Газорязрядный источник света Советский патент 1982 года по МПК H01J65/04 

(5) ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТА

1

Изобретение относится к газоразрядным приборам, в частности к безэлектродным спектральным источникам света, излучающим узкие спектральные линии различных химических элементов, Пбдовные источники света широко используются в атомно-абсорбционных спектрофотометрах, рефрактометрах, магнитометрах и др.

Известны шаровые и трубчатые газоразрядные источники света, возбуждение активной среды которых происходит в плазме, создаваемой высокочастотным (ВЧ) разрядом l и 2 .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является газоразрядный трубчатый источник света емкостного типа,в котором разряд возбуждается ВЧ полем, возникающим между обкладками конденсатора, образованного проводящими электродами, нанесенными на концах разрядного объема 3.

в известных трубчатых источниках света емкостного типа используется излучение, возникающее в светоизлучающем трубчатом баллоне, который находится сравнительно далеко от электродов. Эта область разрядов имеет малый коэффициент преобразования электрической энергии в световую, так как в этой части разряда используется возбуждение спектра рабочего вещества за счет электронов с малой энергией, количество и энергия которых определяется температурой плазмы, т.е. используется возбуждение рабочего вещества за счет теплоВоГо действия ВЧ тока. При этом невозможно п&лучить высокий КПД перехода электрической энергии в световую, так как значительная часть электрической энергии поступающей в разряд, выделяется в виде тепла. .

Цель изобретения - увеличение КПД светового излучения высокочастотных источников света за счет создания в излучающем объеме поперечного ВЧ разряда, т.е. максимальной области с быстрыми электронами. Указанная цель достигается тем, что 8 газоразрядном источнике света, содержащем светоизлучающий баллон из оптически прозрачного материала и два внешних электрода, подключаемых к источнику высокочастотного напряжения, выполненнух в виде нанесенных на наружную поверхность баллона токо проводящих покрытий, указанный баллон выполнен в форме шара. Кроме того, один из указанных электродов может быть выполнен светоотражающим, а другой - светопропусдающим. На чертеже изображен газоразрядный источник света, общий вид. Газоразрядный источник света включает в себя диэлектрический зам кнутый баллон 1 из оптически прозра ного материала, наполненный рабочим веществом. Электроды 2 и 3 помещены на внешней поверхности диэлектрического баллона. Электрод 2 - светоот ражающий материал, а электрод 3 светопропускающий. Электроды 2 и 3 подключены к высокочастотному генератору Ц. Газоразрядный источниксвета работает следующим образом. При подключении к электродам 2 и 3 высокочастотного генератора k в присутствии рабочего вещества вну три, например смеси буферного газа и паров металла диэлектрического баллона, между электродами 2 и 3 зажигается поперечный 84 разряд, ко торый производит возбуждение уровне рабочего вещества. Ввиду поперечного характера ВЧ разряда между элект родами 2 и 3 свечение плазмы однородно заполняет весь объем диэлектрического шарового баллона, имеющего оптимальное значение отношения количества излучающего рабочего вещества к поверхности излучения, уве личения КПД светового излучения. При этом используется свечение наиб лее интенсивных приэлектродных областей разряда, которые при обычно используемых в лампах с ВЧ разряда давлениях рабочего вещества сливаются , заполняя весь объем в лампе , заключенный между электродами. Таким образом, используется излу чение, возникающее в приэлектродных частях разряда, в которых интенсив94 ость излучения спектральных линий олее чем на порядок превосходит интенсивность трех областей, которые находятся далеко от электрода при одинаковой плотности тока. Это обусловлено влиянием на процессы возбуждения пучка быстрых электронов, эмиттированных электродом. В высокочастотном разряде также отмечена повышенная интенсивность свечения приэлектродных областей ВЧ разряда. Выполнение электродов в виде шаровых сегментов позволяет подобрать оптимальное заполнение разрядом полости диэлектрического баллона, увеличивая рабочий объем излучения. Для более полного использования световой энергии и увеличения КПД светоBo.ro излучения целесообразно на поверхности диэлектрического баллона поместить два электрода, один из которых выполнен из отражающего свет материала, а другой - из оптически прозрачного материала. Благодаря этому становится возможным направить отражающим электродом часть излучения, бесполезно теряемого ранее, через оптически прозрачный электрод к исследуемому объекту. Оптимальное давление подбиралось экспериментально по максимальной интенсивности свечения источника света Помещение на внешней поверхности диэлектрического баллона двух электродов 2 и 3, один из которых 2 выполнен из отра)1 ающего свет материала, а второй А - из оптически прозрачного материала, позволяет более полно использовать световой поток и увеличить КПД светового излучения за счет отражения излучения от электрода 2 и направления его к исследуемому объекту через электрод 3. Испытания предлагаемого газоразрядного источника света показывают, что он позволяет, по сравнению с промышленной лампой ВСБ-2, в среднем три-четыре раза увеличить интенсивность светового излучения на ряде линий и в особенности в высокорасположенных ионных спектрах паров химических элементов. Применение таких источников света, например, в атомно-абсорбционном спектральном анализе позволяет увеличить чувствительность прибора при определении исследуемого элемента за счет увеличения аналитической зоны приборов, что дает значительный экономический эффект, так как неслохная доработка прибора в лабораторных условиях позволяет сократить количество экстрагируемых проб (см. При мерный расчет годового экономическо Vo эффекта). формула изобретения 1. Газоразрядный источник света, содержащий наполненный рабочим газом светоизлучающий баллон из оптически прозрачного материала и два внешних электрода, подключаемых к источнику высокочастотного напряжения, выпол-ненных в виде нанесенных на наружную поверхность баллона токопроводящих покрытий, отличающийся 86 тем, что, с целью повышения его КПД, путем создания поперечного разряда, указанный баллон выполнен в форме шара. 2. Источник по п. 1, отличающийся тем, что один из указанных электродов выполнен светоотражающим, а другой - светопропускающим. Источники информации, принятые во внимание прИч, экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ff , кл. Н 01 J 65/04, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР N 396753, кл. Н ОТ J 65/04, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР № 66012i3, кл. Н 01 J 65/04, 076.