Газоразрядная безэлектродная высокочастотная лампа
Использование: осветительные газоразрядные лампы без электродов внутри баллона, излучающие спектральные линии различных химических элементов и предназначенные для использования в атомноабсорбционной и атомно-флюоресцентной аппаратуре, Сущность изобретения: заполненная инертным газом и рабочим веществом герметичная колба из оптически прозрачного материала установлена внутри герметичного цилиндрического баллона из диэлектрического материала, снабженного выходным окном, прозрачным для излучзния. Внешняя боковая поверхность баллона покрыта диффузно отражающим слоем, а пространство между колбой и баллоном вакуумировано. 1 ил. (Л
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРCTBEННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4859056/07 (22) 13.08.90 (46) 30.08.92, Бюл. ¹ 32 (71) Особое конструкторское бюро при Орджоникидзевском заводе газоразрядных приборов (72) M.À. Хузмиев, B.Â, Шашенок и Б, Х, Хузмиева (56) Патент США № 3950670, кл. 315-344.
1976, Авторское свидетельство СССР
¹ 1275589,кл. Н 01 3 65/04, 1985, 3ая вка Я ион ии N 49-16995, кл, Н 01165/04, 1974.
Авторское свидетельство СССР
N 1683094, кл, Н 01 ) 65/04, 1989.
Авторское свидетельство СССР
¹ 810007, кл, Н 01 J 61/80, 1979.
Авторское свидетельство СССР № 1014069,кл. Н 01 ) 65/04, 1981.
Авторское свидетельство СССР
¹ 1571697, кл. Н 013 65/04, 1988.
Изобретение относится к электротехнике,а именно к осветительным газоразрядным лампам без электродов внутри баллона, излучающим спектральные линии различных химических элементов и предназначенным для использования в атомноабсорбционной и атомно-флуоресцентной аппаратуре.
Известны газоразрядные безэлектродные высокочастотные (ВЧ) лампы, содержащие колбу из оптически прозрачного материала, заполненную инертным газом и рабочим веществом, и ВЧ-индуктор, окружающий колбу и необходимый для возбужБЫН, 1758708 Al (я)5 Ч 01 J 65/04 (54) ГАЗОРАЗРЯДНАЯ БЕЗЭЛЕКТРОДНАЯ
ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ЛАМПА (57) Использование: осветител ьн ые газоразрядные лампы без электродов внутри баллона, излучающие спектральные линии различных химических элементов и предназначенные для использования в атомноабсорбционной и атомно-флюоресцентной аппаратуре. Сущность изобретения: заполненная инертным газом и рабочим веществом герметичная колба из оптически прозрачного материала установлена внутри герметичного цилиндрического баллона из диэлектрического материала, снабженного выходным окном. прозрачным для излучения. Внешняя боковая поверхность баллона покрыта диффузно отражающим слоем, а пространство между колбой и баллоном вакуумировано. 1 ил, дения в ней ВЧ-разряда. Для повышения стабильности излучения подобные лампы снабжаются вакуумной рубашкой, т. е. вакуумированным прозрачным баллоном, в котором установлена колба.
Недостатком известных ламп является низкая-интенсивность излучения линий по отношению к интенсивности фонового излучения (отношение линия-фон) при уменьшении подаваемой на лампу ВЧ-мощности.
Для увеличения интенсивности излучения часть внешней поверхности колбы покрывают светоотражающим слоем.
1758708 зам, Однако отношение линия — фон остает. ся малым и, кроме того, нанесение отражающего слоя на поверхность колбы до ее откачки приводит к резкому ухудшению отражающих свойств после нагрева колбы при абезгаживании во время откачки, а нанесение слоя после откачки сильно ухудшает параметры лампы из-за выделения вредных примесей стенками колбы во время термической операции закрепления слоя.
Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является газаразрядная безэлектродная ВЧ лампа, содержащая заполненную инертным газам и рабочим веществом герметичную колбу из оптически прозрачного материала, установленную внутри герметичного баллона в виде цилиндра из диэлектрического материала, снабженного выходным окном, прозрачным для излучения колбы, причем пространство между колбой и баллоном вакуумиравано.
Недостатком известной лампы является резкое снижение отношения линия — фан при уменьшении ВЧ-мощности, подаваемой на лампу, что характерно для газаразрядных спектральных ламп и других типов.
Цель изобретения — повышение отношения интенсивности излучения аналитических линий к интенсивности фонового излучения при снижении потребляемой лампой ВЧ-мощности.
Эта цель достигается тем, чта в газаразрядной безэлектраднай ВЧ-лампе, содержащей заполненную инертным газом и рабочим веществом герметичную колбу из оптически прозрачного материала, установленну1о внутри герметичного цилиндрического баллона из диэлектрического материала с прозрачным для излучения выходным окном, причем пространство между колбой и баллоном вакуумиравано, согласно изобретению, внешняя боковая поверхность указанного баллона покрыта диффузно отражающим слоем.
На чертеже изображена принципиальная конструкция предложенной лампы.
Газоразрядная безэлектрадная ВЧ лампа содер>кит кварцевую колбу 1, наполненную инертным газом и рабочим веществом, саасно установленную внутри диэлектрической трубки 2, например при помощи отростка 3, приваренного к основанию 4 трубки 2, С противоположной стороны трубка 2 имеет окно 5, прозрачное для излучения колбы 1. в зоне приварки окна 5 трубка 2 может иметь расширение б. Внутри трубки 2 могут размещаться другие детали для оптимизации теплоотвода ат колбы 1, увеличения механической прочности конст5
Яукции и т и Трубка 2 с основанием 4 и выходным окном 5 образует герметичный баллон, откачанный через штенгель 7 до вакуума около 10 Па. На внешнюю поверхность трубки 2 нанесено диффузно отражающее покрытие из дисперсной двуокиси кремния, образующее отражающий слой 8. Окно 5 свободно от такого покрытия. Трубка 2 расположена внутри ВЧ-индуктора 9 так, чтобы индуктор 9 окружал колбу 1.
В конкретном примере выполнения колба 1 с отростком 3 изготовлена из кварцевого стекла, ее наружный диаметр 10 мм; колба наполнена ксеноном при давлении около 400 Па, в нее также введен химический элемент или его соль в количестве около 1 мг, Трубка 2 с основанием 4 и окном 5 также выполнены из кварцевого стекла, нару>кный диаметр трубки 2 — 15-16 мм, она откачана до достаточного вакуума, как указано выше, Отражающий слой 8 представляет собой диффузна отражающее покрытие из дисперснай двуокиси кремния с поверхностной плотностью около 0,3 г/см . Покрытие наносится на трубку 2 до заварки в нее колбы 1, что исключает вредное воздействие необходимых термических операций на оптические и электрические параметры готовой лампы. Известны различные способы получения подобных покрытий, например, путем подачи в газакислорадную горелку газообразных соединений кремния, что обеспечивает достаточно высокую повторяемость характеристик покрытия, Для изготовления экспериментальных образцов более подходит способ, когда дисперсную синтетическу)0 двуокись кремния непосредственно наносят на поверхность трубки 2.
Для этого окно 5 защищают прижатием кварцевой пластины, наносят двуокись кремния при вращении трубки 2 при ее нагреве примерно до 1100 С, после чего уплотняют покрытие при температуре около
1200 С, с частичным остеклаванием нао ружного слоя, атжигают трубку 2 при температуре около 1100 С в течение 1 ч и заваривают кварцевое основание 4 с установленной на нем откачаннай колбой 1. Толщина получаемого таким образом слоя 8 составляет около 0,5 мм. Так как лампа с индуктором 9 находится внутри экранирующего металлического корпуса (не показан), к механической прочности покрытия жесткие требования не предьявляются, До диэлектрическим свойствам слой 8 практически идентичен кварцевому стеклу, иэ которого изготовлена трубка 2.
Устройство работает следующим обра1758708
На индуктор 9, подключенный к транзисторному автогенератору, после подачи на последний напряжения поступает ВЧ-мощность порядка 3-4 Вт, и под воздействием
ВЧ-поля индуктора в колбе 1 зажигается 5 разряд сперва в инертном газе, а после разогрева колбы 1 — в парах рабочего вещест. ва, В условиях предложенной лампы разряд устанавливается в виде безэлект- 10 родного кольцевого и располагается в непосредственной близости к стенкам колбы 1. Такая конфигурация разряда приводит к существенному ослаблению самопоглощения резонансных линий, что 15 определяет их повышенную интенсивность при достаточно малой ширине. Укаэанное характерно для безэлектродных ВЧ-ламп, однако в предложенной конструкции благодаря отражающему диэлектрическому по- 20 крытию на поверхности вакуумной рубашки образуются условия для дополнительного повышения иэлучательных характеристик лампы. Поглощение плазмой кольцевого
ВЧ-разряда теплового излучения, возвра- 25 щаемого отражающим слоем 8, очевидно, создает условия для увеличения скорости электронов в этэй зоне; при этом возвращаемое слоем 8 боковое резонансное излучение колбы 1 приводит, к более зффек- 30 тивному дополнительному резонансному возбуждению нейтральных атомов элемента в зоне кольцевого разряда с последующим переизлучением, часть которого (очевидно, не меньшая, чем для основного 35 излучения разряда) оказывается направленной к выходному окну 5. Экспериментально это выявляется в виде не только значительного повышения интенсивности излучения аналитических линий по сравнению с прототипом, но и в виде существенного увеличения отношения линия-фон, Предложенная гаэоразрядная безэлектродная ВЧ-лампа при одинаковой интенсивности излучения аналитических линий требует подачи ВЧ-мощности на 2025 меньшей, чем лампа-прототип. При этом отношение интенсивности излучения аналитических (резонансных) линий элемента-излучателя к фоновому излучению оказывается повышенным по сравнению с прототипом в 1,2-1,8 раза, а в ряде случаев и больше. В результате использование предложенной лампы позволяет значительно повысить технико-эксплуатационные характеристики и атомно-абсорбционной аппаратуры.
Формула изобретения
Газоразрядная безэлектродная высокочастотная лампа. содержащая заполненную инертным газом и рабочим веществом герметичную колбу иэ оптически прозрачного материала, установленную внутри герметичного цилиндрического баллона из диэлектрического материала с прозрачным для излучения выходным окном. причем пространство между колбой и баллоном вакуумировано. отличающаяся тем, что, с целью повышения отношения интенсивности излучения аналитических линий к интенсивности фонового излучения при снижении потребляемой высокочастотной мощности, внешняя боковая поверхность баллона покрыта диффузно отражающим слоем.
Составитель В.Горчанова
Редактор Л. Веселовская Техред M.Моргентал Корректор С.Юско
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101
Заказ 3004 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4 Р
