Импульсная лампа тлеющего разряда Советский патент 1980 года по МПК H01J61/88 

Изобретение предназначено к использованию в малогабаритных светолу чевых регистрирующих приборах, работающих в тяжелых условиях эксплуата дни для получения отметок времени на фотобумаге сухого проявления типа УФ облегчающих и ускоряющих расшифровку осциллограмм. В настоящее время для получения отметок времени на фотобумаге сухого проявления используется лампа ИСК-20 1. Напряжение поджига такой лампы со ставляет 7 кВ; эта лампа имеет малую механическую прочность и малый срок службы (100 час). Эти недостатки не позволяют использовать светолучевые регистраторы с бумагой сухого проявления в качест ве приборов, дающих экспресс-информа цию на борту летательных аппаратов в разгерметизированном отсеке. В качестве лампы - отметчика времени для обычной фотобумаги (мокрого проявления) в светолучевых регистраторах используются такие лампы как ТНАЛ-0,15 (ТУ ОДО,337.001.ТУ-ДУ), ИСП-15 2. Однако их интенсивность и спектр излучения недостаточны для получения отметки времени на бумаге сухого проявления . Наиболее близЛой по технической сущности к изобретению является лампа тлекедего разряда, содержащая заполненный- газом баллон, катод и анод, установленные в нем на противоположных концах, и диафрагму, разделяющую катодное и анодное пространство, на которой укреплен капи.пляр 3. В этом случае капиллярная трубка защищена .от внешних механических воздействий диафрагма, разделяющая анод и катод, вынуждает разряд идти только через капилляр; а объем, занимаемый лампой,: наиболее полно используется для увеличения количества рабочей смеси газа-наполнителя, что позволяет уменьшить габариты лампы при сохранении достаточного срока службы. Однако в такой конструкции лампы значение потенциала первого зажигания значите.пьно превышает последующие и имеется очень большой разброс- величины потенциала зажигания от импульса к импульсу, что совершенно, недопустимо в приборах, используемых с малым временем готовности (0,01 сек). я снижения и стабилизации потенциала зажигания разряда в предлагае-мой лампе с противоположных сторон диафрагмы, разделяющей пространство между анодом и катодом,1 параллельно ей установлены две металлические шай бы, со стороны анода установлена соединенная с ним через диэлектрическую втулку из изоляционного матерйала металлическая стойка, соединенная с шайбой со стороны анода, а другая шайба соединена с катодом. На чертеже изображена предлагаемая лампа. Она выполнена следующим образом. Полый катод 1 и анод 2, размещенные в баитлоне 3, разделены диафрагмой 4, находящейся внутри баллона ла пы и изготовленной как одно целое с капилляром 5 и баллоном лампы. Со стороны анода в лампу введена металлическая стойка б, оканчивающаяся никелевой шайбой 7 с упорами; стойка крепится к аноду через керамическую трубку 8, на катоде крепится никелевая шайба 9 с упорами. Керамическая трубка ставится так, чтобы расстояние от нее до капилляра было не более наружного диаметра последнего. Таким образом, стойка совместно с шайбами и керамической трубкой создают межэлектродные емкости катодстойка и анод-стойка, причем эти емкости резко различны по своей величи не. Шайбы 7 и 9 образуют обкладки кон денсатора, а диафрагма 4 является ди электриком между ними. Таким образом происходит резкое увеличение межэлек родной емкости катод-стойка, что позволяет в момент прихода питгиощего импульса напряжения сосредоточить ег на емкости анод-стойка. Лампа откачивается и наполняется смесью инертного газа с азотом. Лампа работает следующим образом. При подаче на лампу импульса напряжения происходит в первую очередь заряд межэлектродных емкостей, при этом на меньшей емкости анод-стойка сосредотачивается почти все напряжение, подаваемое на лампу, и за счет увеличения градиента потенциала на границе металл-диэлектрик происходит зажигание разряда между анодом и cTo кой.. Разряд зажигается у кромки капилляра, так как здесь имеется допол нительное искажение картины поля. Ем кость анод-стойка мала, и разряд меж ду ними не приводит к эрроэии электродов, но резко снижает первый потен циал зажигания основного промежутка лампы и стабилизирует последующие. Основной разряд между катодом и анодом проходит только в капилляре. Катодные части разряда сосредоточены внутри полого катода, поэтому весь капилляр заполнен положительным стол бом разряда и свечение его равномерно по всей ;тпине. Конфигурация капил ляра определяет форму и размеры тела свечения, необходимую для получения отметки времени. Разряд, проходящий в узком капилляре, сопровождается большими потерями на стенкасх за счет амбиполярной диффузии заряженных частиц. При этом возрастает градиент электрического поля вдоль оси разряда, что увеличивает вероятность возбуждения и, соответственно, и световой выход лампы. Наличие смеси инертного газа с азотом позволяет увеличить выход излучения в фиолетовой и синей частях спектра, где имеется один из максимумов спектральной чувствительности фотобумаги сухого проявления типа УФ. Наиболее целесообразно в качестве инертнох-о газа применение неона, так как он дает большое излучение в красной области спектра, где имеется второй мал симум спектральной чувствительности фотобумаги УФ-С. Эти области излучения оказывают наибольшее воздействие на фотобумагу и дают плотность почернения, достаточную для получения четкой отметки времени на осциллограмме. Предлагаемая конструкция лампы обладает следующими преимуществами: 1.Введение шайб, создающих большую разницу в величине межэлектродных емкостей для облегчения зажигания, позволяет избежать дополнительной схемы поджига и уменьшает время готовности лампы к работе до 0,01 сек« 2.Гарантированный срок службы лампы (при габаритах ф 15,5 мм, длине 82 мм с цоколями) определяется в 10 вспышек, что соответствует 300 ч непрерывной работы при частоте вспышек 10 Гц (наиболее распространенная частота следования меток времени в существующих светолучевых регистраторах) . Предельная частота нормальной работы лампы - 100 Гц. 3.Лампа может нормально работать при понижении давления окружающей атмосферы до 5 мм.рт.ст. 4.Снижение потенциала Зс1жигания позволяет снизить напряжение источника питания и таким образом повысить экономичность лампы. 5.Лампа несложна по конструкции и достаточно проста в изготовлении. Формула изобретения 11мпульсная лампа тлеющего разряда, содержащая заполненный газом бгллон, катод и анод, установленные в Нем на противоположных концах и разделяющую их диафрагму с укрепленным на нем капилляром, отличающаяся тем, что, с целью снижения и стабилизации потенциала заикигания разряда, с противоположных сторон диафрагмы паргшлельно ей установлены две металлические шайбы, со стороны анода установлена соединенная с ним через диэлектрическую втулку изизоляционного материала металлическая стойка, соединенная с шайбой со стороны анода, а другая шайба соединена с катодом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Справочник Электровакуумные приборы НИИ, 1969, т. XVIII; Высокоинтенсивйые источники света, издание третье.

2.Рохлин Г.Н. Газоразрядные источники света. М.-Л., Энергия, 1966, с. 511.

3.Патент США № 2988671, кл. 315-111, 1961 (прототип).