Безэлектродная газоразрядная высокочастотная лампа

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к газоразрядным осветительным лампам без электродов внутри баллона, излучающим спектры химических элементов и предназначенным для использования в спектрофотометрических устройствах. Целью изобретения является повышение отношения интенсивности излучения аналитических спектральных линий к фоновому излучению при снижении подаваемой высокочастотной мощности и сохранении габаритов и стабильности излучения. В безэлектродной лампе колба 1 установлена соосно в диэлектрическом герметичном и вакуумированном баллоне 2 с кольцевым расширением 8. Баллон 2 снабжен оптически прозрачным окном 5. Теплоотводящий элемент 9, например сплав на основе индия и галлия, размещен в указанном расширении 8 с обеспечением постоянного контактирования с частью наружной поверхности колбы 1. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„5U „„1670720 А1 (я)5 Н 01 J 65/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

g 1®л, г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О 4

Ю

Изобретение относится к электротехнике, а именно к газоразрядным осветительным лампам беэ электродов внутри баллона, излучающим спектры химических элементов и предназначенным для использования в спектрофотометрических устройствах. (21) 4736832/07 (22) 26.07,89 (46) 15.08.91. Бюл. М 30 (71) Особое конструкторское бюро при Орджойикидзевском заводе газоразрядных приборов (72) M,А.Хузмиев и Б.Х.Хуэмиева (53) 621.327 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1571697, кл. Н 01 J 65/04, 1988. (54) БЕЗЭЛЕКТРОДНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ

ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ЛАМПА (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к газораэрядным осветительным лампам беэ электродов внутри баллона, излучающим спектры химических элементов и предназначенным для испольЦелью изобретения является повышение отношения интенсивности излучения аналитических спектральных линий к фоновому излучению при снижении подаваемой высокочастотной мощности и сохранении габаритов и стабильности излучения.

На чертеже изображен вариант предложенной лампы, осевой разрез.

Беээлектродная газораэрядная ВЧ лампа содержит герметичную колбу 1, соасно зования в спектрофотометрических устройствах. Целью изобретения является повышение отношения интенсивности излучения аналитических спектральных линий к фоновому излучению при снижении подаваемой высокочастотной мощности и сохранении габаритов и стабильности излучения. В безэлектродной лампе колба 1 установлена соосно в диэлектрическом герметичном и вакуумированном баллоне 2 с кольцевым расширением 8, Баллон 2 снабжен оптически прозрачным окном 5. Теплоотводящии элемент 9, например сплав на основе индия и галлия, размещен в указанном расширении 8 с обеспечением постоянного контактирования с частью наружной поверхностью колбы 1. 1 э.п. ф-лы, 1 ил, установленную внутри диэлектрического балонна 2, в данном варианте при помощи отростка 3 приваренную к основанию 4 баллона 2. С противоположной стороны баллон

2 имеет окно 5, прозрачное для излучения колбы 1, и герметизирован. В оставшемся после откачки баллона 2 до давления около

10 Па и отпая штенгеля отростке 6 размещен нераспыляемый газопоглотитель 7 на основе прессованного порошка титана.

Вокруг колбы 1 баллон 2 имеет кольцевое расширение 8, образующее круговую канавку, в которой в самой нижней части (под действием тяжести) находится теплоотводящий элемент 9 в виде капли материала, жидкого при рабочей температуре лампы. которая контактирует с участком наружной поверхности колбы 1. Количество материала

1670720 капли подбирается так, чтобы зона контакта была ограниченной; площадь зоны конденсации рабочего вещества, образующей "холодную точку", должна составлять 3 — 8 внутренней поверхности колбы 1,в этом случае работа лампы наиболее эффективна. Roстоян ная компактность капли обеспечивается силами поверхностного натяжения материала и сохраняется при отклонении оси лапмы от горизонтального положения в пределах до 10О, что вполне достаточно для эксплуатационной надежности лампы. Материал капли не должен смачивать материал колбы 1 и трубки 2, а также заметно не испаряться при рабочей температуре; при этих условиях размеры капли практически не меняются в процессе срока службы лампы. ВЧ индуктор 10 окружает баллон 2 в зоне расположения колбы 1, причем зазор между индуктором 10 и баллоном

2 может быть минимальным, так как между ними нет других деталей. Для вращения лампы используется, например, осевой выступ 11 основания 4 баллона 2, соединенный с малогабаритным регулируемым приводнымустрпйством. В конкретном примере выполнения колба 1 с отростком 3 изготовлена из кварцевого стекла. ее наружный диаметр 10 мм, наполнена ксеноном при давлении около 400 Па, в нее введен также химический элемент или его соль

s Количестве около 1 мг, Баллон 2 с основанием 4 и окном.5 выполнен из кварцевой трубки, зазор между поверхностями колбы

1 и баллона 2 около 2 мм. а в зоне расширения 8 максимальный зазор 4 мм. Элемент 9 иэ сплава на основе индия и галлия, температура плавления которого 70 — 80 С: в нерабочем состоянии лампы, т.е. при нормальной температуре, такая капля затвердевает, что упрощает транспортировку лампы. Возможно применение других аналогичных сплавов, а также полимерных материалов, удовлетворяющих указанным выше условиям. Для каждого материала капли площадь ее контакта с колбой уточняется с учетом теплопроводности материала. Испаряемость указанных материалов при рабочей температуре лампы незначительна, что не только обеспечивает достаточно большую долговечность лампы, но и устраняет опасность конденсации материала капли 9 на окне 5, последнее обеспечивается также выбором достаточной длины баллона 2 в сторону окна 5. чтобы пары практически не достигали окна 5 и конденсировались на боксвь х стенках трубки 2 вблизи газопоглотитечя 7. При изготовлении лампы, во вробеля обезгажиеания трубки

2, капля переводится на основание 4 и обез10

55 гаживается нагревом, но не до заметного испарения в высоком вакууме, затем она путем соответствующего наклона лампы перемещается в канавку, образованную расширением 8 баллона 2 с образованием теплоотвода колбы 1.

Устройство работает следующим обра. зом.

После подачи BV напряжения на индуктор 10 в колбе 1 зажигается разряд сначала в инертном газе, а после разогрева колбы— в парах рабочего вещества, что сопровождается излучением резонансных спектральных линий химического элемента-излучателя. Излучение выходит из лампы через окно 5. После разогрева колбы 1 капля теплоотводящего элемента 9 переходит в расплавленное состояние, и лампа начинает равномерно вращаться вокруг оси при помощи приводного устройства, соединенного с осевым выступом 11. Скорость вращения зависит от типа рабочего вещества и выбирается из условия наибольшего отношения "сигнал-фон", например, при наполнении колбы металлическим цинком оптимальная скорость вращения лампы 1 оборот в минуту, при этом по сравнению с неподвижной лампой отношение "сигнал— фон" возрастает примерно в 2,5 раза. Это можно объяснить тем, что при непрерывном перемещении "холодной точки" колбы из-за постоянной переконденсации рабочего вещества на новое место, концентрация заряженных частиц в плазме разряда возрастает, как и î loTHocTb излучающего пара, что приводит к увеличению интенсивности излучения резонансных линий при меньшем возрастании фс нового излучения, Одновременно это позволяет термостабилизировать колбу без ув.личения габаритов лампы. Капля обеспечи зает отвод тепла о

"холодной точки" колб к баллону 2 со значительной поверхнсстью (теплоотвод по отростку 3 гораздо меньше). Возможность черезмерного теплоотвода через каплю уменьшается за счет нескольких факторов: подбора материала со ниженной теплопроводностью. подогрева капли частью ВЧ мощности индуктора, поглащаемой ею, а также выбором оптимэчьной скорости вращения лампы для каждого типа наполнения

Образец предчо енной конструкции ВЧ лампы. включающий вращающийся баллон

2 с колбой 1, L.ндуктор 10. а также маломощ ный привод. по габаритам не превышае1 известную ВЧ лампы типа ЛВ, т.е. сказыва ется совместимым по габаритам с лампами применяемыми в серийной спектрально., аппаратуре.

1670720

Составитель В.Горчанова

Редактор Н.Каменская Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Заказ 2754 Тираж 299 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская н б., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1. Беззлектродная газоразрядная высокочастотная лампа, содержащая заполненную инертным газом и рабочим веществом герметичную колбу из оптически прозрачного материала. установленную соосно в цилиндрическом герметичном диэлектрическом баллоне, снабженном окном для выхода излучения и установленном внутри высокочастотного индуктора, причем пространство между колбой и баллоном вакуумиррвано, отличающаяся тем, что. с целью повышения отношения интенсивности излучения аналитических спектральных линий к фоновому излучению при снижении подаваемой высокочастотной мощности и спхоанении габаритов и стабильности излучения, указанный баллон имеет кольцевое расширение, расположенное вокруг колбы, 5 в котором размещен теплоотводящий элемент, выполненный иэ материала, находящегося в жидком состоянии при рабочей температуре лампы, контактирующий с пверхньстью колбы. а баллон установлен с

10 возможностью непрерывного вращения вокруг оси.

2, Лампа по п.1, отличающаяся тем, что в качестве материала теплоотводящего элемента использован сплав на основе

15 индия и галлия.