CN2238436Y - 特种及高强度空心阴极灯供电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种空心阴极灯的供电装置，可为特种及高强度空心阴极灯分别提供连续或间歇脉冲大电流供电，包括副高压整流器、连续/间歇供电方式切换开关，由电压跟随器、主阴极恒流电路、采样脉冲源和连续短脉冲信号源构成的主阴极供电电路和由主高压整流器、光电耦合器、辅阴极恒流电路构成的辅阴极供电电路。高强度空心阴极灯供电方式时的主阴极总电流为|01+|1，辅阴极总电流为|02+|2；特种灯供电时阴极总电流为|01+|1。
Description
本实用新型涉及一种化学元素分析仪中的供电装置，更确切地说是涉及一种空心阴极灯的供电装置。
原子荧光光度计、原子荧光光谱仪等仪器中的空心阴极灯是一种元素分析实验用的化学元素灯(如AS灯、Sb灯、Bi灯、Se灯、Te灯等)。CN87105257A“脉冲空心阴极灯间歇式供电方法”的专利申请文件中指出：若采用连续短脉冲大电流供电会降低化学元素灯的使用寿命。该专利申请通过电子线路对空心阴极灯作间歇供电，从而大大提高了空心阴极灯的使用寿命。该电子线路是一受采样脉冲控制的恒流槽路，不采样时，恒流槽路以小电流1o预热空心阴极灯使发光稳定；采样时，恒流槽路输出在Io基础上叠加短脉冲大电流I1给空心阴极灯供电，使采用短脉冲大电流间歇式供电的空心阴极灯的使用寿命比采用连续式短脉冲大电流供电时提高三倍以上。
但这种供电装置只能对单阴极型的特种空心阴极灯供电，不能对双阴极型的高强度空心阴极灯供电，而双阴极(主阴极和辅阴极)型的高强度空心阴极灯由于具有可提高某些元素灯发光强度、从而提高相应元素分析灵敏度的特点(如将分析仪灵敏度提高3-5倍)，因而使用较多；此外，对某些元素灯而言，采用脉冲连续式供电并不会明显影响灯的寿命，相反却可明显改善发光稳定性，进而提高相应元素的分析精度。
本实用新型的目的是设计一种特种及高强度空心阴极灯供电器，即可为高强度空心阴极灯供电，又可为特种空心阴极灯供电，并可为两种空心阴极灯分别作脉冲间歇式供电或脉冲连续式供电。
本实用新型是在特种空心阴极灯阴极脉冲间歇供电电路的基础上增加辅助阴极供电电路和间歇供电与连续供电切换开关来实现发明的目的。
本实用新型特种及高强度空心阴极灯供电器，包括与空心阴极灯阳极连接的付高压整流器和与空心阴极灯主阴极连接、由电压跟随器、主阴极恒流电路、提供间歇脉冲的采样脉冲源和提供连续短脉冲的连续短脉冲信号源构成的主阴极供电电路，其特征在于：
还包括与空心阴极灯辅阴极连接、由主高压整流器、光电耦合器和辅阴极恒流电路顺序连接构成的辅阴极供电电路；
还包括一连续/间歇供电方式切换开关，开关一端通过电阻接电源正，开关另一端接所述的采样脉冲源，开关公共端接所述的电压跟随器输入端。
与供电器连接的灯插座，为特种空心阴极灯和高强度空心阴极灯共用，当装入的是特种空心阴极灯时，由于不存在辅助阴极，供电器即为特种空心阴极灯供电方式；当装入的是高强度空心阴极灯时，供电器分别为主阴极及辅助阴极供电，且辅助阴极的电流受主阴极电流的调制，从而实现两阴极脉冲频率同步工作，不管插入的是哪一种空心阴极灯，均可通过切换开关分别实现间歇或连续供电。
下面结合实施例附图进一步说明本实用新型的技术：
图1是特种及高强度空心阴极灯供电器电原理图；
图2是高强度空心阴极灯间歇供电的电流波形图；
图3是高强度空心阴极灯连续供电的电流波形图；
图4是特种空心阴极灯间歇供电的电流波形图；
图5是特种空心阴极灯连续供电的电流波形图；
参见图1，图中BG1、BG2为场效应开关管，BG3、BG5为VMOS场效应管，BG4为晶体三极管，A1、A2、A3为线性放大器，VRef为基准稳压电源，V+、V+′为两组不共地直流电源，11为产生间歇脉冲的采样脉冲源，12为产生连续短脉冲的连续短脉冲信号源，13为付高压整流器，14为主高压整流器，15为光电耦合器。其中11-14均采用常规电路设计，故略去电路结构。开关K1为间歇/连续供电方式切换开关，16为空心阴极灯。
电压跟随器由场效应开关管BG1、BG2，线性放大器A1，电位器W1，电阻R1、R2连接构成，主阴极恒流电路由线性放大器A2，VMOS场效应管BG3，电阻R3、R4连接构成；BG1的G极接所述连续/间歇供电方式切换开关的公共端，BG1的D极接基准稳压电源和R1一端，BG1的S极接R1另一端和W1一端，W1的调节端接R2一端，R2另一端接A1同相输入端，A1反相输入端接A1输出端和BG2的D极，BG2的G极接所述连续短脉冲信号源，BG2的S极接直流电源和R3一端，R3另一端接A2同相输入端，A2反相输入端接BG3的S极和R4一端，A2输出端接BG3的G极，R4另一端接W1另一端，BG3的D极接空心阴极灯主阴极。
辅阴极恒流电路由晶体三极管BG4，线性放大器A3，VMOS场效应管BG5，电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12和电位器W2连接构成；R7一端接所述光电耦合器集电极，R7另一端接BG4的b极，BG4的C极接R8一端和W2一端，R8另一端接直流电源，W2调节端接A3同相输入，A3反相输入端接R9一端和BG5的S极及R12一端，R9另一端接A3输出端和R10一端，R10另一端接BG5的G极，BG5的D极通过R11接空心阴极灯辅电极，R12另一端接W2另一端和BG4的e极及所述光电耦合器发射极。
W1、W2分别用于调节主阴极和辅阴极的电流，使灯的发光强度最强，分析仪的灵敏度最佳。实施中应注意R1的阻值远大于W1的阻值。
下面结合图2至图4说明图1电路完成四种供电方式的过程。
1.特种空心阴极灯间歇供电方式：将K1打向B，在11的非采样周期，BG1的G极为低电位，其D、S极为断态，流过W1的电流Io在W1上产生一低电位，该电位经R2、A1、BG2传输至A2的同相输入端。由A2、BG3、R4等组成的恒流电路为主阴极提供一稳定的预热电流。在11的采样周期，BG1的G极处于高电位，其D、S极导通，流过W1的电流Io＋If在W1上产生一高电位，该高电位的作用使恒流电路为主阴极提供较稳定的强脉冲电流，如图4所示，T1为点灯脉冲点度(T1＝200μS)，T2为脉冲空度(T2＝4800μS)，T3为采样周期(T3＝12～31S)，采用特种空心阴极灯间歇供电方式时，阴极总电流为I01＋I1。
2.特种空心阴极灯连续供电方式：将K1打向A，BG1的G极始终为高电位，该电位使主阴极恒流电路为主阴极提供更稳定的强脉冲电流，如图5所示，T1、T2意义同1中说明，采用特种空心阴极灯连续供电方式时，阴极总电流为I01＋I1 。
3.高强度空心阴极灯间歇供电方式：除具有与1同样的工作过程外，还将主高压整流器14与光电耦合器15连接，光电耦合器15的输出信号经R7、BG4、A3、BG5为辅助阴极提供一恒定电流，该电流与主阴极电流的脉冲频率同步，并且互相隔离。(这是因为光电耦器15中的发光二极管受主高压整流器14控制，而光电耦合器的输出又受发光二极管的控制，且光电耦合的输入和输出是不共地的。)
高强度空心阴极灯间歇供电方式的主、辅阴极电流如图2所示，主阴极总电流为I01+I1，辅阴极总电流为I02＋I2。
4.高强度空心阴极灯连续供电方式：除具有与2同样的工作过程外，还具有向辅助阴极提供恒定电流的工作过程，供电器为主阴极和辅助阴极同时提供更稳定的同步强脉冲电流。
高强度空心阴极灯连续供电方式的主、辅阴极电流如图3所示，主阴极总电流为I01＋I1，辅助阴极总电流为I02＋I2。
本实用新型通过简单的电路设计为空心阴极灯提供了四种供电方式，是一种原子荧光高强度和特种空心阴极灯的通用供电器。
Claims (3)
1、一种特种及高强度空心阴极灯供电器，包括与空心阴极灯阳极连接的付高压整流器和与空心阴极灯主阴极连接、由电压跟随器、主阴极恒流电路、提供间歇脉冲的采样脉冲源和提供连续短脉冲的连续短脉冲信号源构成的主阴极供电电路，其特征在于：
还包括与空心阴极灯辅阴极连接、由主高压整流器、光电耦合器和辅阴极恒流电路顺序连接构成的辅阴极供电电路；
还包括一连续/间歇供电方式切换开关，开关一端通过电阻接电源正，开关另一端接所述的采样脉冲源，开关公共端接所述的电压跟随器输入端。
2、根据权利要求1所述的特种及高强度空心阴极灯供电器，其特征在于：所述的电压跟随器由场效应开关管BG1、BG2，线性放大器A1，电位器W1，电阻R1、R2连接构成；所述的主阴极恒流电路由线性放大器A2，VM0S场效应管BG3，电阻R3、R4连接构成；BG1的G极接所述连续/间歇供电方式切换开关的公共端，BG1的D极接基准稳压电源和R1一端，BG1的S极接R1另一端和W1一端，W1的调节端接R2一端，R2另一端接A1同相输入端，A1反相输入端接A1输出端和BG2的D极，BG2的G极接所述连续短脉冲信号源，BG2的S极接直流电源和R3一端，R3另一端接A2同相输入端，A2反相输入端接BG3的S极和R4一端，A2输出端接BG3的G极，R4另一端接W1另一端，BG3的D极接空心阴极灯主阴极。
3、根据权利要求1所述的特种及高强度空心阴极灯供电器，其特征在于：所述的辅阴极恒流电路由晶体三极管BG4，线性放大器A3，VM0S场效应管BG5，电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12和电位器W2连接构成；R7一端接所述光电耦合器集电极，R7另一端接BG4的b极，BG4的C极接R8一端和W2一端，R8另一端接直流电源，W2调节端接A3同相输入，A3反相输入端接R9一端和BG5的S极及R12一端，R9另一端接A3输出端和R10一端，R10另一端接BG5的G极，BG5的D极通过R11接空心阴极灯辅电极，R12另一端接W2另一端和BG4的e极及所述光电耦合器发射极。
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| CN101707654B (zh) * | 2009-11-16 | 2012-04-18 | 中国科学院国家授时中心 | 公共电话交换网通信的脉冲信号发送装置 |
| CN101409973B (zh) * | 2007-10-11 | 2012-05-30 | 上海光谱仪器有限公司 | 一种使用间歇脉冲点灯技术延长自吸式空心阴极灯寿命的方法 |
| CN110793951A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-14 | 吉林大学 | 基于超强短脉冲供电hcl的光谱仪原子荧光检测方法 |
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1995
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