Патент ссср 332523

 

332523

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 04.Ч111.1970 (№ 1467986/24-7) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 14.111.1972, Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 13.1Ч.1972

М. Кл. Н ОЦ 61/06

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 621.327.4.032.212 (088.8) Авторы изобретения

В. Г. Игнатьев, Л. А. Исаев и В. В. Сысун

Заявитель

ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТА С ТОРЦЕВЫМ ВЫХОДОМ

ИЗЛУЧЕНИЯ

В=У(1 — l к1), 30

Изобрстснис относится к газоразрядным устройствам, в частности к импульсным источникам света с торцевым выходов излучения.

Предлагаемое устройство предназначено преимущественно для использования в качестве высокотемпературного образцового источника спектрального распределения излучения в спектрофотометрии.

Известны .газоразрядные спектральные лампы с торцевым выходом излучения, содержащие колбу с электродными узлами, из которых,катодный узел выполнен в виде кольцевой детали с плоским оптически прозрачным окном для выхода излучения, смонтированным на конце кольцевой детали.

Известные лампы не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к высокотемпературным образцовым источникам света, так как имеют линейчатый спектр излучения, в котором преимущественно высвечивается вещество- катода.

Целью изобретения является создание газоразрядного источника света с торцевым выходом излучения, имеющего спектральный состав, соответствующий абсолютно черному телу .при Т=12000 К,,повышенный к.п.д. преобразования электрической энергии в направленное излучение, создающего, площадку прямоугольной формы с постоянной энертетической яркостью, а также имеющего уменьшенные габаритные размеры по сравнению с известными устройствами.

Поставленная цель достигается путем вы5 полнения одного из электродов (апода) в виде плоского зеркала, перехватывающего часть излучения плазмы и возвращающего его в заданном направлении. Для уменьшения загрязнения анода он окружен по,периферии вы10 ступающим кольцом, выполняющим роль коллектора рабочей части анода.

Площадка прямоугольной формы равномерной яркости выделяется щелевой диафрагмой, смонтированной внутри колбы лампы на тра15 версах между, полым катодом и окном для выхода излучения.

На фиг. 1,показан предлагаемый газоразрядный источник света в продольном разрезе;

20 на фиг. 2 — кривые, характеризующие степень .приближения к излучению абсолютно черного тела.

Для оценки преимуществ, достигаемых при использовании части анода лампы в качестве

25 плоского зеркала, проведены расчеты яркости источника B направлении окна для выхода излучения. Для этого используется выражение для яркости (8) объемного излучателя.

332523

3 где p — яркость абсолютного черного тела при температуре объемного излучателя;

k — показатель поглощения, см —, l — глубина излучающего объема, см.

С учетом .влияния электрода-зеркала яркость объемного излучателя в рабочем направлении можно, представить следующим образом:

В=р,(1 — l — " ) (1+рэл. l ), (2) где p» — коэффициент отражения плоского электрода-зеркала.

Результаты расчета яркости ксеноновой плазмы, имеющей К=0,4 см —, соответствуют плотности тока j=2 ка/см, давлению рабочега таза ксенона 400 торр и длине волны излучения 300 нм приведены яа фиг. 2. Расчеты проделаны для p».— 0,6 и 0,8. Из результатов расчета следует, что при заданном значении

В/V,, например 0,95, выполнение части анода в виде плоского зеркала позволяет уменьшить длину разрядяого,промежутка с 7,6 см до

5 см, т. е, на 34 /О. В свою очередь уменьшение длины разрядного промежутка способствует получению более коротких длительностей вспышки, позволяет также снизить подводимую в .разряд энергию для получения одной и той же яркости излучения.

При выбранной длияе разрядного промежутка, в частности равной 50 мм, выполнение рабочего электрода в виде плоского зеркала с оэ.=0,8 позволяет увеличить степень приближения излучения (В/p) ас абсолютно черному телу от 0,86 до 0,955, что весьма существенно для источника света,,предназначенного для использования в спектрофотометрии.

Возможное изменение коэффициента отражения электрода в процессе срока службы (например, с 0,8 до 0,6) приводит к сравнительно небольшому изменению В/р, (от 0,955 до 0,932). Введение щелевой диафрагмы в конструкцию лампы и размещение ее перед выходным окном позволяет получить площадку равномерной яркости требуемой формы,что создает удобства согласования источника света со спектральными приборами.

Газоразрядный источник света (см. фиг. 1) представляет собой яаполненную аргоном или ксеноном до относительно невысокого давления (400 —:600 тор), расширяющуюся на противоположных концах трубчатую разрядную колбу 1, выполненную, на пример, из окиси алюминия или из плавленого кварцевого стекла. В расширяющихся частях колбы 1 смонтированы электродные узлы, один из,которых состоит из полого держателя 2, рабочего электрода-анода 8. Полый держатель вакуумплотно соединен с колбой при помощи средств герметизации 4, например оловотитановым сплавом. Анод 3, вы полненный из молибдена или другого тугоплавкого материала, со сто5

50 роны разрядной полости имеет зеркально отражающую плоскополированную поверхность (плоское зеркало) 5, охваченную по периферии выступающим кольцом 6, изготовленным из торированного вольфрама, марки ВТ-50, или из рения, легированного теми же материалами.

Кольцо 6, выполняющее роль рабочей поверхности анода, электрически соединено с боковой поверхностью анода 8 при помаши сварки. Подобная конструкция, рабочего электрода создает удобства изготовления зеркала на его торцевой части. Катод ный узел устройства вы полнен полым и состоит из двух частей: рабочей в виде кольца 7 из активироваяного вольфрама и кольцевой несущей части 8, соединенной с одной стороны траверсами 9, с рабочим.:кольцом 7, а с противоположной— с окном 10 для выхода излучения, изготовленным из кварцевого стекла.

Несущая часть 8 электродного узла вместе с окном 10 вакуумплотно соединены с разрядной колбой 1 при помощи, подходящих, средств герметизации 11 и металлического колпачка 12, снабженного коаксиально-цилиндрическим выступом, упирающимся в плоскость окна и органичивающим растекание сплава в процессе герметизации.

На траверсах 9 смонтирована щелевая диафрагма 18, вы полненная из молибдена, выделяющая из центральной части разряда площадку прямоугольной формы размером 2);

ХЗ мм с постоянной энергетической яркостью излучения. Такое конструктивное решение катодного узла позволяет избежать загрязяения окна 10 для выхода излучения продуктами распыления материала .катода и увеличить срок службы устройства за счет уменьшения взаимодействия выплеснутой из разрядного промежутка плазмы с оптически прозрачным окном.

Газоразрядный источник света с внутренним диаметром разрядной части колбы, равным 8 мм, и длиной разрядного промежутка

50 мм испытывали в режиме редкоповторяющихся вспышек при подключении его к контуру с параметрами:

C= 150 мкф, А=60 мкгя, напряжение до

3 кв.

Длительность вспышки при этом составляла

200 мксек, Предмет изобретения

1, Газоразрядный источник света с торце вым выходом излучения, содержащий наполненную рабочим газом трубчатую колбу и: смонтированные на ее противоположных концах электродные узлы, один из которых выполнен в виде полой цилиндрической детали, на торцах которой смонтировано оптически прозрачное окно для выхода излучения, отличающийся тем, что, с целью максимального приближения излучения к излучению абсолют332523

l,см

Фиг 1

Составитель В. Горчанова

Техред Т. Ускова

Корректор Л. Орлова

Редактор Б. Федотов

Заказ 934/10 Изд. № 377 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, SK-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2 но черного тела, повышения к.п.д. преобразования электрической энергии в направленное излучение, уменьшения габаритных размеров и формирования площадки с постоянной энергетической яркостью, противоположный электрод выполнен в виде плоского зеркала, охваченного по периферии выступающим кольпом, выполняющим роль рабочей поверхности электрода.

2. Газоразрядный источник света по п.1, отличаюи4ийся тем, что полый электродный узел

5 выполнен из двух частей, из которых рабочая часть отделена щелевой диафрагмой от несущей части и окна для в- хода излучения.