Осветительный блок Советский патент 1992 года по МПК H01J61/54 

Изобретение относится к источникам излучения и может быть использовано в фотометрических и спектральных устройствах и приборах.

Известна высокочастотная безэлектродная лампа-модуль, содержащая металлический цилиндр, внутри которого размещена закрепленная в основании цилиндра высокочастотная безэлектродная лампа (ВБЛ) и коаксиальная керамическая оправа с индуктором, образованным проволокой длиной Я /4, где А - длина высокочастотного тока. Один конец проволоки

заземлен, а другой оставлен неподключенным, образуя разомкнутую цепь, причем высокочастотный (ВЧ) источник питания подключен к точке индуктора вблизи заземленного конца, а для томного согласования источника питания с нагрузкой, которую составляет ВБЛ, введена диафрагма, перемещающаяся по внутренней поверхности цилиндра.

Однако перемещать диафрагму довольно неудобно, особенно в сложных спектральных приборах. Поэтому после согласования источника питания с нагрузs

чэ

ел

кой диафрагма закрепляется, лампа в модуле не меняется, а при необходимости производится замена ВБЛ-модуля вцелом.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству является ВБЛ и привод энергии для нее, содержащий полый цилиндр из электропроводящего материала, открытый с одного торца и с заземленным основанием на другом торце; спиралеобразно намотанную на цилиндре из диэлектрического материала электропроводящую проволоку длиною Я /4, причем один конец проволоки соединен с основанием корпуса, а другой оставлен неподключенным; цилиндр из диэлектрического материала, расположенный коаксиально внутри цилиндра из электропроводящего материала, ВБЛ, представляющую собой баллон из оптически прозрачного материала объемом 1...10 см3, наполненный инертным газом и парами элемента, испускающего излучение; средство для крепления ВБЛ концентрично в одном конце цилиндра с возможностью продольного перемещения; высокочастотный кабель, проведенный через ВЧ-разъем в основании корпуса и подключенный к начальным обмоткам катушки, образованной электропроводящей проволокой. Данное устройство может содержать конденсатор, включенный между цилиндрическим корпусом и катушкой.

Однако данное устройство требует соблюдения высокой точности при изготовлении, поскольку согласование резонансной частоты устройства с частотой ВЧ-генерато- ра обеспечивается множеством геометрических размеров устройства и точностью изготовления. В случае рассогласования этих частот настройку проводят подбором и установкой конкретного конденсатора, что на практике неудобно.

Целью изобретения является упрощение изготовления и настройки осветительного блока и экономия материалов путем обеспечения возможности замены ВБЛ.

Для достижения этой цели в известном устройстве, содержащим высокочастотную безэлектродную лампу, состоящую из оптически прозрачного баллона, наполненного инертным газом и рабочим веществом, установленного внутри цилиндр из диэлект- ричейкого материала, на котором расположена катушка длиной, превышающей длину баллона, полый металлический корпус с заземленным металлическим основанием на одном торце, в котором установлен высокочастотный разъем с кабелем, заземленный вывод которого подключен к началу катушки, а другой - к одному из начальных витков, введено металлическое кольцо, соединенное гибким проводником с. корпусом и установленное внутри цилиндра из диэлектрического материала напротив

свободного конца катушки. Кроме того, корпус осветительного блока выполнен в виде многогранной призмы.

В предложенном устройстве использован принцип возбуждения ВБЛ высокочастотным электромагнитным полем, которое создает колебательный контур, состоящий из катушки со свободно выбранным числом витков и конденсатора, который образует разомкнутое металлическое кольцо и витки

неподключенного конца катушки. Соотношения размеров деталей выбираются из геометрических соображений, т.е., чтобы размеры катушки превышали размеры ВБЛ и обеспечивалось достаточное для зажигания ВБЛ трансформаторное высоковольтное напряжение в неподключенном конце катушки,

В известных устройствах использован цилиндрический спиральный резонатор, параметры которого определены диаметром цилиндра, длиной цилиндра, диаметром катушки, числом витков и длиной провода при данной частоте.

В предложенном осветительном Ьлоке

использован принцип колебательного контура, где в качестве переменного конденсатора использована емкость между свободным концом катушки и поверхностью разомкнутого металлического кольца. Предложенная конструкция достаточно универсальна, поскольку дает возможность использовать разные ВБЛ.

Корпус осветительного блока может быть выполнен в виде многогранной призмы, поскольку он служит для механической защиты и экранирования ВЧ-излучения. Для возбуждения разряда в ВБЛ форма корпуса не имеет существенного значения. Выполнение корпуса в виде многогранной

призмы упрощает изготовление осветительного блока, причем уровень помех ВЧ-излу- чателем также является ниже допустимого по ГОСТу 23450-79.

На чертеже изображен осветительный

блок с цилиндрическим корпусом.

П р и м е р 1. Осветительный блок содержит ВБЛ 1, изготовленную в виде цилиндра из кварца диаметром 1.8 см и длиной 4,5 см, наполненную инертным газом и парами элемента. ВБЛ 1 коаксиально размещена внутри цилиндра 2 из кварца диаметром 2,7 см. На цилиндре спиралеобразно намотана проволока длиною 168 см, образуя катушку 3, длина которой на 5 витков спирали превышает длину ВБЛ 1. Цилиндр2 установлен

внутри полого заземленного металлического корпуса 4 цилиндрической формы таким образом, что между катушкой 3 и внутренней поверхностью корпуса 4 образуется зазор. На одном торце корпуса 4 установлено металлическое заземленное основание 5, к которому подключено начало катушки 3. Второй конец катушки 3 оставлен свободным. В основании 5 с возможностью продольного перемещения установлено средство 6 крепления ВБЛ 1, выполненное, например, с резьбой. В основании 5 установлен ВЧ-разъем 7, через который от ВЧ- генератора (на чертеже не показан) проведен ВЧ-кабель 8, подключенный к начальным обмоткам катушки 3, однако место подключения 9 отделено от места подключения катушки 3 к основанию 5. Внутри цилиндра 2 напротив свободного конца катушки 3 установлено разомкнутое кольцо 10 площадью 7см2, соединенное гибким проводником с корпусом 4. Корпус 4 имеет заземленную крышку 11 с отверстием 12 для вывода излучения ВБЛ 1. Катушка вместе с разомкнутым кольцом 10 образуют колебательный контур.

ВБЛ-модуль работает следующим образом.

Высокочастотную энергию со стабильной частотой 27,12 МГцот ВЧ-генератора по ВЧ-кабелю 8 через ВЧ-разъем 7 подают на место подключения 9 катушки 3. Колебательный контур настраивают в резонанс при рабочей частоте перемещением разомкнутого кольца 10 по отношению к неподключенному концу катушки 3. ВЧ электромагнитное поле возбуждает и поддерживает разряд в ВБЛ 1. С помощью средства крепления 6 регулируют положение ВБЛ 1 по максимуму интенсивности излучения спектральных линий, испускаемого через отверстие 12 крышки 11. После установки ВБЛ 1 проводят точную настройку в резонанс путем перемещения разомкнутого кольца 10. После этого разомкнутое кольцо 10 фиксируют, например, путем приклеивания к цилидру 2. Корпус 4, крышка 11 и основание 5 экранируют ВЧ-излуче- ние.

П р и м е р 2. Корпус 4 выполнен в виде трехгранной призмы, остальные детали как в примере 1.

П р и м е р 3. Длина проволоки 192 см, катушка 3 на 8 витков превышает длину ВБЛ 1. Разомкнутое кольцо 10 выполнено по плотной посадке по отношению к цилиндру

5 2. Остальные детали как в примере 1. После настройки в разонанс не проводят фиксацию разомкнутого кольца 10,

Предложенный осветительный блок по сравнению с известными устройствами бо0 лее прост в изготовлении, поскольку не требуется высокой точности при изготовлении как отдельных деталей, так и ВБЛ в целом, а точная настойка на рабочую частоту осу- щест§ляется просто перемещением и фик5 сацией разомкнутого кольца. Предложенная конструкция обеспечивает экономию материалов путем возможности

/ замены ВБЛ (причем независимо от точности воспроизведения ее геометрических

0 размеров) при повторном использовании всех остальных деталей. Предложенная конструкция пригодна как в лабораторных условиях при использовании разных ВБЛ, так и в промышленном производстве.

5

Формула изобретения

1. Осветительный блок, содержащий высокочастотную безэлектродную лампу, со0 стоящую из оптически прозрачного баллона, наполненного инертным газом и рабочим веществом, установленного внутри цилиндра из диэлектрического материала, на котором расположена катушка длиной.

5 превышающей длину баллона, полый металлический корпус с заземленным металлическим основанием на одном торце, в котором установлен высокочастотный разъем с кабелем, заземленный вывод которого подклю0 чен к началу катушки, а другой - к одному из начальных витков, отличающийся тем, что, с целью упрощения изготовления и настройки и экономии материалов путем обеспечения возможности замены лампы, в него

5 введено металлическое кольцо, соединенное гибким проводником с корпусом и уста- новленное внутри цилиндра из диэлектрического материала напротив свободного конца катушки.

0 2. Осветительный блок по п. 1,отл имеющийся тем, что корпус выполнен в виде многогранной призмы.

О О О О О О

Г ТОППГШ

Ялг лл ялжчллжлл яллЯе wrow I

7 5

V V V

/

/

ю

/

л

7 V

Использование: в спектральных источниках света. Сущность изобретения: высокочастотная безэлектродная лампа наполнена инертным газом и парами элемента и размещена коаксиально внутри цилиндра из диэлектрического материала, на котором установлена катушка. Цилиндр установлен внутри полого заземленного металлического корпуса. На одном торце корпуса установлено металлическое основание, к которому подключено начало катушки. В основании установлено средство крепления лампы и высокочастотный разъем, через который проведен кабель, подключенный к начальным обмоткам катушки. Внутри цилиндра из диэлектрического материала напротив%неподключенного конца катушки установлено разомкнутое металлическое кольцо, соединенное гибким проводником с корпусом. Колебательный контур, образованный катушкой и конденсатором, образованным разомкнутым кольцом и витками неподключенного конца катушки, настраивают в резонанс при рабочей частоте перемещением разомкнутого кольца. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. со с