Способ поджига высокочастотного разряда в спектральной газоразрядной лампе с парами щелочных металлов Советский патент 1982 года по МПК H05B41/00 H01J65/04 

R - внутреннее сопротивление ге нератора ВЧ-напряжения; IA) - частота ВЧ-напряжения ; с - межэлектродная емкость; г - сопротивление проводящего слбя на внутренней поверхности лампы. При уменьшении величины сопротивления проводящего слоя до значения критического сопротивления величина напряжения ионизации падает до значения, недостаточного для поджига разряда, и лампа выходит из строя. Процесс.образования проводящего слоя rta внутренней поверхности лампы связан с одновременным воздействием на стекло баллона лампы плазмы высокочастотного разряда и высокой темпера туры, и скорость образования проводящего слоя тем выше,. Мём выше амп литуда высокочастотного напряжения, под водимого к электродам лампы, и рабочая температура. Известен способ поджига высокочас тотного разряда в спектральной лампе с парами щелочных металлов, включающий подачу на электроды лампы высокочастотного напряжения и высоко вольтных импульсов и напряжения на нагреватель лампы, обеспечивающего ее прогрев до рабочей температуры. Ионизация атомов ..буферного газа производится высоковольтными (00500 В) импульсами нагфяжения, поступающими на специальный электрод поджига. При этом для поддержания высокочастотного разряда требуется сра нительно небольшое высокочастотное поле и интенсивность взаимодействия паров щелочного металла со стеклом баллона лампы несколько снижается. Однако в целом процесс образования проводящей пленки на внутренней поверхности баллона лампы при водит к тому, что в среднем через 5000 ч работы лампы перестают поджигаться СЗ). Цель изобретения - увеличение сро ка службы спектральной газоразрядной лампы с.парами щелочных металлов. Поставленная цель достигается тем что в способе, включающем подачу на электроды лампы высокочастотного напряжения и высоковольтных импульсов и напряжения на нагреватель лампы, обеспечивающего ее прогрев до рабочей температуры, напряжение, пр« даваемое на нагреватель лампы, в момент ее включения увеличивают до значения, обеспечивающего прогрев пампы до температуры, превышающей на 85-90 С ее рабочую температуру, а после возникновения в лампе высокочастотного разряда уменьшают напряжение, подаваемое на нагреватель, до рабочего значения. Лампа представляет собой баллон цилиндрической формы диаметром 7 и длиной 0 мм из стекла марки Пирекс. Следует заметить, что увеличивать температуру форсированного прогрева сверх указанного значения не имеет смысла, поскольку это приведет к быстрому выходу лампы из строя в результате гибели щелочного металла, которая обусловлена ускоренным взаимодействием металла со стенкаж пи«рексового баллона лампы При темпера ype свыше . На внешней поверхности баллона лампы имеются три напыленных электро да, на один из которых подаются импульсы напряжения с амплитудой «ОО-бОО В для поджига разряда, а на два других электрода подается высокочастотное (f 1 80-100 МГц) напряжение для поддержания ВЧ-разряда. Лампа наполнена инертным газом под давлением 1- Тор, содержит 13 мг изотопа Wj® . Необходимая температура спектральной лампы достигается за счет рассеяния электрической мощности на напьшенном на внешней поверхности баллона лампы нихромовом -нагревателе. На чертеже приведена экспериментальная зависимость изменения сопротивления проводящего слоя на внутренней поверхности баллона спектральной лампы от времени работы источника света. Сопротивление измерялось на холодных лампах при выключенном разряде между впаянными в баллон лампы высоковольтными электродами (гц - величина сопротивления проводящего слоя, при котором высокочастотный разряд в лампе уже не поджигается). В моменты времени t., t, t, t высокочастотное напряжение, подводимое к электродам лампы, отключалось и высокочастотный разряд прекращался , лампы остывали и измерялось г. Затем на 30 мин включался форсированный прогрев лампы /(путем увеличения напряжения на нагревателе), после чего измерялось сопротивление г между, впаянными вольфрамовыми штырями. Измерения проводились на 10 спектральных газоразрядных лампах и результаты измерений усреднялись. . Как следует из чертежа ,в нормаль ных рабочих условиях (температурка лампы 110 -115° С) сопроти влениа. гро водящего слоя г .монотонно падает с. течением времени. После включения форсированного прогрева сопроти-вле,ни9 проводящего слоя увеличивается, что говорит о разрушении проводящег слоя на внутренней поверхности баллона лампы. При этом поджиг высокочастотного разряда происходит , когда сопротивление .проводящего слоя к моменту разряда умен шается до критического значения г, Проведены испытания спектральных газоразрядных ламп, установленных в источниках света, на время выработки. Испытывались две группы ламп по .пять штук в каждой. 11ервая группа ламп работала без режима ФОРСИООванного прогрева. 06 1В условия работы второй, группы ламп входит режим форсированного ; прогрева, причем oi-i отключался автоматически в момент возникновения в;ысокочастотного разряда. Через кёж|1}ый месяц производилось крат(овреманное выключение источников света.с последую1цим прогревом лампы и включением импульсов поджига и высокочастотного напряжения. При этом поджиг .высокочастотного ра ряда расценивался как нормальная работа лампы, а отказ при гюджиг е как выход лампы из строя. Результаты испытаний приведены в таблице. Из результатов испытаний следу ёт, что введение режима фсфрированного гцюгрева лампы позволяет |1рсда1ить срок службы спектралы1ых газоразрядных ламп в среднем с 500 до 20000 ч и соответственно увеличить рабочий ресурс приборов.в спу чае использования спектральных -ламп J составе источников света квантовых стандартов частоты и др.

2

W

во

«

u

а

о

18

С X

.3

г

а п

ч

А

52 §1 S§

У Ж

во о,

fn «в

iC 5

4- I

«)

X Z ID

У « .

X S Oi Формула иэоЪретения Способ поджига высокочастотного разряда в спектральной газораз .рядной лампе с парами щелочных мета лов, включающий подачу на электроды лампы высокочастотного напряжения и высоковольтных импульсов и напряжения на нагреватель лампы, об спечивающего, её прогрев до рабочей .температуры, о тли чающийс тем, что, с целью увеличения срока службы лампы, напряжение, подаваемое на нагреватель лампы, в момент включения увеличивают до значения, обеспечивающего прогрев лампы до температуры, превышающей на б5-90 С ее рабочую температуру, а после воз 0 никновения в лампе высокочастотного разряда уменьшают напряжение, подава емое на нагреватель, до рабочего . значения. Источники информации, принятые во внимание при эксперг;13е 1.Стандарты частоты и времени на основе квантовых генераторов и дискриминаторов. Под ред. Б.П.Фатеева, М., .Советское , 1978, с. 9-120. 2.Еремина Н. И., Кулагин Е..-В. . и др. Тезисы докладов ,V-ro Всесо- V юзного симпозиума по вопросам стабилизации частоты. Горький,| ; 3.Авторское свидетельство СССР , кл. Н 01 J бЗ/О, 1971. 1

I ., «1

ы

h

«в