Точечный источник излучения

 

Использование: в спектрофотометрической аппаратуре Сущность изобретения, Точечный источник содержит наполненную рабочим газом оптически прозрачную колбу , в которой установлены штыревой анод с сужением на конус и катод. Для увеличения рабочего угла излучения при одновременном уменьшении размеров катод выполнен в виде усеченного конуса с каналом по оси, в котором установлен анод. Конец анода совпадает с вершиной конуса катода, а кривизна сужения анода выбрана из соотношения -- 200, где dax - расстояние от конца а анода до катода по образующей конуса, м; га - радиус сужения анода, м, а давление газа выбрано из соотношения Р га 0,13- 1,33 Па-м, где Р - давление газа, Па. 1 ил.

союз советских социдлистических

РЕСПУБЛИК (sg)s Н 01 J 61/10

ГосудАРственный комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

030@ ЬЫВ ;"Д г.

Q 3::с„г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3 ос Ql 3 ! (д

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4898469/07 (22) 02.01.91 (46) 07.10.92. Бюл. N 37 (71) Петрозаводский государственный университет им, О.В.Куусинена (72) B.А,Гостев, В,И.Сысун и Ю,Д,Хромой (56) 1. Заявка Японии М 57 — 33665, кл, Н 01 J 61/09, 1982, 2. Авторское свидетельство СССР

М 1108957, кл. Н 01 J 61/10, 1982, (54) ТОЧЕЧНЫЙ ИСТОЧНИК ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Использование: в спектрофотометрической аппаратуре. Сущность изобретения, Точечный источник содержит наполненную рабочим газом оптически прозрачную колИзобретение относится к газораэрядным источникам излучения и может быть использовано в спектрофотометрической аппаратуре.

Известны газоразрядные спектральные лампы с малым объемом излучающей области, используемые для юстировки и градуировки спектрофотометрической аппаратуры (1).

Однако рабочий угол излучения таких ламп мал, а размеры велики, что делает их непригодными в качестве точечных источников излучения, Наиболее близка к предлагаемому устройству газоразрядная лампа (2).

Устройство содержит колбу с прозрачным для излучения окном, катод, анод и размещенную между ними диафрагму с каналом для формирования разряда.

Однако малый угол излучения и значительные размеры лампы затрудняют ее экс.. Ж 1767575 А1 бу, в которой установлены штыревой анод с сужением на конус и катод. Для увеличения рабочего угла излучения при одновременном уменьшении размеров катод выполнен в виде усеченного конуса с каналом по оси, в котором установлен анод. Конец анода совпадает с вершиной конуса катода, а кривизна сужения анода выбрана из соотношеdak ния 200, где da< — расстояние от конца га анода до катода по образующей конуса, м;

ra — радиус сужения анода, м, а давление газа выбрано из соотношения Р.ra = 0,131,33 Па м, где P — давление газа, Па, 1 ил. плуатацию из-за необходимости тщательной юстировки в аппаратуре, Цель изобретения — увеличение рабочего угла излучения при одновременном уменьшении размеров источника излучения, Поставленная цель достигается тем, что в точечном источнике излучения катод выполнен в виде усеченного конуса с каналом по оси, в который введен штыревой анод с сужением на конце, конец острия которого совпадает с вершиной конуса катода, кривизна сужения анода выбрана из соотношеdak ния 200, где da< — расстояние от конца га анода до катода по образующей конуса, м;

ra — радиус сужения анода, м, а давление газа выбрано из соотношения

P ra = (0,13 — 1,33) Па м, где P — давление газа (Па), 1767575

Достижение поставленной цели становится возможным на основе обнаруженного авторами явления, связанного с тем, что при выполнении указанных условий плазма разряда локализуется в виде сферы малого 5 радиуса на конце заостренного анода. Плазма этого микрообразования характеризуется концентрацией электронов порядка 10 " см з и электронной температурой-10 эв, что позволяет реализовать практически точеч- 10 ный источник высокой яркости.

На чертеже изображаен точечный источi ник излучения.

В прозрачную для излучения колбу 1 помещены катод 2 и стержневой анод 3 с 15 сужением на конце, Анод введен в канал 4, конец которого совпадает с вершиной конуса катода. Криви.. на сужения анода выбрана г а1 из соотношения ? 200. а давление газа

ra .. 0 выбрано из соотношения Р ra =- 10,13 — 1,33}

Па м, что обеспечивает локализацию плазмы в виде сферы 5 малого радиуса на конце aíîäà, „0 — 3 25

Например, при с4к = 10 м, га 200 5" к10 м. 1Аинимальное давление рабочего газа Р = — 0,26 10 Па. Максимальное

0,13

510 30 давление Р = — 2,6 10 Па. Прибор

1,33 „5

510 заполняют водородом, гелием или их смесью, устройство работает следующим обра- 35 зом, При подаче питающего напряжения между катодом 2 и анодом 3 происходит пробой межэлектродного промежутка, и на конце анода 3 зажигается разряд в виде 40 сферы малого радлуса.

В таблице приведены характеристики работы устройства, Из табллцы видно, что при соотноше- 45 оаэи нии †- 200 разряд не локализуется в га виде сферы малого радиуса на конце заостренного анода, Верхний предел соотношеdak 50 ния — ограничен поставленной целью, т,е, Га увеличение расстояния бак > 10 м ведет к увеличению размера источника л делает его размеры сравнивыми с известным устройством, а при радиусе сужения анода меньше

5 10 м срок службы устройства сокращает-б ся за счет разрушения заостренного конца анода под действием тока разряда. При значении P ra, меньшем 0,13 Па м, и значении

P ra, большем 1,33 Па м, микроплазменное образование не реализуется, Оптимальным для достижения поставленной цели является значение соотношеdak ния — = 200 при значении соотношения

ra

P ra-, равном (0,13 — 1,33) Па-м.

Пример, Точечный источник излучения выполнен в виде стеклянной колбы 1 диаметром 8 мм, внутрь которой введены катод в виде конуса 2 с углом 60 в вершине и стержневой анод 3 с сужением на конце.

Расстояние катод — анод бак = 10 м, радиус

-з кривизны заостренного анода га = 5 ° 10 м.

Колба заполнена гелием при давлении 3 10

Па, Между катодом и анодсм прикладывается постоянное напряжение и зажигается разряд. Свечение плазмы разряда локализуется в виде сфер: малого радиуса на конце сужения анода, При напряжении горения разряд:: 195 В, токе разря„ва 5 мА яркость свечен:.ÿ составила 1,4.10 кд/м при уиа2 метре г лазменного образования 0,5 10 м и

yrne излучения 300 .

По сравнению с прототипом, где угол излучения 60 — 90, а линелные размеры лампы — несколько сантиметров, предлагаемый точечный источник излучения позволяет увеличить угол излучения до 300 при одновременном уменьшении размеров источника до минимума, но не превышающих одлн сантиметр, т.е реализован простой. практически точечный, источник высокой яркости, Источник может быть использован в спектрофотометрической ап паpaтуpe.

Формула изобретения

Точечный источник излучения, содержащий наполненную рабочим газом оптически прозрачную колбу, в которой установлены штыревой анод с сужением нэ конце и катод, отличающийся тем, что, с целью увеличения рабочего угла излучения при одновременном уменьшении размеров, катод выполнен в виде усеченного конуса с каналом по оси, в котором установлен указанный анбд, конец которого совпадает с вершиной конуса катода, кривизна сужения анода выбрана из соотношения 200, где da<— 1ak

ra расстояние от конца анода до катода по образующей конуса, м;

ra — радиус сужения анода, м; а давление газа выбрано из соотношения Рх

>ra — 0,13 - 1,33 Па м, где Р— давление газа.

Па.

17б7575

P.га,Па м

Характеристика разряда

100

200

400

1000

0,08

200

2,0

Составитель В.Сыдун

Редактор Б,Федотов Техред M.Moðãåíòýë Корректор И,Шмакова

Заказ 3553 Тираж Подписное

ВНИИПИ Госудаоственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

4sk га

0,13

1,33

0,13

1,33

0,13

0,5

1,33

0,13

1,33

Разряд не локализуется на конце анода в виде сферы малого радиуса

Наблюдается разряд в виде сферы малого радиуса

Разряд устойчиво воспроизводится в виде сферы малого радиуса

Разряд устойчиво воспроизводится в виде сферы малого радиуса

Разряд не локализуется на конце анода в виде сферы малого радиуса

Разряд не локализуется в области конца анода в виде сф са