Спектральная газоразрядная лампа для атомной абсорбции
Изобретение относится к спектральным газоразрядным лампам полого катода, предназначенным для работы в аппаратуре атомно-абсорбционного анализа. Техническим результатом является увеличение долговечности и стабильности характеристик спектральных ламп. Спектральная газоразрядная лампа для атомной абсорбции содержит колбу с увиолевым окном для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра и расположенные в ней соосно анод, полый катод, помещенный в первую электроизоляционную трубку, вторую электроизоляционную трубку, расположенную концентрично с первой и герметично с ней соединенную со стороны ножки так, что между ними образована полость, открытая со стороны анода, а отношение диаметров dк полого катода, внутреннего d1 и внешнего d3 диаметров первой электроизоляционной трубки, внутреннего диаметра d2 второй электроизоляционной трубки и длины l1 превышения второй изоляционной трубки над первой, расположенной между полым катодом и анодом удовлетворяют следующим соотношениям: d1 = (1,05 - 1,25)dк; d2 = (1,4 - 2,0)d3; l1 = (0,8 - 1,5)dк. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к спектральным газоразрядным источникам света, предназначенным для работы в аппаратуре атомно-абсорбционного анализа.
Известны спектральные газоразрядные лампы с полым катодом, излучающие спектры различных химических элементов, содержащие колбу с увиолевым окном для выхода излучения, анод и полый катод, имеющий внутреннюю разрядную поверхность в виде цилиндра, открытого с одной стороны, выполненного из материала, спектр которого необходимо получить [1]. Анод имеет форму штыря или цилиндра [2] , расположен в непосредственной близости к катоду. Полый катод помещен в электроизолирующую трубку. Лампа наполнена инертным газом до необходимого давления. При подключении такой лампы к источнику питания между внутренней поверхностью катода и анодом зажигается тлеющий разряд в инертном газе. Под действием интенсивной ионной бомбардировки в тлеющем разряде происходит распыление материала катода. Продукты распыления в виде нейтральных атомов попадают в газовый разряд, возбуждаются там и излучают линии, принадлежащие спектру этого элемента, интенсивность излучения которых используется в приборах атомно-абсорбционного анализа. К недостаткам ламп такой конструкции относится малая долговечность, вызванная тем, что во время работы лампы происходит распыление материала катода. Продукты распыления оседают на верхней части стеклянной трубки преимущественно вблизи границы с катодом. В результате эксплуатации лампы толщина этого покрытия увеличивается и через некоторое время соединяется с катодом, образуя переходящий мостик между катодом и напыленной частью трубки. Эта часть стеклянной трубки становится катодом с большей поверхностью горения тлеющего разряда, причем разряд переходит туда скачком. Это приводит к изменению электрических параметров лампы, а соответственно и к изменению стабильности спектральных характеристик, и лампа не соответствует требуемым параметрам. Лампы, излучающие спектры тугоплавких металлов служат несколько дольше в зависимости от режимов работы. В двухимпульсном режиме работы лампы происходит более интенсивное распыление и срок службы ламп сокращается. По данным [1] гарантийная наработка на отказ для некоторых элементов составляет: свинец - 90 ч, марганец - 130 ч, молибден - 180 ч. Техническим результатом изобретения является увеличение долговечности и стабильности характеристик спектральных ламп. Для достижения технического результата в спектральной газоразрядной лампе для атомной абсорбции, содержащей колбу с оувиолиевым окном для выхода излучения и расположенные в ней соосно анод, полый катод, помещенный в первую электроизоляционную трубку, вторую электроизоляционную трубку, расположенную концентрично с первой и герметично с ней соединенную со стороны ножки, причем отношение внутреннего диаметра d1 первой электроизоляционной трубки к внешнему диаметру dк полого катода удовлетворяет следующему соотношению d1 = (1,05 - 1,25)dк между первой и второй электроизоляционной трубками образована полость, открытая со стороны полости анода. Отношение внутреннего диаметра d2 второй электроизоляционной трубки к внешнему диаметру d3 первой электроизоляционной трубки удовлетворяет соотношению d2 = (1,4 - 2,0)d3, а длина l1 превышения второй электроизоляционной трубки над первой электроизоляционной трубкой удовлетворяет следующему соотношению l1 = (0,8 - 1,5)dк. На фиг. 1 изображена конструкция газоразрядной спектральной лампы для атомной абсорбции, общий вид, на фиг. 2 - катодно-анодный узел с двумя электроизоляционными трубками в разрезе. Лампа представляет собой стеклянный баллон 1 цилиндрической формы с плоским увиолевым окном 2 для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра. Анод 3 выполнен из никелевой проволоки марки НП-2 - имеет форму кольца. Полный катод 4, внутренняя полость которого выполнена из материала, спектр которого необходимо получить, установлен в первой электроизоляционной трубке 5 с зазором. Концентрично относительно катода и первой электроизоляционной трубки 5 установлена вторая электроизоляционная трубка 6, диаметр внутренней поверхности которой удовлетворяет соотношению d2= (1,4 - 2,0)d3. При диаметре d2 < 1,4d3 вторая электроизоляционная трубка будет располагаться очень близко к первой трубке или даже касаться ее. Обе трубки будут работать как одна, что опять приведет к переходу разряда на запыленные участки, что было отмечено в недостатках аналога. При значениях d2> 2,0d3 вторая трубка будет располагаться на значительном расстоянии от первой трубки и катода и продукты распыления, во время работы лампы будут преодолевать значительное расстояние до второй трубки, увеличивая поглощение газа, кроме того, увеличится угол рассеяния частиц. Значительная часть продуктов распыления окажется за пределами второй трубки, запыляя стенки баллона лампы. Это приведет к сильному поглощению инертного газа, уменьшению количества газа в лампе и снижению долговечности работы лампы. Длина превышения второй электроизоляционной трубки над первой, расположенной между катодом и анодом должна находиться в пределах: l1 = (0,8 - 1,5)dк. При значениях l1 < 0,8dк продукты распыления будут в основном покидать зону полого катода и оседать на всех частях лампы, в том числе и на колбе. Пролетая через газ, продукты распыления будут поглощать, как было отмечено выше, кроме активных газов, и газ наполнитель, что в процессе эксплуатации приведет к уменьшению рабочего газа в лампе, изменению всех параметров в лампе, что негативно отразится на долговечности. При значениях l1 > 1,5dк увеличится межэлектродное расстояние, что приведет к увеличению напряжения зажигания лампы или просто к погасанию тлеющего разряда. Катод, анод и электроизоляционные трубки смонтированы на стеклянной ножке 7 с помощью молибденовых выводов 8. Анодный вывод внутри лампы для изоляции от газового разряда, помещен в стеклянную трубку 9. Лампа наполнена инертным газом до необходимого давления. Для подключения к источнику питания лампа снабжена октальным цоколем 10 под стандартную ламповую панель. При подключении такой лампы к источнику питания между анодом 3 и разрядной полостью катода 4 зажигается тлеющий разряд в инертном газе. Продукты распыления катода в виде нейтральных атомов возбуждаются в газовом разряде при соударениях с электродами и излучают спектральные линии, интенсивность излучения которых через плоское окно 2 выходит из лампы. В процессе работы лампы распыленные частицы оседают на второй электроизоляционной трубке, расположенной между катодом и анодом. Они не разлетаются по объему лампы и не образуют переходящих мостиков стеклянных трубок с катодом. В этом случае долговечность, стабильность - т.е. срок службы лампы будет увеличен. Пример. Лампа представляет собой стеклянный баллон цилиндрической формы
40,0 мм с плоским окном для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра. Анод выполнен из никелевой проволоки 0,8 мм марки НП-2 и представляет собой кольцо 10,0 мм. Полый катод выполнен из сплава меди со свинцом (содержание свинца 10%) 6,0 мм и длиной 22 мм. Разрядная полость катода имеет диаметр 4,0 и 3,0 мм общей глубиной 12 мм. Концентрично относительно катода установлены две цилиндрические стеклянные трубки различного диаметра. Одна трубка с внутренним диаметром 6,7 мм примыкает с зазором 0,35 мм к боковой поверхности катода. Другая трубка имеет внутренний диаметр 11,7 мм и длину выступающей части между катодом и анодом 8,0 мм. Основания обеих трубок спаяны герметично между собой в зоне ножки, так что между их боковыми поверхностями образуется полость с зазором 2,0 мм, открытая со стороны анода. Катод, анод и обе цилиндрические трубки собраны на стеклянной ножке с помощью молибденовых выводов 1,5 мм. Лампа наполнена инертным газом неоном до давления 3,0 мм рт.ст. Для подключения к источнику питания лампа снабжена октальным цоколем под стандартную ламповую панель. После изготовления лампы были проведены испытания на долговечность. Измерения параметров проводились на анализаторе типа "Спектр-5-3" в двух импульсном режиме на спектральной линии свинца 288,3 нм. Для сравнения использовалась лампа ЛС-11 ТУ 48-18-29-91, имеющая полый катод, выполненный из того же материала одной партии изготовления с диаметром разрядной полости 4,0 и 3,0 мм и глубиной 12,0 мм. В результате испытаний выяснилось, что долговечность лампы, излучающей спектр свинца по предлагаемому изобретению превышает аналог в 1,66 раза, что практически подтверждает наши высказывания по увеличению долговечности лампы новой конструкции. Предложенное изобретение является новым - предложена новая конструкция электроизоляционной трубки и в целом лампы. Произведен изобретательский шаг - лампа снабжена второй электроизоляционной трубкой, изолированной от первой в зоне распыления полого катода, и добавлена поверхность для оседания продуктов распыления, исключена возможность образования переходящих мостиков между катодом и первой электроизоляционной трубкой. Изобретение промышленно применимо в производстве спектральных ламп для улучшения ламп, повышения долговечности и надежности. Литература 1. Лампы спектральные ЛС-11. Технические условия ТУ 48-18-29-91 АОСЦМА, 1991 г. 2. А.с. СССР N 1737561, H 01 J 61/02, 1992 г.Формула изобретения
Спектральная газоразрядная лампа для атомной абсорбции, содержащая колбу с увиолевым окном для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра, расположенные в ней соосно анод, полый катод, помещенный в первую электроизоляционную трубку, вторую электроизоляционную трубку, расположенную концентрично с первой и герметично соединенную с ней со стороны ножки, причем отношение внутреннего диаметра d1 первой электроизоляционной трубки к внешнему диаметру dк полого катода удовлетворяет следующему соотношению: d1 = (l,05 - l,25)dк, отличающаяся тем, что между первой и второй электроизоляционными трубками образована полость, открытая со стороны анода, а отношение внутреннего диаметра d2 второй электроизоляционной трубки к внешнему диаметру d3 первой электроизоляционной трубки удовлетворяет следующему соотношению: d2 = (l,4 - 2,0)d3, а длина l1 превышения второй электроизоляционной трубки над первой электроизоляционной трубкой удовлетворяет следующему соотношению: l1 = (0,8 - 1,5)dк.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Мощная лампа тлеющего разряда // 2096863
Изобретение относится к области светотехники и может быть использовано в установках, в которых для проведения фотостимулированных процессов требуется мощное излучение в необходимом спектральном диапазоне
Компактная люминесцентная лампа // 2096862
Газоразрядная лампа // 2079181
Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности, усовершенствует газоразрядные лампы для целей общего и специального освещения
Изобретение относится к области светотехники и может быть использовано в установках, в которых для проведения фотостимулированных процессов требуется мощное излучение в необходимом для этого спектральном диапазоне
Газоразрядная лампа высокого давления // 2024987
Люминесцентная лампа // 1830155
Спектральная лампа // 1767573
Спектральная лампа // 1693655
Изобретение относится к электротехнике , в частности к газоразрядным спектральным источникам излучения
Изобретение относится к области электротехники, а именно к спектральным газоразрядным источникам света, предназначенным для работы в аппаратуре атомно-абсорбционного анализа
Изобретение относится к области электротехники, в частности к газоразрядному источнику ультрафиолетового (УФ) излучения для обработки объектов и материалов, в частности, для очистки и стерилизации жидкостей УФ-излучением, и содержит СВЧ-генератор, у которого внешний электрод коаксиального волновода соединен со стенкой газоразрядной емкости (ГЕ), в полость которой введен покрытый прозрачной для СВЧ-излучения изоляцией центральный электрод волновода
Изобретение относится к области приборостроения
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электронным пускорегулирующим аппаратам, предназначенным для зажигания и поддержания горения газоразрядных ламп с подогреваемым электродом, в том числе ртутных и амальгамных ламп ультрафиолетового диапазона, применяемых для обеззараживания различных сред
Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к осветительным газоразрядным лампам общего назначения
Изобретение относится к оптике и может быть использовано при конструировании и разработке аппаратуры, применяемой при физических и биологических исследованиях, а также в медицинской практике
Большая лампа-пар, показывающая превосходный цвет, с повышенной эффективностью и сроком службы // 2464491
Изобретение относится к большим лампам с параболическим алюминизированным рефлектором
Лампа кварцевая ультрафиолетовая // 2525846
Изобретение относится к области светотехнических устройств электрорадиотехники, в частности касается лампы кварцевой ультрафиолетовой, и может быть использовано в составе аппаратов ультрафиолетовых, а также в технологических системах, требующих источник излучения ультрафиолетового диапазона, например электроники и спектроскопии, а также в медицине.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, повышение мощности излучения, увеличение срока службы лампы, повышение стабильности излучения и обеспечение устойчивого включения и работы при низких температурах.
Поставленная задача решается тем, что в лампе, колба которой выполнена из кварцевого стекла, на внешнюю поверхность которой нанесено селективнопропускающее покрытие, заполнена инертным газом с дозированным количеством ртути, с двумя электродными сборками, в составе электрода горения и электрода зажигания, при этом электроды горения и зажигания выполнены из неоднократно скрученной спирали с покрытием, понижающим работу выхода электронов, электродные сборки повернуты на 180°, по отношению друг к другу, на внутреннюю поверхность колбы лампы нанесено защитное покрытие, а на наружную поверхность колбы лампы электродного участка дополнительно нанесено отражающее покрытие двуокисью циркония. 1 ил.
Отражающее покрытие // 2544992
Изобретение относится к области электровакуумной, электронной и электроламповой промышленности и может быть использовано, например, в металлогалогенных или серных СВЧ-лампах. Предложено отражающее покрытие для оболочек разрядных ламп, содержащее помимо оксида кремния и термостойкого красителя - оксида хрома оксиды иттрия, бериллия, циркония и магния. Технический результат - повышение адгезионной способности отражающего покрытия при высокой температуре в окислительной среде. 1 табл., 3 пр.
Источник излучения // 2559806
Изобретение относится к газоразрядным источникам излучения, в частности к лампам барьерного разряда, и может быть использовано в различных областях науки и техники, где необходимо ультрафиолетовое и вакуумное ультрафиолетовое излучение, например в фотохимии, фотобиологии, фотомедицине, микроэлектронике. Источник включает в себя разрядную колбу с газовой средой, образованную двумя цилиндрическими трубками из прозрачного на рабочей длине волны материала, источник питания с электродами, высоковольтный электрод, расположенный во внутренней трубке колбы, заземленный электрод, расположенный на поверхности внешней трубки. При этом ось внутренней трубки колбы смещена относительно оси внешней трубки, образуя газоразрядный промежуток и буферный объем колбы, при этом колба ориентирована относительно вертикали на угол 45°<φ<75°, где φ - угол между газоразрядным промежутком и вертикалью, проходящей через центр внешней трубки в поперечном сечении колбы. Технический результат - увеличение ресурса и энергетической светимости. 2 ил.
