Устройство для стабилизации интенсивности излучения спектральной лампы

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ ЛАМПЫ, содержащее последовательно соединенные регулятор блока питания, блок питания и высокочастотный генератор j отличающееся тем, что, сцелью повьппения уровня стабилизации за счет поддержания постоянства проводимости низкотемпературной плазмы, в устройство дополнительно введены релаксационный генератор, измеритель частоты и электроды, предназначенные для герметичного ввода их в лампу, приче электроды соединены через рела,ксационный генератор и измеритель частоты с регулятором блока питания. СлЭ Од

СОЮЭ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,SU„„1 1036 у G 01 J 3/10

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

l

gr

I (21) 3595348/18-25 (22) 24.05.83 (46) 30.08.84.Бюл. В 32, (72) Т.К.Айдаров, Ф.Ф.Султанбеков и Е.Я.Андурский (?1) Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда ВЦСПС в, г. Казани (53) 543.42(088.8) (56) 1. Баранов С.В. и др. Безэлектродные лампи с высокочастотным возбуждением спектра, как источники света для атома-абсорбционного аналиsa. — Журнал аналитической химии, 1%77, т. 32, М 8, с. 1524-1527.

2. Фукс-Рабинович Л.И.,Епифа-, нов М.В. Оптико-электронные приборы.

Л., "Машиностроение", 1979, с. 205 (прото кп) ., (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ СПЕКТРАПЬНОЙ

ЛАМПЫ, содержащее последовательно соединенные регулятор блока питания, блок питания и высокочастотный генератор; отличающееся тем, что, с целью повыпения уровня стабилизации за счет поддержания постоянства проводимости низкотемпературной плазмы, в устройство дополнительно введены релаксационный генератор, измеритель частоты и электроды, предназначенные для герметичного ввода их в лампу, причем электроды соединены через релаксационный генератор и измеритель частоты с регулятором блока питания.

1 1111

Изобретение относится к спектральным источникам излучения и может най- . ти применение при проведении фотометрических измерений и спектральном приборостроении.

Известно устройство стабилизации

5 излучения, основанное на стабилиза" ции источника питания g 1).

Устройство целесообразно применять лишь для медленно изменяющихся процессов при изменениях температуры, однако для многих ламп температура лампы и ее интенсивность слабо коррелируют, что обусловлено процессами старения лампы при взаимодействии атомов в лампе со стенками.

Известно устройство для стабилизации интенсивности спектральной лампы, содержащее последовательно соединенные регулятор блока питания, 20 блок питания и высокочастотный гене-, ратор (23.

Структурная схема устройства содержит регулируемый стабилизированный источник питания источника излу25 чения, фотоприемник и усилитель. При изменении интенсивности потока излучения соответственно изменяется величина электрического сигнала на нагрузке фотоприемника, которая после усиления используется для регулирования питания источника излучения.

Недостаток прототипа заключается в нестабильности работы фотоприемника, подверженного действию тех же дестабилизирующих факторов, что и ис-З5 точник излучения (старение, температурное влияние, действие постороннего фона и т;д.). Изменение чувстви4 тельности фотоприемника не может быть скомпенсировано действием об- 4О ратной связи, вследствие чего реализовать высокую стабильность источника излучения затруднительно.

Целью изобретения является повышение уровня стабилизации излучения 4> за счет поддержания постоянства проводимости низкотемпературной плазмы.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для стабилизации интенсивности излучения спектраль- 5О ной лампы, содержащее последовательно соединенные регулятор блока питания, блок питания и высокочастотный генератор, дополнительно введены ре-. лаксационный генератор, измеритель 55 частоты и электроды, предназначенные для герметичного введения их в лампу, причем электроды соединены

036 2 через релаксационный генератор и измеритель частоты с регулятором блока питания.

На чертеже представлена блока-схема устройства.

Устройство содержит высокочастотную спектральную лампу .1, заполненную инертным газом и элементом, определяющим назначение лампы. В колбу лампы введены электроды 2, на которые подается напряжение, достаточное для пробоя межэлектродного промежутЭлектроды соединены с релаксационным генератором 3, подающим нарастающее пилообразное напряжение.

Релаксационный генератор соединен с измерителем частоты 4, который в свою очередь соединен с регулятором

5 блока питания 6, высокочастотного генератора 7, Работа устройства осуществляется следующим образом.

При подаче питания с блока 6 на высокочастотный генератор 7 атомы элемента, помещенные в лампу 1, под действием высокочастотного поля испаряются и переходят в возбужденное состояние, при этом на внутренней поверхности лампы образуется излучающий "скин-слой" толщиной 1,5-2 мм.

"Скин-слой" в лампе представляет собой низкотемпературную плазму, состоящую из положительно заряженных ионов, электронов и возбужденных атомов.

Проводимость плазмы зависит от мощности высокочастотного разряда, температуры, количества электронов, количества атомов и ионов, их сорта и соотношения. Интенсивность излучения в свою очередь непосредственно зависит от количества возбужденных атомов и ионов

После установки рабочего режима лампы (например, по истечении 30 мин после включения) включается релаксационный генератор 3, измеритель частоты 4 и регулятор устройства 5. Между электродами 2, помещенными в область "скин-слоя", возникает пробой, частота которого определяется параметрами релаксационного генератора 3 и зависит от проводимости плазмы.

Разрядный ток лампы устанвливается на величину, при которой интенсивность линии элемента, определяющего назначение лампы 1, имеет максимальное значение (например, для большинства элементов от 70-80 до 240-260 мА)., При этом измеряется частота пробоев.1111036

Составитель О.Матвеев

Редактор М.Дылын Техред С.Мигунова Корректор О. Билак

Заказ 6300/33 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 между электродами 2 и на регуляторе

5 устанавливается диапазон в пределах (например, + 5 Гц) изменения заданной частоты.

При изменении интенсивности резонансного излучения (например, за счет изменения мощности питания, колебания температуры внешней среды, взаимодействия паров элемента с материалом.стенок лампы и т.д.) соответственно изменяется количество возбужденных атомов, ионов и электронов в плазме, проводимость ее изменится и соответственно изменится частота пробоев между электродами 2. При изменении частоты пробоя между электродами в установленных пределах срабатывает цепь обратной связи, à регулятор 5 изменяет разрядный ток лампы

1 в обратно пропорциональной зависимости до тех пор, пока частота не придет в заданные пределы.

Измеряя частоту следования импульсов на выходе релаксационного генератора измерителем частоты, можно получить количественную оценку интенсивности излучения. Так как информация об интенсивности излучения выдается в виде дискретных сигналов, частота следования которых может быть измерена с высокой точностью, то точность регулирования будет выше, чем при непосредственном измерении проводимости плазмы.

Таким образом, поддержание проводимости низкотемпературной плазмы в заданных пределах позволяет стабилизировать интенсивность излучения

5 спектральной лампы. Нестабильность интенсивности излучения спектральной лампы для различных элементов уменьшается от 2-3 до 5-6 раз. Например, при использовании в качестве источника питания ППБЛ-3В нестабильность излучения ВСБ-2 на свинец в обычном исполнении составляет 12-15Х, а применение предлагаемого устройства позволяет снизить нестабильность до

15 1,5-37.

Изобретение можно использовать как для стабилизации интенсивности излучения собственно источников све" та, так и для компенсации нестабильности источников излучения, применяемых в спектральных, фотометрических и других приборах. Прибор в этом случае работает аналогично двухлучевым фотометрам, выпускаемым промыш" ленностью, однако оптическая часть второго луча отсутствует, так как преобразование интенсивности излучения в электрический сигнал происходит непосредственно в источнике

Зб излучения, что значительно упрощает конструкцию и габариты прибора.

Отсутствие второго луча дает воэможность отказаться от оптических деталей (поворотные зеркала, светоделители и др.), что удешевляет конструкцию прибора.