Газоразрядная высокочастотная спектральная лампа

 

Изобретение может быть использовано в атомно-абсорбционной аппаратуре и других.спектрофотометрических устройствах.Цель изобретения - повьппение интенсивности и стабильности излучения лампы при увеличении ее зкономичности за счет уменьшения поглощения излучения конструкций сл N9 to 0 сл сл с ./ 14

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3803473/24-21 (22) 23.10.84 (46) 23.04.86, Вюл. № 15 (72) В.Д. Цветков, В.В. Шашенок, А.И. Цебоев и M.À. Хуэмиев (53) 621.387 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 369649, кл. H 01 J 65/04, 1971.

Патент C3A ¹ 3950670, кл. 315-344, 1976..„„SU„„ I 226558 A (ю 4 Н 01 J 65/04 (54) ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ

СПЕКТРАЛЬНАЯ ЛАМПА (57) Изобретение может быть использовано в атомно-абсорбционной аппаратуре и других.спектрофотометрических устройствах. Цель изобретения повышение интенсивности и стабильности излучения лампы при увеличении ее экономичности за счет уменьшения поглощения излучения конструкций

1?26558 корпуса лампы. В момент подачи

ВЧ-напряжения на катушку 3 иа ее конце 15 устанавливается пучность напряжения в несколько тысяч вольт.

В колбе 1 образуется разность потенциалов, достаточная для пробоя инертного газа, и инициируется ВЧ разряд в инертном газе, а затем и в парах рабочего вещества. Излучение распространяется к окну 6. Цилиндр 4 с перегородкой 5 и основанием 12 образуют резонирующую полость, наИзобретение относится к газоразрядным осветительным лампам, излучающим спектральные линии различных химических элементов, и может быть использовано в атомно-абсорбционной аппаратуре и других спектрофотометрических устройствах.

Целью изобретения является повышение интенсивности и стабильности

10 излучения лампы при увеличении ее экономичности -за счет уменьшения поглощения излучения конструкцией корпуса лампы.

На чертеже изображена газора.зрядная спектральная лампа.

Газоразрядная высокочастотная спектральная лампа содержит соосно расположенные герметичную колбу 1, диэлектрическую рубку 2 с высокочастотной катушкой 3, которые установлены в полом меуаллическом цилиндре 4 с перегородкой 5, имеющей центральное отверстие 6.

Колба 1 может быть выполнена, например, из боросиликатного стекла, устойчивого к воздействию паров щелочных металлов, часть поверхности колбы 1 охвачена цоколем 7 из немагнитного материала, в котором размещен отросток 8 с рабочим вещест- 30 вбм, например щелочным металлом, легколетучим элементом (селен, мышьяк и др), или смесью элементов.

Колба 1 наполнена также буферным инертным газом, например криптоном 35 или неоном, под давлением 1,5-4 r Па.

Цоколь 7 имеет осевой стержневой выступ 9, снабженный резьбой и ввинвстраиваемую перемещением перегородки

5. Диэлектрическая трубка 4 выполнена,из материала, прозрачного для спектрального излучения разряда в колбе,, а отношение наружного диаметра колбы 1 к внутреннему диаметру трубки находится в пределах 0,550,75. Благодаря этому оказывается возможным снизить БЧ-мощность, подводимую клампе.При этом стабильность излучения возрастаетна 10-15%,а интенсивность — в 1,8 раз. 1 з,п. ф-лы, 1ил. ченный в осевое отверстие фиксатора

10, при помощи которого трубка 2 из кварцевого стекла торцом 11 соосно укреплена на дисковом металлическом основании 12 цилиндра 4, выполненного в виде отрезка тонкостенной трубы из латуни, алюминия, композиционного электропроводного материала и т.п. На внешней поверхности трубки 2 установлена катушка 3 из медной проволоки. Часть витков ка-. тушки 3 имеет отвод 13, электрически соединенный с выступом 9 (заземленный). Нижний ближайший к колбе 1 вывод катушки 3 подключен к ВЧ-разъему 14, а верхний конец 15 катушки

3 не подключен (свободен). Перегородка 5, выполненная из того же материала, что и цилиндр 4, имеет центральное круглое отверстие и может главно перемещаться вдоль оси лампы благодаря установке в цилиндре 4 при помощи резьбового соединения.

В торце 11 трубки 2 выполнено углубление 16 для размещения фотодатчика. Кварцевое стекло трубки 2 может иметь добавки, обеспечивающие селективность светопропускания в области излучаемых колбой 1 спектральных .пиний, что повышает эффективность лампы. Торцы трубки 2 со стороны выхода излучения полированы., если при этом диаметр отверстия 6 в перегородке 5 не меньше наружного диаметра трубки 2, интенсивность излучения лампы дополнительно увеличивается, но в отдельных

1226558 ф

20 случаях увеличение отверстия усложняет настройку лампы.

Установка в углублении 16 фотодатчика создает условия для дополнительного повышения стабильности излучения лампы при помощи обратной оптической связи, используемой для управления мощностью ВЧ-генератора, более просто и надежно, чвя в известных устройствах, когда излучение на фотодатчик подается с помощью частично отражающей пластины, установленной вне лампы на пути ее излучения °

Лампа питается от ВЧ-генератора с рабочей частотой 10-130 МГц (наиболее употребительной для подобных ламп является частота 27,12 МГц), напряжение которого подается на разъем 14. В момент подачи ВЧ-напряжения на катушку 3, на свободном конце 15 катушки 3 устанавливается пучность напряжения в несколько. тысяч вольт. При этом колба 1 оказывается в высоковольтном поле и в ней образуется разность потенциалов, достаточная для пробоя инертного газа. Газ в колбе 1 пробивается, добротность контура падает, в колбе

1 инициируется ВЧ-разряд в инертном газе и затем, по мере разогрева колбы 1, в парах рабочего вещества.

Разряд сопровождается оптическим излучением прежде всего резонансных линий рабочего вещества. Излучение колбы 1 распространяется к выходному отверстию в перегородке 5 как непосредственно, так и по прозрачным стенкам трубки 2. Цилиндр 4 с перегородкой 5 и основанием 12 образует резонирующую полость, на- . стройка которой осуществляется перемещением перегородки 5. Кроме того, колба 1 также может устанавливаться в оптимальной зоне катушки 3 перемещением по оси лампы путем вращения винтового отростка в центральном отверстии основания 12. Все операции по настройке лампы просты, так как доступ к регулируемым деталям обеспечен снаружи лампы в собранном виде. При горении разряда в колбе 1 избыток рабочего вещества конденсируется в отростке 8, так как обеспечивается градиент температур эа счет отвода тепла от цоколя 7 через выступ 9 на корпус .

Экспериментально выявлено, что если наружный диаметр колбы 1 сос25

55 тавляет 0,5.-0,54 и менее внутреннего диаметра трубки 2, при сохранении мощности разряда интенсивность излучения лампы быстро уменьшалась, что следует объяснить неоптимальностью оптической связи разряда в колбе 1 с трубкой 2, и в частности уменьшением доли излучения разряда, выходящего из колбы 1 под углом, обеспечивающим распространение излучения по стенке трубки 2 за счет полного внутреннего отражения. Однако увеличение отношения диаметра колбы 1 к внутреннему диаметру трубки 2 более 0,75 приводит к конденсации рабочего вещества на боковых стенках колбы 1 из-за их усиленного охлажде- ния за счет близости трубки 2, при этом стабильность излучения лампы снижается, из-за неопределенного экранирующего действия образующейся на боковых стенках колбы 1 пленки рабочего вещества, в частности щелочного металла.

В отличие от известной лампы, где все боковое излучение колбы i поглощается близлежащими стенками трубки 2, вызывая локальное повышение их температуры, неблагоприятно влияющее на стабильность горения разряда в колбе 1, в предложенной лампе это излучение в основном проходит сквозь прозрачные стенки трубки 2 и поглощается цилиндром 4 и катушкой 3, практически не оказывая влияния на горение разряда в колбе

1, а частично боковое излучение распространяется по стенке трубки 2 к выходному отверстию. Так как нагрев ближайших к колбе 1 стенок трубки

2 по сравнению с известной лампой уменьшается, соответственно уменьшается и тепловая инерционность лампы и она входит в установившийся рабочий режим за более короткое время после включения, чем известная лампа.

Предлагаемая высокочастотная спектральная лампа обеспечивает значительное увеличение интенсивности излучения по сравнению с известной.

Благодаря этому оказывается возможным снизить ВЧ-мощность, подводимую к лампе, что повышает ее экономичность, но при этом интенсивность излучения предложенной лампы остается в 1,6-1,8 раза большей, чем известной, а стабильность излучения воз" растает на 10-15Х. Снижение мощнос1226558

Формула изобретения

Составитель В. Александров

Редактор А. Шандор Техред Л.Олейник Корректор В. Синицкая

Заказ 2143/54 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие„ г. Ужгород, ул. Проектная,4 ти разряда позволяет свести к минимуму уширение резонансных линий, хотя интенсивность излучения линий предложенной лампы при этом выше чем известной. Таким образом могут быть увеличены пределы обнаружения анализируемых элементов спектрофотометрической аппаратуры, в которой используется лампа, и улучшены другие технико-эксплуатационные характеристики аппаратуры. Эффект достигается практически без усложнения конструкции лампы, поэтому предложенная лампа может быть внедрена в серийное производство без значительных затрат.

1. Газоразрядная высокочастотная спектральная лампа, содержащая соосно расположенные герметичную колбу из оптически прозрачного материала и заполненную инертным газом и рабочим веществом диэлектрическую трубку, окружающую колбу с разме—

> щенноЙ на ней высокочастотной катушкой, установленную в полом электропроводном цилиндре, снабженном перегородкой с центральным отверстием со стороны выхода излучения,о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с

1ц целью повышения интенсивности и стабильности излучения при увеличении экономичности, трубка выполнена из материала,, прозрачного для спектрального излучения разряда в колбе, 15 при этом отношение наружного диаметра колбы к внутреннему диаметру трубки находится в пределах

0,55-0,75.

2. Лампа по п.1, о т л и ч а ю20 щ а я с я тем, что диаметр выходного отверстия в перегородке не меньше наружного диаметра трубки, а торцы трубки со стороны перегородки полированы.