Безэлектродная газоразрядная высокочастотная лампа Советский патент 1991 года по МПК H01J65/04 

сл

с

Изобретение относится к электротехнике, а именно к газоразрядным осветительным лампам без электродов внутри баллона, излучающим спектры химических элементов и предназначенным для использования в спектрофотометрических устройствах. Целью изобретения является повышение отношения интенсивности излучения аналитических спектральных линий к фоновому излучению при снижении подаваемой высокочастотной мощности и сохранении габаритов и стабильности излучения. В безэлектродной лампе колба 1 установлена соосно в диэлектрическом герметичном и вакуумированном баллоне 2 с кольцевым расширением 8. Баллон 2 снабжен оптически прозрачным окном 5. Теплоотводящий элемент 9, например сплав на основе индия и галлия, размещен в указанном расширении 8 с обеспечением постоянного контактирования с частью наружной поверхности колбы 1. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к газоразрядным осветительным лампам без электродов внутри баллона, излучающим спектры химических элементов и предназначенным для использования в спектрофотометрических устройствах.

Целью изобретения является повышение отношения интенсивности излучения аналитических спектральных линий к фоновому излучению при снижении подаваемой высокочастотной мощности и сохранении габаритов и стабильности излучения.

На чертеже изображен вариант предложенной лампы, осевой разрез.

Безэлектродная газоразрядная ВЧ лампа содержит герметичную колбу 1, соосно

установленную внутри диэлектрического балонна 2, в данном варианте при помощи отростка 3 приваренную к основанию 4 баллона 2. С противоположной стороны баллон 2 имеет окно 5, прозрачное для излучения колбы 1, и герметизирован В оставшемся после откачки баллона 2 до давления около 10 Па и отпая штенгеля отростке б размещен нераспыляемый газопоглотитель 7 на основе прессованного порошка титана. Вокруг колбы 1 баллон 2 имеет кольцевое расширение 8, образующее круговую канавку, в которой в самой нижней части (под действием тяжести) находится теплоотводя- щий элемент 9 в виде капли материала, жидкого при рабочей температуре лампы, которая контактирует с участком наружной поверхности колбы 1. Количество материала

О 4 О sl Ю О

капли подбирается так, чтобы зона контакта была ограниченной; площадь зоны конденсации рабочего вещества, образующей холодную точку, должна составлять 3-8% внутренней поверхности колбы 1,в этом случае работа лампы наиболее эффективна. По- стоянная компактность капли обеспечивается силами поверхностного натяжения материала и сохраняется при отклонении оси лапмы от горизонтального положения в пределах до 10°, что вполне достаточно для эксплуатационной надежности лампы. Материал капли не должен смачивать материал колбы 1 и трубки 2, а также заметно не испаряться при рабочей температуре; при этих условиях размеры капли практически не меняются в процессе срока службы лампы. ВЧ индуктор 10 окружает баллон 2 в зоне расположения колбы 1, при- чем зазор между индуктором 10 и баллоном 2 может быть минимальным, так как между ними нет других деталей. Для вращения лампы используется, например, осевой выступ 11 основания 4 баллона 2, соединенный с малогабаритным регулируемым приводным устройством. В конкретном примере выполнения колба 1 с отростком 3 изготовлена из кварцевого стекла, ее наружный диаметр 10 мм, наполнена ксеноном при давлении около 400 Па, в нее введен также химический элемент или его соль в-Количестве около 1 мг. Баллон 2 с основанием 4 и окном. 5 выполнен из кварцевой трубки, зазор между поверхностями колбы 1 и баллона 2 около 2 мм, а в зоне расширения 8 максимальный зазор 4 мм. Элемент 9 из сплава на основе индия и галлия, температура плавления которого 70 - 80° С; в нерабочем состоянии лампы, т.е. при нормальной температуре, такая капля затвердевает, что упрощает транспортировку лампы. Возможно применение других аналогичных сплавов, а также полимерных материалов, удовлетворяющих указанным выше условиям. Для каждого материала капли площадь ее контакта с колбой 1 уточняется с учетом теплопроводности материала. Испаряемость указанных материалов при рабочей температуре лампы незначительна, что не только обеспечивает достаточно большую долговечность лампы, но и устраняет опасность конденсации материала капли 9 на окне 5, последнее обеспечивается также выбором достаточной длины баллона 2 в сторону окна 5. чтобы пары практически не достигали окна 5 и конденсировались на боковых стенках трубки 2 вблизи газопоглотителя 7 При изготовлении лампы, во время обезгаживэния трубки 2, капля переводится на основание 4 и обезгаживается нагревом, но не до заметного испарения в высоком вакууме, затем она путем соответствующего наклона лампы перемещается в канавку, образованную рас- ширением 8 баллона 2 с образованием теплоотвода колбы 1.

Устройство работает следующим обра- . зом.

После подачи ВЧ напряжения на индуктор 10 в колбе 1 зажигается разряд сначала в инертном газе, а после разогрева колбы - в парах рабочего вещества, что сопровождается излучением резонансных спектральных линий химического элемента-излучателя. Излучение выходит из лампы через окно 5. После разогрева колбы 1 капля теп- лоотводящего элемента 9 переходит в расплавленное состояние, и лампа начинает

равномерно вращаться вокруг оси при помощи приводного устройства, соединенного с осевым выступом 11. Скорость вращения зависит от типа рабочего вещества и выбирается из условия наибольшего

отношения сигнал-фон, например, при наполнении колбы металлическим цинком оптимальная скорость вращения лампы 1 оборот в минуту, при этом по сравнению с неподвижной лампой отношение сигнал фон возрастает примерно в 2,5 раза. Это можно объяснить тем, что при непрерывном перемещении холодной точки колбы из-за постоянной переконденсации рабочего вещества на новое место, концентрация заряженных частиц в плазме разряда возрастает, как и плотность излучающего пара, что приводит к увеличению интенсивности излучения резонансных линий при меньшем возрастании фснового излучения

Одновременно это позволяет термостаби- лизировать колбу без увеличения габаритов лампы. Капля обеспечивает отвод тепла от холодной точки колбэ 1 к баллону 2 со значительной поверхностью (теплоотвод по

отростку 3 гораздо меньше) Возможность чрезмерного теплоотвода через каплю уменьшается за счет нескольких факторов подбора материала со сниженной теплопроводностью подогрева капли частью ВЧ

мощности индуктора, поглащаемой ею, а также выбором оптимальной скорости вращения лампы для каждого типа наполнения Образец предложенной конструкции ВН лампы, включающий вращающийся баллон

2 с колбой 1, индуктор 10. а также маломощ ный привод, по габаритам не превышас известную ВЧ лампы типа ЛВ. т.е. оказыва ется совместимым по габаритам с лампами применяемыми в серийной спектрально, аппаратуре.

Формула изобретения 1. Беззлектродная газоразрядная высокочастотная лампа, содержащая заполненную инертным газом и рабочим веществом герметичную колбу из оптически прозрачного материала.установленную соосно в цилиндрическом герметичном диэлектрическом баллоне, снабженном окном для выхода излучения и установленном внутри высокочастотного индуктора, причем пространство между колбой и баллоном вэкуу- миррвано, отличающаяся тем, что, с целью повышения отношения интенсивности излучения аналитических спектральных линий к фоновому излучению при снижении

5

подаваемой высокочастотной мощности и гохоанении габаритов и стабильности излучения, указанный баллон имеет кольцевое расширение, расположенное вокруг колбы. в котором размещен теплоотводящий элемент, выполненный из материала, находящегося в жидком состоянии при рабочей температуре лампы, контактирующий с пверхностью колбы, а баллон установлен с возможностью непрерывного вращения вокруг оси.

11

0 00© О О

V/7