DE2363843A1 - Metalljodiddampf-entladungslampe - Google Patents

Description

PHILIPS PATEUiIVERWALTUlTG GMBH, 2 Hamburg 1, Steindamm 94

Metallj odiddampf-Entladungslampe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Metalljodiddampf-Entladungslampe mit einem Entladungsgefäß, das Edelgas zum Zünden, ein Metall sowie Jod in einer dem Metall äquivalenten Menge enthält.

Die bekannten Lampen dieser Art, welche überwiegend Hochdrucklampen sind, enthalten als Metall praktisch immer Quecksilber und können darüber hinaus weitere Metalle, wie Thallium, Indium und Natrium sowie Seltene Erden, aufweisen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eisenspektrallampe zu schaffen, die als Wellenlängen-Normal auf der Basis des Eisen-Linienspektrums verwendbar ist. Bekannte Eisenspektrallampen arbeiten mit einem frei brennenden Eisenbogen. Derartige Bögen neigen jedoch zum instabilen Brennen und haben, sofern sie nicht in inerter Atmosphäre betrieben werden, ein durch störende Molekülbanden überlagertes Eisenlinienspektrum. Ferner kennt man verschiedene Ausführungen von Eisen-Hohlkathodenlampen, die jedoch lichtschwach sind, eine geringe Lebensdauer aufweisen und aufwendig in der Versorgung sind.

Gemäß der Erfindung läßt sich eine Entladungslampe eingangs erwähnter Art als Eisenspektrallampe ausbilden, wenn in das Entladungsgefäß Eisenjodid (PeJ₂) und Wasserstoff eingegeben ist. Diese Lampe enthält also kein Quecksilber.

Elementares Eisen hat bei technisch beherrschbaren Wandtemperaturen bis zu etwa 900⁰C einen zu geringen Dampfdruck, um in einer Eisenspektrallampe der vorliegenden Art wirksam eingesetzt werden zu können. Aus diesem Grunde wird in das Entladungsgefäß Eisenjodid eingegeben, das einen sehr viel höheren Dampfdruck als Eisen besitzt. Das Eisenjodid kann in fester Form als FeJp oder als Fe und Jp im entsprechenden stöchiometrischen Verhältnis in das Entladungsgefäß eingebracht werden.

Eine derartige Lampe wird, wie üblich, durch Edelgas, z.B. Argon und/oder Krypton, gezündet. Die Brennspannung eines so erzeugten Bogens und damit die zuführbare Leistung sowie die erreichbare Wandtemperatur des Entladungsgefäßes sind jedoch normalerweise so niedrig, daß selbst das Eisenjodid nur ungenügend verdampft. Eine ausreichende Verdampfung des FeJp ist jedoch Voraussetzung, daß in der Lampe genügend anregbares Eisen vorhanden ist. Durch Zufügen von Quecksilber könnte zwar die zuführbare Leistung erhöht werden, jedoch wurden sich dadurch

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die Eisenspektrallinien in unerwünschter Weise verbreitern bzw. verschieben. Eerner würde das unerwünschte Spektrum des Quecksilbers auftreten. Gemäß der Erfindung wird durch Zufügen einer geringen Menge Wasserstoff die Wandtemperatür des Entladungsgefäßes auf den zur quantitativen Verdampfung des Eisenjodids erforderlichen Wert (etwa 500 bis 600⁰C) gebracht, ohne daß die Eisenlinien meßbar beeinflußt werden.

Es sei noch erwähnt, daß es bei Hochdruck-Gasentladungslampen mit Quecksilber bekannt ist, Wasserstoff zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit einzubringen (OE-PS 196 503).

Vorzugsweise beträgt die eingegebene Menge an Eisenjodid 0,1 bis 5 /uMol pro cm Inhalt des Entladungsraumes und ist der Wasserstoff mit einem Druck von 0,05 bis 2 Torr vorhanden. Eine derartige Lampe weist im Betrieb einen Gesamtdruck von etwa 100 bis 1000 Torr auf.

Damit der Wasserstoff aus dem Entladungsgefäß während des Betriebes nicht herausdiffundiert, kann das Entladungsgefäß in an sich bekannter Weise in einem Außenkolben angeordnet sein. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung einer derartigen Lampe nach der Erfindung ist im Außenkolben Wasserstoff mit einem Druck von 0,3 bis 20 Torr vorhanden. Hierdurch wird erreicht, daß bei Betriebstemperatur die Wasserstoff-Partialdrücke im Entladungsgefäß und im Außenkolben gleich sind.

Zur Verhinderung von elektrischen Durchschlägen im Außenkolben kann sich in diesem ferner ein Löschgas, vorzugsweise Stickstoff, mit einem Druck zwischen 10 und1000 Torr befinden.

Damit die ultravioletten Spektrallinien des Eisens austreten können, kann der Außenkolben ganz oder teilweise aus einem UV-transparenten Material, vorzugsweise Quarz, bestehen.

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Die Erfindung wird nunmehr anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Entladungslampe nach der Erfindung in natürlichem Maßstab.

Mit 1 ist ein Entladungsgefäß aus Quarz bezeichnet, in welchem sich zwei Elektroden 2 aus Wolfram befinden, die über Molybdän-Durchführungen 3 mit Stromzuführungsdrähten 4 und 5 verbunden sind. Das Entladungsgefäß 1 ist in einem Außenkolben 6 aus Quarzglas angeordnet.

Der Innendurchmesser des Entladungsgefäßes 1 ist 15 mm, sein •2.

Inhalt 7 cm . Der Abstand der Elektroden 2 voneinander und damit die Bodenlänge beträgt 4 cm. Der zwischen den Elektroden 2 brennende Lichtbogen hat einen Durchmesser von etwa 1,5 mm.

Die Füllung des Entladungsgefäßes 1 besteht im kalten Zustand aus:

1 /

20 Torr Argon
0,25 Torr H₂

Die Füllung des Außenkolbens 6 besteht im kalten Zustand aus:

2 Torr H₂
400 Torr U₂

Die Lampe wurde mit einer Wechselspannung von 95 ^v _ef-p ^und ^^{20 V}St>itze ^mi^ ^einer Leistungsaufnahme von 110 W betrieben. Die Lampe erreichte eine Lebensdauer von 500 Stunden.

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Mit einer derartigen Lampe wurden intensive Eisenspektrallinien erzeugt ohne Verunreinigungen im Linienspektrum (auch nicht von Jod oder Yiasserstoff). Die Halbwertsbreite und Verschiebung der Spektrallinien war kleiner als 0,025 a« Diese Lampe ist somit als Wellenlängen-Formal im Spektralbereich zwischen 200 und 1000 nm verwendbar.

Patentansprüche: - 6 -

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Claims (5)

1. Patentansprüche;

   ^!1.j Metalljodiddampf-Entladungslampe mit einem Entladungsgefäß, das Edelgas zum Zünden, ein Metall sowie Jod in einer dem Metall äquivalenten Menge enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Eisenspektrallampe in das Entladungsgefäß Eisenjodid (PeJp) und Wasserstoff eingegeben ist.
2. 2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingegebene Menge an Eisenjodid 0,1 bis 5 /uMol pro cm^ Inhalt des Entladungsraumes beträgt und der Wasserstoff mit einem Druck von 0,05 bis 2 Torr vorhanden ist.
3. 3. Lampe nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei der das Entladungsgefäß in einem Außenkolben angeordnet ist, dadurch -gekennzeichnet, daß im Außenkolben Wasserstoff mit einem Druck von 0,3 bis 20 Torr vorhanden ist.
4. 4. Lampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Außenkolben ferner ein Löschgas mit einem Druck zwischen 10 und 1000 Torr befindet.
5. 5. Lampe nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß das Löschgas Stickstoff ist.

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