Спектральная лампа со сменным катодом Советский патент 1991 года по МПК G01J3/10 H01J61/02 

Изобретение относится к газоразрядным приборам и предназначено для анализа твердых проб и может быть использовано как источник спектрального излучения

Цель изобретения - повышение точности анализа сложных сплавов и снижение энергозатрат на его проведение.

На фиг. 1 представлен продольный разрез спектральной лампы со сменным катодом; на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1

Спектральная лампа со сменным катодом содержит цилиндрический полый анод 1, плоский сменный катод 2. выполненный из анализируемого материала, дополнительный штыревой электрод (анод) 3 с изоляционным внешним покрытием. Оптически прозрачное окно 4 крепится при помощи прижимного кольца 5. Плоский сменный катод 2 крепится таким же образом с противоположного торца лампы прижимной крышкой 6. Несущей частью конструкции является корпус 7, выполненный из термостойкого и неэлектропроводного материала Дополнительный цилиндрический кольцевой электрод 8 располагается внутри этого корпуса 7 коаксиально штыревому электроду 3. Герметичность соединений элементов конструкции обеспечивается за счет установления уплотнительных прокладок 9, 10 и 11. Напряжение на электроды подается через изолированные электроды 12. Внутренняя поверхность лампы покрыта съемной предохранительной пленкой 13, выполненной из неэлектропроводной слюды или проводящей металлической фольги в зависимости от покрываемой поверхности

О х|

О

СО

о

Фольгой покрываются металлические части, а слюдой - неэлектропроводные части лампы. Для подготовки спектральной лампы к работе она заполняется инертным газом низкого давления. Заполнение лампы производится по каналам 14 и 15 Корпус 7 выполняется из хорошо теплопроводящего материала или в нем делается сеть внутренних каналов 16 для циркуляции по ним охлаждающей жидкости.

Спектральная лампа со сменным катодом работает следующим образом.

Первичный высокочастотный емкостной разряд зажигается в лампе между штыревым изолированным электродом 3 и кольцевым дополнительным изолированным электродом 8 для увеличения числа свободных зарядов в области, находящейся между основным катодом 2 и анодом 1 Одновременно с этим на дополнительный штыревой электрод 3 подается постоянный положительный потенциал, а на коаксиаль- но с ним расположенный кольцевой цилиндрический электрод 8 - отрицательный потенциал. Это приведет к перераспределению свободных зарядов и к образованию обьемного отрицательного заряда у изолированной поверхности штыревого электрода 3, имеющего положительный потенциал. Скорость образования свободных зарядов и их общий заряд будет зависеть от силы и частоты высокочастотного электрического поля, создаваемого между электродами 3 и 8. Существование постоянного электростатического поля в этой области разряда будет способствовать пространственному разделению разноименных зарядов Это непродолжительный подготови ильный этап предназначен для снижения нзпртже ния зажигания тлеющего разряда в спектральной лампе. Объемный отрицательный заряд у поверхности изолированного штыревого электрода 3 сохраняется(поддерживается) в течение всего времени работы спектральной лампы.

После этого зажигается тлеющий разряд между цилиндрическим полым анодом 1 и плоским сменным катодом 2 путем подачи на анод 1 положительного потенциала, а на катод 2 отрицательного. Атомы, выбитые с поверхности исследуемого образца 2 под действием ионной бомбардировки в процессе диффузии, перемещаются в область повышенной концентрации электронов, где переходят из основного состояния в возбужденное. Плавно изменяя амплитуду

колебаний напряженности электрического поля и его частоту, устанавливают их оптимальное значение для данных условий газового разряда стремясь к достижению

стабильности и максимальной интенсивности излучения при минимальном токе тлеющего разряда. Возможность проводить анализ сложных материалов (сплавов), состоящих из химических элементов разной

летучести, обусловлена тем. что в устройстве отсутствует сильный разогрев поверхности образца, а, следовательно, и его термическое распыление, при проведении анализа ввиду очень низкого тока тлеющего разряда. После проведения анализа исследуемого образца производится замена тех предохранительных пленок, поверхность которых покрыта частицами материала. Это позволит исключить их влияние на точность последующих аналитических измерений.

Уменьшение тока тлеющего разряда позволяет снизить общее количество тепла, выделяемое в прикатодной области, и сделагь систему охлаждения более компактной

Формула изобретения

1. Спектральная лампа со сменным катодом, выполненная в виде сборной герметичной камеры с прозрачным окном в торце, противоположном торцу для крепления сменного катода из анализируемого материала, в корпусе которой выполнены каналы

для подачи газа и воды, а внутри размещен цилиндрический полый анод и дополнительный катод отличающаяся тем, что, с целью повышения точности анализа сложных сплавов и снижения энергозатрат на

его проведение, введен дополнительный анод, выполненный штыревым при этом оба дополнительных электрода снабжены изоляционными покрытиями,ось цилиндрического анода совпадает с осью, проходящей через центры торцов камеры. штыревой анод размещен вдоль этой оси, а дополнительный катод выполнен в виде полого цилиндра и размещен коаксиально штыревому аноду между цилиндрическим

анодом и торцом для крепления сменного катода.

2 Спектральная лампа по п. 1, отличающаяся тем, что электропроводные элементы дополнительно покрыты съемной

пленкой из проводящего материала, а неэлектропроводные - из изоляционного.

8

пи г 9 в

Изобретение относится к газоразрядным приборам и предназначено для анализа твердых проб. Цель изобретения - повышение точности анализа сложных сплавов и снижение энергозатрат на его проведение. Лампа представляет собой сборную герметическую камеру, содержащую анод тлеющего разряда и плоский сменный катод, выполненный из анализируемого материала, прозрачное для излучения окно и каналы для подачи газа и воды. Дополнительные электроды - штыревой анод и цилиндрический полый катод - размещаются концентрично внутри лампы, коаксиально относительно друг друга и изолированно от области газового разряда. Внутренняя поверхность лампы покрывается сменной предохранительной пленкой. Около изолированного штыревого анода образуется объемный отрицательный заряд. В электронном облаке происходит возбуждение свободных атомов, что позволяет снизить ток тлеющего разряда. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

13ч

Фиг г

Составитель Н.Назарова Редактор А.ДолиничТехред М.МоргенталКорректор С.Черни

Фиг.1

А- А