Газоразрядная безэлектродная высокочастотная лампа и способ ее изготовления Советский патент 1991 года по МПК H01J65/04 

/О О О О

. st I Sfr y V N -

Изобретение относится к электротехнике, в частности к газоразрядным осветительным лампам без электродов внутри баллона, излучающим спектры химических элементов и предназначенным для использования в атомно-абсорбционной и атомно- флуоресцентной аппаратуре. Целью изобретения является снижение ВЧ-мощности зажигания лампы, сокращение длительности тренировки и повышение выхода годных. Лампа содержит колбу 1, при помощи отростка 2 закрепленную на ножке 3 вакуумной рубашки 4, которая снабжена выходным окном 5. Снаружи установлен индуктор б ВЧ-генератора. В колбу 1 введены кварцевые элементы 7, длина которых составляет 0,3 - 0,6 длины колбы, а диаметр - 0,05 - 0,2 длины элемента. Способ изготовления газоразрядной безэлектродной лампы заключается в введении в колбу излучающего элемента, галогенидов натрия или калия и кварцевых элементов 7. После откачки и термообработки лампа наполняется ксеноном и отпаивается с отростком 2. После заварки лампы в вакуумную рубашку 4 и откачки лампу устанавливают в индукторе ВЧ-генератора и производят синтезирующую тренировку при ВЧ-мощности, в 3-4 раза превышающей рабочую. При этом значительно сокращается длительность тренировки. Для дальнейшего ее уменьшения лампу помещают с индуктором в жидкий азот 10, находящийся в сосуде 11. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

V Учч Oi v VN S V VV

V-P

/ V v 4 v

Ч Ч .ЧЧ V

О О О О

Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике , в частности к газоразрядным осветительным лампам без электродов внутри баллона, излучающим спектры химических элементов и предназначенным для исполь- зования в атомно-абсорбционной и атомно- флуоресцентной аппаратуре,

Целью изобретения является снижение ВЧ-мощности зажигания лампы, сокращение длительности тренировки и повышение выхода годных.

На фиг.1 изображена предлагаемая лампа: на фиг.2 - то же, в процессе синтезирующей тренировки,.

Газоразрядная безэлектродная высоко- частотная лампа содержит цилиндрическую колбу 1, при помощи отростка 2 закрепленную на ножке 3 вакуумной рубашки 4. которая снабжена выходным окном 5. Рубашка 4 установлена в ВЧ-индукторе 6 транзи- сторного малогабаритного генератора. В колбу 1 введены стержневые кварцевые элементы 7 в количестве 1-3. Если длина элемента 7 меньше 0,3 длины колбы 1, мощность зажигания лампы снижается нёзначи- тельно, а при введении в колбу 1 вместо элемента 7 кварцевых крупинок со средним размером 0,5 мм мощность зажигания таких ламп не отличается от мощности зажигания ламп без кварцевых элементов в колбе. Ее ли длина элемента 7 превышает 0,6 длины колбы 1, то мощность зажигания лампы также повышается, что можно объяснить неплотным прилеганием элемента увеличенной длины к стенке колбы и нару- шением оптимальности условий для искажения ВЧ-поля и его локальных концентраций. Если диаметр элемента 7 менее 0,05 его длины, мощность зажигания лампы значительно повышается. Если диа- метр элемента 7 превышает 0,2 его длины, дальнейшее снижение мощности зажигания не наблюдается. Увеличение диаметра сверх указанного признано нежелательным, так как лишь уменьшается полезный объем колбы 1. Если лампа соответствует указанным оптимальным условиям, ВЧ- мощность зажигания снижается в 1,8 - 2,5 раза по сравнению с известными лампами и не превышает 5 Вт при рабочей мощности 2-4 Вт. Вакуумная рубашка 4 откачивается до давления Па.

При изготовлении ламп предварительно в колбу 1 через штенгель вводится рабочее вещество в несинтезированном виде, т.е. отдельно вводится излучающий элемент и соответствующий галогенид натрия или калия (количество излучающего элемента порядка 1 мг/см3, количество галогенида щелочного металла в 2 - 4 раза меньше). В

колбу 1 вводится также кварцевый элемент 7 или 2-3 таких элемента. Колбы 1 напаиваются штенгелем на гребенку откачного агрегата, откачиваются и обезгаживаются нагревом до 700 - 1000°С при вакууме не хуже 10 Па, при этом для конденсации испаряющегося рабочего вещества используется вспомогательный объем. Обезгаженная колба 1 с компонентами рабочего вещества наполняется ксеноном, и штенгель герметично запаивается с образованием отростка 2. которым колба 1 приваривается к ножке 3 вакуумной рубашки 4. Последняя присоединяется к откачному агрегату, обезгаживается, откачивается до вакуума 10 Па и герметично отпаивается. Затем лампу устанавливают в индукторе 8 ВЧ-генератора 9 (например, ППБЛ-ЗГ) и зажигают в ней ВЧ-разряд. Появляется белое свечение ксенона, после прогрева лампы переходящее в желто-оранжевое (в случае использования галогенида натрия) или бело-сиреневое (при использовании галогенида калия). Во время указанной синте- зирующей тренировки происходит постепенный уход щелочного металла в кварц с образованием в колбе 1 галогенида излучающего элемента и свечение меняется соответственно излучателю. Однако без наличия в колбе 1 кварцевых элементов 7 кольцевой разряд в колбе 1 существует лишь несколько секунд, затем срывается и переходит в тлеющий, при этом лампа постепенно остывает и через 5-10 мин происходит очередная вспышка и т.д. Поэтому процесс синтезирующей тренировки до практического исчезновения в спектре излучения лампы линий щелочного металла и стабильного интенсивного излучения линий химического элемента достигает 15 - 20 ч, но и при этом значительная часть ламп излучают неинтенсивно, т.е. оказываются бракованными. При введении в колбу 1 кварцевого элемента 7 кольцевой разряд не срывается при ВЧ-мощности тренировки, в 3 раза превышающей рабочую мощность, в результате чего процесс интенсифицируется. При этом время синтезирующей тренировки уменьшается до 5-6 ч при значительном повышении выхода годных ламп. Дальнейшая интенсификация процесса синтезирующей тренировки достигнута при погружении лампы в ВЧ-индукторе 8 в жидкий азот 10, которым наполнен сосуд 11, При этом при 4-кратном повышении ВЧ-мощности срыв кольцевого разряда полностью исключается и время тренировки уменьшается до 3-4 ч. Повышение мощности тренировки сверх 4- кратной по сравнению с рабочей в некоторых случаях приводит к резкому ухудшению

качества лампы: интенсивность контрольной линии элемента становится очень слабой.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на индуктор 6 ВЧ-мощности в колбе 1 зажигается разряд сперва в инертном газе, а по мере ее разогрева в парах рабочего вещества. При этом атомы рабочего элемента излучают резонансные линии и излучение выходит наружу через выходное окно 5.

Формула изобретения

5

0

5

ной 0,3 - 0.6 длины колбы, и диаметром 0,05 - 0.2 длины стержня.

оооо

0000