CN1258207C - 气体放电管 - Google Patents
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Abstract
一种气体放电管1，使收敛电极部14和放电限制板30电绝缘，放电限制板30具有与电弧球成形用凹部16对峙的放电限制开口31，据此而可靠地形成从阴极部20到凹部16的放电路，与此同时，能可靠地产生始动放电。而且，通过与凹部16对峙的放电限制开口31，即使灯点亮时也能把电弧球S持续维持在适当的形状上，使稳定的电弧球S的成形成为可能，从而能实现亮度和光量的稳定化。
Description
技术领域
本发明特别涉及作为分光器和色谱仪等的光源来加以利用的气体放电管。
背景技术
以往，作为这种领域的技术，有特开平6-310101号公报。该公报中记载的气体(重氢)放电管把两块金属隔板配置在阳极和阴极的放电路上，在各金属隔板上形成小孔，通过该小孔而使放电路狭窄。其结果，通过放电路上的小孔就能获得高亮度的光。而且，如果使金属隔板为3块以上，就获得更高的亮度，小孔越小，所获得的光的亮度就越高。
发明内容
但是，在所述以往的气体放电管中存在着以下问题。即在各金属隔板上不外加电压，各金属隔板的小孔只是用于使放电路狭窄。因此，虽然通过可靠地使放电路狭窄就能提高亮度，但正如该公报中也记载的那样，存在着使小孔越小就越不容易产生始动放电这一问题。须指出的是，作为气体放电管，有本公司申请的特开平7-326324号公报、特开平8-236081号公报、特开平8-77965号公报、特开平8-77969号公报、特开平8-77979号公报、特开平8-222185号公报、特开平8-222186号公报等。
鉴于以上所述问题的存在，本发明的目的在于：提供一种能实现高亮度化并且始动性良好的气体放电管。
本发明的气体放电管把气体密封在密封容器内，通过在所述密封容器内配置的阳极部和阴极部之间产生放电，而从密封容器的光出射窗向外部发出给定光，其特征在于：包括：配置在阳极部和阴极部之间，具有使放电路狭窄的收敛开口，并且具有向着光出射窗扩展的杯状的电弧球成形用凹部，连接外部电源的收敛电极部；配置在收敛电极部和阴极部之间，并且具有与凹部对峙而形成的放电限制开口的陶瓷制的放电限制部。
当产生高亮度的光时，并非单纯缩小放电路狭窄用的开口部分就好，越缩小，就越难产生灯起动时的放电。而且，为了提高灯的起动性，有必要在阴极部和阳极部之间产生相当大的电位差，作为其结果，用实验确认了灯的寿命会缩短。因此，在本发明的气体放电管中，使收敛电极部和放电限制部电绝缘，通过使放电限制部具有与电弧球成形用凹部对峙的放电限制开口，而可靠地形成从阴极部到凹部的放电路，伴随于此，就能可靠地使始动放电发生。而且，通过与凹部对峙的放电限制开口，即使在灯点亮时，也能把电弧球持续维持在适当形状，从而能使电弧球稳定成形，能实现亮度和光量的稳定化。
另外，更好是为了使凹部的光出射窗一侧的开口部分狭窄，而与凹部对峙来配置放电限制开口。如果采用这样的结构，凹部内的电弧球的形状就会变得良好。
另外，更好是由从放电限制部的主体部进入凹部内的圆筒状的突出部分形成放电限制开口。通过这样的突出部分的放电限制开口，能限制凹部内电弧球的发生区域，使放电限制开口内的电弧球的发生密度提高，亮度提高。
另外，更好是由从放电限制部的主体部进入凹部内的圆锥台形状的突出部分形成放电限制开口。通过这样的突出部分的放电限制开口，能限制凹部内电弧球的发生区域，使放电限制开口内的电弧球的发生密度提高，亮度提高。
另外，更好是由电绝缘性的陶瓷形成放电限制部。这样通过用陶瓷形成放电限制部自身，就能简单地实现邻近配置的收敛电极部和放电限制部的电绝缘。
附图说明
下面简要说明附图。
图1是表示本发明气体放电管的实施例1的剖视图。
图2是图1所示的气体放电管的剖视图。
图3是图1所示的气体放电管的主要部分放大剖视图。
图4是表示应用于本发明气体放电管的放电限制部的变形例的剖视图。
图5是表示应用于本发明气体放电管的放电限制部的其他变形例的剖视图。
图6是表示本发明气体放电管的实施例2的剖视图。
图7是表示本发明气体放电管的实施例3的剖视图。
图8是图7所示的气体放电管的剖视图。
图9是图7所示的气体放电管的主要部分放大剖视图。
图10是表示本发明气体放电管的实施例4的剖视图。
具体实施方式
下面，与附图一起，详细说明本发明的气体放电管的优选实施例。
[实施例1]
如图1和图2所示，气体放电管1是端窗式重氢灯，该放电管1具有密封了数百Pa左右的重氢的玻璃制的密封容器2，该密封容器2由圆筒状的侧管3、密封该侧管3的一侧的光出射窗4和密封侧管3的另一侧的底座5构成。而且，在该密封容器2内收藏了发光部组装体6。
该发光部组装体6具有由电绝缘性的陶瓷构成的圆板状基础部7，在该基础部7上保持了阳极板(阳极部)8。该阳极板8从基础部7分开，并且分别电连接着竖立设置在底座5上，在管轴G方向上延伸的底座引线(未图示)的顶端部分。
发光部组装体6具有由电绝缘性的陶瓷构成的圆板状收敛电极支撑部10。该收敛电极支撑部10配置为重叠在基础部7之上，形成与基础部7相同的直径。在该收敛电极支撑部10的中央形成有圆形开口11，露出阳极板8形成该开口11。而且，圆板状的导电板12接触收敛电极支撑部10的上表面。
而且，为了使放电路狭窄，在导电板12的中央焊接固定了由金属(例如钼、钨或由它们构成的合金)构成的收敛电极部14，在该收敛电极部14上形成有电弧球成形用凹部16。该凹部16为了收藏通过放电产生的电弧球，并且以高效率取出光，形成向着光出射窗4扩展的杯状。而且，在凹部16的底面形成有位于管轴G上，由直径0.5mm的小孔构成的放电路狭窄开口17，据此，在凹部16内，产生扁平球状的电弧球S，实现高亮度化(参照图3)。
而且，使导电板12电连接着竖立设置在底座5上，并且贯通基础部7和收敛电极支撑部10的底座引线18的顶端，从而能从外部向收敛电极部14供电。须指出的是，用陶瓷制的电绝缘管19包围了底座引线18，使其在底座5和基础部7之间不露出。
而且，对发光部组装体6，在光出射窗4一侧，在离开光路的位置配置了阴极部20，在该阴极部20的两端电连接了竖立设置在底座5上，并且贯通了基础部7和收敛电极支撑部10的两个底座引线(未图示)的顶端部分。在阴极部20中产生热电子，具体而言，该阴极部20具有相对于光出射窗4平行延伸，产生热电子的钨制的线圈部。
该阴极部20收藏在帽状的金属制前盖21内。把该前盖21的边缘部21a安装在后面描述的放电限制板30上，固定在密封容器2内。另外，在前盖21中，在与光出射窗4相对的部分形成有圆形的光通过口21b。
进而，在前盖21内，在阴极部20和收敛电极部14之间，在离开光路的位置设置了放电整流板22。该放电整流板22的电子发射窗22a形成有用于使热电子通过的矩形开口。而且，放电整流板22上设置的脚片22b放在后面描述的放电限制板30的上表面上，并且固定。这样，用前盖21和放电整流板22包围了阴极部20，使从阴极部20发出的溅射物或蒸发物不会附着到光出射窗4上。
这样构成的发光部组装体6设置在密封容器2内，但由于需要用数百Pa的重氢气体充满该密封容器2，所以在密封容器2的底座5的中央一体形成有玻璃制的排气管26。该排气管26在组装最终过程中，一度抽出密封容器2内的空气，适当填充给定压力的重氢气体后，通过熔敷而进行密封。须指出的是，作为气体放电管1的其他例子，有时也密封入氦、氖等稀有气体。
在此，如图1以及图3所示，在收敛电极部14和阴极部20之间配置了由陶瓷构成的放电限制部(放电限制板)30。为了使该放电限制板30对于导电板12在管轴G方向离开，使其与收敛电极支撑部10的突部10a的上表面接触，并且通过间隙相对于收敛电极部14电绝缘。
放电限制板30固定在竖立设置在底座5上，并且贯穿了基础部7和收敛电极支撑部10的底座引线29的顶端上。各底座引线29可以没有从底座5露出的金属表面。此时，底座引线29的露出面与外部电源变为非导通状态。须指出的是，符号29a是陶瓷制的电绝缘管。
而且，该放电限制板30具有与凹部16对峙形成的圆形的放电限制开口31。为了使凹部16的光出射窗4一侧的开口部分16a狭窄，在管轴G方向，与开口部分16a对峙而形成该放电限制开口31。例如，当凹部16的开口部分16a的直径A为3.2mm时，放电限制开口31的直径B为1.5mm。
这样，通过配置在凹部16的前方的放电限制开口31，限制了凹部16的阴极部20一侧的电孤球S的成形空间，据此，可靠地形成从阴极部20到凹部16的放电路，作为其结果，使始动放电可靠地产生。而且，通过该放电限制开口31，即使在灯点亮时，也能把电弧球S的形状继续维持在扁平球状，使稳定的电弧球S的成形成为可能，能实现亮度和光量的稳定化。
须指出的是，如图4所示，其他的放电限制板33与导电板12平行延伸，并且具有连接了底座引线29的板状主体部33a。另外，由从主体部33a进入凹部16的突出部分33b形成有放电限制开口34。该突出部分33b从形成凹部16的壁面16b分开，并且沿着该壁面16b，在管轴G方向延伸形成圆锥台形状。通过在凹部16内形成这样的放电限制开口34，能限制凹部16内的电弧球S的发生区域，提高放电限制开口34内的电弧球S的发生密度，提高亮度。
另外，如图5所示，其他的放电限制板35与导电板12平行延伸，并且具有连接了底座引线29的板状主体部35a。另外，由从主体部35a进入凹部16的突出部分35b形成放电限制开口36。该突出部分35b从形成凹部16的壁面16b分开，并且沿着该壁面16b，在管轴G方向延伸形成圆锥台形状。通过在凹部16内形成这样的放电限制开口36，能限制凹部16内的电弧球S的发生区域，提高放电限制开口34内的电弧球S的发生密度，提高亮度。
下面，说明所述的端窗式重氢放电管1的动作。
首先，在放电前的20秒左右，从外部电源通过底座引线(未图示)向阴极部20供给10W左右的电力，使阴极部20的线圈部预热。然后，在阴极部20和阳极板8之间外加160V左右的电压，做好电弧放电的准备。
在该准备就绪后，从外部电源通过底座引线18向收敛电极部14外加350V左右的触发电压。须指出的是，放电限制板30是陶瓷，所以继续维持了无供电状态。这样一来，在阴极部20和收敛电极部14之间、阴极部20和阳极板8之间依次发生放电。据此，例如即使在通过直径0.2mm的放电限制开口17使放电路狭窄时，在阴极部20和阳极部8之间也能发生可靠的放电。
如果发生始动放电，就在阴极部20和阳极板8之间维持电弧放电，在凹部16内发生电弧球S。而且，从该电弧球S取出的紫外线作为亮度极高的光透射光出射窗4，向外部放出。此时，由于放电限制开口31，即使在灯点亮时，也能把电弧球S的形状持续维持在扁平球形状，使稳定的电弧球S的成形成为可能，能实现亮度和光量的稳定化。
[实施例2]
如图6所示，气体放电管40是侧窗式重氢灯，该放电管40具有密封了数百Pa左右的重氢的玻璃制的密封容器42。该密封容器42由密封了一端一侧的圆筒状侧管43和密封该了该侧管43的另一端一侧的底座(未图示)构成，侧管43的一部分被作为光出射窗44利用。而且，在该密封容器42内容纳了发光部组装体46。
该发光部组装体46具有由电绝缘性的陶瓷构成的基础部47。在该基础部47的前表面接触配置阳极板(阳极部)48，在该阳极板48的背面电连接着竖立设置在底座上，在管轴G方向延伸的底座引线49的顶端部分。
而且，发光部组装体46具有由电绝缘性的陶瓷构成的收敛电极支撑部50。该收敛电极支撑部50在垂直于管轴G的方向，与基础部47接触固定。另外，用基础部47的前表面和收敛电极支撑部50的背面夹着固定了阳极板48。
进而，为了使放电路狭窄，在导电板52的中央焊接固定了由金属(例如钼、钨或由它们构成的合金)构成的收敛电极部54，在该收敛电极部54上形成有电弧球成形用凹部56。该凹部56为了收藏通过放电产生的电弧球，并且以高效率取出光，形成向着光出射窗44扩展的杯状。
进而，在凹部56的底面形成有由直径0.2mm的小孔构成的放电路狭窄开口57，据此，在凹部56内，产生扁平球状的电弧球S，实现高亮度化。而且，使导电板52电连接着竖立设置在底座上的底座引线55的顶端，从而能从外部向收敛电极部54供电。
进而，在发光部组装体46，在光出射窗44一侧，在离开光路的位置配置了阴极部60，该阴极部60通过未图示的连接引线，电连接了竖立设置在底座上的底座引线59的顶端部分。在该阴极部60中产生热电子，具体而言，该阴极部60具有在管轴G方向延伸，并且产生热电子的钨制的线圈部。
而且，该阴极部60收藏在帽状的金属制前盖61内。把设置在其上的爪片61a插入设置在收敛电极支撑部50中的狭长口(未图示)内后，通过弯曲固定该前盖61。另外，在前盖61中，在与光出射窗44相对的部分形成有矩形的光通过口61b。
而且，在前盖61内，在阴极部60和收敛电极部54之间，在离开光路的位置设置了放电整流板62。该放电整流板62的电子发射窗62a形成有用于使热电子通过的矩形开口。而且，放电整流板62固定在收敛电极支撑部50上固定的后面描述的放电限制板(放电限制部)70的前表面上。这样，用前盖61和放电整流板62包围了阴极部60，使从阴极部60发出的溅射物或蒸发物不会附着到光出射窗64上。
这样构成的发光部组装体46设置在密封容器42内，但是由于用数百Pa的重氢气体充满该密封容器42的必要性，所以在密封容器42中一体形成有玻璃制的排气管(未图示)。该排气管在组装最终过程中，一度抽出密封容器42内的空气，适当填充给定压力的重氢气体后，通过熔敷而进行密封。
在此，放电限制板70在垂直于管轴G的方向，从导电板52分开。另外，把爪片70a插入设置在收敛电极支撑部50中的狭长口(未图示)内后，通过弯曲固定了放电限制板70。在放电限制板70上具有与凹部56对峙形成的圆形放电限制开口71。该放电限制开口71在垂直于管轴G的方向与凹部56对峙。
须指出的是，因为该放电限制板70的功能与所述实施例1的放电限制板30相同，所以省略了其说明。另外，侧窗式重氢灯40的工作原理与所述端窗式重氢灯1相同，所以省略了其说明。
[实施例3]
下面，说明气体放电管的其他实施例，但是该说明仅限于与实施例1实质上不同的部分，对与实施例1相同或等同的构成部分采用相同的符号，省略其说明。
如图7～图9所示，端窗式气体放电管75具有电绝缘性的陶瓷制放电限制板(放电限制部)76，该放电限制板76与收敛电极部14的表面接触，也与收敛电极支撑部10接触。据此，能在收敛电极支撑部10上稳定支撑放电限制板76。而且，如果用陶瓷形成放电限制板76自身，就能简单实现邻近配置的收敛电极部14和放电限制板76间的电绝缘。须指出的是，放电限制板76固定在竖立设置在底座5上，并且贯穿了基础部7和收敛电极支撑部10的底座引线29的顶端，切除各底座引线29的从底座5露出的部分。
而且，在该放电限制板76中具有与凹部16对峙形成的圆形的放电限制开口78。为了使凹部16的光出射窗4一侧的开口部分16a狭窄，在管轴G方向，与凹部16对峙形成该放电限制开口78。例如，当凹部16的开口部分16a的直径A为3.2mm时，放电限制开口78的直径B为1.5mm。
这样，通过配置在凹部16的前方的放电限制开口78，限制了凹部16的阴极部20一侧的电弧球S的成形空间，据此，而可靠地形成从阴极部20到凹部16的放电路，作为其结果，使始动放电可靠地产生。进而，通过该放电限制开口78，即使在灯点亮时，也能把电弧球S的形状继续维持在扁平球状上，使稳定的电弧球S的成形成为可能，从而能实现亮度和光量的稳定化。
[实施例4]
下面，将说明气体放电管的其他实施例，但该说明仅限于与实施例2实质上不同的部分，与实施例2相同或等同的构成部分采用相同的符号，省略其说明。
如图10所示，端窗式气体放电管80具有电绝缘性的陶瓷制放电限制板(放电限制部)81，该放电限制板81与收敛电极部54的表面接触，也与导电板52接触。据此，能在收敛电极支撑部50上使放电限制板81稳定置位。而且，该放电限制板81在垂直于管轴G的方向具有与凹部56对峙的圆形放电限制开口82。须指出的是，因为该放电限制板81的功能与所述实施例3的放电限制板76相同，所以省略其说明。
产业上的实用性
本发明可以应用于气体放电管。
Claims (5)
1.一种气体放电管，把气体密封在密封容器内，通过在所述密封容器内配置的阳极部和阴极部之间产生放电，而从所述密封容器的光出射窗向外部发出给定光，其特征在于：包括：
配置在所述阳极部和所述阴极部之间，具有使放电路狭窄的收敛开口，并且具有向所述光出射窗扩展的电弧球成形用凹部，连接外部电源的收敛电极部；
配置在所述收敛电极部和所述阴极部之间，并具有与所述凹部对峙而形成的放电限制开口的陶瓷制的放电限制部，
其中，
所述放电限制开口的直径(B)比所述电弧球成形用凹部的开口部的直径(A)小，
所述陶瓷制的放电限制部与所述收敛电极部的表面接触。
2.根据权利要求1所述的气体放电管，其特征在于：
与所述凹部对峙而配置了所述放电限制开口，使所述凹部的光出射窗一侧的开口部分狭窄。
3.根据权利要求1所述的气体放电管，其特征在于：
所述放电限制开口由从所述放电限制部的主体部进入所述凹部内的圆筒状的突出部分形成。
4.根据权利要求1所述的气体放电管，其特征在于：
所述放电限制开口由从所述放电限制部的主体部进入所述凹部内的圆锥台形状的突出部分形成。
5.根据权利要求1所述的气体放电管，其特征在于：
所述陶瓷制的放电限制部是平的。
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