Газоразрядная безэлектродная лампа Советский патент 1991 года по МПК H01J65/04 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к газоразрядным осветитель- ным лампам без электродов внутри баллона, излучающим узкие спектральные линии различных химических элементов и предназначенным для использования в атомно-абсррбционной и атомно-флюорес- центной аппаратуре.

Целью изобретения является повышение интенсивности излучения лампы при уменьшении габаритов и сохранение стабильности излучения.

На чертеже изображена принципиальная конструкция предлагаемой лампы.

Газоразрядная безэлектродная лампа содержит герметичную колбу 1, цилиндрическую или сферическую, при помощи отростка 2 установленную на ножке 3 герметичного баллона 4 с окном 5 для вывода излучения. К ножке 3 также приварена трубка 6, контактирующая с колбой 1 и обеспечивающая устойчивость теплоотвода от нее и ее центровку. На торце колбы 1 в сторону выхода излучения к окну 5 выполнено коническое углубление 7. На поверхности цилиндрического баллона 4 установлена высокочастотная (ВЧ) катушка 8 так, что она охватывает колбу 1. Колба 1, баллон 4, углубление 7 и ВЧ катушка 8 соосны. Колба 1 наполнена инертным газом, в частности, ксеноном при давлении около 400 Па, в нее также введено рабочее вещество (химический элемент или его соль) в количестве около 1 мг на 1 см3 внутреннего объема. Пространство между колбой 1 и баллоном 4 откачано до вакуума порядка Па, т.е. баллон 4 служит вакуумной рубашкой, обеспечивающей термостабилизацию колбы 1. В

О 00 СО О О Ы

конкретных образцах все указанные детали, . кроме катушки 8 из медной проволоки, изготовлены из кварцевого стекла при помощи известного способа

Внешний диаметр колбы 1 10 мм, толщина стенок не более 1 мм, внешний диаметр баллона 4 15-16 мм. Наибольший диаметр углубления 7, т.е, в месте сопряжения с выходным торцом колбы 1, как выявлено экспериментально при испытаниях опытных образцов, должен быть в пределах 7-9 мм, т.е. 0,7-0,9 наружного диаметра колбы 1. При большем диаметре основания углубления 7 интенсивность излучения лампы снижалась, очевидно, за счет образования в зоне торца основного кольцевого разряда щели между стенками углубления 7 и боковой стенкой, откуда разряд вследствие неблагоприятных условий для его горения оттеснялся. При меньшем диаметре основания углубления 7 интенсивность излучения лампы также уменьшается, при этом наблюдается образование промежутка между основным кольцевым разрядом и излучающим слоем, прилегающим к углублению 7, в виде несветящегося кольца. Это кольцо образовывалось в зоне, разделяющей основание углубления 7 и наблюдаемый торец основного кольцевого разряда, прилегающего к боковым стенкам колбы 1. Экспериментально обнаружено, что одновременно с указанным условием, глубина (длина) углубления 7 от торца колбы 1 до вершины конуса внутри колбы 1 должны быть в пределах 3-6 мм, т.е. 0,3-0,6 наружного диаметра колбы 1. Если длина углубления 7 была больше или меньше указанной, также образовывался отрыв основного кольцевого разряда от излучающего слоя, прилегающего к внутренней поверхности углубления 7, и интенсивность излучения лампы уменьшалась. При соблюдении указанных условий торец колбы 1 со стороны выхода излучения наблюдается как сплошная излучающая поверхность, при этом интенсивность излучения лампы наибольшая и существенно превышает интенсивность излучения известной лампы. При этом положительный эффект сохраняется при уменьшении длины ВЧ-катушки 8, вплоть до совпадения плоскостей торцов колбы 1 и катушки 8 (дальнейшее сокращение длины катушки 8 также возможно, если на баллоне 4 установлена вспомогательная катушка зажигания). В итоге лампа излучает, аналогич- но известным, с боковым выходом излучения, т.е. всей наблюдаемой со стороны выхода излучения поверхностью колбы, однако, известные аналоги при использовании вакуумной рубашки, имеющей достаточно большие продольные габариты, по сравнению с колбой, должны располагаться а ВЧ-катушкой соосно выходу излучения (поперечное расположение резко увеличивает габариты лампы), при этом они, как указано, излучают лишь торцом кольцевого разряда, и интенсивность излучения значительно уменьшается. Предложенная конструкция устраняет этот недостаток.

0

Устройство работает следующим образом.

Катушку 8 припаивают к печатной схеме ВЧ-генератора, плату с лампой и генерато5 ром устанавливают в металлическом корпусе, габариты которого соответствуют габаритам ламп с полым катодом. При подаче на транзисторный генератор постоянного тока (напряжение 10-15В) схема

0 возбуждается и на катушке 8 появляется ВЧ-напряжение (частота около 100 МГц). Под воздействием ВЧ-поля катушки 8 в колбе 1 зажигается разряд сперва а инертном газе, а потом, после ее прогрева, в парах

5 рабочего вещества, при этом образуется кольцевой разряд, прилегающий к боковым стенкам колбы 1, и разряд аналогичного типа, прилегающий к стенкам углубления 7, т.е. со стороны выходного окна 5 наблюда0 ется сплошная излучающая поверхность торца колбы 1. При этом интенсивность излучения предложенной лампы гораздо выше, чем у известных при торцовом выходе излучения колбы, соосной ВЧ-индуктору.

5 Стабильность излучения лампы обеспечивается за счет вакуумированного баллона 4, термостатибилизирующего колбу 1. и стабильности холодной точки в зоне отростка 2 и контакта колбы 1 с трубкой 6, причем

0 конкурирующие холодные точки в предложенной лампе не образуются. Естественно, для стабильности излучения лампы необходима также стабилизация питающего генератор напряжения, а также устойчивая

5 работа генератора, что обеспечивается схемным путем.

Формула изобретения

0 Газоразрядная безэлектродная лампа, содержащая герметичную колбу из оптически прозрачного материала, заполненную инертным газом и рабочим веществом, выполненную с углублением на ее торце со

5 стороны выхода излучения, соосным окружающей колбу высокочастотной катушке, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсивности излучения и сохранения его стабильности при уменьшении габаритов, указанное углубление

выполнено коническим с длиной и наибольшим диаметром, составляющими соответственно 0,3-0,6 и 0,7-0,9 наружного диаметра колбы.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к газоразрядным осветительным лампам без электродов внутри баллона, предназначенным для использования в атомно- абсорбционной и атомно-флюоресцентной аппаратуре. Целью изобретения является повышение интенсивности излучения лампы при уменьшении габаритов и сохранении стабильности излучения. Герметичная колба из оптически прозрачного материала заполнена инертным газом и рабочим веществом и имеет коническое углубление. Его длина 0,3-0,6, наибольший диаметр 0,7-0,9 наружного диаметра. Колба установлена внутри вакуумиро- ванного баллона из оптически прозрачного материала, 1 ил. (Л С

7