PL59054B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 28.VIII.1965 Holandia Opublikowano: 30.XII.1969 KI. 21 f, 83/02 MKP HOlj UKD «|itt Wlasciciel patentu: N. V. Philips1 Gloeilampenfaforieken, Eindhoven (Holandia) Gazowana lampa wyladowcza zawierajaca dwa zaciski wejsciowe Przedmiotem wynalazku jest gazowana lampa wyladowcza zawierajaca dwa zaciski wejscio¬ we, przy czym zaciski sa przeznaczone do lacze¬ nia ich z siecia zasilajaca, zas lampa wyposa¬ zona w zarzona katode emituje promieniowa¬ nie slupa dodatniego, zawierajac prócz gazu szla¬ chetnego przynajmniej dwa latwo parujace me¬ tale, z których przynajmniej jeden jest metalem ziem alkalicznych. Emisja promieniowania moze przy tym przebiegac zarówno w widocznej jak i w niewidocznej czesci widma. Promieniowa¬ nie niewidzialne, np. promieniowanie ultrafio¬ letowe mozna ewentualnie przeksztalcic przez luminescencje w swiatlo widzialne.W znanych urzadzeniach tego typu z lampa napelniona gazem szlachetnym, metalem alka¬ licznym i rtecia dla otrzymania dodatniej cha¬ rakterystyki zaleznosci pradu od napiecia a tym samym wyeliminowania koniecznosci wlacza¬ nia szeregowo z nia dodatkowego obciazenia mu¬ siano doprowadzic do calkowitej jonizacji gazu i par. Poniewaz cisnienie pary rteci jest na sku¬ tek wystepowania stopu z metalem alkalicznym tak niskie, ze przez wyczerpanie liczby dajacych sie zjonizowac atomów liczlba nosników ladun¬ ku przy wzrastajacym pradzie nie powieksza sie wcale lub powieksza nieznacznie, a gaz szla¬ chetny jest równiez jonizowany, mozna otrzy¬ mac dodatnia charakterystyke tylko wtedy, gdy cisnieniev gazu szlachetnego jest bardzo niskie, 15 20 30 to jest wynosi jedna tysieczna tora, albo mniej.Przy takim cisnieniu jednak nie moze wystepo¬ wac dodatni slup, lecz mozliwy jest tylko inny rodzaj wyladowan o mniejszym uzysku swiatla.Ponadto nizsze cisnienie gazu pociaga za soba trudnosci przy zaplonie oraz powoduje rozpy¬ lanie sie elektrod.Celem wynalazku bylo skonstruowanie takiej gazowanej lampy wyladowczej, która zapewnia¬ laby przy odpowiednich warunkach pracy otrzy¬ manie dodatniej charakterystyki pradowo-na¬ pieciowej ze zwyklymi warunkami wyladowa¬ nia i o wyzszym uzysku swiatla.Istota wynalazku polega na tym, ze w wyla¬ dowczej lampie o zarzonej katodzie, w której wystepuje wyladowanie lukowe z emisja pro¬ mieniowania od strony slupa dodatniego, znaj¬ duja sie oprócz gazu szlachetnego conajmniej dwa lotne metale, z których eonajmniej- jeden jest metalem alkalicznym, a cisnienie gazu szla¬ chetnego w lampie jest rzedu 0,1 do 10 tora, zas znajdujace sie w niej dwa latwo parujace me¬ tale sa w postaci stopu, tak dobranego d'la od¬ powiednio dobranej temperatury pracy, . aby skladnik stopu o nizszym potencjale jonizacji, jonizowal sie w przestrzeni objetej slupem do¬ datnim w przynajmniej 20 procentach, a drugi skladnik stopu o wyzszym potencjale jonizacji mial odpowiednio dobrana gestosc, co dodatnio wplywa na generacje promieniowania oraz za- 590543 pewnia bezidukcyjne polaczenie miedzy zaciska¬ mi .wejsciowymi a lampa. - Obecnosc gazu szlachetnego w lampie sluzy do otrzymania dodatniego slupa, do ulatwienia zaplonu i do przeciwdzialania rozpylaniu sie 5 elektrod. Napiecie jonizacji jest zawsze wyzsze od napiecia lotnych metali, które nalezy najle¬ piej wybierac sposród alkalicznych metali takich jak kadm, cynk i rtec.W wynalazku wykorzystano to, ze na skutek 10 niskiego cisnienia skladnika o nizszym napie¬ ci^', jonizacji osiaga sie pewien stopien nasyce- " nia w slupie dodatnim w warunkach pracy lam¬ py. Przy wzroscie pradu musi dla powiekszenia liczby nosników ladunku wzrastac podluzny gra- 15 dient napiecia w slupie dodatnim, dzieki czemu charakterystyka staje sie dodatnia, przy czym ten ostatni efekt znika dopiero wtedy, gdy gra¬ dient napiecia w slupie dodatnim stanie sie tak duzy, ze równiez drugi skladnik oraz ewentual- 20 nie gaz szlachetny sa w duzym stopniu zjonizo¬ wane.Zaleta lampy w urzadzeniu wedlug wynalaz¬ ku polega nie tylko na dodatniej charaktery¬ styce pradowo-napieciowej, przy czym mozna 25 wyeliminowac opornik szeregowy, lecz takze na tym, ze cisnienie skladnika dajacego emisje mo¬ ze byc tak wybrane, zeby mialo ono korzystna dla wytwarzania promieniowania wartosc w od¬ niesieniu do srednicy lampy. W dotychczas sto- 30 sowanych lampach cisnienie pary metalu wy¬ twarzajacego promieniowanie musialo takze spelniac warunki przewodzenia pradu, co ozna¬ cza, ze wymagania dla przewodzenia- pradu i wy¬ twarzania promieniowania musialy byc sprowa- 35 dzane do kompromisu.Wynalazek mozna stosowac w lampach posia¬ dajacych rtec jako element wytwarzajacy pro¬ mieniowanie, przy czym mozna dodawac jeden albo kilka z pieciu metali alkalicznych, to jest: 40 cez, rubid, potas, sód i lit oddzielnie lub w po¬ staci stopu. Wynalazek mozna takze stosowac' w t.zw. lampach sodowych, przy czym przewo¬ dzenie pradu realizuje sie wtedy zasadniczo przy pomocy cezu, rubidu, potasu lub ich stopów.Przy ewentualnych domieszkach innych metali 45 nalezy uwzgledniac wplyw na cisnienie pary metalu, który zasadniczo powoduje przewodze¬ nie pradu oraz cisnienie pary metalu, który za¬ sadniczo wytwarza promieniowanie. Domieszki metali moga przy tym przyczyniac sie takze do przewodzenia pradu i wytwarzania promienio¬ wania.Wychodzac z zadanej gestosci pradu mozna Okreslic cisnienie skladnika przewodzacego prad zewzoru: 55 Q j D J 1,8X10"3 — Vd P Vd przy czym j jest gestoscia pradu w amiperach/ cm2* PD — oznacza cisnienie skladnika przewo- 60 dzacago prad w torach, a Vd — predkosc elek¬ tronów w km/sek w slupie dodatnim lampy. Ja¬ ko predkosc elektronów rozumie sie gestosc pra¬ du (j) podzielona przez calkowity ladunek elek¬ tronów na centymetr szescienny. 65 4 Na podstawie danych o skladzie stopu i udzia-* le w nim skladnika wytwarzajacego promieniom wanie mozna temperature dobrac w ten sposób, zeby otrzymac zadane cisnienie.Cisnienie pary jednego skladnika stopu jest na ogól cisnieniem pary czystego metadu pom¬ nozonym przez ulamek odpowiadajacy udzialo¬ wi tego skladnika w stopie i przez wspólczyn¬ nik aktywnosci, który moze byc zarówno mniej¬ szy od jednosci jak i wiekszy. Wspólczynnik ak¬ tywnosci jest znany dla wielu stopów.Aby zapobiec duzym stratom ciepla, które mo¬ ga wystepowac z powodu wyzszych temperatur scianek lampy wedlug wynalazku od ^normalnie wystepujacych, mozna polecic stosowanie izolu¬ jacych tulei jak przy lampach sodowych.Korzystnymi kombinacjami dla lampy wedlug wynalazku sa: cez, albo sód, jako skladnik prze¬ wodzacy prad, z rtecia, jako skladnikiem wy¬ twarzajacym promieniowanie, i argonem, kryp¬ tonem lulb ksenonem, jako gazem szlachetnym.Korzystna jest takze kombinacja cezu jako skladnika przewodzacego prad i sodu jako sklad¬ nika wytwarzajacego promieniowanie z argonem, kryptonem albo ksenonem jako gazem szlachet¬ nym.W lampie wedlug wynalazku przy wzrastaja¬ cym natezeniu pradu i wzrastajacym stopniu jonizacji wytwarzanie promieniowania bedzie stopniowo rozprzestrzeniac sie wokól osi ku sciance lampy. Nastepuje to w wielu przypad¬ kach poczatkowo na koncu anodowej przestrze¬ ni wyladowczej. Korzystny kompromis miedzy stabilnoscia bez oporu szeregowego i mala sa- moabsorbcja w slupie osiaga sie, gdy granica miedzy wytwarzaniem promieniowania w calym przekroju i wytwarzaniem promieniowania w czesci przyosiowej, lezy w przyblizeniu w srodku przestrzeni wyladowczej.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia lampe wedlug wynalazku, a fig. 2 przedstawia charak¬ terystyki pradowo-napieciowe lampy z fig. 1 dla róznych temperatur scianki.Na fig. 1 przedstawiono lampe posiadajaca rure 1, wykonana z twardego szkla o srednicy wewnetrznej 30 mm i dlugosci 750 mm. W lam¬ pie znajduja sie dwie katody 2 i 3 otoczone pierscieniami niklowymi 4 i 5. Rura 1 jest wypel¬ niona argonem i zawiera poza tym 200 mg stopu skladajacego sie z 45 procent rteci i 55 procent cezu. Przy temperaturze scianki w granicach 353 do 403°K cisnienie pary rteci wynosi okolo 2 x 10"3 tora oraz cisnienie cezu —2 x 10"4 tora.Na fig. 2 sa pokazane charakterystyki prado¬ wo napieciowe lampy z fig. 1, gdzie napiecie jest wyrazone w woltach przy wyladowaniu pra¬ du stalego w granicach od lokolo 100—500 mA.W czasie pomiarów scianka rury 1 miala tem¬ peratury podane na charakterystyce pradowo- -napieciowej. Temperatury te byly regulowane przy pomocy drugiej, obejmujacej pierwsza, ru¬ ry 6 z drutem grzewczym. Wyraznie widac, ze calkowite napiecie lampy silnie wzrasta ze wzro¬ stem pradu i ze maksimum tej charakterystyki wystepuje przy pradzie, który rosnie ze wzro-59054 PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Gazowana lampa wyladowcza zawierajaca dwa zaciski wejsciowe, przy czym zaciski sa przeznaczone do laczenia ich z siecia zasilajaca, zas lampa jest wyposazona w zarzona katode i emituje promieniowanie slupa dodatniego za¬ wierajac prócz gazu szlachetnego przynajmniej dwa latwo parujace metale, z których przynaj¬ mniej jeden jest metalem ziem alkalicznych, znamienna tym, ze cisnienie gazu szlachetnego w lampie jest rzedu 0,1 do 10 torów, a znajdu¬ jace slie w niej dwa latwo parujace metale sa w postaci stopu tak dobranego dla odpowded- 10 stem temperatury scianki lampy. Udzial cezu mozna zmieniac miedzy 40—75 procent przy jed¬ noczesnych zmianach udzialu rteci. Stosujac sód jako skladnik przewodzacy prad w lampie wedlug fig. 1 zastosowano polaczenie skladajace sie z 98 procent sodu i 2 procent rteci. Temperatura wynosi wtedy okolo 483°K. W obu przypadlkach mozna oczywiscie stoso¬ wac nie tylko wyladowania pradu stalego lecz takze i wyladowania pradu zmiennego, co w praktyce jest wazniejsze. Przy zastosowaniu sodu jako gazu wytwarza¬ jacego swiatlo wybiera sie stop zawierajacy mniej niz 1 procent cezu przy temperaturze od 483—543°K, prz^ czym cisnienie cezu wynosi 2 x 10"4 tora, a cisnienie sodu — 2 x 10~3 tora. Dokladny sklad stopu i wybór temperatury za¬ leza od kazdorazowych wymagan, to jest od maksymalnej sprawnosci albo maksymalnego uzysku swiatla, badz tez od kompromisu miedzy 20 nimi. 15 25 30 35 6 nio dobranej' temperatury pracy, aby skladnik stopu o nizszym potencjale jonizacji jonizowal sie w przestrzeni objetej slupem dodatnim w przynajmniej 20 procentach a drugi skladnik stopu o wyzszym potencjale jonizacji mial od¬ powiednio dobrana gestosc, co dodatnio wplywa na generacje promieniowania oraz zapewnia bezindukcyjne polaczenie miedzy zaciskami wej¬ sciowymi a lampa.
2. 2. Gazowana lampa wyladowcza wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze cisnienie pD w torach sklad¬ nika przewodzacego prad odpowiada wyrazeniu: 0 j D J 1,8 X10"3 — vd p vd przy czym j jest gestoscia pradu w amperach/ cm2, a Vd oznacza predkosc elektronów w kin/ sek w slupie dodatnim.
3. 3. Gazowana lampa wyladowcza wedlug zastrz. 1 i 2, znamienna tym, ze skladnik wytwarzaja¬ cy promieniowanie stanowi rtec, a skladnik prze¬ wodzacy , prad stanowi cez, którego udzial w stopie wynosi 40—75 procent przy temperaturze scianki od 353—403°K.
4. 4. Gazowana lampa wyladowcza wedlug zastrz. 1 i 2, znamienna tym, ze okladnik wytwarzaja¬ cy promieniowanie stanowi rtec, a drugi sklad¬ nik stanowi sód, przy czym sklad stopu wynosi 98 procent sodu i 2 procent rteci przy tempera¬ turze scianki okolo 483°K.
5. 5. Gazowana lampa wyladowcza wedlug zastrz. 1 i 2, znamienna tym, ze skladnikiem wytwa¬ rzajacym promieniowanie jest sód, a skladnikiem przewodzacym prad jest cez, którego udzial w stopie wynosi mniej niz 1 procent przy tempe¬ raturze scianki od 483—543°K. Jk * it/^ ^ 9..* »A ^ ^ t iA A g». * ^.^r FIG.1KI. 21 f, 83/02 59054 MKP H 01 j 600mA ZG „Ruch" W-wa, zam. 1136-69 nakl. 290 egz. PL