Спектральная газоразрядная лампа для атомной абсорбции Советский патент 1993 года по МПК G01J3/10 H01J61/02 

Ё

Изобретение относится к классу спектральных газоразрядных источников света, предназначенных для работы в аппаратуре атомно-абсорбционного анализа.

Цель изобретения - повышение стабильности интенсивности резонансных линий во времени.

Для этого внутри полого катода размещен дополнительный катод цилиндрической формы, выполненный из листа фольги, с требуемым спектром излучения. Две противоположные поверхности листа перекрываются и соединены негерметично, причем длина дуги перекрытия

,1 Ik

Если Ik лг Dk, где Dk - диаметр фольгового цилиндра, спектр которого необходимо получить, то

АI 0,314 Dk

При АI 0,314 Dk в месте соединения фольги по высоте цилиндра в зоне разряда может образоваться зазор в виде щели или отверстия, через который тлеющий разряд будет распространяться на основной сетчатый катод, что приведет к сильному распылению материала катода, запылению части электроизоляционной втулки и нестабильности параметров горения тлеющего разряда, а соответственно и к нестабильности интенсивности излучения резонансных линий во времени. Перекрытие поверхностей фольги и негерметичное их соединение при скручивании в цилиндр приводит к тому, сто горение тлеющего разряда будет осуществляться непосредственно в фольговом цилиндре. При эксплуатации лампы изменение давления газа внутри полости будет восстанавливаться до некоторого среднего давления, т.е. увеличение давлеСО

g

ел ю XI

СА)

ния газа внутри полости фольгового катода будет компенсироваться диффузией газа в объем лампы через негерметичное соединение фольгового цилиндра и отверстия в стенке полого катода. Это ведет к стабилизации давления инертного газа внутри разрядной полости до давления в объеме лампы, а соответственно, к стабилизации электрических параметров, концентрации атомного пара и интенсивности излучения резонансных линий во времени.

На фиг.1 изображен общий вид спектральной лампы для атомной абсорбции; на фиг.2 - дополнительный катод, выполненный из фольги, спектр которой необходимо получить; на фиг.З - катодный узел по фиг.1 в увеличенном масштабе.

Лампа представляет собой стеклянный баллон 1 цилиндрической формы с плоским окном 2 для выхода излучения, анод 3, выполненный из никеля, имеет форму цилиндра: полый катсд 4 (основной электрод), выполнен в виде открытого с одной стороны цилиндра, внутренняя полость которого сообщается в объемом лампы с помощью отверстий 5 в стенке катода, в частности в виде сетчатого цилиндра. Внутрь основного эл ектрода вставлен цилиндр 6, выполненный из фольги, спектр которой необходимо получить. Перекрытие поверхностей фольги фиг.2 выполняется в соответствии с формулой

Д1 0,314- Dk

Пространство, ограниченное внутренней поверхностью этого цилиндра, образует разрядную полость 7, соединяющуюся с объемом лампы через негерметичное соединение .поверхностей фольги 6 и отверстий 5 в стенке основного полого катода. Дополнительный фольговый цилиндр изготавливается или точечной сваркой, если материал хорошо сваривается сам с собой (Ni) или просто обжатием внахлест(Аи, Ад)и касанием поверхностей друг друга в соответствии с формулой Д 0,314- Dk, обеспечивающим негерметичное соединение при сборке. Фольговый цилиндр укрепляется внутри полого катода точечной сваркой или развальцовкой (завальцовкой) верхнего основания цилиндра в кольцевую канавку в теле полого катода. Полый катод устанавливается в электроизоляционную трубку 8 с (0,1-0,4)мм зазором. Катод, анод и электроизоляционная трубка собраны на стеклянной ножке 9 с помощью молибденовых выводов 10. Анодный вывод внутри лампы для изоляции от газового разряда помещен в стеклянную трубку 11. Лампа наполнена инертным газом неоном для необходимого

давления. Для подключения к источнику питания лампа снабжена октальным цоколем 12 под стандартную ламповую панель. При подключении такой лампы к источ5 нику питания между анодом 3 и разрядной полостью 7 цилиндра 6 зажигается тлеющий разряд. Продукты распыления в виде нейтральным атомов попадают в газовый разряд, возбуждается там при соударении с

электронами и излучают спектральные линии, излучение которых через плоское окно 2 выходит из лампы.

Пример конкретного исполнения и результаты испытаний.

5 Лампа представляет собой стеклянный баллон цилиндрической формы с плоским окном для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра, анод выполнен из никеля марки НП-2, имеет форму

0 цилиндра 10 мм. Дополнительный полый катод, внутренняя поверхность которого выполнена из никелевой фольги толщиной 0,15мм, свёрнутой в цилиндр диаметром 4,0 мм и длиной 10 мм с негерметичным пере5 крытием по всей высоте ( Al 1,5 мм) и вставлена в полый глухой катод, который выполнен с 12 отверстиями в стенке диаметром 0,5 мм и приварен точечной сваркой, Внутренняя разрядная полость катода сооб0 щается в объемом лампы с помощью негерметичного стыка фольги по образующей и через вышеупомянутые отверстия в стенке катода.

Основной полый катод выполнен и.з

5 сплава марки 29НК(ковар) и установлен в стеклянной трубке с зазором 0,25-0,3 мм, которая за пределами катодной полости, в районе анода, имеет диаметр 15 мм и длину 20 мм. Полый катод, анод и стеклянная труб0 ка собраны на стеклянной ножке с помощью молибденовых выводов диаметром 1,5 мм. Анодный вывод внутри лампы для изоляции от газового разряда помещен в стеклянную трубку. Лампа наполнена инертным газом

5 неоном до давления 8,0 мм рт.ст. Для подключения к источнику питания лампа снабжена октальным цоколем под стандартную ламповую панель, Измерение нестабильности излучения резонансной линии никеля

0 232,0 нм во времени (дрейфа) проводилось в анализаторе типа Спектр -4. Для сравнения использовалась лампа типа ЛС-10 ТУ 48-1905-220-85, имеющая полый катод выполненный из того же материала с диамет5 ром внутренней полости 0,4 мм, длиной 10,0 мм и наполненной неоном до давления 8,0 мм рт. ст. За дрейф интенсивности излучения принимается монотонное изменение интенсивности излучения в течение 30 мин или 60 мин непрерывного горения. Дрейф

интенсивности резонансной линии никеля 232,0 нм определяется при работе лампы в постоянном токовом режиме питания, обеспечивающемся источником питания анализатора Спектр-4. Сигнал регистрировался на самопишущем потенциометре КСП-4, регистрирующего устройства РУ-11 на шкале 10% в течение 60 мин после 30 мин прогрева.

Результаты измерения при одном и том же напряжении на ФЭУ-100 в щелях моно- хроматора приведены в таблице.

Дрейф интенсивности излучения резонансных линий в течение 60 мин по ТУ 48- 1905-220-85 на лампы типа ЛС-10 составляет 2,0%.

Таким образом, стабильность интенсивности излучения аналитических линий во времени улучшена в 1,8 раза.

Формула изобретения

Спектральная газоразрядная лампа для атомной абсорбции, содержащая колбу с окном для выхода излучения и размещенные

0

вдоль ее продольной оси анод и расположенный в электроизоляционной трубке основной полый катод, боковая поверхность которого выполнена с отверстиями, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности интенсивности резонансных линий, она снабжена дополнительным катодом в виде цилиндрической поверхности, выполненной из листа фольги с требуемым спектром излучения так, что два противоположных края листа перекрывают друг друга и соединены негерметично, причем длина дуги перекрытия удовлетворяет соотношение

15

где

А 0,1 п Dk А I - длина дуги перекрытия;

20

DR - диаметр основного полого катода, причем дополнительный катод установлен внутри основного.