DE10029108A1 - Deuteriumlampe mit langer Lebensdauer und verbesserten Wärmeabstrahleigenschaften - Google Patents

Abstract

Eine verbesserte Deuteriumlampe (20) weist eine gasgefüllte Umhüllung (21) auf, eine Kathode (22), eine Anode (23), elektrische Leitungen (24), welche abgedichtet die Glasumhüllung durchdringen, und mit der Anode bzw. Kathode verbunden sind, eine Fensterabschirmelektrode (25), eine Kathodenabschirmelektrode (26), eine Fokussierungselektrode (28) und eine keramische Halterung (29). Die Verbesserung besteht darin, daß die Anode an einer hinteren Oberfläche der keramischen Halterung angebracht ist, und so ausgebildet ist, daß nichts vorhanden ist, was wesentlich die Abstrahlung von Wärme in Rückwärtsrichtung von der Anode behindern könnte.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von Gasentladungsröhren, und insbesondere eine Deuteriumlampe mit langer Lebensdauer, welche verbesserte Wärmeabstrahleigenschaften aufweist.

Deuterium ist ein Wasserstoffisotop der Masse 2, und wird üblicherweise mit dem Symbol D bezeichnet. Deuterium tritt in der Natur als zweiatomiges Molekül und in Verbindungen auf.

Deuteriumbogenlampen sind wohlbekannte Lichtquellen im Bereich von 190 bis 400 Nanometer. Sie werden üblicherweise in verschieden Spektralanalysegeräten eingesetzt, beispielsweise Absorptionsdetektoren, Spektrophotometern, Spektromikroskopen und dergleichen.

Üblicherweise weisen Deuteriumlampen eine Anode und eine Kathode auf, die in einer länglichen, rohrförmigen Hülle aus einem UV-durchlässigen Glas oder Quarz angeordnet sind. Eine Fokussierungselektrode ist zwischen der Anode und der Kathode angeordnet. Deuteriumgas wird in die Hülle auf einem Druck von einigen wenigen Torr eingegeben. In vielen Fällen ist die mechanische Anordnung (beispielsweise Anode, Fokussierungselektrode und dergleichen) innerhalb der Glashülle am entfernten Ende oder den entfernten Enden eines oder mehrerer elektrischer Leiter gehaltert. Jeder Leiter weist im allgemeinen die Form eines stangenförmigen Teils auf, das ein großes Verhältnis von Länge zu Durchmesser hat, und normalerweise ausreichende Festigkeit dafür aufweist, eine Axialbewegung der mechanischen Anordnung innerhalb der Umhüllung zu verhindern oder zu begrenzen.

Wenn eine ausreichend hohe Spannung an die Elektroden angelegt wird, fließt ein Strom von Elektronen von der Kathode zur Anode. Die Elektronen stoßen mit dem Deuteriumgasmolekülen zusammen, und regen sie auf höhere Energieniveaus an. Wenn die Moleküle in den Grundzustand zurückkehren, wird Energie in Form von Photonen im UV-Bereich freigegeben. Die Fokussierungselektrode dient dazu, die Entladung der Lampe auf einen Durchmesser von einem Millimeter oder weniger einzuschränken und zu verstärken. Die Lichtkonzentration durch die Fokussierungselektrode macht die Lampe nützlich beim Einsatz bei Absorptionsdetektoren und ähnlichen Instrumenten.

Beispiele für bekannte Deuteriumlampen sind in einem Katalog mit dem Titel "Deuterium Lamps and Power Supplies for UV Analytical Instruments", Imaging and Sensing Technology Corporation, Horseheads, New York (undatiert) beschrieben, und in den US-Patenten Nr. 4 433 265, 4 910 431 und 5 117 150. Diese Druckschriften scheinen sämtlich unterschiedliche Arten bekannter Deuteriumlampen zu beschreiben, bei denen eine bestimmte mechanische Anordnung über einen Hebel auf dem entfernten Ende oder den entfernten Enden eines oder mehrerer elektrischer Leiter angebracht ist. Die gesamten Offenbarungen dieser Druckschriften zum Stand der Technik werden durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen.

Weitere Einzelheiten weiterer bekannter Deuteriumlampen sind in den US-Patenten Nr. 5 552 669, 5 684 363, 5 619 101 und 5 633 563 beschrieben. Jedes dieser Patente ist an die Hamamatsu Photonics K.K. übertragen. Ein Problem, das bei derartigen Konstruktionen nach dem Stand der Technik vorhanden ist, scheint allerdings von der relativ kurzen Lebensdauer der Lampe herzurühren. Es wird angenommen, daß dieses Problem daher rührt, daß es schwierig ist, Wärme von der Anode abzuführen. In dieser Hinsicht scheint das Patent '669 eine Anode zu beschreiben, die sandwichartig zwischen einer Entladungsabschirmplatte und einer Halterungsplatte eingeschlossen ist. Daher erscheint es schwierig, von der Anode Wärme abzuführen. Das Patent '101 stellt ebenfalls die Anode so dar, daß sie von einem festen Anodenhalterungsteil umgeben ist, welches eine Wärmeabfuhr behindert. Das gleiche gilt für das Patent '563. Das Patent '363 scheint eine Anodenhalterungsplatte an der Rückseite der Anode zu beschreiben. Diese Anodenhalterungsplatte würde selbst den Wärmetransport von der Anode behindern. Erneut wird die gesamte Beschreibung dieser Patente durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen, in Bezug auf den Aufbau und den Betrieb derartiger Deuteriumlampen nach dem Stand der Technik, und deren verschiedene körperliche Ausgestaltungen.

Daher wäre es allgemein wünschenswert, eine verbesserte Deuteriumlampe mit langer Lebensdauer zur Verfügung zu stellen, welche verbesserte Wärmeübertragungseigenschaften aufweist. Es wird angenommen, daß durch Erleichterung des Wärmetransports weg von der Anode die Betriebslebensdauer der Lampe verlängert werden kann.

Allgemein wird die Lebensdauer einer Deuteriumlampe durch ihre Intensität bestimmt. Die Lampe beginnt mit einer ursprünglichen Intensität, die im Verlauf der Zeit abnimmt, wenn die Intensität unter 50% ihres Anfangswerts absinkt, so wird dies als Erreichen des Endes der Nutzungsdauer der Lampe angesehen. Dies stellt einen Industriestandard dar, der von den meisten Herstellern von Deuteriumlampen befolgt wird, obwohl die Lampe technisch immer noch eine gewisse Nutzungsmöglichkeit aufweisen kann, nachdem ihre Intensität unter 50% des Anfangswerts abgesunken ist.

Unter Bezugnahme auf die entsprechende Anordnung, Abschnitte oder Oberflächen der beschriebenen Ausführungsform stellt, nur zum Zwecke der Erläuterung, nicht jedoch zur Einschränkung, die vorliegende Erfindung eine verbesserte Lampe mit langer Lebensdauer zur Verfügung, welche verbesserte Wärmeübertragungseigenschaften aufweist.

Bei einer Ausführungsform weist die verbesserte Lampe (20) eine gasgefüllte Glasumhüllung (21) auf; eine Kathode (22); eine Anode (23); elektrische Leitungen (24), welche abgedichtet die Umhüllung durchdringen, und an die Anode bzw. Kathode angeschlossen sind; eine Fensterabschirmelektrode (25); eine Kathodenabschirmelektrode (26); eine Fokussierungselektrode (28); und eine keramische Halterung (29). Bei dieser Ausführungsform betrifft die Verbesserung allgemein gesprochen die keramische Halterung, welche eine zur Kathode hinweisende Vorderoberfläche (66) aufweist, eine hintere Oberfläche (68), die von der Kathode weg weist, und bei welcher die Anode gegen die hintere Oberfläche der Halterung gehalten wird, ohne wesentlich die Abstrahlung von Wärme von dort in Richtung nach hinten zu stören.

Die Anode kann an der Halterung durch zumindest eine Befestigungsvorrichtung gehaltert sein, beispielsweise einen Niet, einen Bolzen, eine Schraube oder dergleichen. Die keramische Halterung kann möglicherweise mit einem Gewindeloch versehen sein, um den Gewindeendabschnitt einer derartigen Befestigungsvorrichtung aufzunehmen. Eine keramische Abschirmung kann sich nach hinten von der hinteren Oberfläche der keramischen Halterung aus so erstrecken, daß sie die Anode umgibt, und eine Bogenentladung von der Anode zur Kathode verhindert. Die Anode ist innerhalb dieser Umfangsabschirmung ausgenommen, liegt jedoch nach hinten hin frei. Die Umhüllung kann mit Deuteriumgas gefüllt sein. Die Umhüllung kann aus einem UV-durchlässigen Material gebildet sein.

Die Verbesserung kann weiterhin eine Vorrichtung zur Erhöhung der Oberfläche der Anode auf deren Rückseite umfassen, um Wärmeabstrahlung von dort zu erhöhen. Diese Vorrichtung kann umfassen, ist jedoch nicht darauf beschränkt, mehrere Rippen, eine Kühleroberfläche mit einem wellenförmigen Querschnitt, und/oder ein Baffle, um den Gasfluß innerhalb der Umhüllung auszuformen und zu richten.

Der allgemeine Vorteil der Erfindung besteht daher in der Bereitstellung einer verbesserten Deuteriumlampe.

Ein weiterer Vorteil besteht in der Bereitstellung einer Deuteriumlampe, welche verbesserte Wärmeabstrahleigenschaften von der Rückseite der Anode aufweist.

Ein weiterer Vorteil besteht in der Bereitstellung einer Deuteriumlampe mit längerer Lebensdauer.

Diese und weitere Ziele und Vorteile werden aus der voranstehenden und folgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den beigefügten Patentansprüchen noch deutlicher. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Vorderteilansicht einer verbesserten Deuteriumlampe gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine linke Seitenansicht der Lampe von Fig. 1;

Fig. 3 eine Aufsicht auf die verbesserte Lampe von Fig. 1;

Fig. 4 eine vergrößerte Teilhorizontalschnittansicht entlang der Linie 4-4 von Fig. 2, mit der Darstellung eines Abschnitts der mechanischen Anordnung, die auf den äußerst entfernten Enden der Leitungen gehaltert wird, wobei gezeigt ist, daß die Anode nach hinten hin freiliegt, jedoch in Umfangsrichtung von einer keramischen Abschirmung umgeben ist;

Fig. 5 eine vergrößerte Teilhorizontalschnittansicht entlang der Linie 5-5 von Fig. 1;

Fig. 6 eine vergrößerte Teilhorizontalschnittansicht entlang der Linie 6-6 von Fig. 1;

Fig. 7 eine Vorderansicht der Fensterabschirmelektrode;

Fig. 8 eine Aufsicht auf die Fensterabschirmelektrode von Fig. 7;

Fig. 9 eine linke Seitenansicht der Fensterabschirmelektrode von Fig. 7;

Fig. 10 eine Aufsicht auf die Kathodenabschirmelektrode;

Fig. 11 eine Seitenansicht der Kathodenabschirmelektrode von Fig. 10;

Fig. 12 eine Aufsicht auf die Fokussierungselektrode;

Fig. 13 eine Vorderansicht der Fokussierungselektrode von Fig. 12;

Fig. 14 eine Aufsicht auf die keramische Halterung;

Fig. 15 eine Vorderansicht der in Fig. 14 gezeigten keramischen Halterung;

Fig. 16 eine Rückansicht der keramischen Halterung von Fig. 14; und

Fig. 17 ein Diagramm mit einer Darstellung der ursprünglichen Intensität (Ordinate) in Abhängigkeit von der Zeit (Abszisse), wobei ein Prototyp der verbesserten Lampe dargestellt ist, der eine deutlich erhöhte Lebensdauer im Vergleich zu einer Hamamatsu-Lampe mit der Seriennummer CA7019 aufweist, die offenbar entsprechend der Lehre des US-Patents Nr. 5 552 669 hergestellt ist.

Zunächst wird darauf hingewiesen, daß gleiche Bezugszeichen die gleichen Bauteile, Abschnitte oder Oberflächen konsistent in den verschiedenen Zeichnungsfiguren bezeichnen sollen, wobei derartige Elemente, Abschnitte oder Oberflächen in der gesamten schriftlichen Beschreibung weiter beschrieben oder erläutert sein können, zu welcher diese detaillierte Beschreibung gehört. Falls nicht ausdrücklich anders angegeben, sollen die Zeichnungen zusammen mit der Beschreibung gelesen werden (beispielsweise Schraffur, Anordnung von Teilen, Proportionen, Ausmaß, usw.), und sollen als Abschnitt der gesamten schriftlichen Beschreibung dieser Erfindung angesehen werden. In der folgenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe "horizontal", "vertikal", "links", "rechts", "oben" und "unten", und ebenso ihre Adjektiv- und Verbformen (beispielsweise "horizontal", "nach rechts", "nach oben", usw.) einfach auf die Orientierung der dargestellten Anordnung, wenn die jeweilige Zeichnungsfigur dem Leser gegenüberliegt. Entsprechend betreffen die Begriffe "einwärts" und "auswärts" im allgemeinen die Orientierung einer Oberfläche in Bezug auf ihre Längsachse, oder Drehachse, je nach Fall.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, und insbesondere auf die Fig. 1 bis 4, betrifft die vorliegende Erfindung grundsätzlich eine verbesserte Deuteriumlampe, von welcher einen momentan bevorzugte Ausführungsform insgesamt mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet ist. Die Lampe 20 ist so dargestellt, daß sie im wesentlichen eine in Vertikalrichtung längliche, gasgefüllte Glasumhüllung 21 aufweist; eine Kathode 22 (Fig. 3); eine Anode 23 (Fig. 3); mehrere Leitungen, von denen mehrere mit 24 bezeichnet sind, und einzeln durch den Suffix A, B, C usw. identifiziert werden, welche abgedichtet den untersten Schaft der Umhüllung durchdringen, und mit der Anode und/oder Kathode verbunden sind (Fig. 1 bis 2); eine Fensterabschirmungselektrode, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet ist; eine Kathodenabschirmelektrode 26; eine Fokussierungselektrode 28; und eine keramische Halterung 29. Die verbesserte Lampe ist mit Deuteriumgas gefüllt. Mehrere vertikal längliche, rohrförmige Isolatoren, von denen mehrere mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet sind, umgeben die verschiedenen Leitungen und isolieren sie elektrisch gegeneinander, und stellen auch eine Vorrichtung zum körperlichen Haltern der mechanischen Anordnung an den oberen Enden dieser Leitungen zur Verfügung.

Die Kathode 22 weist eine Glühwicklung auf, die mit einem der Stifte 24 verbunden ist. In den Fig. 1 bis 3 ist ein Überkopfleiter 31 so dargestellt, daß er die Kathode 22 mit einer der anderen Leitungen verbindet. Dieser Leiter taucht in den Fig. 4 bis 16 nicht auf.

Die Anode 23 ist als rechteckiges, vertikales, plattenförmiges Teil dargestellt, welches ein Paar vertikal beabstandeter Löcher aufweist. Wie am deutlichsten aus Fig. 5 hervorgeht, sind diese Löcher physikalisch oberhalb und unterhalb des zentralen Abschnitts der Fokussierungselektrode angeordnet, und sind so ausgelegt, daß sie den Durchgang der Schaftabschnitte eines Paars von Befestigungsvorrichtungen aufnehmen und zulassen, von denen einer mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet ist. Diese Befestigungsvorrichtungen können Nieten, Bolzen oder dergleichen sein. Im vorliegenden Zusammenhang ist es ausreichend, daß die Schaftabschnitte dieser Befestigungsvorrichtungen durch Öffnungen hindurchgehen, die in der keramischen Montagehalterung 29 vorgesehen sind, und durch die Anodenlöcher. Die entfernten Enden der Befestigungsvorrichtungen sind auf geeignete Weise umgedreht oder verformt, um so sicher die Anode an der hinteren Oberfläche der keramischen Montagehalterung zu befestigen. Die Anode weist eine nach hinten weisende, ebene, vertikale Oberfläche 33 auf, und eine nach vorn weisende, ebene, vertikale Oberfläche 34, die dazu ausgebildet ist, an die nach hinten weisende, ebene, vertikale Oberfläche 36 der keramischen Montagehalterung 29 anzustoßen.

Wie am deutlichsten aus Fig. 7 bis 9 hervorgeht, ist die Fensterabschirmelektrode so ausgebildet, daß sie ein in Vertikalrichtung längliches, speziell ausgebildetes, gelenkiges oder abgebogenes plattenförmiges Teil ist, welches hintereinander nach links weisende, vertikal beabstandete, nach hinten verlaufende Zungenabschnitte 38 aufweist, einen nach links verlaufenden Querabschnitt 39, einen nach vorn verlaufenden Abschnitt 40, einen nach vorn und rechts geneigten Abschnitt 41, einen in Querrichtung verlaufenden, ebenen Vorderabschnitt 42, der mit einer rechteckigen Durchgangsöffnung 43 versehen ist, einen nach rechts weisenden und sich nach hinten erstreckenden geneigten Abschnitt 44, einen nach hinten verlaufenden Abschnitt 45, einen sich nach links erstreckenden Abschnitt 46, und nach rechts weisende, sich hinten erstreckende, vertikal beabstandete Zungenabschnitte 48. Die Oberflächen 48, 46, 45 und 44 sind im wesentlichen Spiegelbilder der Oberflächen 38, 39, 40 bzw. 41. Wie am deutlichsten aus Fig. 9 hervorgeht, erstrecken sich die Zungenabschnitte 38, 38 und 48, 48 von der Oberfläche 39 bzw. 46 aus nach hinten, und sind so konstruiert und ausgelegt, daß sie durch entsprechend ausgebildete Schlitze hindurchgehen, von denen einige mit dem Bezugszeichen 70 bezeichnet sind (Fig. 15 bis 16), die in der keramischen Halterung vorgesehen sind. Daraufhin sind die freiliegenden, entfernten Enden dieser Zungen so ausgebildet, daß sie umgebogen oder auf andere Weise verformt werden, wie das mehrfach mit dem Bezugszeichen 49 in den Fig. 4 bis 6 angedeutet ist, um sicher die Fensterabschirmelektrode an der keramischen Halterung zu befestigen.

Aus den Fig. 4 bis 6 und 10 bis 11 geht hervor, daß die Kathodenabschirmelektrode 26 so ausgebildet ist, daß sie ein in Vertikalrichtung längliches, speziell ausgebildetes, gelenkiges oder abgebogenes, plattenförmiges Teil ist, welches hintereinander ganz hinten vertikal beabstandete Zungen 50, 50 aufweist, einen in Querrichtung verlaufenden Abschnitt 51, einen sich nach links und nach vorn erstreckenden ebenen Abschnitt 52, und einen Abschnitt 53, der von da aus nach vorn geht. Die Abschirmungsoberfläche 53 ist mit einer zentralen, schlitzartigen Öffnung 54 versehen, die so ausgebildet ist, daß sie den Durchgang eines Stroms von Elektronen von Kathode zur Anode entlang einem Pfad 55 gestattet (Fig. 4). Wie besonders deutlich aus Fig. 4 hervorgeht, ist der vorderste Rand des Kathodenabschirmelektrodenabschnitts 53 neben dem Fensterabschirmelektrodenabschnitt 42 angeordnet. Die beiden nach hinten verlaufenden Zungen 50, 50 werden durch die Schlitze 70 geleitet, die sich durch die keramische Halterung erstrecken, und werden abgebogen oder auf andere Art und Weise verformt (Fig. 4 bis 6), um die Abschirmung 26 sicher an der keramischen Halterung zu verriegeln und zu haltern.

Wie am deutlichsten aus den Fig. 12 bis 13 hervorgeht, ist die Fokussierungselektrode 28 im wesentlichen als in Vertikalrichtung längliches, plattenförmiges Teil 56 ausgebildet, welches einen kugelförmigen, vertieften zentralen Abschnitt 58 aufweist, der von hinten aus dort ausgebildet wird. Dieser vertiefungsförmige Abschnitt weist eine nach vorn weisende, konkave Kugeloberfläche auf, und eine nach hinten weisende, konvexe Kugeloberfläche. Der vertiefungsförmige Abschnitt ist mit einem zentralen, horizontalen Durchgangsloch 59 versehen, das zur Anode ausgerichtet ist. Wie besonders deutlich aus Fig. 13 hervorgeht, ist der plattenförmige Abschnitt mit vier rechteckig beabstandeten Montagelöchern versehen, von denen einige mit dem Bezugszeichen 60 bezeichnet sind, zur Aufnahme und zum Gestatten des Durchgangs einer entsprechenden Anzahl von Befestigungsvorrichtungen, von denen einige mit dem Bezugszeichen 61 in Fig. 6 bezeichnet sind. Diese Befestigungsvorrichtungen können Nieten, Schrauben oder dergleichen sein. Im vorliegenden Zusammenhang ist es ausreichend, daß die Befestigungsvorrichtungen 61 dazu verwendet werden, die Fokussierungselektrode sicher an der vorderen zentralen Oberfläche der keramischen Halterung 29 festzuhalten.

Wie aus den Fig. 14 bis 16 hervorgeht, ist die keramische Halterung 29 so ausgebildet, daß sie ein speziell geformtes, einstückig ausgebildetes, dielektrisches Teil ist, welches aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) oder dergleichen bestehen kann. Die Halterung ist so dargestellt, daß sie einen vorderen, plattenförmigen Abschnitt 62 aufweist, und einen am weitesten hinten liegenden Flanschabschnitt 63. Der vordere Abschnitt 62 ist so dargestellt, daß er nach vorn weisende linke und rechte ebene vertikale Oberflächen 64, 65 aufweist, und eine nach vorn weisende, zentrale, geringfügig ausgenommene Oberfläche 66. Der vordere Abschnitt weist Löcher auf, von denen einige mit dem Bezugszeichen 68 bezeichnet sind, die so ausgebildet sind, mit den vier Montagelöchern 60 in der Fokussierungselektrode ausgerichtet zu werden, und weiterhin so ausgebildet sind, daß sie den Durchgang der Schaftabschnitte der Befestigungsvorrichtungen 61 (Fig. 6) gestatten. Der plattenförmige, vordere Abschnitt 62 ist so dargestellt, daß er eine nach hinten weisende, ebene vertikale Oberfläche 67 (Fig. 16) aufweist.

Die nach vorn weisende Oberfläche der Anode ist so ausgebildet, daß sie an der keramische Halterungsoberfläche 67 anstößt. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird die Anode in dieser Position mit Hilfe von Befestigungsvorrichtungen 32, 32 (Fig. 5) gehalten. Der Keramikflanschabschnitt 63 erstreckt sich nach hinten von dem plattenförmigen vorderen Abschnitt 62 aus, und umgibt in Umfangsrichtung die Anode. Insgesamt führt dies dazu, daß die Anode innerhalb des Flanschabschnitts ausgenommen ist, jedoch nach hinten hin freiliegt, um die Wärmeabstrahlung von der Anode zu erleichtern. Der Hauptzweck des Flanschabschnitts 63 besteht in der Abschirmung der Anode gegen eine Bogenentladung um den vorderen, plattenförmigen Abschnitt herum, und um sicherzustellen, daß die Elektronen in der Richtung des Stroms 55 (Fig. 4) von der Kathode zur Anode fließen. Der plattenförmige Abschnitt ist so dargestellt, daß er ein Durchgangsloch 69 aufweist, um die kugelförmige Vertiefung in der Fokussierungselektrode 28 aufzunehmen, und den Durchgang von Elektronen von der Kathode durch die Fokussierungselektrode zur Anodenplatte zu gestatten. Wie besonders deutlich aus den Fig. 15 und 16 hervorgeht, weist der Flanschabschnitt der keramischen Halterung vier in Vertikalrichtung längliche Schlitze auf, von denen einige mit dem Bezugszeichen 70 bezeichnet sind, zur Aufnahme eines Aufnahmekanals der nach hinten verlaufenden Zungen auf der Fensterabschirmelektrode und der Kathodenabschirmelektrode.

Das verbesserte Gerät wird so zusammengebaut, wie dies im wesentlichen in Fig. 4 gezeigt ist. Im einzelnen werden die nach hinten verlaufenden Zungen auf der Kathodenabschirmelektrode und der Fensterabschirmelektrode durch die Halterungsschlitze 70 geführt, und werden ihre entfernten Enden umgebogen, wie dies in den Fig. 4 bis 6 gezeigt ist, um sie sicher in dieser Position festzuhalten. Die Anodenplatte wird an der Rückseite der keramischen Halterung befestigt, in der Ausnehmung, die in dem Flanschabschnitt 63 vorgesehen ist, und wird in dieser Position mit Hilfe vertikal beabstandeter Befestigungsvorrichtungen 32, 32 gehalten. Die Fokussierungselektrode wird für den Betrieb auf der zentralen, ausgenommenen Oberfläche 66 der keramischen Abschirmung angebracht, und kann in dieser Position durch die vier Befestigungsvorrichtungen 61 gehaltert werden. Die Anordnung wird innerhalb einer Röhre angeordnet, und wird im wesentlichen nur mit Deuteriumgas gefüllt. Wenn die Lampe mit Strom versorgt wird, treten Elektroden aus der Kathode 22 aus, und bewegen sich entlang dem Pfad 55 (Fig. 4) durch das Fokussierungselektrodenloch 59 zur Anode. Bei der in Fig. 4 gezeigten Anordnung wird deutlich, daß die Anode nach hinten hin freiliegt, da im wesentlichen kein den Wärmetransport behinderndes Material an ihrer Rückseite vorhanden ist. Im Betrieb kann daher Wärme von der Anode nach hinten abgestrahlt werden, und von der Lampe abgegeben werden.

Falls erwünscht kann eine Rippenanordnung oder ein anderes, die Oberfläche vergrößerndes wellenförmiges Teil betriebsmäßig mit der Rückseite der Anode verbunden sein, um die Wärmeabstrahloberfläche zu vergrößern.

Die verbesserte Lampe ist daher speziell so konstruiert und ausgebildet, daß sie die Wärmeabstrahlung in Rückwärtsrichtung von der Anode erleichtert. Dieses Merkmal unterscheidet sofort die verbesserte Lampe von Lampen nach dem Stand der Technik, welche eine Abstrahlungsbehinderungsmasse unmittelbar hinter der Anode vorsehen. Tatsächlich weisen einige Geräte nach dem Stand der Technik eine sandwichartige Anordnung der Anode zwischen anderen Halterungen auf. Daher muß sich Wärme von der Anode zuerst mittels Wärmeleitung durch die Abstrahlungsbehinderungsmasse bewegen, bevor sie abgestrahlt werden kann.

Bei der verbesserten Lampe hat sich herausgestellt, daß sie eine erhöhte Lebensdauer im Vergleich zur Lebensdauer von Lampen nach dem Stand der Technik aufweist, beispielsweise jene, die gemäß der Lehre des US-Patents Nr. 5 552 669 konstruiert sind. Fig. 17 ist ein schematisches Diagramm der prozentualen Anfangsintensität (Ordinate) bei 230 Nanometer (Bandbreite von 4 Nanometern) in Abhängigkeit von der Zeit (Abszisse), in Stunden. Hierbei gibt die Ordinate die prozentuale Abnahme der Anfangsintensität an. Anders ausgedrückt weist die Lampe eine Anfangsintensität auf, wenn die Lampe anfangs bei t = 0 Stunden in Betrieb genommen wird. Danach wird die Intensität der Lampe als Prozentsatz ihrer Anfangsintensität ausgedrückt. Die in Fig. 17 aufgetragenen Daten zeigen die Lebensdauer der verbesserten Lampe im Vergleich zur Lebensdauer einer Lampe nach dem Stand der Technik, die offenbar gemäß der Lehre des US-Patents Nr. 5 552 669 hergestellt wurde. Es wird darauf hingewiesen, daß die Intensität der vorliegenden, verbesserten Lampe konsistent höher ist als die Intensität der Lampe nach dem Stand der Technik, und daß der Unterschied der Lebensdauern im Verlauf der Zeit zuzunehmen scheint. Bei t = 500 Stunden weist die verbesserte Lampe eine Intensität von annähernd 80 bis 85% ihrer Anfangsintensität auf, dagegen die Lampe nach dem Stand der Technik etwa 70% ihrer Anfangsintensität. Bei t = 1000 Stunden weist die verbesserte Lampe eine Intensität von etwa 80% ihres Ursprungswertes auf, wogegen die Intensität der Lampe nach dem Stand der Technik auf etwa 55% ihres Ursprungswertes abgesunken ist. Bei t = 1500 Stunden beträgt die Intensität der verbesserten Lampe etwa 70% ihres Ursprungswertes, wogegen die Intensität der Lampe nach dem Stand der Technik auf etwa 50% ihres Ursprungswertes verringert wurde. Bei t = 2000 Stunden beträgt die Intensität der verbesserten Lampe immer noch 70 bis 75% ihrer Ursprungsintensität, wogegen die Lampe nach dem Stand der Technik tatsächlich bei etwa t = 1800 Stunden ausgefallen ist.

Die voranstehend geschilderten Daten stellen im wesentlichen das Ergebnis eines Produktlebensdauerversuches dar. In diesem Fall wurden sowohl die Lampe nach dem Stand der Technik als auch die verbesserte Lampe in getrennten Instrumenten untersucht, die unter identischen Bedingungen betrieben wurden. Die bei diesem Versuch eingesetzten Instrumente waren Absorptionsdetektoren des Typs Waters 2487 UV, die auf dem Gebiet der Flüssigkeitschromatographie verwendet werden. Obwohl die Lampen in zwei getrennten Instrumenten betrieben wurden, wurden die Intensitätsmessungen durch ein drittes getrenntes Instrument erhalten, wodurch sichergestellt wurde, daß die Daten nicht durch Unterschiede zwischen den Instrumenten beeinflußt wurden, und um so weit wie möglich eine Verschlechterung der Eigenschaften der Instrumente auszuschalten, die im Verlauf der Zeit auftreten können. Dies stellt ein übliches Verfahren zur Untersuchung der Lebensdauer von Deuteriumlampen dar.

Daher stellt die verbesserte Lampe den hauptsächlichen Vorteil einer längeren Lebensdauer als bei Lampen nach dem Stand der Technik zur Verfügung. Es wird angenommen, daß die längere Lebensdauer der verbesserten Lampe ihren verbesserten Wärmeabstrahleigenschaften zuzuschreiben ist, im Vergleich zu jenen von Lampen nach dem Stand der Technik.

Selbstverständlich berücksichtigt die vorliegende Erfindung, daß viele Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können. Beispielsweise können die Form und Ausbildung der Fensterabschirmelektrode und der Kathodenabschirmelektrode leicht geändert oder abgeändert werden. Die keramische Halterung kann aus Aluminiumoxid oder einem anderen dielektrischen Material ausgebildet werden. Ihr Flansch und ihre Plattenabschnitte können getrennt oder einstückig ausgebildet sein. Die verschiedenen Elektroden können aus Nickel oder dergleichen hergestellt werden. Die Anode kann auf andere Art und Weise an der Rückseite der keramischen Halterung befestigt werden, und dies gilt ebenso für die Fokussierungselektrode. Falls gewünscht können andere Geräte an der Rückseite des Mechanismus angebracht werden, um dessen Wärmeabstrahleigenschaften zu verbessern.

Daher wurde zwar eine bevorzugte Ausführungsform der verbesserten Lampe gezeigt und beschrieben, und wurden in dieser Hinsicht verschiedene Modifikationen erläutert, jedoch werden Fachleuten auf diesem Gebiet verschiedene zusätzliche Änderungen und Modifikationen auffallen, die vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben und von den nachstehenden Patentansprüchen umfaßt sein sollen.

Claims (11)

1. Lampe, mit einer gasgefüllten Glasumhüllung, einer Kathode, einer Anode, elektrischen Leitungen, welche abgedichtet die Umhüllung durchdringen, und mit der Anode und der Kathode verbunden sind, einer Fensterabschirmelektrode, einer Kathodenabschirmelektrode, einer Fokussierungselektrode und einer keramischen Halterung, wobei:
die keramische Halterung eine vordere Oberfläche aufweist, die zur Kathode hin weist, eine rückwärtige Oberfläche aufweist, die von der Kathode weg weist, und die Anode gegen die hintere Oberfläche gehalten ist, ohne wesentlich die Abstrahlung von Wärme in Rückwärtsrichtung von der Anode zu behindern.

2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode gegen die rückwärtige Oberfläche der Halterung durch einen Niet gehalten wird.

3. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode gegen die rückwärtige Oberfläche der Halterung durch einen Bolzen gehaltert wird.

4. Lampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Halterung mit einem Gewindesackloch versehen ist, um den Gewindeendabschnitt des Bolzens aufzunehmen.

5. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Abschirmung vorgesehen ist, die von der rückwärtigen Oberfläche der keramischen Halterung aus nach hinten verläuft, und die Anode umgibt, um eine Bogenentladung von der Anode zur Kathode zu verhindern.

6. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung mit Deuteriumgas gefüllt ist.

7. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus einem UV-durchlässigen Material besteht.

8. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Vorrichtung zur Vergrößerung der Oberfläche der Anode vorgesehen ist, um die Wärmeabstrahlung von dieser zu vergrößern.

9. Lampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mehrere Rippen aufweist, die sich von der Anode weg erstrecken.

10. Lampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Kühleroberfläche vorgesehen ist, die einen wellenförmigen Querschnitt aufweist, und an der Anode befestigt ist.

11. Lampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein an der Anode befestigtes Baffle vorgesehen ist.