к воздействию паров щелочных металлов, часть поверхности колбы 1 охвачена цоколем 7 из немагнитного материала, в котором размещен отросток 8 с рабочим веществом, например щелочным металлом, легколетучим элементом (селен, мышьяк и др), или смесью элементов. Колба 1 наполнена также буферным инертным газом, например криптоном или неоном, под давлением 1,5-4 г П Цоколь 7 имеет осевой стержневой выступ 9, снабженный резьбой и ввинстраиваемую перемещением перегородки 5. Диэлектрическая трубка 4 выполнена из материала, прозрачного для спектрального излучения разряда в колбе, а отношение наружного диаметра колбы 1 к внутреннему диаметру трубки находится в пределах 0,55- 0,75. Благодаря этому оказывается возможным снизить ВЧ-мощность, под- водим ута к лампе.При этом стабильность излучения возрастаетна 10-15%,а интенсивность - в 1,8 раз. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

0

5

0

5

0

5

ченньм в осевое отверстие фиксатора 10, при помощи которого трубка 2 из кварцевого стекла торцом 11 соосно укреп.пена на дисковом металлическом основании 12 цилиндра 4, выполненного в виде отрезка тонкостенной трубы из латуни, алюминия, компози- . ционного электропроводного материала и т.п. На внешней поверхности трубки 2 установлена катушка 3 из медной проволоки. Часть витков ка-. тушки 3 имеет отвод 13, электрически соединенный с выступом.9 (заземленный) . Нижний ближайший к колбе 1 вывод катушки 3 подключен к ВЧ-разъ- ему 14, а верхний конец 15 катушки 3 не подключен (свободен). Перегородка 5, выполненная из того же материала,, что и цилиндр 4, имеет центральное круглое отверстие и может плавно перемещаться вдоль оси лампы благодаря установке в цилиндре 4 при помощи резьбового соединения .

В торце 11 Трубки 2 вьшолнено углубление 16 для размещения фотодатчика. Кварцевое стекло трубки 2 может иметь добавки, обеспечивающие селективность светопропускания в области излучаемых колбой 1 спек- тральньк линий, что повьшлает эффективность лампы. Торцы трубки 2 со стороны выхода излучения полированы,, если при этом диаметр отверстия 6 в перегородке 5 не меньше наружного диаметра трубки 2, интенсивность излучения лампы дополнительно увеличивается, но в отдельных

случаях увелнчеиие отверстия усложняет настройку лампы.

Установка в углублении 16 фотодатчика создает условия для дополнительного повышения стабильности излучения Лампы при помощи обратной оптической связи, используемой для управления мощностью ВЧ-генера- тора, более просто и надежно, чем в известных устройствах, когда излучение на фотодатчик подается с помощью частично отражающей пластины, установленной вне лампы на пути ее излучения.

Лампа питается от ВЧ-генератора с рабочей частотой 10-100 МГц (наиболее употребительной для подобных ламп является частота 27,12 МГц), напряжение которого подается на разъем 14. В момент подачи БЧ-напря жения на катушку 3, на свободном конце 15 катушки 3 устанавливается пучность напряжения в несколько, тысяч вольт. При этом колба 1 оказывается в высоковольтном поле и в ней Образуется разность потенциалов достаточная для пробоя инертного газа. Газ в колбе 1 пробивается, добротность контура падает, в колбе 1 инициируется ВЧ-разряд в инертном газе и затем, по мере разогрева колбы 1, в парах рабочего вещества. Разряд сопровождается оптическим излучением прежде всего резонансных линий рабочего вещества. Излучение колбы 1 распространяется к выходному отверстию в перегородке 5 как непосредственно, так и по прозрачным стенкам трубки 2. Цилиндр 4 с перегородкой 5 и основанием 12 образует резонирующую полость, на- стройка которой осуществляется перемещением перегородки 5. Кроме того, колба 1 также может устанавливаться Б оптимальной зоне катушки 3 перемещением по оси лампы путем вращения винтового отростка в центральном отверстии основания 12. Все операции по настройке лампы просты, так как доступ к регулируемым деталям обеспечен снаружи лампы в собранном виде. При горении разряда в колбе 1 избыток рабочего вещества конденсируется в отростке 8, так ка обеспечивается градиент температур за счет отвода тепла от цоколя 7 через выступ 9 на корпус.

Экспериментально выявлено, что если наружный диаметр колбы 1 сос20

226558 4

тавляет 0,5-0,54 и менее внутреннего диаметра трубки 2, при сохранении мощности разряда интенсивность излучения лампы быстро уменьшалась, что

г следует объяснить неоптимальностью оптической связи разряда в колбе 1 с трубкой 2, и в частности уменьшением доли излучения разряда, выходящего из колбы 1 под углом, обеспечи 0 вающим распространение излучения по стенке трубки 2 за счет полного внутреннего отражения. Однако увеличение отношения диаметра колбы 1 к внутреннему диаметру трубки 2 бо.с лее О,75 приводит к конденсации рабочего вещества на боковых стенках колбы 1 из-за их усиленного охлажде- ния за счет близости трубки 2, при этом стабильность излучения лампы снижается, из-за неопределенного экранирующего действия образующейся на боковых стенках колбы 1 пленки рабочего вещества, в частности щелочного металла.

2J В отличие от известной лампы, где все боковое излучение колбы 1 поглощается близлежапщми стенками трубки 2, вызывая локальное повышение их температуры, неблагоприятно влияющее на стабильность горения разряда в колбе 1, в предложенной лампе это излучение в основном проходит сквозь прозрачные стенки трубки 2 и поглощается цилиндром 4 и катушкой 3, практически не оказывая

35 влияния на горение разряда в колбе 1, а частично боковое излучение распространяется по стенке трубки 2 к выходному отверстию. Так как нагрев ближайших к колбе 1 стенок трубки

О 2 по сравнению с известной лампой уменьшается, соответственно уменьшается и тепловая инерционность лампы и она ёходит в установившийся рабочий режим за более короткое

45 время после включения, чем известная лампа.

Предлагаемая высокочастотная спектральная лампа обеспечивает значительное увеличение интенсивности

50 излучения по сравнению с известной. Благодаря этому оказывается возможным снизить ВЧ-мощность, подводимую к лампе, что повышает ее экономичность, но при этом интенсивность из-

55 лучения предложенной лампы остается в 1,6-1,8 раза большей, чем известной, а стабильность излучения возрастает на 10-15%. Снижение мощнос30

ти разряда позволяет свести к минимуму уширение резонансных линий,хотя интенсивность излучения линий предложенной лампы при этом вьше чем известной. Таким образом могут быть увеличены пределы обнаружения анализируемых элементов спектрофотомет- рической аппаратуры, в которой ис- .пользуется лампа, и улучшены другие технико-эксплуатационные характеристики аппаратуры. Эффект достигается практически без усложнения конструкции лампы, поэтому предложенная лампа может быть внедрена в серийное производство без значительных затрат

Формула изобретения

1. Газоразрядная высокочастот- .ная спектральная лампа, содержащая соосно расположенные герметичную колбу из оптически прозрачного материала и заполненную инертным газом

Редактор А. Шандор Заказ 2143/54

Составитель В, /итександров

Техред Л.Олейник Корректор В. Синицкая

Тираж 643 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,, г. Ужгород, ул. Проектная,4

и рабочим веществом диэлектрическую трубку, окружающую колбу с размещенной на ней высокочастотной катушкой, установленную в полом электропроводном цилиндре,снабженном перегородкой с центральным отверстием со стороны выхода излучения,о т- личающаяся тем, что, с

целью повышения интенсивности и стабильности излучения при увеличении экономичности, трубка выполнена из материгша, прозрачного для спектрального излучения разряда в колбе,

при этом отношение наружного диаметра колбы к внутреннему диаметру трубки находится в пределах 0,55-0,75.

2. Лампа поп.1, отличаюЩ а я с -я тем, что диаметр выходного отверстия в перегородке не меньше наружного диаметра трубки, а торцы трубки со стороны перегородки полированы.

Изобретение может быть использовано в атомно-абсорбционной аппаратуре и других.спектрофотометричес- ких устройствах.Цель изобретения - повьппение интенсивности и стабильности излучения лампы при увеличении ее зкономичности за счет уменьшения поглощения излучения конструкций сл N9 to 0 сл сл с ./ 14