Газоразрядная высокочастотная спектральная лампа

 

Изобретение относится к газоразрядным безэлектродным лампам, излучающим спектральные линии различных химических элементов, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. ff 1226558. Целью изобретения является повышение интенсивности излучения с длиной волны менее 200 нм и снижение мощности зажигания. При включении лампы на разъем 13 подается напряжение от ВЧ-генератора, поступающее на катушку 3. Под действием высоковольтного поля в колбе 1 зажигается разряд в инертном газе и в парах рабочего вещества. Объем 14 заполнен также инертным газом, как и колба 1, но уже более высоким давлением . В результате резонансное излучение рабочего вещества незначительно задерживается кварцевыми перегородками 7 и 8 и практически не задерживается объемом 14, а излучение газа задерживается в нем за счет реабсорбции. 1 ил. (Л fZ N 13

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0% (11) ш4 Н01 J6504

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t5 (61) 1226558 (21) 3943401/24-07 (22) 22.08.85 (46) 07 ° 02.87. Бюл. Ф 5 (72) Б.Х.Хузмиева и И.А.Хузмиев (53) 621. 327(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1226558, кл. Н 01 J 65/04, 1984. (54 ) ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ

СПЕКТРАЛЬНАЯ ЛАМПА (57) Изобретение относится к газоразрядным безэлектродным лампам, излучающим спектральные линии различных хиьяческих элементов, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. В 1226558. Целью изобретения является повышение интенсивности излучения с длиной волны менее 200 нм и снижение мощности зажигания. При включении лампы на разъем 13 подается напряжение от ВЧ-генератора, поступающее на катушку 3. Под действием высоковольтного поля в колбе 1 зажигается разряд в инертном газе и в парах рабочего вещества. Объем 14 заполнен также инертным газом, как н колба 1, но уже более высоким давлением. В результате резонансное излучение рабочего вещества незначительно задерживается кварцевыми перегородками 7 и 8 и практически не задерживается объемом 14, а излучение га- g за задерживается в нем sa счет реабсорбции. 1 ил.

8784 2

1 128

Изобретение относится к газораэрялным безэлектродным лампам, излучающим спектральные линии различных химических элементов, может быть использовано в спектрофотометрических устройствах, применяемых в науке и технике, и является усовершенствованием устройства по авт.св. Ф 1226558.

Цель изобретения — повышение интенсивности излучения с длиной волны менее 200 нм и снижение мощности зажигания лампы.

На чертеже изображена принципиальная конструкция предлагаемой лампы.

Газоразрядная ВЧ-спектральная лампа содержит колбу 1, например, из кварцевого стекла, соосно расположенную внутри трубки 2, выполненной, например, тоже из кварца, на которой размещена ВЧ-катушка 3 из медной проволоки. Трубка 2 установлена в полом .лектропроводном цилиндре 4, снабженном перегородкой 5 с центральным отверстием 6, служащим для выхода излучения лампы. Трубка 2 снабжена со стороны выхода из нее излучения герметично присоединенной к ней перегородкой 7, а со стороны колбы 1, перед последней, — такой же перегородкой 8.

Перегородки 8 и 7 выполнены из квар цевых пластин толщиной О, 15-0,3 мм, толщина выходного купола колбы 1 0,150,2 мм, что обеспечивает минимальное поглощение излучения с длиной волны до 165 нм.

Перегородки 7 и 8, а также выход. ное окно колбы 1, можно выполнить из фтористого магния, при этом повышается интенсивность излучения на выходе лампы при еще более коротких волнах до 130 нм, но технология изготовления лампы усложняется. Колба 1 при помощи цоколевочной мастики закреплена запаянным отростком (штенгелем) в цоколе

9, ввинченном в центральное отверстие основания 10, в кольцевом пазе 11 которого также при помощи цоколевочной мастики закреплен конец трубки 2. Отвод 12 от части витков катушки 3 присоединен к корпусу (эаземлен), конец катушки 3 со стороны колбы 1 через

ВЧ-разъем 13 подключается к ВЧ-генератору, противоположный конец катушки

3 свободен. Герметичный объем, образованный внутри трубки 2 между перегородками 7 и 8, заполнен тем же инертным газом или их смесью, что и буферный газ в колбе 1, например, из5

f5

50 вестной смесью Пеннинга: неон с добавкой 0,05-0,2 об.7. аргона. Для откачки и наполнения этого объема 14 служит штенгель 15, в готовой лампе запаянный.

В колбу 1 введены рабочее вещество в количестве около 1 мг и инертный газ при давлении 4-6 мм рт.ст.

При включении лампы на разъем 13 подается ВЧ-напряжение от ВЧ-генератора (частота около 27 МГц), поступающее на катушку 3, на свободном конце которой устанавливается пучность напряжения (для этого резонирующая полость лампы предварительно настроена передвижением перегородки 5 вдоль цилийдра 4). Под воздействием высокос вольтного поля в колбе 1 зажигается разряд в инертном газе, добротность контура падает, и в колбе 1 устанавливается ВЧ-разряд в газе, а по мере ее разогрева — и в парах рабочего вещества. Разряд сопровождается оптическим излучением, прежде всего резоP нансных линий рабочего вещества и интенсивных линий инертного газа. Резонансное излучение рабочего вещества незначительно задерживается перего-, родками 7 и 8 и практически не задерживается объемом 14. Зазор между выходным куполом колбы 1 и перегородкой

8устанавливается так,,чтобы в разогретой лампе он не превышал 0,10,2 мм, при этом воздух в этом зазоре поглощает излучение незначительно.

В то же время газ в объеме 14 ослабляет спектральные линии, излучаемые таким же газом в колбе 1, до такой степени, что на выходе лампы линии газа не удается выделить от фонового излучения. Прозрачность стенок трубки

2 вокруг колбы 1 повышает стабильность горения в ней разряда и ускоряет вхождение в рабочий режим после зажигания". Избыток рабочего вещества в колбе 1 конденсируется в зоне, прилегающей к отростку, где теплоотвод наибольший. В случае регистрации линий с длиной волны менее 180 нм, в зазор между перегородкой 5 и входным окном спектрофотометра подается слабый поток азота, что еще более увеличивает интенсивность УФ-линий.

При такой конструкции в качестве инертного газа можно применить смеси

Пеннинга, обеспечивающие зажигание разряда в колбе при небольших напряженностях, т.е. при малой ВЧ-мощносВНИИПИ Заказ 7816/52 - Тираж 721

Подписное ти. Хорошие результаты получены If при использовании ксенона, Таким образом, используя предла-. гаемую лампу, интенсивность излучения .резонансных линий рабочего веще5 ства на выходе лампы в диапазоне длин волн 165-200 нм возрастает по сравнению с известной в 5-30 раз в зависи,мости от рода вещества, в то же время линии инертного газа не обнаружива- 10 ются, и исключение помех со стороны буферного газа делает возможным его подбор по минимальной мощности зажигания; при использовании неона с небольшой добавкой аргона мощность за- 15 жигания снижается в 3-4 раза, т.е. до значений, лишь незначительно превышакнцих рабочую мощность лампы, которая не повышается по сравнению с предлагаемым изобретением, соответ- 20

ròâåHíî остаются высокими экономичность, стабильность излучения и срок службы, что достигается лишь при излучении линий с длинами волн в диапазоне 210-900 нм. 25

Указанные данные объясняются тем, что заполняющий под значительным давлением герметичный объем трубки инертный газ совершенно прозрачен для излучаемых рабочим веществом ли- 30 ний, однако, практически полностью рассеивает излучаемые таким же газом в колбе коротковолновые линии, так как плотность, газа в трубке велика, длина трубки также относительно вели- 35 ка и излучение газа в колбе, проходя через.трубку, в результате многократных переизлучений рассеивается в сторону от выходной оси, не достигая выхода из лампы (на этом эффекте 40 рассеивания газом нли паром его спектральных линий, при прозрачности для спектральных линий других элементов, основан атомно-абсорбционный анализ).

При этом узлы лампы, на которые пода- 45 ется высоковольтное ВЧ-напряжение, остаются в атмосфере, что исключает пробои и обеспечивает высокую надежность лампы. Во всех случаях давление газа в объеме 14 не менее 550мм рт.ст., 50 что обеспечивает полную непрозрачность объема 14 для излучаемых этим газом в

Произв.-полигр. пр-тие, r.

784 4 колбе 1 спектральных линий кроме это го, при таком давлении полностью исключается возбуждение разряда в объеме 14 под действием ВЧ-поля катушки

3, а так же при давлении не менее

550 мм рт.ст, перегородки 7 и 8 выполняются более тонкими, что увеличивает интенсивность УФ-излучения на выходе лампы. Однако при давлении газа в объеме 14 более 600 мм рт.ст. затрудняется отпай штенгеля 15 и формирование остающегося отростка до выступа с минимальной высотой. Цилиндр 4, перегородка-.5, основание 10 и цоколь 9 выполняются из латуни или алюминия (использование ферромагнитных материалов приводит к неработоспособности лампы). Так как газ в объеме 14 в предлагаемой лампе не зависит о- рода рабочего вещества, конструкция лампы оказывается унифицированной для всех веществ (отличается лишь колба 1), что упрощает производство ламп и снижает их себестоимость. После окончания срока службы колбы 1 она легко заменяется вывинчиванием, остальную конструкцию лампы можно использовать для ремонта, откачки и т.п. и служить очень долго (жестчением газа в объеме

14 при указанном давлении можно полностью пренебречь).

Формула изобретения

Гаэоразрядная высокочастотная спектральная лампа по авт.св. У 1226558, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсивности излучения с длиной волны менее 200 нм и снижения мощности зажигания, диэлектрическая трубка снабжена прозрачными для излучения разряда в колбе перегородками, одна иэ которых установлена внутри трубки перед колбой, а другая — на конце трубки со стороны вы- . хода из нее излучения, объем между указанными перегородками герметиэирован и заполнен тем же инертным газом, которым заполнена колба, при эгом давление газа в указанном объеме трубки . составляет 550-600 мм рт.ст.

Ужгород, ул. Проектная, 4