-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine tragbare Lichtquellenvorrichtung,
die zum Arbeitsort mitgebracht werden kann.
-
Allgemeiner Stand der Technik
-
Als
Technik auf einem solchen Gebiet ist konventionell die offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. HEI
8-329732 bekannt. Die in dieser Veröffentlichung offenbarte Lichtquellenvorrichtung weist
Mittel zum Kühlen
einer Deuteriumlampe auf. Und zwar ist die Deuteriumlampe in einem
Lichtquellenblock untergebracht, während eine in dem Lichtquellenblock
ausgebildete Lüftungsöffnung und
ein Kühlungsventilator über einen
Luftkanal miteinander verbunden sind, so dass von dem Kühlungsventilator ausgehender
Kühlwind
durch den Lichtquellenblock geleitet wird und dadurch indirekt die
Deuteriumlampe kühlt.
-
Offenlegung der Erfindung
-
Die
oben genannte konventionelle Lichtquellenvorrichtung ist zwar so
ausgelegt, dass die Deuteriumlampe mit Hilfe von Kühlwind gekühlt wird,
die Deuteriumlampe arbeitet jedoch nicht auf stabile Weise, wenn
sie einfach gekühlt
wird, und erreicht möglicherweise
nicht die gewünschte
Stabilität
bei der Ausgangsleistung, wenn sie übermäßig gekühlt wird. Dies ergibt sich
durch den Aufbau der Deuteriumlampe, die einen geringen Innendruck
von ungefähr
1/100 atm aufrechterhält,
wodurch sie eine Kennlinie aufweist, die sehr leicht von Temperaturänderungen
in der Außenluft
beeinflusst wird. Während die
Deuteriumlampe in dem Lichtquellenblock untergebracht ist, wird
dieser konventionell so genutzt, dass er sich in direktem Kontakt
mit der Außenluft
befindet, wodurch die Deuteriumlampe Änderun gen der Außentemperatur
am Arbeitsort ausgesetzt ist und das Problem bestehen bleibt, dass
die Deuteriumlampe nur schwer eine stabile Ausgangskennlinie erreicht.
-
Die
offengelegte
japanische Patentanmeldung
Nr. HEI 8-233659 offenbart
ein Mittel für
das direkte Kühlen
einer Deuteriumlampe in einem Zustand, in dem sie in einer Lichtquellenkammer
untergebracht ist. Die offengelegte
japanische
Patentanmeldung Nr. HEI 9-27213 offenbart eines, bei dem eine
Xenonlampe, die keine so genaue Temperatursteuerung erfordert wie
die Deuteriumlampe, in einem Lampengehäuse untergebracht ist und auf
indirekte Weise von einem Kühlungsventilator
gekühlt wird.
Die offengelegte
japanische
Patentanmeldung Nr. SHO 57-165811 offenbart eine Lichtquellenvorrichtung,
die so konfiguriert ist, dass eine Kondensorlinse mit kühler Außenluft
angeblasen wird, sobald die Lampe eingeschaltet wird. Das
japanische Gebrauchsmuster mit der
Registriernummer 2561305 offenbart eine abnehmbare Lichtquelleneinheit
(Objektivtubus) bei einer Lichtquellenvorrichtung.
-
Um
die oben genannten Probleme beseitigen zu können, besteht eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung darin, eine tragbare Lichtquellenvorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, bei der es insbesondere weniger wahrscheinlich ist,
dass sie von Temperaturänderungen
der Außenluft
beeinflusst wird, damit man eine sehr hohe Stabilität bei der
Ausgangsleistung erhält.
-
Diese
tragbare Lichtquellenvorrichtung umfasst Folgendes: einen in einem
Gehäuse
befestigten Lampenbehälter,
in dem eine Deuteriumlampe untergebracht ist, die eine vorgegebene
Lichtwellenlänge erzeugt,
und der eine Lichtaustrittsöffnung
aufweist, die das von der Deuteriumlampe emittierte Licht herauslässt, eine
Stromversorgungseinheit, die in dem Gehäuse befestigt ist und die Deuteriumlampe
antreibt, einen Kühlungsventilator,
der an dem Gehäuse befestigt
ist und einen forcierten Luftstrom in dem Gehäuse erzeugt, und eine Lichtleiterröhre, die
so an dem Lampenbehälter
befestigt ist, dass sie die Lichtaustrittsöffnung des Lampenbehälters verlängert.
-
Bei
dieser tragbaren Lichtquellenvorrichtung handelt es sich um eine
Vorrichtung für
das Anschalten/Blinkenlassen einer Deuteriumlampe. Die Deuteriumlampe
arbeitet nicht auf stabile Weise, wenn sie einfach gekühlt wird.
Das liegt daran, dass in der Deuteriumlampe ein geringer Druck (z.B.
ungefähr 1/100
atm) aufrechterhalten wird und diese dadurch eine Ausgangskennlinie
aufweist, die Temperaturänderungen
gegenüber
recht empfindlich ist. Aus diesem Grund ist eine solche Deuteriumlampe
in einem Lampenbehälter
untergebracht und gleichzeitig in einem Gehäuse, damit sich der Einfluss
von Temperaturänderungen
in der Außenluft
stark verringert. Und zwar ist die Deuteriumlampe, die Temperaturänderungen
gegenüber
empfindlich ist, nicht nur von dem Lampenbehälter umgeben, sondern auch
von dem Gehäuse,
wodurch sie in einer doppelt abschirmenden Konstruktion untergebracht
ist. Es ist des Weiteren bekannt, dass Ozon erzeugt wird, wenn Ultraviolettstrahlen
in die Luft emittiert werden. Daher wird bei der vorliegenden Erfindung
eine Lichtleiterröhre bereitgestellt,
die die Lichtaustrittsöffnung
des Lampenbehälters
verlängert,
so dass der Kühlwind
nicht durch die Ultraviolettstrahlen strömt. Infolgedessen wird verhindert,
dass Ozon in dem Teil auftritt, in dem die Ultraviolettstrahlen
in dem Gehäuse
auftreten, wodurch auf geeignete Weise verhindert wird, dass das
emittierte Licht aufgrund des Auftretens von Ozon fluktuiert.
-
Bei
der tragbaren Lichtquellenvorrichtung ist vorzugsweise eine Kondensorlinse
in der Lichtaustrittsöffnung
des Lampenbehälters
angeordnet. Wenn eine solche Konfiguration eingesetzt wird, kann
die Kondensorlinse auf geeignete Weise eingebaut und so angeordnet
werden, dass sie sich an die Deuteriumlampe annähert und somit eine größere Menge Licht
gesammelt werden kann, wodurch sich die Lichtintensität erhöht.
-
Bei
der tragbaren Lichtquellenvorrichtung wird die Kondensorlinse vorzugsweise
zwischen der Lichtleiterröhre
und dem Lampenbehälter
gehalten und befestigt. Durch eine solche Konfiguration wird es
einfacher, eine Kondensorlinse anzubringen, die den Kennlinien der
Deuteriumlampe entspricht, wodurch die Effizienz beim Betrieb und
die Wahlfreiheit bei der Auswahl von Kondensorlinsen verbessert wird.
-
Bei
der tragbaren Lichtquellenvorrichtung ist die Kondensorlinse vorzugsweise
in einer verlängerten Öffnung der
Lichtleiterröhre
angeordnet. Wenn eine solche Konfiguration eingesetzt wird, kann
die Kondensorlinse auf geeignete Weise eingebaut und so angeordnet
werden, dass sie nahe an die Deuteriumlampe herankommt und somit
eine größere Menge
Licht gesammelt werden kann, wodurch sich die Lichtintensität erhöht.
-
Bei
der tragbaren Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 5 wird das hintere
Ende eines Adapters für
einen optischen Verbinder vorzugsweise von der Seite ihres vorderen
Endes so in die verlängerte Öffnung der
Lichtleiterröhre
eingeführt,
dass das vordere Ende des Adapters nicht vom Gehäuse geschützt ist. In diesem Fall ist
es aufgrund des Adapters für
den optischen Verbinder einfacher, optische Verbindungen außerhalb
des Gehäuses
vorzunehmen, während
in dem Gehäuse
eine Konstruktion erzielt wird, bei der die Ultraviolettstrahlen
nur schwer vom Kühlwind
beeinflusst werden können,
wodurch sich die optischen Ausgangskennlinien ziemlich gut stabilisieren
lassen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine Perspektivansicht, die eine Ausführungsform der Deuteriumlampe
zeigt, die bei einer tragbaren Lichtquellenvorrichtung eingesetzt wird,
-
2 ist
eine Querschnittsansicht von 1,
-
3 ist
eine Perspektivansicht, die eine Ausführungsform der tragbaren Lichtquellenvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt,
-
4 ist
eine Schnittansicht der in 3 gezeigten
Lichtquellenvorrichtung,
-
5 ist
eine Schnittansicht der in 3 gezeigten
Lichtquellenvorrichtung,
-
6 ist
eine vergrößerte Schnittansicht,
die einen Zustand zeigt, in dem eine Deuteriumlampe in einem Lampenbehälter angebracht
ist,
-
7 ist
eine Draufsicht auf den Lampenbehälter,
-
8 ist
eine Seitenansicht des Lampenbehälters,
-
9 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX in 7,
-
10 ist
eine Vorderansicht des Lampenbehälters,
-
11 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie XI-XI in 10,
-
12 ist
eine Vorderansicht, die eine Lichtleiterröhre zeigt,
-
13 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII in 12,
-
14 ist
eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Lichtleiterröhre, einer
Wärmedämmplatte
und eines Adapters,
-
15 ist
eine Draufsicht, die eine Strahlungsrippe zeigt,
-
16 ist
eine Seitenansicht, die die Strahlungsrippe zeigt,
-
17 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie XVII-XVII in 16, und
-
18 ist
eine Vorderansicht, die die Strahlungsrippe zeigt.
-
Beste Arten der Ausführung der
Erfindung
-
Nachfolgend
werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung erläutert.
Bei der Erläuterung
der Zeichnungen werden miteinander identische Bestandteile mit identischen
Bezugszahlen oder -zeichen bezeichnet, und ihre miteinander übereinstimmenden
Beschreibungen werden nicht wiederholt.
-
1 ist
eine Perspektivansicht, die eine Deuteriumlampe zeigt, die bei der
tragbaren Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
eingesetzt wird. Bei der in dieser Zeichnung gezeigten Deuteriumlampe 10 handelt
es sich um eine von der seitlichen Art, bei der Ultraviolettstrahlen
von einer Seite aus emittiert werden. Bei dieser Deuteriumentladungsröhre 10 ist
ein lichtemittierendes Bauelement 20 in einer zylinderförmigen Ummantelung 11 aus
Glas untergebracht, in der mehrere Torr Deuteriumgas (nicht gezeigt)
eingekapselt sind. Am Boden der Ummantelung 11 ist ein
Fuß 12 aus
Glas ausgebildet. Die Ummantelung 11 besteht aus UV-durchlässigem Glas,
Kieselglas oder dergleichen mit einem günstigen UV-Durchlässigkeitsgrad.
-
In
dem Fuß 12 sind
vier Leitungsstifte 13 bis 16 angeordnet und parallel
in einer Reihe befestigt, während
jeder der Leitungsstifte 13 bis 16 durch den Fuß 12 hindurch
verläuft
und mit einem Isoliermaterial beschichtet ist und als Leitung 17 herauskommt, die
mit einer (nicht abgebildeten) externen Stromversorgung verbunden
wird. Das lichtemittierende Bauelement 20 besitzt eine
Vorderseitenabdeckung 23 aus einem Metall (Ni oder SUS)
oder Keramikmaterial, die sich in einem vorderen Teil befindet,
ein Anodenträgerelement 22 aus
Keramikmaterial, das sich in einem hinteren Teil befindet, und ein
Fokussierelektrodenträgerelement 21 aus
einem Metall (Ni oder SUS), das zwischen dem Anodenträgerelement 22 und
der Vorderseitenabdeckung 23 angeordnet ist.
-
Es
soll nunmehr die Konfiguration des lichtemittierenden Bauelements 20 ausführlich erläutert werden.
-
Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, wird eine Anodeneinheit 24 aus
einem Metall an dem vorderen Ende des Leitungsstiftes 14 befestigt.
Die Anodeneinheit 24 besteht aus einer rechteckigen Anodenbefestigungsplatte 24a,
die am vorderen Ende des Leitungsstiftes 14 befestigt ist,
und einer flächenförmigen Anode 24b,
die an der Vorderseite 24aB der Anodenbefestigungsplatte 24a befestigt
ist. Vor dem säulenartigen
Anodenträgerelement 22 mit
im Wesentlichen T-förmigem
Querschnitt befindet sich eine die Anode aufnehmende Aussparung 25,
die die Anodenbefestigungsplatte 24a aufnimmt, und eine
einen Leitungsstift aufnehmende Aussparung 26, die das
vordere Ende des Leitungsstiftes 14 aufnimmt, das hinter
der Anodeneinheit 24 positioniert ist. Wenn der Leitungsstift 14 in
der einen Leitungsstift aufnehmenden Aussparung 26 untergebracht
ist, während die
Anodeneinheit 24 an dem Leitungsstift 14 befestigt
ist, kann somit das Anodenträgerelement 22 von dem
Leitungsstift 14 in der Ummantelung 11 gehalten werden.
Die Rückseite 24aA der
Anodenbefestigungsplatte 24a liegt an der Bodenfläche 25a der
die Anode aufnehmenden Aussparung 25 an und wird davon
getragen.
-
Das
Anodenträgerelement 22 ist
integral aus Keramikmaterial ausgebildet, das elektrisch isoliert und
eine hohe Wärmeleitfähigkeit
aufweist. Somit kann das Anodenträgerelement 22 bei
einer hohen Temperatur im Hinblick auf die Anodeneinheit 24 als Kühlkörper fungieren
und dadurch die in dem lichtemittierenden Bauelement 20 angesammelte
Wärme auf
effiziente Weise nach außen
leiten.
-
Das
vor der Anodeneinheit 22 angeordnete, flächenförmige Fokussierelektrodenträgerelement 21 ist
mit einem rechteckigen Öffnungsteil 27 versehen,
der sich an einer Position befindet, die der Anode 24b gegenüberliegt.
Des Weiteren ist eine Fokussierelektrodenbefestigungsplatte 28 aus
Metall im Kontakt mit dem Fokussierelektrodenträgerelement 21 angeordnet.
Eine Fokussierelektrodeneinheit 29 aus Metall ist an der
Vorderseite 28a der Fokussierelektrodenbefestigungsplatte 28 befestigt. Die
Fokussierelektrodenbefestigungsplatte 28 ist an der Vorderseite 21a des
Fokussierelektrodenträgerelements 21 befestigt,
während
eine Fokussieröffnung 29a der
Fokussierelektrodeneinheit 29 dem Öffnungsteil 27 des
Fokussierelektrodenträgerelements 21 zugewandt
ist und der Anode 24b gegenüberliegt.
-
Die
Vorderseitenabdeckung 23 ist so ausgebildet, dass sie einen
im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt
aufweist, und an der Vorderseite 21a des Fokussierelektrodenträgerelements 21 befestigt.
In der Mitte der Vorderseitenabdeckung 23 ist ein Öffnungsfenster 30 zum
Projizieren von Ultraviolettstrahlen ausgebildet, das der Fokussieröffnung 29a und
der Anode 24b gegenüberliegt.
In einem von der Vorderseitenabdeckung 23 und dem Fokussierelektrodenträgerelement 21 gebildeten
Raum S ist eine spiralförmige
Glühkathode 31 zum
Erzeugen von Thermionen angeordnet. Die Glühkathode 31 befindet
sich an einer Position, die vom Strahlengang verschoben ist, d.h.
an einem Seitenabschnitt innerhalb der Vorderseitenabdeckung 23.
-
Zwischen
der Glühkathode 31 und
der Fokussierelektrodeneinheit 29 ist an einer vom Strahlengang
verschobenen Position eine Entladungsstromplatte 32 aus
einem Metall (Ni oder SUS) oder Keramikmaterial angeordnet. Ein
Ende der Entladungsstromplatte 32 ist an der Vorderseite 21a des Fokussierelektrodenträgerelements 21 befestigt, während das
andere Ende an der Innenwandfläche der
Vorderseitenabdeckung 23 anliegt. Die Entladungsstromplatte 32 ist
außerdem
mit einem Schlitz 32a versehen, der die Glühkathode 31 und
die Fokussierelektrodeneinheit 29 miteinander verbindet und
dadurch den Strom der von der Glühkathode 31 erzeugten
Thermionen formt.
-
Zwei
zylinderförmige
Abstandhalter 35 aus Keramikmaterial sind zwischen dem
Fokussierelektrodenträgerelement 21 und
der Anodenbefestigungsplatte 24b der Anodeneinheit 24 angeordnet.
Die Abstandhalter 35 sind an entsprechenden Positionen auf
beiden Seiten innerhalb der die Anode aufnehmenden Aussparung 25 so
angeordnet, dass sie an der Rückseite 21b des
Fokussierelektrodenträgerelements 21 und
der Vorderseite 24aB der Anodenbefestigungsplatte 24a anliegen.
Durch die Verwendung der Abstandhalter 35 kann der Spalt
zwischen der Fokussierelektrodeneinheit 29 und der Anodeneinheit 24 stets
konstant gehalten werden.
-
Es
wird nunmehr die Funktionsweise der oben genannten seitlichen Deuteriumentladungsröhre 10 erläutert.
-
Zunächst wird
in einem Zeitraum von ungefähr
20 Sekunden vor der Entladung der Glühkathode 31 von einer
(nicht abgebildeten) externen Stromversorgung eine Leistung von
unge fähr
10 W zugeführt, um
die Glühkathode
vorzuwärmen.
Danach wird zur Vorbereitung der Lichtbogenentladung zwischen der Glühkathode 31 und
der Anode 24b eine offene Wechselspannung von ungefähr 150 V
angelegt.
-
Nach
der Vorbereitung wird zwischen der Glühkathode 31 und der
Anode 24b eine Zündspannung
von 350 bis 500 V angelegt. Zu diesem Zeitpunkt durchlaufen von
der Glühkathode 31 emittierte Thermionen
den länglichen
Schlitz 32a der Entladungsstromplatte 32 und erreichen
die Anode 24b, während
sie durch die Einwirkung der Fokussieröffnung 29a der Fokussierelektrodeneinheit 29 konvergieren.
Danach kommt es vor der Fokussieröffnung 29a zu einer
Lichtbogenentladung, und aus durch die Lichtbogenentladung entstehenden
Lichtbogenkugeln entnommene Ultraviolettstrahlen durchlaufen das Öffnungsfenster 30,
werden dann durch die umlaufende Fläche der Ummantelung 11 aus
Glas durchgelassen und nach außen
emittiert.
-
Da
die Anodeneinheit 24 und das Anodenträgerelement 29 eine
hohe Temperatur erreichen, die mehrere hundert °C übersteigt, wird diese Wärme durch
die oben genannten Elemente, die, wenn dies zweckdienlich ist, aus
Keramikmaterial bestehen, nach außen emittiert. Da die Anodeneinheit 24 und die
Fokussierelektrodeneinheit 29 von dem Anodenträgerelement 22 beziehungsweise
dem Fokussierelektrodenträgerelement 21 festgehalten
werden, lassen sie sich selbst bei hohen Temperaturen, die durch
eine kontinuierliche Lichtemission über einen langen Zeitraum hinweg
entstehen, nur schwer verformen, wodurch die Positionsgenauigkeit
zwischen der Anodeneinheit 24 und der Fokussierelektrodeneinheit 29 auf
günstige
Weise eingehalten werden kann.
-
Es
wird nun eine tragbare Lichtquellenvorrichtung erläutert, die
die oben genannte Deuteriumlampe 10 benutzt.
-
Wie
in den 3 bis 5 gezeigt ist, handelt es sich
bei einer Lichtquellenvorrichtung 40 um eine sehr kompakte,
leichte, einfach zu tragende Vorrichtung mit einer Länge von
ungefähr
26 cm, einer Breite von ungefähr
16 cm, einer Höhe
von ungefähr 12
cm und einem Gewicht von ungefähr
3 kg. Die Lichtquellenvorrichtung 4 besitzt ein Gehäuse 41 aus Stahl
mit der Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds. In dem Gehäuse 41 ist
ein Lampenbehälter 42 aus
Aluminium, der die Deuteriumlampe 10 aufnimmt, an einer
unteren Abdeckplatte 41a in einem vorderen Teil befestigt,
während
ein Kühlungsventilator 43,
der einen forcierten Luftstrom in dem Gehäuse 41 erzeugt, an
einer hinteren Abdeckplatte 41b in einem hinteren Teil
befestigt ist.
-
Zwischen
dem Lampenbehälter 42 und
dem Kühlungsventilator 43 ist
an der unteren Abdeckplatte 41a eine Stromversorgungseinheit 44 befestigt, die
von einem Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler 44A und
einen die Lampe antreibenden Hauptstromkreis 44B in einen
linken und einen rechten Teil unterteilt wird. Wenn ein an der hinteren
Abdeckplatte 41b des Gehäuses 41 angeordneter
Ein-Aus-Schalter 45 eingeschaltet ist, wird der Deuteriumlampe 10 über die
Stromversorgungseinheit 44 ein Sollstrom zugeführt, wodurch
sich der Kühlungsventilator 43 zu drehen
beginnt.
-
Aufgrund
des Herumtragens und des Umgangs damit im Innen- und im Außenbereich sind an der Lichtquellenvorrichtung 40 ein
Griff 46 und Beine 47 aus Gummi angebracht. Das
Gehäuse 41 ist
außerdem
mit einer LED-Lampe 48 versehen, die das Einschalten/Ausschalten
des Stroms anzeigt, und mit einer LED-Lampe 49, die das
Einschalten/Ausschalten der Deuteriumlampe 10 anzeigt,
um die Annehmlichkeit für
Bedienpersonen zu verbessern.
-
Somit
handelt es sich bei dieser tragbaren Lichtquellenvorrichtung 40 um
eine Vorrichtung für das
Anschalten/Blinkenlassen der Deuteriumlampe 10. Die Deuteriumlampe 10 arbeitet
indessen nicht auf stabile Weise, wenn sie einfach gekühlt wird.
Das liegt daran, dass in der Deuteriumlampe 10 ein geringer
Druck (z.B. ungefähr
1/100 atm) aufrechterhalten wird und diese dadurch eine Ausgangskennlinie
aufweist, die Temperaturänderungen
gegenüber
recht empfindlich ist.
-
Daher
ist eine solche Deuteriumlampe 10 in dem Lampenbehälter 42 untergebracht
und gleichzeitig in dem Gehäuse 41,
damit der Einfluss von Temperaturänderungen in der Außenluft
sehr gering wird. Und zwar ist die Deuteriumlampe 10 nicht
nur von dem Lampenbehälter 42 umgeben,
sondern auch von dem Gehäuse 41,
wodurch sie in einer doppelt abschirmenden Konstruktion untergebracht
ist. Infolgedessen überträgt sich
die Temperaturänderung
des Gehäuses 41,
das am ehesten durch die Außenluft
beeinflusst wird, nicht mehr so einfach auf die Deuteriumlampe 10,
wodurch diese für
einen langen Zeitraum benutzt werden kann, ohne dass beim Außenbetrieb
Wetteränderungen
oder beim Innenbetrieb die Auswirkungen von Klimaanlagen und dergleichen
berücksichtigt
werden müssen.
-
Zusätzlich zu
den oben genannten Vorrichtungen ist die Lichtquellenvorrichtung 40 gemäß der vorliegenden
Erfindung an verschiedenen Stellen mit anderen Vorrichtungen ausgestattet,
damit die Hochleistungs-Deuteriumlampe 10 ihre Kennlinien
voll ausschöpft.
Diese Vorrichtungen sollen nunmehr erläutert werden.
-
Das
Gehäuse 41 ist
mit Einlasslöchern 50 versehen,
damit der auf der Rückseite
angeordnete Kühlungsventilator 43 auf
entsprechende Weise Luft ansaugen und einen geeigneten Kühlwind in
dem Gehäuse 41 erzeugen
kann. Die Einlasslöcher 50 sind
vor der Stromversorgungseinheit 44 angeordnet und liegen
dabei um eine Linie, die den Lampenbehälter 42 mit dem Kühlungsventilator 43 verbindet, seitlich
symmetrisch zueinander. Als spezifische Stellen bei dem Gehäuse 41 sind die
linke und die rechte seitliche Abdeckplatte 41c mit seitlichen
Einlasslöchern 51 versehen,
die von mehreren Schlitzen gebildet werden, die dem Lampenbehälter 42 gegenüberliegen
(siehe 3 und 5), eine vordere Abdeckplatte 41d ist
mit vorderen Einlasslöchern 52 versehen,
die von mehreren Schlitzen auf der linken und der rechten Seite
gebildet werden (siehe 3), und die untere Abdeckplatte 41a ist
mit unteren Einlasslöchern 53 versehen,
die von mehreren Schlitzen gebildet werden, die an beiden Flanken
des Lampenbehälters 42 positioniert
sind (siehe 5).
-
Da
die Einlasslöcher 51, 52, 53 somit
vor der Stromversorgungseinheit 44 positioniert sind, kühlen sie
diese auf angemessene Weise. Somit kann der Deuteriumlampe 10 eine
stabile Spannung zugeführt werden,
was es ermöglicht,
dass die Ausgangskennlinie der Deuteriumlampe 10 in Kombination
mit der oben genannten doppelt abschirmenden Konstruktion ziemlich
stabil wird.
-
Da
außerdem
jeder Satz Einlasslöcher 51, 52, 53 an
Positionen ausgebildet ist, die seitlich symmetrisch zueinander
sind, können
in dem Gehäuse 41 von
den rechten und den linken Einlasslöchern 50 aus zu dem
Kühlungsventilator 43 hin
seitlich symmetrische Kühlwinde
erzeugt werden. Infolgedessen kann der Lampenbehälter 42 seitlich symmetrisch gekühlt werden,
so dass sich die Ausgangskennlinie der Deuteriumlampe 10 weiter
stabilisieren lässt. Wenn
genügend
Luft angesaugt wird, können
die seitlichen Einlasslöcher 51 und
die vorderen Einlasslöcher 52 weggelassen
werden, so dass nur die unteren Einlasslöcher 53 übrigbleiben
und die Außenseite
vereinfacht wird. In diesem Fall wird auf angemessene Weise verhindert,
dass Staub und Schmutz von außen
eindringen.
-
Wie
in 6 gezeigt ist, wird der in dem Gehäuse 41 befestigte
Lampenbehälter 42 unter
dem Gesichtspunkt der Wärmeleitung
aus einem hohlen Aluminiumblock als recht winkliges Parallelepiped ausgebildet.
Bei dem Lampenbehälter 42 wird
die Deuteriumlampe 10 in einem Zustand, in dem ihr Fuß 12 nach
oben zeigt, von oben in den die Lampe aufnehmenden, zylinderförmigen Raum
S eingeführt. Da
sich die Leitungen 17 auf der Oberseite befinden, lassen
sie sich in dem Gehäuse 41 einfacher
mit entsprechenden Anschlüssen
verbinden. Außerdem kann
zum Zeitpunkt des Austauschens der Lampe dieser Vorgang so ausgeführt werden,
dass man von oben in die Öffnung 55 für das Einführen der
Lampe in den Lampenbehälter 42 hineinsieht,
wodurch die Lampe 10, die sehr zerbrechlich ist, auf sichere
Weise ausgetauscht werden kann.
-
Wie
in den 7 bis 11 gezeigt ist, ist an dem oberen
Teil des Lampenbehälters 42 die kreisförmige Lampeneinführöffnung 55 ausgebildet, während der
Lampenbehälter 42 den
die Lampe aufnehmenden Raum S aufweist, dessen Durchmesser größer ist
als der der Glas-Ummantelung 11 der Deuteriumlampe 10.
Die Wandfläche
des die Lampe aufnehmenden Raums S und die Oberfläche der
Ummantelung 11 liegen angesichts des Unterschieds bei der
Wärmeausdehnung
ihrer jeweiligen Materialien in einem geringen Abstand voneinander.
-
Wie
bereits in den 1 und 6 gezeigt wurde,
ist auch hier ein Flanschteil 56 aus Metall mit Hilfe eines
Klebers oder dergleichen an der Deuteriumlampe 10 befestigt,
um deren Anbringen an dem Lampenbehälter 42 zu vereinfachen.
Der Flanschteil ragt von einem Endteil eines den Fuß 12 der
Deuteriumlampe 10 umgebenden röhrenförmigen Zylinders 57 ausgehend
in einer senkrecht zur Röhrenachse
L der Lampe 10 verlaufenden Richtung vor. Da ein solcher
Flanschteil 56 vorgesehen ist, kann das Austauschen der
Lampe erfolgen, indem dieser Flanschteil 56 mit den Fingern
so angefasst wird, dass die Finger nicht den Glasteil der Ummantelung 11 berühren, wodurch
verhindert werden kann, dass die Leuchtdichte aufgrund von Schmierflecken
wie Fingerabdrücken
ungleichmäßig wird.
-
Der
Flanschteil 56 liegt an dem oberen Ende 42A des
Lampenbehälters 42 an.
Infolgedessen lässt sich
die Deuteriumlampe 10 ohne Weiteres hängend in dem Lampenbehälter 42 unterbringen.
Da der Lampenbehälter 42 und
der Flanschteil 56 der Deuteriumlampe 10 aneinander
anliegen, stellt der Flanschteil 56 einen geeigneten Deckel
für den
die Lampe aufnehmenden Raum S zur Verfügung, wodurch Kühlwind auf
angemessene Weise daran gehindert werden kann, in den die Lampe
aufnehmenden Raum S einzudringen.
-
Des
Weiteren ist es notwendig, dass die Befestigungsposition der Deuteriumlampe 10 in
dem Lampenbehälter 42 gleich
bleibt. Daher ragt ein Positionierstift 57 von dem oberen
Ende 42A des Lampenbehälters 42 so
vor, dass er in eine ausgeschnittene Nut 58 des Flanschteils 56 eingeführt werden kann.
Infolgedessen kann die Lampe auf sichere Weise ausgetauscht werden,
ohne dass man dabei bei der Deuteriumlampe 10 vorn und
hinten verwechselt.
-
Zum
Befestigen der Deuteriumlampe 10 an dem Lampenbehälter 42 ist
der Flanschteil 56 mit Schraubeneinführlöchern 59 versehen,
während
das obere Ende 42A des Lampenbehälters 42 mit Schraubenlöchern 60 versehen
ist (siehe 7 und 8), die
mit den Schraubeneinführlöchern 59 übereinstimmen.
Somit wird der Flanschteil 56, wenn die Schrauben 61 über die
Schraubeneinführlöcher 59 in
ihre entsprechenden Schraubenlöcher 62 geschraubt
werden, an dem Lampenbehälter 42 befestigt.
-
Zum
Vereinfachen des Austauschens der Lampe ist das Gehäuse 41 mit
einem abnehmbaren oberen Deckel 62 versehen, der wie in
den 3 und 4 gezeigt der Lampeneinführöffnung 55 des Lampenbehälters 42 zugewandt
ist. Der obere Deckel 62 kann durch das Anbringen und Abnehmen von
Rändelschrauben 63 geöffnet beziehungsweise geschlossen
werden. Wenn ein solcher oberer Deckel 62 eingesetzt wird,
kann dieser wäh rend
des Austauschens der Lampe ohne Weiteres entfernt werden, so dass
man beim Austauschen von oben in den Lampenbehälter 42 sieht, wodurch
die Lampe 10, die sehr zerbrechlich ist, auf sichere Weise
ausgetauscht werden kann.
-
Es
wird nunmehr ein Mittel erläutert,
mit dem die Deuteriumlampe 10, die Temperaturänderungen gegenüber recht
empfindlich ist, auf einer konstanten Ausgangskennlinie gehalten
wird. Wie in den 4 und 6 gezeigt
ist, wird der Lampenbehälter 42 so befestigt,
dass er von der unteren Abdeckplatte 41a des Gehäuses 41 getrennt
ist.
-
Es
wird insbesondere ein flächenförmiges Wärmedämmelement
(erste Wärmedämmplatte) 65 aus
Keramikmaterial zwischen die untere Abdeckplatte 41a und
die untere Fläche 42B des
Lampenbehälters 42 eingeführt. Infolgedessen
sind das Gehäuse 41,
das sich in direktem Kontakt mit der Außenluft befindet, und der Lampenbehälter 42,
der die Deuteriumlampe 10 direkt aufnimmt, thermisch voneinander
isoliert, wodurch sich Temperaturänderungen in dem Gehäuse 41 nicht
mehr so leicht auf den Lampenbehälter 42 übertragen.
-
Somit
ist der Lampenbehälter 42 von
dem Gehäuse 41,
das am ehesten durch Temperaturänderungen
in der Außenluft
beeinflusst wird, thermisch isoliert, so dass es unwahrscheinlicher
ist, dass Temperaturänderungen
im Gehäuse 41 die
Ausgangskennlinie der Deuteriumlampe 40 beeinflussen, wodurch
diese in Kombination mit der oben genannten doppelt abschirmenden
Konstruktion für
einen langen Zeitraum ihre stabile Betriebskennlinie beibehalten
kann. Hierdurch ergibt sich eine sehr vielseitige Vorrichtung, die
von ihren Anwendungsumgebungen im Außen- oder Innenbereich unabhängig ist.
Sie kann beispielsweise bei Spektralphotometern für Wasseruntersuchungen
im Außenbereich,
regelmäßigen Kontrollen
von chemischen Substanzen an den Standorten von Fabriken und Anlagen
und dergleichen angewendet werden.
-
Ein
flächenförmiges Vibrationsdämmelement 66 aus
Gummi ist zwischen dem Wärmedämmelement 65 und
der unteren Abdeckplatte 41a des Gehäuses 41 angeordnet.
Das Vibrationsdämmelement 66,
das Wärmedämmelement 65 und
der Lampenbehälter 42 sind
mit Hilfe von vier Schrauben 67 an der unteren Abdeckplatte 41a des
Gehäuses 41 befestigt.
In diesem Fall wird jede Schraube 67 von unterhalb der
unteren Abdeckplatte 41a eingeführt und in ihr entsprechendes
Schraubenloch 68 (siehe 9) in dem
Lampenbehälter 42 geschraubt.
Wenn das Vibrationsdämmelement 66 als
solches benutzt wird, überträgt sich
die vom Gehäuse 41 von
außen aufgenommene
Vibration nicht mehr so einfach auf den Lampenbehälter 42,
so dass die Deuteriumlampe 10 auf angemessene Art und Weise
vor dem Vibrieren geschützt
wird, wodurch sich ihre Ausgangskennlinie stabilisiert.
-
Es
wird nun ein Mittel erläutert,
mit dem die von der Deuteriumlampe 10 erzeugten Ultraviolettstrahlen
auf sichere Weise emittiert werden können.
-
Wie
in 6 gezeigt ist, ist die Vorderwand 42a des
Lampenbehälters 42 mit
einer Lichtaustrittsöffnung 69 versehen,
die durch diese hindurchgeht und dem Öffnungsfenster 30 zum
Projizieren von Ultraviolettstrahlen gegenüberliegt. Des Weiteren ist eine
Lichtleiterröhre 70 aus
Aluminium, die die Lichtaustrittsöffnung 69 verlängert, an
der Vorderwand 42a des Lampenbehälters 42 befestigt
und ragt nach vorn. Wie in den 12 und 13 gezeigt
ist, befindet sich in der Mitte der Lichtleiterröhre 70 eine konzentrisch
zu der Lichtemissionsöffnung 69 angeordnete
verlängerte Öffnung 71,
durch die Ultraviolettstrahlen durchgelassen werden. Die Lichtleiterröhre 70 ist
mit Hilfe von vier Schrauben 73 an dem Lampenbehälter 42 befestigt.
Die Lichtleiterröhre 70 ist
insbesondere mit Hilfe der Schrauben 73 über vier Schraubeneinführlöcher 72,
die um die verlängerte Öffnung 71 herum
angeordnet sind, an dem Lampenbehälter 42 befestigt.
-
Eine
solche Lichtleiterröhre 70 wird
eingesetzt, da bekannt ist, dass Ozon erzeugt wird, wenn Ultraviolettstrahlen
in die Luft emittiert werden, und infolgedessen so weit wie möglich verhindert
werden sollte, dass die Ultraviolettstrahlen mit der Luft in Kontakt
kommen. Und zwar wird, da in dem Gehäuse 41 durch den Kühlventilator 43 ein
forcierter Luftstrom erzeugt wird, einem Teil, an dem Ultraviolettstrahlen
vorbeigehen, ständig
frische Luft zugeführt, so
dass eine große
Menge Ozon erzeugt wird, durch die es bei den Ultraviolettstrahlen
zu Ozonfluktuationen kommen kann.
-
Somit
umgibt die Lichtleiterröhre 70 die
Region, durch die die Ultraviolettstrahlen hindurchlaufen, und verläuft bis
hin zu der vorderen Abdeckplatte 41d, so dass Kühlwind so
weit wie möglich
daran gehindert wird, mit den Ultraviolettstrahlen zusammenzutreffen.
Demzufolge wird durch den Einsatz einer solchen Lichtleiterröhre 70 verhindert,
dass Ozon in dem Teil auftritt, durch den die Ultraviolettstrahlen
in dem Gehäuse 41 hindurchlaufen,
wodurch auf geeignete Weise verhindert wird, dass das emittierte
Licht aufgrund des Auftretens von Ozon fluktuiert.
-
Da
die Lichtleiterröhre 70 bis
in die Nähe
der vorderen Abdeckplatte 41d verläuft, geht sie bis nahe an das
Gehäuse 41 heran,
wodurch thermische Fluktuationen des Gehäuses 41 über die
Lichtleiterröhre 70 auf
den Lampenbehälter 42 übertragen
werden. Aus diesem Grund ist ein scheibenförmiges Wärmedämmelement (zweite Wärmedämmplatte) 74 aus Keramikmaterial
an der vorderen Stirnfläche
der Lichtleiterröhre 70 befestigt.
Wie in 14 gezeigt ist, ist das Wärmedämmelement 74 mit
Hilfe von zwei Schrauben 75 an der Lichtleiterröhre 70 befestigt. Wenn
ein solches Wärmedämmelement 74 eingesetzt
wird, kann die Lichtleiterröhre 70 so
nahe wie möglich
an dem Gehäuse 41 angeordnet
werden.
-
Das
hintere Ende eines Adapters 76 für einen optischen Verbinder
wird von der Seite ihres vorderen Endes aus in die verlängerte Öffnung 71 der Lichtleiterröhre 70 eingeführt. Das
vordere Ende des Adapters wird nicht von der vorderen Abdeckplatte 41d des
Gehäuses 41 abgedeckt.
Infolgedessen wird aufgrund des Adapters 76 das Verbinden
mit einer (nicht abgebildeten) optischen Faser außerhalb
des Gehäuses 41 einfacher.
Zusammen mit der Lichtleiterröhre 70 erzielt
man so in dem Gehäuse 41 eine Konstruktion,
bei der die Ultraviolettstrahlen vom Kühlwind nur schwer beeinflusst
werden, wodurch sich die optische Ausgangskennlinie ziemlich gut
stabilisieren lässt.
-
Der
Adapter 76 ist mit einem Flanschteil 76a versehen,
während
die Lichtleiterröhre 70 mit
zwei Schraubenlöchern 77 ausgestattet
ist. Das Wärmedämmelement 74 ist
daher mit Hilfe der oben erwähnten
zwei Schrauben 75 gemeinsam mit dem Adapter 76 an
der Lichtleiterröhre 70 befestigt.
-
Hier
ist wie in 6 gezeigt eine Kondensorlinse 80 in
der Lichtaustrittsöffnung 69 des
Lampenbehälters 42 befestigt.
Die Kondensorlinse 80 ist nahe an der Deuteriumlampe 10 angeordnet,
so dass sie eine größere Menge
Licht auffangen kann, wodurch sich die Lichtintensität erhöht. Die
Kondensorlinse 80 wird mit Hilfe einer Unterlegscheibe 81 zwischen
der Lichtleiterröhre 70 und
dem Lampenbehälter 42 gehalten
und befestigt. Durch eine solche Konfiguration wird es einfacher,
die Kondensorlinse 80 anzubringen, die der Ausgangsleistung
der Deuteriumlampe entspricht, wodurch die Effizienz beim Betrieb
und die Wahlfreiheit bei der Auswahl von Kondensorlinsen 80 verbessert
wird.
-
Um
die Lichtleiterröhre 70 und
die Kondensorlinse 80 miteinander zu integrieren, kann
die Kondensorlinse 80 in der verlängerten Öffnung 71 der Lichtleiterröhre 70 befestigt
werden. In diesem Fall liegt die Kondensorlinse 80 in einem
Zustand vor, in dem sie im Vorhinein in die Lichtleiter röhre 70 eingebaut
wird, wodurch sich die Umsetzbarkeit des Zusammenbaus weiter verbessern
lässt.
-
Es
wird nunmehr ein Mittel erläutert,
mit dem der Luftstrom in dem Gehäuse 41 stabilisiert
werden kann, um die Kühlwirkung
zu verbessern. In dem Gehäuse 41 verläuft wie
in den 4 und 5 gezeigt eine Strahlungsrippe 83 mit
T-förmigem Querschnitt zwischen
dem Lampenbehälter 42 und
dem Kühlungsventilator 43.
Die Strahlungsrippe 83 besteht aus einem Aluminiummaterial.
-
Die
Strahlungsrippe 83 ist an dem Lampenbehälter 42 befestigt
und verläuft
bis in die Nähe
des Kühlungsventilators 43,
wobei sie sich in einem geringen Abstand von der unteren Abdeckplatte 41a befindet,
damit sie das Gehäuse 41 nicht
berührt.
Das hintere Ende der Strahlungsrippe 83 liegt dem Kühlungsventilator 43 gegenüber. Wenn
also Kühlwind an
der Strahlungsrippe 83 auftritt, wird dieser von dem Kühlungsventilator 43 schnell
nach außen
abgeleitet, so dass sich die Luftaustauscheffizienz in dem Gehäuse 41 erhöht, wodurch
es möglich
wird, die Anlaufzeit zu verkürzen,
die für
die Stabilisierung der Ausgangsleistung beim Einschalten der Lampe
benötigt
wird.
-
Wie
in den 15 bis 18 gezeigt
ist, weist die Strahlungsrippe 83 eine Trennwand 83a auf,
die senkrecht zu der unteren Abdeckplatte 41a des Gehäuses 41 zwischen
dem Lampenbehälter 42 und
dem Kühlungsventilator 43 verläuft, und
eine Deckplatte 41b, die im oberen Teil der Trennwand 83a angeordnet
ist und in einer zu der Trennwand 83a orthogonalen Richtung
verläuft
(parallel zur unteren Abdeckplatte 41a). Das vordere Ende
der Strahlungsrippe 83 berührt den Lampenbehälter 42,
während
das andere Ende in der Nähe
des Kühlungsventilators 43 positioniert
ist. Da die Strahlungsrippe 83 mit einem an sich T-förmigen Querschnitt
ausgebildet ist, strömt
Kühlwind
so, dass er von der Deckplatte 41b von oben unterdrückt wird,
wodurch es weniger wahr scheinlich ist, dass er die obere Abdeckplatte 41e des
Gehäuses 41 und
den oberen Deckel 62 erreicht, und wodurch er auf effiziente
Weise schnell abgeleitet werden kann.
-
Der
Kühlwind
wird zwar durch den Wärmeaustausch
an der Oberfläche
des Lampenbehälters 42 erwärmt und
somit beim Aufsteigen von dem Kühlungsventilator 43 angesaugt,
jedoch durch einen Durchgang mit L-förmigem Querschnitt, der von
der Trennwand 83a und der Deckplatte 83b gebildet wird,
auf effiziente Weise abgelassen. Um die Effizienz des Ablassens
von Kühlwind
zu verbessern, ist die untere Abdeckplatte 41a des Gehäuses 41 mit mehreren
Einlasslöchern 84 versehen,
die auf beiden Seiten der Trennwand 83a positioniert sind,
wobei jeder Satz Einlasslöcher 84 in
einer Reihe an der Trennwand 83a entlang angeordnet ist
(siehe 5). Infolgedessen wird die Luft ganz in der Nähe der Strahlungsrippe 83 aus
dem Bereich darunter angesaugt, wodurch Kühlwind auf effiziente Weise
an der Strahlungsrippe 83 entlang zum Kühlungsventilator 43 geleitet
werden kann.
-
Des
Weiteren ist das vordere Ende der Strahlungsrippe 83 mit
einem Radiator 85 mit rechtwinkligem, U-förmigem Querschnitt
versehen, der so ausgelegt ist, dass er an der Außenfläche des
Lampenbehälters 42 anliegt,
was die Effizienz der Wärmeleitung
zwischen dem Lampenbehälter 42 und
der Strahlungsrippe 83 verbessert. Somit wird die wärmeabstrahlende
Fläche
des Lampenbehälters 42 vergrößert, wodurch
sich die Kühlwirkung
des Lampenbehälters 42 verbessern
lässt.
Zum Befestigen der Strahlungsrippe 83 an dem Lampenbehälter 42 ist
der Radiator 85 des Weiteren mit Schraubeneinführlöchern 85a versehen,
während
der Lampenbehälter 42 mit
Schraubenlöchern 87 versehen
ist (siehe 11). Wenn die Schraubeneinführlöcher 85a und
die Schraubenlöcher 87 in
Bezug zueinander positioniert worden sind, wird der Radiator 85 mit
Hilfe der Schrauben 86 an dem Lampenbehälter 42 angebracht
(siehe 5).
-
Da
die Deckplatte 83b wie in den 4 und 5 gezeigt
in der Nähe
des oberen Deckels 62 positioniert ist, kann ein Sperrmechanismus 90 an
der Deckplatte 83b angebracht sein. Bei dem Sperrmechanismus 90 handelt
es sich um einen ausfallsicheren Mechanismus, der den Strom ausschaltet,
wenn der obere Deckel 62 entfernt wird.
-
Da
die tragbare Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
so konfiguriert ist, wie dies oben erläutert wurde, ergeben sich die
folgenden Auswirkungen. Da sie einen in einem Gehäuse befestigten
Lampenbehälter
umfasst, in dem eine Deuteriumlampe untergebracht ist, die eine
vorgegebene Lichtwellenlänge
erzeugt, und der eine Lichtaustrittsöffnung aufweist, die das von
der Deuteriumlampe emittierte Licht herauslässt, eine Stromversorgungseinheit,
die in dem Gehäuse
befestigt ist und die Deuteriumlampe antreibt, einen Kühlungsventilator,
der an dem Gehäuse
befestigt ist und einen forcierten Luftstrom in dem Gehäuse erzeugt, und
eine Lichtleiterröhre,
die so an dem Lampenbehälter
befestigt ist, dass sie die Lichtaustrittsöffnung des Lampenbehälters verlängert, ist
sie Temperaturänderungen
in der Außenluft
gegenüber
weniger empfindlich und liefert eine sehr hohe Stabilität bei der
Ausgangsleistung.
-
Gewerbliche Anwendbarkeit
-
Die
vorliegende Erfindung kann bei tragbaren Lichtquellenvorrichtungen
angewendet werden.