JPH07288106A

JPH07288106A - 重水素放電管

Info

Publication number: JPH07288106A
Application number: JP7837194A
Authority: JP
Inventors: Yoji Arai; 要次新井; Makoto Yasuda; 誠安田; Masahiro Ichikawa; 正大市川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-04-18
Filing date: 1994-04-18
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構造で高輝度化を図ることができる重水
素放電管を提供する。【構成】重水素放電管内の放電路を狭窄する孔を形成す
る金属板厚を０.５mm以上２mm以下の厚さにした構造と
し、高輝度が得られる構造の重水素放電管。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分光光度計，液体クロ
マトグラフィの光検知器などの紫外域光源として用いら
れる重水素放電管に係り、特に、重水素放電管の放射輝
度の向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】重水素放電管については、日本分光学会
編，光源の特性と使い方（昭和６０年３月，学会出版セ
ンタ）の２０頁から３０頁に記載されている。

【０００３】図５に重水素放電管の電極中心部の断面図
を示す。バルブ１はステムと溶着してあり、密閉容器と
なっている。管内には陰極および陽極を囲った金属から
なる電極囲い３と重水素ガスまたは水素ガスが数Torr封
入されている。また、４は光取り出し窓を示し、５は光
取り出し方向を示す。

【０００４】電極にはコイル状のフィラメントからなる
陰極７と平板状陽極８を配置し、陰，陽極の途中には放
電を狭窄させるための孔９を有す隔壁板１８を設けた構
造の放電管である。また、３は放電路制御のためニッケ
ルなどの金属で遮蔽する密閉容器とした電極囲いであ
る。この構造の放電管に直流電圧を印加し放電させる
と、放電路を狭窄する孔部で、封入するガスの重水素ま
たは水素が発光し、紫外域に強い連続スペクトルを放射
する。従来、重水素放電管は、放電路を狭窄する孔部を
モリブデンの金属板に窪みを付け、窪みの中心部に孔を
設けた構造である。孔を持つモリブデン製隔壁板の厚さ
は０.５mm 以下のもので構成されている。従来技術によ
って紫外線強度を高輝度化するには孔の直径を小さくす
るか、または放電電流を増加することが有効である。孔
の径を小さくすることによって、高輝度化が図れるが、
始動電圧が著しく高くなることから、孔の小径化にも限
界がある。一方、放電電流を増加すると、放電管管壁温
度が上昇し、重水素放電管を用いた分析装置の温度上昇
に伴う光変動（光のドリフト）など悪影響を及ぼすこと
になる。また、放電電流を増加することにより、放電管
の寿命が著しく短寿命となる。このように従来構造の重
水素放電管では、高輝度化が難しい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術による重水素
放電管で、高輝度化を図るには、放電を狭窄する孔の径
を小さくする方法と、放電電流を増加する方法がある
が、上述した様に、孔の径を小さくすることにより、始
動電圧が著しく高くなる。一方、放電電流を増加すると
放電管の管壁温度上昇、または短寿命になるなどによっ
て、使用上不具合が生じる。従って、高輝度化が難しか
った。

【０００６】本発明の目的は、従来の重水素放電管と同
一電流値とし、かつ、高輝度が得られる重水素放電管を
得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、重水素または水素を封入した管内に、電
子放射物を塗布した陰極と陽極とを囲み、上記陰極から
上記陽極に至る放電路を形成する金属隔壁を設け、上記
金属隔壁の一部に上記放電路を狭窄するための孔を持つ
隔壁板を設けた重水素放電管において、重水素ガスの発
光は、自己吸収を起こさないことを利用して、上記放電
路を狭窄するための孔を設けた隔壁板々厚を厚くする。

【０００８】

【作用】発明者等は図４に示す様な狭窄部の光軸方向に
おける断面の輝度分布を測定するため、放電狭窄部の孔
の上部に孔直径の１／５相当のスリット状の開口部１７
を設けた重水素放電管を製作し、上記スリット状開口部
を光軸方向について輝度分布を測定した。放電状態を図
４(ａ)に示す。放電による陽光柱１１は陰極７より陽極
８方向に帯状に生成し、特に放電狭窄部前方と隔壁板に
設けた孔９の光軸方向の前方と孔断面部分１７で強くな
り、重水素ガスの発光が強くなる。１５は電子密度の高
い部分を示す。図４(ｂ)に輝度分布を示す。図の様に、
輝度分布１６は放電狭窄部の孔９の光軸方向前方の約１
mmと孔断面部の陰極側で強く発光し、陽極側に近づくに
つれて弱くなることが判った。

【０００９】重水素ガスの発光は自己吸収がないため、
光軸方向に発光する部分をできるだけ大きくする。

【００１０】

【実施例】重水素放電管の斜視図を図１(ａ)に示す。図
において、１は放電管容器のバルブであり、ステム２と
溶着によって密閉容器となし、容器内には電極部と重水
素ガスが封入してある。図１(ｂ)は重水素放電管の電極
中心部を示す横断面図である。電極部は、陰極７を構成
するタングステン線からなるフィラメントに電子放射物
質が塗布してある。陽極８にはモリブデン等からなる平
板状電極とし、陰，陽極間には放電を狭窄させるための
孔９が設けてある隔壁板１０がある。孔の直径１mmと
し、孔の周囲には窪みを設けてある。電極はニッケル等
の金属板で電極を覆った構造の金属からなる電極囲い３
で遮蔽している。

【００１１】重水素放電管の陰，陽極間に直流電圧を印
加し放電させると、孔部で重水素ガスが発光し、紫外域
に強い連続スペクトルを得ることができる。重水素ガス
の発光は、電子密度が高くなる孔の前方と孔部断面部分
で強く発光することが実験によって実証された。従っ
て、孔の断面部分の厚さによっても輝度への影響も大き
くなる。孔を設けた金属板の板圧を厚くすることによっ
て、高輝度化が可能となる。

【００１２】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１において、１は放電管容器であるバルブを示
し、光取り出し窓４を石英ガラスとし、全体を硬質ガラ
スで構成してある。バルブの端部は同種のガラスからな
るステム２と溶着された密閉容器を形成している。ま
た、ステムには電極を組立てるため、硬質ガラスと熱膨
張係数が近似している金属リード線が埋め込まれてい
る。６は導入線を示し、金属リード線と接続してあり、
各電極に電力を供給する。３は電極類を囲った電極囲い
である。４は光取り出し用窓であり、紫外域に透過率が
高い合成石英を用いた。５は光取り出し方向を示す。バ
ルブ１内には重水素ガスを数Torr封入してある。

【００１３】バルブ１の中心部で、電極部分を遮蔽する
電極囲い３は、ニッケル板を用いて、陰極室と陽極室と
を分離される。

【００１４】電極囲い３にはニッケルからなる隔壁板１
０を挟んで、タングステンからなる３重コイルのフィラ
メントに熱電子放射物質であるＢａＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ
等の酸化物が塗布してある陰極７およびモリブデンから
なる平板状の陽極８とが、隔壁板１０の放電狭窄用孔９
を挟んで対置されている。

【００１５】隔壁板に設けた孔はモリブデンを用い、ニ
ッケルからなる隔壁板と溶接により固定してある。孔を
設けたモリブデン板の厚さは２mmとした。４は光取り出
し窓を示し、紫外域に透過率が高い合成石英を用いた。
５は光の取り出し方向を示す。

【００１６】この構造の重水素放電管を陰極であるフィ
ラメントに電流を流し、予熱を行った後、陰陽極間に直
流電圧を印加して、重水素ガスの放電を起こさせると、
放電路を狭窄した孔部で陽光柱１１が絞られる。孔部で
絞られた陽光柱からは、紫外域に強い連続スペクトルを
放射する。この構成の重水素放電管を放電電流３００ｍ
Ａ、孔の径を従来と同一の直径１mmとした場合、図２に
示すように、孔を有するモリブデン板の厚さを厚くする
程、輝度が高くなる。板厚と輝度の関係は、輝度特性１
２に示す様に０.５〜約２mmの範囲で、ほぼ直線的に輝
度は上昇するが、特に２.０ mmを越えると緩やかにな
り、板厚の効果が現われなくなる。

【００１７】従来の板厚０.５ mmと本実施例に示した板
厚２mmと比較すると約２倍の輝度を得ることができる。
また板厚と電気的特性を図３に示す。始動電圧１３は板
厚２mmを越えると著しく上昇し、板厚２.５mmでは板厚
１.５mm以下に比べ１７０〜２００Ｖ上昇し、従来の一
般型電源での点灯が難しくなり、従来品との互換性が失
われてくる。ランプ電圧１４についても同様に板厚２mm
を越えると上昇してくる。

【００１８】このように、輝度特性から板厚２mm以上で
は輝度上昇が飽和状態となり、効果が小さくなる。した
がって、高輝度が得られる２mmまでとすることが望まし
い。電気的特性につぃても板厚２mmを越えると始動電圧
が極端に高くなるため板厚２mmまでの範囲が適切であ
る。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な構造で、従来の
２倍以上の高輝度が得られるため、液体クロマトグラフ
および光の吸収による分析を行う分析装置の分析感度を
より向上させる。また、放電電流も従来と同じ３００ｍ
Ａで点灯するもので、放電管の管壁温度も従来と同様で
あり、分析装置への悪影響を及ぼすこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の重水素放電管の説明図。

【図２】孔を形成する板厚と輝度の特性図。

【図３】孔を形成する板厚と電気的な特性図。

【図４】光軸方向の断面による輝度特性図。

【図５】従来例を示す重水素放電管の電極中心部の断面
図。

【符号の説明】

１…バルブ、２…ステム、３…金属隔壁（電極囲い）、
４…光取り出し窓、５…光取り出し方向、６…導入線、
７…陰極、８…陽極、９…孔、１０…隔壁板、１１…陽
光柱。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重水素または水素ガスを封入した管内に、
電子放射物質を塗布した陰極と陽極とを囲み、上記陰極
から上記陽極に至る放電路を形成する金属隔壁を設け、
上記金属隔壁の一部に上記放電路を狭窄するための孔を
設けた重水素放電管に於いて、上記孔を形成する金属板
厚を０.５〜２mmとした構造を特徴とする重水素放電
管。
【請求項２】請求項１において、光の吸収による分析装
置と組み合わせた分光分析装置。