Импульсный источник света Советский патент 1977 года по МПК H01J61/70 

1

Изобретение относится к устройствам для получения импульсных световых сигналов, основанным на электрическом разряде в газе или вакууме, и предназначено для создания высокотемпературных импульсных источников света с большими излучающими поверхностями, в особенности при разряде непосредственно в облучаемой среде.

Известна импульсная лампа, у которой между электродами располол ена зажигающая металлическая проволочка. Колпачки, закрывающие торцы наружного баллона, приклеены эпоксидной смолой. При определенной температуре после зажигания разряды спаи наружного баллона и колпачков разрушаются, и лампа, таким образом, отключается 1.

В качестве источников питания применяются конденсаторные батареи, магнитные накопители, магнитокумулятивные генераторы и т. д.

При использовании магнитного накопителя удается сократить время выделения энергии в нагруЗКу п-о сравнению с временем работы первичного источника энергии за счет того, что энергия, накопленная в индуктивности, с определенной эффективностью передается в нагрузку за счет увеличения сопротивления размыкателя, продсоединенного параллельно основной нагрузке, которая подключается с помощью дополнительного коммутатора одновременно с моментом срабатыБа Ия размыкателя.

Эффективность работы магнитного накопителя сравнительно невелика.

При использовании магнитокумулятивиого генератора схема работы остается прежней с той лишь разницей, что размыкатель срабатывает раньше, после завершения начальной малоэнергетической стадии работы генератора, и большая часть энергии рассеивается в нагрузке. Использование обострителей усложняет конструкцию, приводит к низкому КПД и ненадежности в работе, в особенности при высоких значениях разрядных токов и передаваемых энергий.

Паиболее близким к изобретению является устройство для получения импульсных световых сигналов, включающее импульсный источник энергии, например конденсаторную батарею, и импульсный источник света с разрядным про.межутком, ограниченным двумя электродами, соединенными поджигающими проводниками, например, из вольфрама. При подаче импульсного напряжения на электроды источника света происходит взрыв подл игающих проводников и формирован 1е проводящих каналов, по которым протекает электрический ток от источника энергии. В процессе выделения тепловой энергии в плаз.ме

газового разряда происходит ее нагревание, сопроволедающееся излучением света 2.

Однако в таком устройстве длительность светового импульса (и в частности длительность его переднего фронта) определяется характером работы источника энергии и не быть изменена без изменения длительности работы источника энергии. Это ограничивает область применения устройства.

Цель изобретения - расширение области применения известного устройства за счет сокращения длительности переднего фронта светового импульса.

Для этого импульсный источник света, два электрода которого, образующие разрядный промежуток, соединены ноджигающнми проводниками, снабжен дополнительными соединяющими указанные электроды проводииками с температурой плавления, превыщающей температуру плавлепия поджигающих проводников.

Для обеспечения надежного испарения поджигающих проводников их удельное соиротивление выбирают не превыщающим удельного сопротивления дополнительных нроводников, каждый из которых окружают одним или несколькими поджигающими проводпиками. Каждый дополнительный проводник может быть расположен внутри поджигающего проводника, который выполняют в виде тонкостенного покрытия на дополнительном проводнике. В последнем случае число дополнительных проводников равно числу поджигающих проводников и никаких требований к нроводимости поджигающих проводников пе предъявляется, так как их нагрев до состояния плавления обеспечивается нагревом дополнительных нроводников, температура плавления которых выще.

Наиболее подходящим материалом для изготовления поджигающих проводников является цинк, обладающий низкой температурой кипения в отличие от известных металлов с низкими температурами плавления.

В результате этого после разрущения ноджигающих проводников, предшествующего газовому пробою через наружную область паров металла, ток импульсного источника энергии не прекращается, а протекает по дополнительным проводникам, имеющим более высокую температуру плавления, чем поджигающие проводники, и сохраняющим проводимость. Переключение тока, протекающего по дополнительным проводникам, в газовый разряд происходит быстро в результате резкого уменьшения проводимости указанных проводников при нагревании протекающим по ннм электрическим током и повышения проводимости плазмы газоразрядных -каналов.

Такая конструкция устройства позволяет совместить размыкатель узла обострения, применяемого в схеме магнитного накопителя, с газоразрядной нагрузкой - импульсным источником света.

{а фиг. 1 схематически изобра/кено устройство для получения импульсных световых сигналов; на фиг. 2 - импульсный источник све та, поперечное еечение.

5 Устройство для получения импульсных световых сигналов включает имиульсный источник 1 энергии и импульсный источник 2 света с разрядным промежутком 3, в -котором расположены четыре проводника 4 (например, из

0 тугоплавкой стали), соединяющих электроды 5 и расположенных внутри поджигающих проводников 6, которые выполнены в виде тонкостенного покрытия из цинка на указанных проводниках 4.

5 Число поджигающих проводников также равно четырем.

Устройство работает следующим образом. В течение всего времени работы имПульеного источника 1 к нему непосредственно подсоединена нагрузка - импульсный источник 2 света. Первоначально электрический ток от источника энергии 1 протекает по дополнительным проводникам 4, проводимость которых за счет большего сечения много больще

5 проводимости поджигающих проводников 6.

В связи с различием температур плавления поджигающие проводники 6 быстрее доводятся до состояния плавления, испаряются и создаются условия для возникновения газового

0 пробоя резрядного промежутка 3. В течение всего этого времени разрядный ток не прекращается и протекает по дополнительным проводникам 4. После поджига газового разряда проводимость образовавшихся плазменных ка5 налов растет, а проводимость дополнительных нроводников 4 уменьщается более чем в 10 раз из-за нагрева протекающим по ним электрическим током. В результате этого формируется крутой фронт светового импульса, а 0 ток источника энергии начинает преимущественно течь по нлазменным каналам, где и выделяется большая часть подводимой энергии. Размещение размыкателя (дополнительных ироводников) непосредственно между электродами импульсного источника света и одновременное рещенне вопроса индицирования многоканального газового разряда позволяет сократить и в щироких пределах изменять длительность переднего фронта светового импульса, что в значительной степенн расширяет область применения устройства.

В устройстве могут быть применены такие источники энергии, как магнитные накопители и магнитокумулятивные генераторы, в частности магнитокумулятивный генератор может работать в режиме, когда выделяемая им энергия запасается в индуктивности нагрузки, включая паразитные индуктивности, а затем за более короткое время выделяется в виде

60 тепла в газоразрядной плазме.

Устройство позвлоляет сократить число элементов схемы, подвергающихся воздействию нмнульса напряжения, формируемого узлом разрыва. Указанное напряжение фор65 .мируется неносредственно между электродами иМочнйКа света, где оно и используется для поджига и поддержания газового разряда. При этом, если индуктивность нагрузки сравнима или больше паразитной, существенно ослабляется воздействие напряжения на источник питания и соединительные цепи.

Формула изобретения

1.Импульсный источник света, два электрода которого, образующие разрядный промежуток, соединены поджигающими проводниками, отличающийся тем, что, с целью уменьшения длительности передпего фронта светового импульса, он снабжен дополнительными соединяющими указанные электроды проводниками с температурой плавления, превышающей температуру плавления поджигающих проводников.

2.Источник света по п. 1, отличающийся тем, что температура плавления дополнительных проводников не менее, чем в 1,2- 1,5 раза превышает температуру плавления поджигаюп.и1х проводников.

3. Источник света по п. 1, отличающийс я тем, что удельное сопротивление поджигающих проводников не превышает удельного сопротиЕлеппя дополнительных проводников. 4. Р1сточиик света по п. 1, отличающийся тем, что каждый дополнительный проводник окружен одним или несколькими подл игающимп проводниками.

5.Источник света по пп. 1 и 4, отличающ и и с я тем, что каладый дополнптельный проводник расположен внутри поджигающего проводника.

6.Источник света по пп. 1, 4 и 5, отличающийся тем, что поджигающие проводНИКИ выполнены из цинка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Иатент США N 3534213, кл. 313-184, 1970.

2.Александров А. Ф. и др. Устройство для получения импульсных световых сигналов. Журнал технической физики, 44, В1, 1974.

put.f

5