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Dispositif comportant un tube à décharges électriques à vapeur de mercure et une couche à fluorescence rouge.
Il est connu d'utiliser en combinaison avec des tubes à décharges à vapeur de mercure des substances fluorescentes qui transforment une certaine proportion des rayons émis par ces tubes en rayons à longueur d'onde plus grande.
Parmi ces substances fluorescentes on connaît plus particulièrement, les substances colorantes de rhodamine à fluorescence rouge. L'emploi de ces substances ne s'est pas maintenu en pratique du fait que, comme on l'a constaté, elles perdent leurs propriétés de fluorescence déjà après peu de temps. Pour remédier à cet inconvénient, on a essayé jusqu'ici d'améliorer les couches fluorescentes elles-mêmes.
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Conformément à l'invention, on peut réduire cet inconvénient dans une mesure considérable en utilisant les substances colorantes de rhodamine douées de fluorescence rouge, en combinaison avec un tube à décharges renfermant de la vapeur de mercure sous une pression qui, au cours du fonctionnement, est supérieure à 10 atm.
On a constaté que pour ces pressions très élevées de la vapeur de mercure, la raie de 2537 i. dans le spectre de la lumière émise ainsi que les rayons adjacents à longueur d'onde plus grande sont supprimés dans une mesure relativement forte. La largeur de la gamme d'ondes supprimées est d'autant plus grande que la pression de la vapeur de mercure est plus élevée. Dans le dispositif faisant l'objet de l'invention, la suppression de ces rayons à onde courte est très avantageuse parcequ'elle a pour résultat que la préparation de rhodamine ne peut être irradiée par cette lumière à onde courte que dans une mesure plus faible, ce qui est très important en vue de la résistance opposée à la lumière par les substances colorantes de rhodamine douées d'une fluorescence rouge.
On a constaté que ces substances absorbent fortement les rayons dont la longueur d'onde est de 2557 # environ. Comme ces rayons sont fortement supprimés dans le tube à décharges du dispositif faisant l'objet de l'invention, il ne se produit pas de décoloration de la substance fluorescente. On a trouvé, en outre, que les substances colorantes fluorescentes de rhodamine n'absorbent que peu les rayons dont la longueur d'onde est comprise entre 3000 et 5000 #, c'est-à-dire les rayons de la région dans laquelle est située une grande proportion de la lumière rayonnée par des décharges dans de la vapeur de mercure ayant les pressions très élevées mentionnées ci-dessus.
Ceci est également très important pour la résistance
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qu'oppose la couche fluorescente à la lumière, de sorte que cette couche a une durée de service très longue.
Le tube à vapeur de mercure peut être agencé de la manière décrite au brevet N 408.132. Comme il est décrit dans ce brevet, le tube peut être constitué essentiellement par un cylindre en quartz à faible diamètre interne, c'est- à-dire un diamètre inférieur à 7 mm et, de préférence, inférieur à 4 mm, ce cylindre contenant un gaz, du mercure et des électrodes incandescentes solides chauffées, de préférence, par la décharge elle-même. La charge spécifique, c'est-à-dire l'énergie consommée par centimètre de la longueur du trajet de la décharge, le pouvoir du tube à décharges d'émettre la chaleur ainsi que la forme du tube sont adaptés dans ce cas l'un à l'autre de telle façon que la vapeur de mercure ait une pression supérieure à 10 atm.
Le choix judicieux des grandeurs mentionnées permet de réaliser des pressions qui sont très supérieures à 10 Atm. Du fait que la largeur de la bande d'absorption au voisinage de la raie de 2537 # augmente d'autant plus que la pression de la vapeur de mercure a une valeur plus élevée, on utilise dans le dispositif conforme à l'invention, de préférence, des pressions de la vapeur de mercure qui sont très supérieures à 10 atm., par exemple supérieures à 20, 30, 40 ou 50 atms. Ces tubes à décharges ont des dimensions très petites et un faible volume, ce qui permet de les combiner aisément avec des couches de rhodamine à fluorescence rouge sans que le volume du dispositif soit augmenté excessivement.
On comprendra mieux l'invention en se référant au dessin annexé qui en représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation.
Le dessin montre un tube à décharges 1 destiné à
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l'émission de lumière et constitué par un cylindre en quartz ayant un diamètre interne de 3 mm et un diamètre externe de 6 mm. Aux extrémités il comporte des électrodes 2 et 3 en forme de crochet constituées par un fil-noyau en tungstène sur lequel est enroulé un fil plus mince, également en tungstène, qui est revêtu d'oxyde alcalino-terreux. Les conducteurs d'alimentation en tungstène sont scellés dans une mince couche de verre ayant la composition suivante: 88,3 de Si02, 8,4% de B2O3, 2,9% d'A1203 et 0,4% de CaO. Cette couche de verre est scellée directement au-quartz.
Les électrodes incandescentes 2 et 3 qui sont écartées l'une de l'autre de 15 mm, sont chauffées à la température requise pour l'émission d'électrons, par la décharge et non par un courant de chauffage distinct. Le tube renferme de l'argon ayant, à la température ambiante, une pression de 10 mm de mercure et, en outre, une certaine quantité de mercure.
Les parties 4 et 5 des conducteurs d'alimentation qui dépassent du tube, sont entourées, respectivement, de cylindre 6 et 7 en oxyde de magnésium qui sont fermés aux extrémités, respectivement, par des capuchons métalliques 8 et 9 auxquels sont reliés les conducteurs d'alimentation.
Le capuchon 8 repose dans la douille de contact 10 tandis que le capuchon 9 est en contact avec un ressort 11 qui se trouve à l'intérieur de la douille de contact 12. Les douilles 10 et 12 sont fixées, par l'intermédiaire, respectivement, de tiges métalliques 13 et 14, au culot 15 en matière isolante, par exemple en porcelaine. Les tiges 13 et 14 se terminent, respectivement, par des plots de contact 16 et 17.
A ce culot est fixé à l'aide d'une vis 18 un capot métallique 19 en forme d'entonnoir qui supporte à son tour à l'aide de vis 21 l'ampoule 20 en verre. La paroi intérieure
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du capot 19 est garnie d'une couche 22 qui contient une substance colorante de rhodamine à fluorescence rouge, par exemple la substance connue sous le nom de "rhodamine B 500tt.
Cette substance est en dissolution dans un produit de condensation d'un acide polybasique aliphatique et d'un alcool polyvalent. Comme produit de condensation on peut utiliser, par exemple, le produit que l'on peut obtenir à partir de dimétylglycol symétrique et d'acide citrique. Ce produit de condensation peut être dissous dans de l'acétone et la substance colorante de rhodamine peut être dispersée dans cette solution. Le mélange ainsi obtenu est appliqué sur la paroi intérieure du capot 19 sous la forme d'une couche mince.
Le tube à décharges 1 fonctionne sur un courant ayant une intensité de 0,3 amp., la tension existant entre les électrodes étant de 270 volts et la pression de la vapeur de mercure étant de 55 atm. environ. On peut régler la charge du tube en choisissant,eu égard aux dimensions et à la forme du tube à décharges, la tension convenable de la source de courant qui alimente le tube, et la valeur convenable de l'impédance montée en série avec le tube. Pour ladite pression élevée de la vapeur de mercure, les rayons émis par la décharge étranglée à pression élevée qui ont une longueur d'onde de 2537 8 ainsi que les rayons adjacents à longueur d'onde plus grande n'ont qu'une intensité relativement faible, de sorte qu'éventuellement leur effet décolorant sur la couche fluorescente 22 n'est que faible.
En outre, une grande proportion de la lumière émise a une longueur d'onde pour laquelle l'absorption par la substance colorante fluorescente de rhodamine n'est que faible (de 3000 à 5000 #), ce qui donne à la couche fluorescente et, par conséquent, au dispositif une durée de service plus longue.
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Device comprising a mercury vapor electric discharge tube and a red fluorescence layer.
It is known to use fluorescent substances in combination with mercury vapor discharge tubes which transform a certain proportion of the rays emitted by these tubes into rays of longer wavelength.
Among these fluorescent substances, rhodamine coloring substances with red fluorescence are more particularly known. The use of these substances has not been maintained in practice because, as has been observed, they lose their fluorescence properties already after a short time. To remedy this drawback, attempts have hitherto been made to improve the fluorescent layers themselves.
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In accordance with the invention, this disadvantage can be reduced to a considerable extent by using the red fluorescent rhodamine coloring substances in combination with a discharge tube containing mercury vapor under a pressure which, during operation, is greater than 10 atm.
It has been found that for these very high pressures of mercury vapor, the line of 2537 i. in the spectrum of the emitted light as well as the adjacent longer wavelength rays are suppressed to a relatively strong extent. The greater the width of the suppressed waveband, the higher the pressure of the mercury vapor. In the device which is the subject of the invention, the suppression of these shortwave rays is very advantageous because it results in the rhodamine preparation being irradiated by this shortwave light only to a smaller extent. , which is very important in view of the resistance to light by the coloring substances of rhodamine endowed with a red fluorescence.
It has been found that these substances strongly absorb rays with a wavelength of about 2557 #. As these rays are strongly suppressed in the discharge tube of the device forming the object of the invention, no discoloration of the fluorescent substance occurs. It has been found, moreover, that the fluorescent dyestuffs of rhodamine absorb only slightly the rays whose wavelength is between 3000 and 5000 #, that is to say the rays of the region in which is located a large proportion of the light radiated by discharges in mercury vapor having the very high pressures mentioned above.
This is also very important for resistance
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that the fluorescent layer opposes to light, so that this layer has a very long service life.
The mercury vapor tube can be arranged as described in Patent No. 408,132. As described in this patent, the tube may consist essentially of a quartz cylinder with a small internal diameter, that is to say a diameter less than 7 mm and, preferably, less than 4 mm, this cylinder containing gas, mercury, and solid glowing electrodes heated, preferably, by the discharge itself. The specific charge, i.e. the energy consumed per centimeter of the path length of the discharge, the power of the discharge tube to emit heat as well as the shape of the tube are adapted in this case. one to the other so that the mercury vapor has a pressure greater than 10 atm.
The judicious choice of the sizes mentioned makes it possible to achieve pressures which are much greater than 10 Atm. Because the width of the absorption band in the vicinity of the 2537 # line increases all the more as the pressure of the mercury vapor has a higher value, in the device according to the invention, use is made of preferably, mercury vapor pressures which are much greater than 10 atm., for example greater than 20, 30, 40 or 50 atm. These discharge tubes have very small dimensions and low volume, which allows them to be easily combined with red fluorescent rhodamine layers without the volume of the device being increased excessively.
The invention will be better understood by referring to the appended drawing which shows, by way of example, one embodiment.
The drawing shows a discharge tube 1 for
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emission of light and consisting of a quartz cylinder having an internal diameter of 3 mm and an external diameter of 6 mm. At the ends it has hook-shaped electrodes 2 and 3 formed by a tungsten core wire on which is wound a thinner wire, also of tungsten, which is coated with alkaline earth oxide. The tungsten feed conductors are sealed in a thin layer of glass having the following composition: 88.3 SiO2, 8.4% B2O3, 2.9% A1203 and 0.4% CaO. This glass layer is sealed directly to quartz.
The glowing electrodes 2 and 3, which are 15 mm apart from each other, are heated to the temperature required for the emission of electrons, by the discharge and not by a separate heating current. The tube contains argon having, at room temperature, a pressure of 10 mm of mercury and, in addition, a certain amount of mercury.
The parts 4 and 5 of the supply conductors which protrude from the tube, are surrounded, respectively, by cylinders 6 and 7 made of magnesium oxide which are closed at the ends, respectively, by metal caps 8 and 9 to which the conductors of are connected. 'food.
The cap 8 rests in the contact sleeve 10 while the cap 9 is in contact with a spring 11 which is inside the contact sleeve 12. The sleeves 10 and 12 are fixed, via, respectively. , metal rods 13 and 14, the base 15 of insulating material, for example porcelain. The rods 13 and 14 end, respectively, with contact pads 16 and 17.
To this base is fixed by means of a screw 18 a metal cap 19 in the form of a funnel which in turn supports, by means of screws 21, the glass bulb 20. The inner wall
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of the cover 19 is lined with a layer 22 which contains a red fluorescent rhodamine coloring substance, for example the substance known as "rhodamine B 500tt.
This substance is dissolved in a condensation product of an aliphatic polybasic acid and a polyvalent alcohol. As the condensation product there can be used, for example, the product obtainable from symmetrical dimetyl glycol and citric acid. This condensation product can be dissolved in acetone and the rhodamine coloring substance can be dispersed in this solution. The mixture thus obtained is applied to the inner wall of the cover 19 in the form of a thin layer.
The discharge tube 1 operates on a current having an intensity of 0.3 amps, the voltage existing between the electrodes being 270 volts and the pressure of the mercury vapor being 55 atm. about. The load on the tube can be adjusted by choosing, having regard to the size and shape of the discharge tube, the suitable voltage of the current source which supplies the tube, and the suitable value of the impedance mounted in series with the tube. . For said high pressure of mercury vapor, the rays emitted by the constricted high pressure discharge which have a wavelength of 2537 8 as well as the adjacent rays at longer wavelength have only a relatively low intensity. weak, so that possibly their bleaching effect on the fluorescent layer 22 is only weak.
In addition, a large proportion of the emitted light has a wavelength at which the absorption by the fluorescent dye substance of rhodamine is only low (from 3000 to 5000 #), which gives the fluorescent layer and, therefore, the device has a longer service life.