FR2588119A1

FR2588119A1 - Small-size discharge lamp used as source of ultraviolet radiation

Info

Publication number: FR2588119A1
Application number: FR8514334A
Authority: FR
Inventors: Jacques Villain
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-27
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1987-04-03
Also published as: FR2588119B1

Abstract

Small-size discharge lamp 1 utilising low-pressure mercury vapour and provided with a gas-tight tubular bulb 2, two electrodes 6 arranged longitudinally in the bulb 2 and a capillary tube 11 arranged between the electrodes and through which stretches a positive column for the emission of ultraviolet radiation of wavelength 0.2537 microns. Use: automobile sensor.

Description

LAMPE A RECHARGE DE PETITES DIMENSIONS UTILISEE EN SOURCE DE
RAYONNEMENT ULTRAVIOLET
L'invention concerne une lampe à décharge de petites dimensions utilisant de la vapeur de mercure à basse pression munie : - d'une ampoule tubulaire étanche au gaz dont chaque extrémi-
té présente un scellement, - d'entrées de courant traversant les scellements pour entrer
dans l'ampoule, - de deux électrodes disposées longitudinalement dans l'am
poule à chaque extrémité de celle-ci et présentant un bras
relié à une entrée de courant.SMALL DIMENSIONAL RECHARGE LAMP USED AS A SOURCE
ULTRAVIOLET RADIATION
The invention relates to a small-size discharge lamp using low-pressure mercury vapor provided with: - a gas-tight tubular bulb, each extremi-
tee has a seal, - current inputs passing through the seals to enter
in the bulb, - two electrodes arranged longitudinally in the am
hen at each end of it and having an arm
connected to a current input.

Une telle lampe est connue entre autres de la demande de brevet français ne 2 084 100 (MATSUSHITA ELECTRO
NICS CORPORATION). La lampe décrite peut être utilisée pour des équipements portatifs, l'ampoule étant revêtue d'une couche fluorescente sensible au rayonnement ultraviolet émis par la vapeur de mercure. Une telle lampe a été étudiée dans le but de réduire le courant nominal qui la traverse, lors de son fonctionnement, à une valeur inférieure à 125 mA. Pour éviter l'inconvénient d'un noircissement prématuré de l'ampoule les dimensions minimales qui ont été envisagées sont comprises entre 8 et 14 mm pour le diamètre du tube près des électrodes un diamètre intérieur de 10 mm pour la colonne positive, et enfin une distance de 40 mm entre les électrodes.Such a lamp is known inter alia from French patent application no 2,084,100 (MATSUSHITA ELECTRO
NICS CORPORATION). The lamp described can be used for portable equipment, the bulb being coated with a fluorescent layer sensitive to the ultraviolet radiation emitted by mercury vapor. Such a lamp has been studied with the aim of reducing the nominal current flowing through it, during its operation, to a value less than 125 mA. To avoid the drawback of premature darkening of the bulb, the minimum dimensions which have been considered are between 8 and 14 mm for the diameter of the tube near the electrodes, an internal diameter of 10 mm for the positive column, and finally a distance of 40 mm between the electrodes.

Dans la description du brevet français, il est décrit que le flux lumineux total par unité de longueur est maximum, lorsque le diamètre du tube est d'environ 7 mm et qu'il n'est pas souhaitable de réduire le diamètre intérieur dans une trop grande mesure. De plus, la lampe décrite dans le brevet cité, bien que de faibles dimensions, reste encore une lampe difficilement réalisable avec une électrode chauf fante nécessitant deux entrées de courant aménagées sur une extrémité de l'ampoule. In the description of the French patent, it is described that the total luminous flux per unit of length is maximum, when the diameter of the tube is approximately 7 mm and that it is not desirable to reduce the internal diameter in a too great measure. In addition, the lamp described in the cited patent, although small, is still a lamp difficult to produce with a heating electrode requiring two current inputs arranged on one end of the bulb.

L'invention vise à fournir une lampe du genre décrit dans le préambule utilisable comme source de rayonnement ultraviolet miniature émettant principalement la raie du mercure de 0,2537 micron, lampe à électrodes sans préchauffage à émission instantanée et auto-entretenue permettant une réduction des dimensions de la décharge avec des critères acceptables de rendement. The invention aims to provide a lamp of the type described in the preamble that can be used as a miniature ultraviolet radiation source mainly emitting the 0.2537 micron mercury line, an instantaneous self-sustaining electrode lamp without preheating allowing a reduction in dimensions. discharge with acceptable performance criteria.

Elle est caractérisée en ce que dans l'ampoule entre les deux électrodes est placé un tube capillaire sensi blemer* cylindrique -dans- lequel s'étend la colonne positive, ainsi l'ampoule cylindrique est de diamètre constant. Le tube capillaire permet de réduire artificiellement le diamètre de la colonne positive au diamètre interne dudit tube capillaire, diamètre bien inférieur au diamètre intérieur nominal de i'ampoule. It is characterized in that in the bulb between the two electrodes is placed a capillary tube sensi blemer * cylindrical -in which extends the positive column, thus the cylindrical bulb is of constant diameter. The capillary tube makes it possible to artificially reduce the diameter of the positive column to the internal diameter of said capillary tube, a diameter much smaller than the nominal interior diameter of the bulb.

Dans une forme particulière de l'invention, l'ampoule contient un gaz d'amorçage à une pression partielle comprise entre 5 et 30 torrs. La pression partielle du gaz d'amorçage permet une augmentation de la durée de vie de la source de rayonnement. In a particular form of the invention, the bulb contains a priming gas at a partial pressure of between 5 and 30 torr. The partial pressure of the initiating gas allows an increase in the life of the radiation source.

Préférentiellement, le tube capillaire est traversé par une densité de courant supérieure à 500 mA cm-2 lors du fonctionnement de la lampe, densité de courant donnant un haut pouvoir émissif à la source de rayonnement ultraviolet. Preferably, the capillary tube is traversed by a current density greater than 500 mA cm-2 during the operation of the lamp, current density giving a high emissivity to the source of ultraviolet radiation.

La description ci-après, en se référant aux dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, -fra-M-en comprendre comment l'invention est réalisée. The description below, with reference to the accompanying drawings, all given by way of non-limiting example, -eng-M-understand how the invention is implemented.

La figure 1 est une vue latérale en coupe d'une lampe conforme à l'invention. Figure 1 is a side sectional view of a lamp according to the invention.

La figure 2 est une vue de dessus, en coupe longitudinale de la lampe de la figure 1. FIG. 2 is a top view, in longitudinal section of the lamp of FIG. 1.

La lampe 1 selon la figure 1 présente une ampoule 2 tubulaire en verre étanche au gaz et tout particulièrement en silice fondu, ampoule 2 dont chacune des extrémités présente un scellement 3. Deux entrées de courant 4 et 5 traversent le scellement et entrent dans l'ampoule 2. D'une façon longitudinale deux électrodes 6 prévues à chacune des extrémités sont formées d'un fil de métal réfractaire comme par exemple du molybdène dont un bout est muni d'une spirale de tungstène recouvert d'oxydes émissifs, l'autre bout formant un bras 8 et 9 relié à chacune des entrées de courant 4, 5. Chacun des bras 8 et 9 est soudé, pour la conduction électrique, h une plaquette 10 de molybdène elle-m8me soudée aux entrées de courant 4, 5 comme représenté sur la figure 2. The lamp 1 according to FIG. 1 has a tubular bulb 2 made of gas-tight glass and very particularly made of molten silica, bulb 2 each of whose ends has a seal 3. Two current inputs 4 and 5 pass through the seal and enter the bulb 2. In a longitudinal fashion, two electrodes 6 provided at each end are formed of a refractory metal wire such as molybdenum, one end of which is provided with a tungsten spiral covered with emissive oxides, the other end forming an arm 8 and 9 connected to each of the current inputs 4, 5. Each of the arms 8 and 9 is welded, for electrical conduction, to a plate 10 of molybdenum itself welded to the current inputs 4, 5 as shown in figure 2.

Un tube capillaire il cylindrique allongé en verre ou tout autre matériau transparent au rayonnement émis par la décharge de vapeur de mercure, et particulièrement en silice fondue, s'étend dans l'ampoule 2, entre les deux électrodes 6 sur une longueur d'environ 20 mm. Le tube capillaire peut être aussi réalisé par des moyens mécaniques, à partir d'un tube de dimensions importantes. An elongated cylindrical capillary tube II made of glass or any other material transparent to the radiation emitted by the discharge of mercury vapor, and in particular fused silica, extends in the bulb 2, between the two electrodes 6 over a length of approximately 20 mm. The capillary tube can also be produced by mechanical means, from a tube of large dimensions.

L'ampoule 2 est remplie de vapeur de mercure à une pression partielle de quelques 10-) torrs. Un gaz d'amor çage est introduit dans l'ampoule a' la pression partielle d'une dizaine de torrs, le gaz d'amorçage étant un gaz rare comme par exemple de l'argon. The bulb 2 is filled with mercury vapor at a partial pressure of a few 10-) torr. A priming gas is introduced into the bulb at the partial pressure of ten torrs, the priming gas being a rare gas such as for example argon.

Dans son état de fonctionnement à une fréquen- ce pouvant être comprise entre 103 et 105 hertz, la lampe 1 émet principalement un rayonnement de longueur d'onde égale à 0,2537 micron (raie du mercure), la densité de courant traversant le tube capillaire 11, d'un diamètre interne sensiblement égal à 2 mm, est d'environ 800 mA.cm'2. Le courant relativement élevé, traversant la lampe 1 n'augmente pas la pression du gaz au point de réduire le rendement de celle-ci. La réduction du diamètre de la colonne positive par le capillaire 11 permet l'utilisation, dans la fabrication de la lampe, d'une ampoule 2 tubulaire d'un diamètre intérieur dsenviron 5 mm, diamètre alors suffisant pour éviter le noircissement prématuré de l'ampoule 2 aux abords des électrodes 6. In its operating state at a frequency which may be between 103 and 105 hertz, the lamp 1 mainly emits radiation with a wavelength equal to 0.2537 microns (mercury line), the current density passing through the tube capillary 11, with an internal diameter substantially equal to 2 mm, is approximately 800 mA.cm'2. The relatively high current flowing through the lamp 1 does not increase the pressure of the gas to the point of reducing its efficiency. The reduction in the diameter of the positive column by the capillary 11 allows the use, in the manufacture of the lamp, of a tubular bulb 2 with an internal diameter of approximately 5 mm, diameter then sufficient to avoid premature blackening of the bulb 2 near the electrodes 6.

Claims

CLAIMS:

1. Small discharge lamp using low-pressure mercury vapor fitted with: - a gas-tight tubular bulb, each extremi

tee has a seal, - current inputs passing through the seals to enter

in the bulb, - two electrodes arranged longitudinally in the am-

hen at each end of it and having an arm

connected to a current input, characterized in that in the bulb between the two electrodes is placed a substantially cylindrical capillary tube in which the positive column extends.

2. discharge lamp according to claim 1, characterized in that the bulb contains a priming gas at a partial pressure between 5 and 30 torr.

3. Discharge lamp according to claim 1, characterized in that the capillary tube is traversed by a current density greater than 500 mA.cm ~ 2 during the operation of the lamp.