DE2358573A1

DE2358573A1 - METHOD AND DEVICE FOR INCREASING THE SERVICE LIFE OF A QUARTZ COVERING FOR A LIGHT SOURCE OF HIGH POWER

Info

Publication number: DE2358573A1
Application number: DE2358573A
Authority: DE
Inventors: Harden Henry Troue
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1972-11-27
Filing date: 1973-11-24
Publication date: 1974-05-30
Also published as: JPS4984084A; US3851202A

Description

23. November 1973 Gzt/Ra.November 23, 1973 Gzt / Ra.

Union Carbide Corporation, New York, N.Y. 10017 / U.S.A.Union Carbide Corporation, New York, N.Y. 10017 / U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Steigerung der Lebensdauer einer Quarzumhüllung für eine Lichtquelle hoher LeistungMethod and device for increasing the service life a quartz envelope for a high power light source

Die Erfindung betrifft allgemein Bogenlichtquellen hoher Leistung und mehr im einzelnen eine .Vorrichtung und ein Verfahren zur Steigerung der Lebensdauer der lichtdurchlässigen Umhüllung einer Bogenlichtquelle hoher Leistung, insbesondere einer solchen Lichtquelle, deren Bogen Licht hoher Intensität mit überwiegend kontinuierlicher Spektralverteilung einschließlich ultravioletter Kurzwellenstrahlung unterhalb einer Wellenlänge von 16OO A erzeugt.The invention relates generally to high arc light sources Performance and more in detail a device and a method to increase the service life of the translucent envelope of a high-power arc light source, in particular such a light source whose arc includes light of high intensity with predominantly continuous spectral distribution ultraviolet shortwave radiation below a wavelength of 16OO A is generated.

Die Verwendung von Bogenlichtstrahlern hoher Leistung, insbesondere zur Erzeugung von Strahlungsenergie im ultravioletten Kurzwellenbereich, gewinnt besonders bei der Bestrahlung von Fotochemikalien an Bedeutung. Zur Zeit übliche Vorrichtungen zur Erzeugung von Licht hoher Intensität sind meist Lichtbogenausführungen, bei denen zwei Elektroden im Abstand voneinander an gegenüberliegenden Enden innerhalb einer von einer transparenten rohrartigen Umhüllung gebildeten Bogenkammer angeordnet sind, die fast ausnahmslos aus Quarz besteht. Diese Vorrichtungen arbeiten normalerweise mit einer kontinuierlichen turbulenten Strömung eines inerten Gases, das in die Druckkammer, und zwar in den Zwischenraum zwischen den Elektroden, einge-The use of high power arc light emitters, in particular for the generation of radiation energy in the ultraviolet shortwave range, wins especially with the irradiation of Photo chemicals in importance. Devices currently used to generate high-intensity light are mostly arc designs, where two electrodes are spaced apart at opposite ends within one of a transparent one tubular sheath formed arc chamber are arranged, which consists almost exclusively of quartz. These devices usually work with a continuous turbulent flow of an inert gas entering the pressure chamber, namely in the space between the electrodes,

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blasen wird. Obwohl ein beliebiges inertes Gas verwendet werden kann, wird Argon wegen seiner Verfügbarkeit und seiner Wirtschaftlichkeit bevorzugt.will blow. Although any inert gas can be used, argon is used because of its availability and its Economy preferred.

Für industrielle Verwendungszwecke, für die derartige Bogenlichtquellen hauptsächlich in Frage kommen, ist es wesentlich, daß solche Lichtquellen in der Lage sind, während einer relativ langen Gesamtbetriebsdauer von mindestens 100 Betriebsstunden zuverlässig zu arbeiten. Bisher versagte das transparente Fenster oder die Umhüllung, oft in Form einer Explosion, bereits nach der sehr kurzen Gesamtbetriebsdauer von einigen wenigen bis höchstens 10 Betriebsstunden. Diese Ausfälle traten plötzlich auf, häufig ohne jedes erkennbare Anzeichen von Abnutzung der Umhüllung. Zur Beseitigung dieser schwerwiegenden Mängel wurden doppelte konzentrische Umhüllungen verwendet. Die innere Umhüllung wurde zur Bildung der Lichtbogenkammer benutzt, während die äußere, radial von der inneren im Abstand angeordnete Umhüllung den größeren Anteil des Druckes aufnahm und in einigen Fällen zur Aufrechterhaltung einer Druckkraft auf die innere Umhüllung verwendet wurde. Ein Kühlgas wurde in den Zwischenraum zwischen den Umhüllungen eingeleitet, um diese abzukühlen und den thermischen Gradienten über der inneren Umhüllung zu vermindern. Obwohl die Verwendung zweier Umhüllungen die Lebensdauer der Bogenlichtquelle vergrößerte, war.die Steigerung der nunmehr möglichen Betriebszeiten bis zum Ausfall weiterhin nicht ausreichend. Vielmehr wiesen die doppelten Umhüllungen einige schwerwiegende Nachteile auf, sie vergrößerten nämlich die Komplexität und damit die Kosten der Herstellung und verminderten die Strahlungsausgangsleistung, da das Licht nunmehr zwei Medien zu passieren hatte.For industrial uses for which such arc light sources mainly come into question, it is essential that such light sources are able to during a relatively to work reliably over a long total operating time of at least 100 operating hours. So far, the transparent one has failed Window or cladding, often in the form of an explosion, after the very short total operating time of a few a few to a maximum of 10 operating hours. These failures were sudden, often with no discernible sign of Wear of the cladding. To overcome these serious shortcomings, double concentric jackets have been used. The inner envelope was used to form the arc chamber, while the outer one, spaced radially from the inner one arranged envelope took the greater part of the pressure and in some cases to maintain a compressive force was used on the inner wrapper. A cooling gas was introduced into the space between the casings, to cool them down and reduce the thermal gradient over the inner cladding. Although the use of two The service life of the arc light source was increased by increasing the operating times that are now possible still insufficient for failure. Rather, the double wrappings had some serious drawbacks, namely, they increased the complexity and thus the costs of manufacture and decreased the radiation output power, since the light now had to pass through two mediums.

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Auf gäbe." der" Erfindung ist es, die Zuverlässigkeit" und zulässige Gesamtbetriebsdauer von Bogenliehtquellen durch Steigerung der Lebensdauer der Quarzurahüllung zu erhöhen, also die Abnutzungsempfindlichkeit der Umhül^ng herabzusetzen und sie widerstandsfälliger gegenüber den harten Betriebsbedingungen und der intensiven Strahlung, der sie ausgesetzt ist, zu machen.On would give. "The" invention is to be the reliability "and allowable Total service life of arc sources by increasing the To increase the service life of the quartz urea casing, that is, to reduce the wear sensitivity of the casing and to make it more resistant compared to the harsh operating conditions and the intensive ones Radiation to which it is exposed.

Bei bisherigen Untersuchungen zur Verlängerung der Lebens- ' ; dauer des Quarzes wurde hauptsächlich davon ausgegangen, daß Stoffehler im Quarz, also mangelnde Reinheit sowie optische Fehlstellen als Ausgangspunkte für Abnutzung oder schnelle Alterung in Frage' kommen·.In previous studies on the extension of life '; duration of quartz was mainly assumed that Material defects in the quartz, i.e. a lack of purity and optical quality Defects as starting points for wear and tear or rapid aging come into question ·.

Aufgrund dieser Schlußfolgerung richteten sich alle ursprünglichen Versuche zur Verbesserung der Lebensdauer des Quarzes auf die Auswahl der im Hinblick auf ihre Reinheit und ihren Ultraviolett-iibertragungshereich besten Quarzmaterialien, wie etwa auf die unter den Handelsnamen Amerisil, Suprasil, Dynasil UV-IOOO, Thermal American Speetrosil und Quartz Silice Pursil 453 bekannten Quarze. Derartige Stoffe wiesen zwar beim Ausfall einige wenige sichtbare Anzeichen von Ab^- nutzung auf, hatten jedoch andererseits eine Gesamtlebensdauer von nur wenigen dutzenden Betriebsstunden, bevor die Zerstörung oder der Bruch eintrat. Darüber hinaus-erfolgte der Ausfall oft in Form einer Explosion.It was on the basis of this conclusion that all the original ones were directed Attempts to improve the life of the quartz on the selection of in terms of their purity and theirs Quartz materials with the best ultraviolet transmission, such as those available under the trade names Amerisil, Suprasil, Dynasil UV-IOOO, Thermal American Speetrosil and Quartz Silice Pursil 453 well-known quartz crystals. Such substances showed a few visible signs of ab ^ - on the other hand, had an overall lifetime of only a few dozen hours of operation before destruction or breakage occurred. In addition-took place the failure often takes the form of an explosion.

Im Gegensatz zu dem, was nach der obigen Auffassung über die Gründe der Quarzzerstörung angenommen werden-könnte,-wurde kürzlich entdeckt, daß bei Vorhandensein eines "Zusatzes, von Titan oder einem seiner Oxyde in dem Quarz bis zu einem ApseaßContrary to what is believed about the above Reasons for the destruction of the quartz could be assumed recently discovered that the presence of an "addition, of Titanium or one of its oxides in the quartz to an apseeate

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von mindestens 3 ppm die Lebenserwartung des Quarzes mindestens in der Größenordnung einer Zenerpotenz, d.h. also von einigen zehn auf einige hundert Stunden ansteigt. Aus dieser Erkenntnis wurde geschlossen, daß jeder beliebige Zusatz, der ein Absorptionsband unterhalb von l6OO A und einschließlich 10^9 A hat, die Lebensdauer des Quarzes positiv beeinflußt. Ein direkter und offenkundiger Vorteil dieser Entdeckung besteht darin, daß die Verwendung einer zweiten oder äußeren Umhüllung nicht erforderlich ist. Es wurde weiter beobachtet, daß bei Einschluß von Titan oder einem seiner Oxyde im Quarz oder vermutlich jedem Zusatz, der die oben erwähnten Erfordernisse erfüllt, jede Abnutzung oder Alterung so langsam auftritt und sichtbar feststellbar ist, daß eine ausreichende Warnmöglichkeit und genügend Zeit zum Austausch bzw. Ersetzen der Umhüllung gegeben ist, und damit die Möglichkeit der Zerstörung in Form einer Explosion wesentlich reduziert wird.of at least 3 ppm the life expectancy of the quartz at least in the order of magnitude of a zener power, i.e. increases from a few tens to a few hundred hours. From this realization it was concluded that any additive that would be an absorption band below 160 A and 10 ^ 9 A inclusive has positively influenced the life of the quartz. A direct and obvious benefit of this discovery is that that the use of a second or outer covering is not required. It was further observed that upon inclusion of titanium or one of its oxides in quartz or presumably any additive that meets the above requirements, any wear and tear or aging occurs so slowly and is visibly detectable that there is sufficient warning and there is enough time to exchange or replace the cover, and thus the possibility of its shape being destroyed an explosion is significantly reduced.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.Further features, advantages and possible applications of the invention emerge from the following description in conjunction with the attached drawings.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine typische Bogenstrahlungsquelle hoher Leistung, auf die sich die Erfindung bezieht, im Längsschnitt, und1 shows a typical high-power arc radiation source to which the invention relates, in longitudinal section; and

Fig. 2 eine graphische Darstellung einer typischen Spektralverteilung des von der Strahlungsquelle nach Fig. 1 emittierten Lichtes.Figure 2 is a graph of a typical spectral distribution of the light emitted by the radiation source according to FIG.

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Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt im allgemeinen zwei im Abstand angeordnete Elektroden 12 und lh, die innerhalb einer von einer transparenten Quarzumhüllung 20 gebildeten, gasdichten Lichtbogen—Druckkammer 16 axial ausgerichtet sind. Jede" Elektrode ist düsenähnlich ausgeführt und weist eine zentrale Bohrung auf. Diese Anordnung ist jedoch so zu verstehen, daß die Erfindung weder auf die in Pig. I gezeigte spezifische Bogenquellenanordnung noch auf die.hohle Ausführung der Elektroden beschränkt ist. Turbulent strömendes, gasförmiges Argon wird durch die Gaseinlaßöffnung 22 in die Lichtbogenkammer l6 eingeblasen, so daß in der Kammer eine starke turbulente Gasströmung entsteht. Das Gas tritt aus der Bohrung jeder Elektrode aus. Zwischen den Elektroden wird ein Lichtbogen 18 errichtet und von der Leistungsversorgung 24 aufrechterhalten. Der Lichtbogen 18 endet an jeder Elektrode innerhall) der Düsenbohrung an einer Stelle in relativer Nähe zu den angrenzenden Enden der Elektroden,, Das turbulent strömende Gas schnürt die Lichtbogensäule 18 zusammen und erhöht dadurch die Liehthogenintensität, wodurch sich Lichtbogen-StromdichtenThe apparatus shown in Fig. 1 generally comprises two spaced-apart electrodes 12 and lh, which formed within a transparent quartz envelope 20 by a gas-tight arc-pressure chamber are axially aligned sixteenth Each "electrode is designed like a nozzle and has a central bore. This arrangement is to be understood, however, that the invention is not limited to the specific arc source arrangement shown in Pig. I nor to the hollow design of the electrodes. Turbulent flowing, gaseous argon is blown into the arc chamber 16 through the gas inlet port 22 so that a strong turbulent gas flow is created in the chamber. The gas exits the bore of each electrode. An arc 18 is established between the electrodes and is maintained by the power supply 24. The arc 18 ends at each electrode inside the nozzle bore at a point in relative proximity to the adjoining ends of the electrodes. The turbulent gas constricts the arc column 18 and thereby increases the arc intensity, which results in arc current densities

in der Größenordnung von 2000 A/cm oder mehr ergeben.on the order of 2000 A / cm or more.

Die die Lichtbogen-Druckkammer 16 bildende Quarzumhüllung 20 muß nicht nur die von der Lichtbogensäule 18 emittierte Strahlungsenergie zweckmäßigerweise mit möglichst geringem Verlust übertragen, sondern auch stark genug sein, um dem Druck innerhalb der Kammer 16 und der von dem höchst intensiven Lichtbogen abgestrahlten Wärme widerstehen zu können. Die Lichtbogensäule 18 emittiert ein kontinuierliches Strahlungsspektrum mit der in Fig. 2 gezeigten typischen Verteilung. Die gesamte auf die Umhüllung auftreffende StrahlungsenergieThe quartz envelope 20 forming the arc pressure chamber 16 not only must the radiant energy emitted by the arc column 18 expediently with as little loss as possible transferred, but also be strong enough to withstand the pressure within the chamber 16 and to be able to withstand the heat radiated from the highly intense arc. The arc column 18 emits a continuous radiation spectrum with the typical distribution shown in FIG. All of the radiant energy hitting the envelope

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Q ΟQ Ο

beträgt mindestens 310 W/cm (2000 Watt pro inch ) der Quarzoberfläche. Quarz überträgt Strahlung entsprechend der Gleichung:is at least 310 W / cm (2000 watts per inch) of the quartz surface. Quartz transmits radiation according to the equation:

¹ = ¹ =

wobei I = übertragene Strahlung, I = auftreffende Strahlung,where I = transmitted radiation, I = incident radiation,

Os = von der Wellenlänge abhängiger Absorptionskoeffizient,Os = absorption coefficient depending on the wavelength,

t = Quarzdicke
"X = Wellenlänget = quartz thickness
"X = wavelength

Die Größe von o( -\ steht in umgekehrtem Verhältnis zur Wellenlänge im kurzwelligen Ultraviolett-Bereich. Es ist bekannt, daß Quarz Strahlung einer Wellenlänge oberhalb 1800 Ä wirksam überträgt, wobei o^ ■> relativ klein ist, während im kurzwelligen Ultraviolett-Bereich bei einer Wellenlänge unterhalb 18Ü0 Ä der Absorptionskoeffizient sehr groß wird. Da die Lichtbogensäule 18 nur in sehr geringem Maße Strahlung einer Wellenlänge unterhalb 1800 5. emittiert, dürfte die auf die Quarzumhüllung 20 auftreffende starke Strahlung der Lichtbogensäule bei der schnellen Abnutzung des Quarzes nur eine unbedeutende Rolle spielen. Obwohl auch Strahlung geringerer Wellenlänge als 1800 Ä aufgrund von Argonatomen emittiert wird, die aus der Nähe der Lichtbogensäule 18 nach außen in einen relativ kühleren Bereich getragen worden sind, so kann eine derartige Strahlung hauptsächlich wegen ihrer verhält-The size of o (- \ is inversely related to the wavelength in the short-wave ultraviolet range. It is known that quartz effectively transmits radiation of a wavelength above 1800 Å, where o ^ ■> is relatively small, while in the short-wave ultraviolet range at The absorption coefficient becomes very large at a wavelength below 18Ü0 Å. Since the arc column 18 emits only a very small amount of radiation of a wavelength below 1800 5, the strong radiation of the arc column hitting the quartz envelope 20 should only play an insignificant role in the rapid wear of the quartz Although radiation with a wavelength of less than 1800 Å is also emitted due to argon atoms which have been carried outwards from the vicinity of the arc column 18 into a relatively cooler area, such radiation can mainly be due to its behavior.

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nisiiiäßig niedrigen Intensität kein bedeutsamer Faktor sein. Vielmehr wird ein Großteil dieses Strahlungsflusses auf die Lichtbogensäule 18 treffen oder sie durchqueren, wobei sie leicht wieder absorbiert würde. Aus den obigen Gründen wurde bisher hauptsächlich die Aufmerksamkeit auf die physische und thermische Belastung der Quarzumhüliung gerichtet.Necessarily low intensity will not be a significant factor. Rather, a large part of this radiation flux is on the Arc pillar 18 hit or traverse them, taking them would be easily reabsorbed. For the above reasons, so far the main focus has been on the physical and thermal load of the quartz casing directed.

Als Ergebnis umfangreicher Auswertungen wurde ermittelt, daß in der Tat die bei ungefähr 1049 Ä liegende Resonanzstrahlung des Argons Spannungsanhäufungen bis tief in die Wände der Quarzumhüllung hinein verursachte. Was früher als thermische Spannungsanhäufungen innerhalb der Wände angesehen wurde, wurde als Ergebnis von Beschädigungen der Struktur durch die Absorption von Resonanzstrahlung des Argons bei einer Wellenlänge von ungefähr 1049 A* erkannt. Resonanzstrahlung entsteht, wenn ein im angeregten. Zustand befindliches Elektron vom niedrigsten angeregten Energiezustand in den nicht angeregten Energiezustand oder Grundzustand zurückkehrt und dabei ein Quant Strahlungsenergie abgibt. Die hauptsächliche Resonanzlinie für Argon liegt bei 1049 A. Diese Wellenlänge wird sofort von der gesamten Wandstruktur der Quarzumhüllung absorbiert j was Spannungen verursacht und das Gefüge schwächt.As a result of extensive evaluations, it was found that in fact the resonance radiation, which is around 1049 Å of argon caused voltage accumulations deep into the walls of the quartz envelope. What earlier than thermal Stress accumulation within the walls was viewed as a result of damage to the structure due to the absorption of resonance radiation of argon at one wavelength of approximately 1049 A *. Resonance radiation occurs when an im excited. State of the electron from the lowest excited energy state to the unexcited energy state or the ground state returns and thereby a quantum of radiant energy gives away. The main line of resonance for argon lies at 1049 A. This wavelength is immediately reflected by the entire wall structure The quartz envelope absorbs what causes stress and the structure weakens.

Obwohl anzunehmen ist, daß dieser Resonanzlinie entsprechende Strahlung innerhalb der Lichtbogensäule wieder absorbiert wird und daher im allgemeinen nie den Lichtbogenbereich verläßt, wurde geschlossen, daß in der Tat ein Austritt solcher Strahlung aus dem Lichtbogenbereich stattfinden muß. Darüber hinaus erfordert eine derart schnelle Spannungskonzentration und damit verbundene Zerstörung des Quarzgefüges, wie sie beobachtet wurde, einen relativ hohen Pegel an derartiger Strahlung.Although it can be assumed that this resonance line corresponds Radiation is absorbed again within the arc column and therefore generally never leaves the arc area, it was concluded that such radiation must indeed emerge from the arc region. It also requires such a rapid concentration of stress and thus associated destruction of the quartz structure, as observed, a relatively high level of such radiation.

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Es wurde schließlich entdeckt, daß die Quelle derart intensiver Resonanzstrahlung im 1049 Ä-Bereich die Endabschnitte des Lichtbogens und/oder die Ansatzflamme innerhalb der Bohrung einer jeden Diisenelektrode sind, wo eine ausreichende Kühlung stattfindet, um die Elektronen in den Grundzustand zurückzuführen und ltesonanzstrahlung freizugeben. Hieraus wurde geschlossen, daß die Spannungskonzentration und Zerstörung des Gefüges der Wände der Quarzumhüllung verhindert oder zumindest bedeutend reduziert werden könnte, wenn das Eindringen solcher Strahlung in die Quarzwand beträchtlich vermindert werden könnte.It was finally discovered that the source of such intense resonance radiation in the 1049 Å range was the end portions of the arc and / or the attachment flame within the bore of each diode electrode are where sufficient Cooling takes place in order to return the electrons to the ground state and to release ionic resonance radiation. From this it was concluded that the stress concentration and destruction of the structure of the walls of the quartz envelope prevented or at least could be significantly reduced if the penetration of such radiation into the quartz wall is significant could be decreased.

Durch die vorliegende Erfindung wird gezeigt, daß, wenn ein Zusatz, wie etwa Titan oder eines seiner 0x3'de, das unterhalb einer Wellenlänge von l6üü A einen sehr großen Absorptionskoeffizienten aufweist, innerhalb des Quarzes enthalten ist, ein hreites Absorptionsband unterhalb von l6üü A* auftritt und die Wellenlänge 10^9 α einschließt, wodurch die Durchdringungsanfälligkeit des Quarzes gegenüber kurzwelliger ultravioletter Strahlung unterhalb einer Wellenlänge von l600 Ä* beträchtlich herabgesetzt wird. Obwohl Titan und/oder seine Oxyde vorgezogen werden, kann jeder beliebige Zusatz, der dieses charakteristische Absorptionsband aufweist, verwendet werden. Es sollen hier als Titanoxyde besonders TiO und TiO₂ genannt werden, ohne sieh jedoch auf diese Oxyde zu beschränken. Quarz ist im Handel je nach seinem Reinheitsgrad erhältlich. Es wurden einige im Handel erhältliche Quarzsorten geringerer Qualität chemisch analysiert, von denen bekannt war, daß sie eine Vielzahl Verunreinigungen einschließlich Spuren von Titan und/oder dessen Oxyden enthielten. Es zeigte sich, daß der Konzentrationsgrad an Titan und/oder dessen Oxyden mindestensThe present invention shows that if an additive, such as titanium or one of its 0x3'de, which has a very large absorption coefficient below a wavelength of l6üü A, is contained within the quartz, a third absorption band below l6üü A * occurs and the wavelength includes 10 ^ 9 α, whereby the susceptibility of the quartz to penetrate short-wave ultraviolet radiation below a wavelength of 1,600 Å * is considerably reduced. Although titanium and / or its oxides are preferred, any additive exhibiting this characteristic absorption band can be used. _{TiO and TiO 2 in} particular should be mentioned here as titanium oxides, without, however, being restricted to these oxides. Quartz is available commercially depending on its degree of purity. Some lower quality commercially available quartz grades known to contain a variety of contaminants including traces of titanium and / or its oxides have been chemically analyzed. It was found that the degree of concentration of titanium and / or its oxides at least

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ungefähr 3 PPP betragen muß, um eine beträchtliche Steigerung der Lebensdauer der Quarzumhüllung sicherzustellen, wenn die Quarzumhüllung der intensiven Strahlung einer Lichtbogen-Strahlungsquelle mit einem nennenswerten Strahlungsanteil unterhalb einer Wellenlänge von l60ü A .ausgesetzt ist. Bei Verwendung geschmolzenen Quarzmaterials mit einem Anteil von mindestens ungefähr 5 ppm Titan und/oder dessen Oxyden wurde die Lebensdauer der Quarzumhüllung auf das iO-fache ausgedehnt, verglichen mit der unter ansonsten identischen Betriebsbedingungen erreichten Lebensdauer einer Umhüllung aus im wesentlichen reinem Quarzmaterial mit nur einer Spur an Titan und/oder dessen Oxyden.needs to be around 3 PPP for a substantial increase ensure the life of the quartz cladding if the Quartz encapsulation of the intense radiation from an arc radiation source is exposed to a significant proportion of radiation below a wavelength of 160 ° A. at Use of molten quartz material with a proportion of at least approximately 5 ppm titanium and / or its oxides was the service life of the quartz casing is extended to OK, compared with the service life achieved under otherwise identical operating conditions of a casing made of essentially pure quartz material with only a trace of titanium and / or its oxides.

Eine weitere Analyse, zeigt, daß ctie Verteilung und Anordnung des Zusatzes innerhalb des Wandvoluiaens der Quar.zumb.ullung ebenfalls von Bedeutung ist. Vorzugsweise wird der Zusatz gleichmäßig, hauptsächlich aji der inneren Oberfläche der Wand der Quarzumhüllung leonzentriert, im Gegensatz zu einer Verteilung über das Wandvolumen der Quarzumhüllung. Hierdurch wird das Eindringen der zerstörenden kurzwelligen Ultraviolettstrahlung der Wellenlänge 1049 A weiter beschränkt und ßin rechtzeitiges sichtbares Erkennen des Ausmaßes der Umhiillungsabmitzung ermöglicht. Eine bevorzugte Technik zur Verteilung einer größeren Konzentrat i'o η an Titan und/oder dessen Oxyden auf der inneren Oberfläche der Wand der Quarzumhüllung würde in der Herstellung einer beschichteten Quar^mhiillung bestehen, wobei deren innere Schicht die größte Konzentration des Zusatzes enthält.Further analysis shows that ctie distribution and arrangement of the addition within the wall volume of the quartz to fill is also important. Preferably the addition evenly, mainly aji of the inner surface of the wall the quartz envelope is leonocentrated, as opposed to a distribution over the wall volume of the quartz envelope. Through this becomes the penetration of destructive short-wave ultraviolet radiation the wavelength 1049 A further limited and ßin timely visible recognition of the extent of the sheath wear enables. A preferred technique for distribution a larger concentrate i'o η of titanium and / or its Oxides on the inner surface of the wall of the quartz envelope would result in the manufacture of a coated quartz envelope exist, the inner layer of which contains the greatest concentration of the additive.

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Claims

f l.y Procedure to increase the life span of a «., luarziiieclium, which is used as a light-transmitting component in a light source, which is applied to the surface of the component total radiation exposure is at least approximately 310 V / cm and a significant part of the radiation in the short-wave ultraviolet range below one wavelength of 1,600 Å, characterized in that an additive is added to the quartz, its absorption band is below a wavelength of l6Oü Λ and the wavelength 10Ί9 Ä * includes.

2. The method according to Ansi) ruch 1, characterized in that the light source is a plasma arc with a turbulent flow of gas consisting essentially of argon, and that the quartz medium surrounds the arc in the form of a tubular envelope and forms the arc chamber, and that at least 3 ppm of titanium and / or one of its oxides are added as an additive.

3. Method for increasing the service life of a quartz medium, which is used as a loan-transferring envelope for a light source of the plasma radiant arc type is used, A significant part of the emitted light incident on the component is short-wave ultraviolet radiation with a wavelength below l6üü A,

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characterized in that in the production of a coated ü_uarzumhüllung provided at least one layer which contains at least about 3 ppm titanium and / or one of its oxides.

H. Device for generating a light radiation of high intensity with a continuous spectral distribution, which extends from the ultraviolet range at least to the visible range, - with two spaced apart electrodes, between which an arc is built up, a single tubular quartz envelope that surrounds the electrodes and thus forms an arc chamber, the envelope being the only light-transmitting enclosure, a device for introducing turbulent argon gas into the arc chamber and a power supply device for maintaining the arc, characterized in that the only U_uarzumhüllung at least ^ 3 ppm of an additive made of titanium and / or one of its oxides, which makes the envelope less susceptible to aging or wear from short-wave ultraviolet radiation energy. . .

5. Apparatus according to claim h, dadui * ch characterized in that a larger proportion of the additive is contained within the envelope on its inner surface opposite the arc.

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