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

.Фя.З

жен со стороны основания баллона 3 яну1- ренней полостью заполненной инертным газом, в которой расположен газопоглотитель 7 Последний выполнен е виде фольговой полоски из Тгнталэ, иобия или мх сплавов Способ и отовгечия той лампы отличается тем что в итэжель 10 перед откачкой газопоглотитель 7 обезга- живают его после обезгзживани колбы

При герметизации колбы ер отпаивают с частью штангеля 10, включающей газопоглотитель 7 Запаивают штенгель 10 у колбы с обеспечением нагрева при этом газопоглотителя 7 до температуры эффективного газопоглощения В дальнейшем обеспечивают сохранение герметичности образовавшейся полости заполненной инертным газом 2с и 1 з п ф-лы 4 ил

Изобретение относится к электротехнике, а именно к газоразрядным безэлектродным лампам, излучающим спектральные линии различных химических элементов. Целью изобретения является повышение технологичности и мзханичзской прочности и улучшение ее электрических и оптических параметров. Газо, безэлектродная высокочастотноs имеет герметичную колбу 1 из оптич-зски прозрачного материала, прикрепленную с помощью отростка 4 к основанию окружающего ее герметичного баллона 3. Отросток 4 окружен дополнительной трубкой 8. Отросток 4 снаб

Изобретение относится к электротехнике, а именно к газоразрядные беззлекгрод- ным лампам, излучающим спектральные линии различных химически/ элементов и предназначены для использования в атом- но-абсорбциониой и атомно-флюоресцент- ной аппаратуре

Целью изобретения является повышение технологичности и механической прочности ламп и улучшение ее электрических и оптических параметров, атакже повышение производитэльносг/, и выхода годных памп.

На фиг I из Сражена принципиальная констр,циг DJ эдлагаемой лампы; на фиг. 2 - колба в процессе отпайки; на фиг. 3 - лампа во время заваок, на «риг 4 - лэмпа во время отпайки выступающей части трубки

Газоразрядная безэлектроднзя В Ч тзм- па содержит чСлбу 1 у эновленную на основании 2 баллона 3 при помощи сгростков 4, с расширенной трубчатсй частью 5 со стороны основа.1ия 2, имеюшей внутреннюю полость 6, в которой установлен пзо- поглотитель 7. На основании 2 также установлена трубка 8, торец которой контактирует с колбой 1 БаллсГп 3 имеет выходное окно 9, прозрачное для излучения лампы. Штепсель 10 является продолжением трубчатой части 5 Место отпайка штепселя обозначено 11, газокислородная горелка 12, зона запечки штепселя 13. Кварцевая цилиндрическая колба 1 (внешний диаметр 10 мм, толщина стенок около 1 мм) наполнена ксеноном под давлением 400 Па, в нее также введен химический элемент или его соль в количестве около 1 мг (экспергя- менты проводят на лампах с наполнением кадмием, мышьяком, селеном и цинком так как эти наполнители весьма чувствительны даже к небольшим примесям). К основанию 2 приварена трубчатая часть 5, т. е. в STOW месте механическая прочность соединения высокая. Место раздела стержневого отропкз 1 и его трубчатого продолжения 5 лег- кО контролируется путем внешне о осмотра поэтому в ус юанях серийного производства нетрудно обеспечить отсутствие дефектов

снижающих устойчивость отростка в целом к ударным и вибрационным воздействиям

Уменьшается длина консольного креп- л°ния колбы 1, в то же время теплопроводность отростка в целом практически не

изменяется, так как сечение трубчатой части 5 ически гакое же, как и сечение стержневого отростка 4 Контактирующая с колбой 1 кварцевая трубка 8 позволяет оптимизировать теплоотвод от кслбы 1 и увеличить площадь конденсации рабочего вещества в холбе 1. Колба I, трубка 8. отросток 4 с трубчатой частью 5 и баллон 3 соос- ны, баллон 3 оисачан до давления порядка 10 Па, чем обеспечивается термостабилмзацчя колбы во время работы пампы Полость 8 трубчатой части 5 отростка колбы 1 заполнена -,екоиом под давлением, примерно равным давлению в колбе 1 при 3TOf., согласно опытным данным, газ практически не влияет на теплопроводность отростка, в отличие от случая, когда полость 6 наполнена воздухом при давлении окого ST- w сферного, и отвод тепла от колбы 1 значительно возрастает, что нарушает режим

работы лам ы кооме того, при -другом наполнении, кроме предложенного газопоглотитель 7 в процессе сяварки окисляется до степени, исключающей его функциониро- ВЭНИР в дальнейшем

Наполнение полос И 6 одинаковым

инертгии азом г колбой 1 под тем же давлением достигается следующим образом Газопоглотитель 7 представляет собой по лоск,- из танталовой фольги (хотя он может

быть выполнен, например, из ниобия и других -азологлощающих металлов и сплавов и иметь форму, например стержня) бли жайший к колбе 1 (сонец которой вплавяен в

текло отростка 4, что обеспечивает фиксаию полоски. Полоска фольги толщиной 50 мкм заметно не поглощает ВЧ мощность катушки возбуждения и не влияет на отвод тепла от колбы 1. Ширина полоски 2 мм, длина примерно равна длине полости 6. Подобный газопоглотитель, при работе лампы нагревающийся до температуры отростка 4, поглощает выделяющийся из стекла водород достаточно эффективно, чтобы совершенно исключить его накопление в объеме баллона 3, практически это выявляется в виде отсутствия ВЧ разряда в баллоне 3 при всех режимах работы (в прототипе, в случае использования водород-кислородного пламени, водород выделяется наиболее интенсивно в период тренировки лампы, когда подаваемая ВЧ мощность превышает рабочую в 3-4 раза, соответственно повышается температура узлов лампы). Газопоглотитель 7 вредные примеси поглощает и в процессе герметизации колбы 1 после ее откачки и наполнения, в результате всего этого, параметры лампы существенно улучшаются.

П р и м е р . В кварцевую колбу 1 вводят рабочее вещество, например кадмий, в количестве 0,8 мг/см3, селен в количестве 0,2 мг/см3, и т. п. Затем колбу 1 через от- качной штенгель подсоединяют к вакуумному агрегату, откачивают до вакуума не хуже 5 Па и обезгаживают нагревом до 1000-1100°С, как и в случае прототипа, при этом для конденсации рабочего вещества во время обезгаживания колбы используют участок штенгеля. Газопоглотитель 1 а виде танталовой полоски также предварительно вводят в штенгель и располагают непосредственно у колбы 1, так как колба напаивается на откачную гребенку штенгелем наклонно вниз, под углом около 45° (см. указанную выше заявку-аналог). С указанными рабочими веществами подобный газопоглотитель в реакции не вступает даже при максимальной температуре обезгаживания. После обезгаживания колбы 1, когда рабочее вещество вновь сконденсировано в ней, колба 1 наполняется ксеноном при давлении 400 Па, при этом же газом под таким же давлением наполняется и откачной штенгель 10 (фиг, 2), который отпаивается вместе

11на расстоянии от колбы 1 примерно 50 мм, при этом в отрезке штенгеля оказывается и газопоглотитель 7, Затем проводят формование стержневой части 4 отростка, для его при помощи газокислородной горелки

12штенгель 10 запаивают в зоне 13 непосредственно окол о колбы 1. Эту операцию производят не на откачном агрегате, а на стеклодувном столе, благодаря автономно сти запаиваемого узла, что позволяет повысить качество отпая и получить запаянную стержневую часть 4 отростка без каких-либо дефектов, снижающих устойчивость лампы к механическим воздействиям.

Зо время запайки зоны 13 конец газопоглотителя 7 располагают в месте запайки так. что газопоглотитель 7 в этот период нагрет от температуры около 2000°С в месте запзйки до почти нормальной на про0 тивоположном хочце, т. е. разные участки газопоглотителя 7 оказываются наиболее эффектиьными к поглощению выделяемых местом запайки загрязнений различного состава, от водорода (относительно слабо на5 гретый участок) до углеводородов (участки, нагретые выше 1000°С), а количество примесей, оказывающихся в запаянной колое 1, по сравнению с аналогом, резко снижается. Затем, как и в случае прототипа, отпаянный

0 штенгель 10 вводят в полость трубки 8, длина которой около 50 мм, и его конец приваривается к стенке трубки 8 у конца 14 последней, противоположная колбе 1 (фиг. 3), при этом обеспечивается, чтобы штенгель

5 10 на остальной длине не касался трубки 8, а колба 1 была отделена от торца трубки 8 зазором. Благодаря этому тепловая связь между местами термообработки трубки 8 и колбой 1 минимальна, и перегрев последней

0 на этих стадиях исключается. После этого колбу 1 вводят в баллон 3 и нагревом пламени горелки 12 герметично сваривают трубку 8 с открытым торцом баллона 3, как и в случае прототипа. Затем выступающую из

5 баллона 3 часть трубки нагревают по кольцевой зоне пламенем горелки и оттягивают до соприкосновения колбы 1 с внутренним торцом трубки 8 (фиг, 4), после чего, также пламенем водород-кислородной горелки

0 выступ трубки отделяют от баллона 3, при этом формируется его основание 2. Благодаря высокой температуре водород-кислородного пламени, последняя операция осуществляется быстро за 3-5 сек, вместо

5 30 с и более в случае прототипа с использованием газо-кислородной горелки, поэтому колба 1 не успевает нагреться до температуры выделения вредных примесей. Затем баллон 3 откачивают через штенгель (на чер0 теже не показан) до вакуума не хуже Па, обезгаживзют умеренным прогревом (во избежание перегрева колбы 1). При этом время обезгаживания выбирают достаточным, чтобы из поверхностных слоев

5 стекла выделился водород, поглощающий во время заварки при помощи водород- кислородной горелки. Однако необходимый прогрев отростка 5 и центральной части основания 2 приводит к перегреву колбы 1 со всеми отрицательными последствиями В предлагаемой конструкции чтом обстоятельство не приводит к ухудшению качества пампы так как во/зооод, выдегяе- мый поп ламп ы отростком 5 акже цеырзльчой 5ьтаЮ основания 2, nor лоща- РГСЯ газопоглотителем 7, при пам- гы чо :о его-юны копбы i г v - ivnepafypbi эфсЬ лотсще -я В .счог-1 nrn sdcc

ПО ЛСЩеНЧ Д° Г001 СХОДИ dO -ИЯ

трэ- ; „ro MJ ранние, -so м..- эжительнг. р ь газп-,, лог / н чя wr з/.на i/iCn 1тан/и опчть -хоб з ОБ

i при да (ьчешией работ лампь, экег гац оь - ом

Устройство рабо.эст сг едующи(. обра зом

ьаллонЗус °fflf ваютвиндукгсое ПЧ зчератора, при включении которого лод воздействие 84 поля индуктора о ко/.V за м эется разряд справа в инертном г зс а п паргх рабочего вещества, со про ождаегся излучением его спектгзль- ных линий, Излучение евходит из чере окно 9. Излишек те,ла отчодиюя от колбы 1 трубкой 8 и отростком Ј woenBa- сь наружной поверхностью i Ja- жигание разряда в полост рубчатой часги 5 огросткз не происходив зк условия возникновения разряда в этом обвв- ме по сравнению с обовмо колбы 1, неблагоприятные из-за меньшей е с, (ели- чины при относительно большей гов рхно- сти. Согласно опытным данным, в этой объеме металлической Фольги газо- поглотителя 7, расположенной i а юсредст- венн° в среде газа, также оезко повышает

обходимую для возникновения ВЧ раз- сяда мощности которая превышает раоо- ЧУЮ Г Ющность пампы в несколько раз, Поело зажиганиг разряда з колСа i подводимая Ви мощность поглоыаетсн практически целиком плазмой этого так, ч го пом работе лампы возникновение разряд в объеме 6 исключено В объема же бачлонз 3 усповия возникновения разряда гри наличии в нем газа белее благопр чтн е чем в колбе 1, однако в предлз аемо . коьс-рук- ции и пр/i использован «и поедложсмно 0 способа это также искл(оизно, согпасмо ре- зультат м и ль- зний опытньи сбразцое

Формула изобретения 1 ГчзорсЗрядная безэлектродиая вь,со- .01 ная лампа, содерхаща заполнен- пук; rfiHepn-sbw газом и рабочим веществом

герметичную колбу из оптически прозрачного материала, прикрепленную с помощью отросгка к основанию окружающего ее герметичного баллона, также выполненного из оптически поозрачного Материала, и труб- KI, , окружающую отросток, один конец которой присоединен к основанию баллона, а яоугой контактирует с колбой, причем пространство колбой и баллоном вакуу- ми свачо, отличающаяся тем, что с целью пови1 1 ения гехноло ич т ги и меха- нмчьскоч прс«ност1 1 и vr -чшеч я электрических и оггических параметров у эзанный oiooc Otc t мабжен со страны ссновани; баллона внутренней полостью Е которой размеще- газопоглотитель, npi этом no- гость заполнена тем ve инертным газом и под тем же давг„нче.и, ч го и колба

2 Способ изготовления газоразрядной беззлектродной вусокочастотной лампы, включающий введэние Б колбу рабочего вещества, ее откачку чеоеэ фубчэтый штен- глль и обезгажияание, напслнгние инертным газом, оо ет / зацию с обрззова- оием при этом отростка колбь, введение отростка в полость дополнительной трубки, присоединение конца отростка «с стенке тоубкм у се противоположит -о колбе конць так, чтобы колба отсеяла от ближайшего тори э трубкл /станоаку трубки относительно оэплона так ее коне выступал за г-редепы баллона, заварку основания баллона, оттягивание выступающей трубки до соприкосновения поверхности колбы и торьа трубки, отпайку выступающей части трубки, откачку и обезгаживание баллсна с последующей герметизацией, отличаю- 1ц и и с я те что, с целью повышения производительности и выхода годных ламп при улушении их электрических и оптичьск.их параметоов в штенгель котбы перед е откачкой вводят газопоглотитель, обезгажизают его после обезгаживания колбы, а после напотчения инертнум газом копбы у; и11вкгеля герметично запаива- юг шген аль на IPKOM расстоянии от колбь1, газопоглотитель оказался в тел, стч i - яниой части штенгеля вне зоны азанна1запайки,после чего гермети- з1П олбу запайкой штенгеля а месте $. г оложеныя в ней газопоглотителя со стороны колбы

S3 1 841 5 ,

9 V. . ...L.... 6

y .-ил. ,чл-, та -4itk ty

9

3 1.847$ ...1

Фиг.4

Фиг.1

Фм.2