RU2185681C1

RU2185681C1 - Spectral gas-discharge lamp for nuclear absorption analysis

Info

Publication number: RU2185681C1
Application number: RU2001111996A
Authority: RU
Inventors: В.В. Кудряшов; И.А. Земскова; Т.С. Цыганкова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Союзцветметавтоматика"
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2002-07-20

Abstract

FIELD: spectral gas-discharge light sources for nuclear absorption analysis. SUBSTANCE: lamp has bulb with uviol glass window for radiation exit transparent in ultraviolet part of spectrum that accommodates anode, hollow cathode placed in insulating tube that has hole coaxial with side hole on hollow cathode. Lamp is provided with additional anode placed near side hole of hollow cathode that divides cathode into two parts one part being continuation of the other; they have similar internal discharge surfaces and both are, essentially, hollow cathodes operating from two anodes. EFFECT: enhanced radiation intensity of resonant lines. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к классу газоразрядных спектральных источников света, предназначенных для работы в аппаратуре атомно-абсорбционного анализа. The invention relates to a class of gas-discharge spectral light sources intended for use in atomic absorption analysis equipment.

Известна конструкция газоразрядной спектральной лампы с полым катодом, излучающая спектры различных химических элементов, содержащая колбу с увиолевым окном для выхода излучения, анод и полый катод, имеющий внутреннюю разрядную поверхность в виде цилиндра, открытого с одной стороны, выполненного из материала, спектр которого необходимо получить (1). Анод имеет форму цилиндра с соосно установленным внутри него стержнем. Полый катод помещен в электроизоляционную трубку с маленьким зазором. Для увеличения интенсивности излучения внутрь полости катода вставлены элементы из проволоки или из фольги. Анод, катод и электроизоляционная трубка собраны на стеклянной ножке. Лампа наполнена инертным газом неоном до определенного давления. A known design of a gas-discharge spectral lamp with a hollow cathode emitting spectra of various chemical elements, containing a flask with a uvole window for radiation output, an anode and a hollow cathode having an internal discharge surface in the form of a cylinder open on one side, made of material whose spectrum must be obtained (1). The anode has the form of a cylinder with a rod coaxially mounted inside it. The hollow cathode is placed in an insulating tube with a small gap. To increase the radiation intensity, elements made of wire or foil are inserted into the cathode cavity. The anode, cathode and electrical insulating tube are assembled on a glass leg. The lamp is filled with an inert gas neon to a certain pressure.

К недостаткам ламп такой конструкции следует отнести малую величину интенсивности излучения резонансных линий. Несмотря на то, что внутрь полого катода вставлены дополнительные элементы в виде проволоки или фольги, интенсивность излучения оказалась все же недостаточной. Более того, не каждый металл можно иметь дополнительные элементы. На такие элементы как натрий, калий, кадмий, мышьяк и др. дополнительных элементов изготовить не удается. Поэтому для увеличения интенсивности излучения для многих металлов надо искать другие технические решения. The disadvantages of lamps of this design should include a small amount of radiation intensity of the resonance lines. Despite the fact that additional elements in the form of a wire or foil were inserted inside the hollow cathode, the radiation intensity was still insufficient. Moreover, not every metal can have additional elements. For elements such as sodium, potassium, cadmium, arsenic and other additional elements can not be made. Therefore, to increase the radiation intensity for many metals, other technical solutions must be sought.

Техническим результатом является увеличение интенсивности излучения резонансных линий. The technical result is to increase the radiation intensity of the resonance lines.

Технический эффект достигается тем, что спектральная газоразрядная лампа для атомной абсорбции, содержащая колбу с плоским увиолевым окном для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра, и расположенные в ней основной анод и полый катод с отверстием на боковой поверхности, помещенный в электроизоляционную трубку с боковым отверстием, соосным с отверстием на катоде, снабжена вторым анодом, расположенным вблизи бокового отверстия, которое разделяет катод на две части, имеющие одинаковые внутренние боковые поверхности, причем обе части являются двумя полыми катодами, работающими от разных анодов, в то же время это один общий полый катод с увеличенной площадью горения. За счет этого удалось увеличить боковую поверхность разрядной полости в 2 раза. The technical effect is achieved by the fact that a spectral discharge lamp for atomic absorption, containing a flask with a flat uviole window for the exit of radiation transparent in the ultraviolet part of the spectrum, and a main anode and a hollow cathode with an aperture on the side surface located in an insulating tube with a side the hole coaxial with the hole on the cathode is provided with a second anode located near the side hole, which divides the cathode into two parts having the same inner side surfaces and, both parts being two hollow cathodes operating from different anodes, at the same time it is one common hollow cathode with an increased burning area. Due to this, it was possible to increase the lateral surface of the discharge cavity by 2 times.

На чертеже изображена газоразрядная спектральная лампа для атомной абсорбции в разрезе. The drawing shows a gas discharge spectral lamp for atomic absorption in the context.

Лампа представляет собой стеклянный баллон 1 цилиндрической формы с плоским увиолевым окном 2 для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра. Аноды 3 и 4 выполнены из никелевой проволоки ⌀ 0,8 мм, имеют форму штырей. Полый катод 5 имеет форму цилиндра, внутренняя поверхность которого выполнена из материала, спектр которого необходимо получить, имеет два отверстия. Одно отверстие расположено в торце полого катода со стороны выхода излучения. Второе отверстие находится на боковой поверхности катода и делит полый катод на 2 части. Одна часть полузакрытая с дном, а вторая часть открытая в сторону выхода излучения. Основной анод расположен у отверстия катода со стороны выхода излучения. Дополнительный второй анод расположен со стороны бокового отверстия. Оба анода могут быть приварены к разным выводам или к одному выводу. Если приварены к разным выводам, то на аноды можно подавать разные потенциалы и регулировать их в процессе работы лампы. Если на один вывод, то потенциалы анодов будут одинаковы. The lamp is a glass cylinder 1 of a cylindrical shape with a flat uviole window 2 for the exit of radiation transparent in the ultraviolet part of the spectrum. Anodes 3 and 4 are made of nickel wire ⌀ 0.8 mm, have the shape of pins. The hollow cathode 5 has the shape of a cylinder, the inner surface of which is made of material, the spectrum of which must be obtained, has two holes. One hole is located at the end of the hollow cathode on the radiation output side. The second hole is located on the side surface of the cathode and divides the hollow cathode into 2 parts. One part is half-closed with the bottom, and the second part is open towards the exit of radiation. The main anode is located at the cathode hole on the radiation output side. An additional second anode is located on the side of the side opening. Both anodes can be welded to different leads or to the same lead. If welded to different conclusions, then the potentials can be applied to the anodes and regulate them during the operation of the lamp. If for one conclusion, then the potentials of the anodes will be the same.

Полый катод помещен в электроизоляционную трубку 6 с небольшим (0,2-0,3 мм) зазором. Это предотвращает горение тлеющего разряда по внешней поверхности катода и концентрирует разряд во внутренней полости катода. Катод, аноды и электроизоляционная трубка собраны на стеклянной ножке 7 с помощью молибденовых выводов 8. Для изоляции от газового разряда анодный вывод внутри лампы помещен в стеклянную трубку 9. The hollow cathode is placed in an insulating tube 6 with a small (0.2-0.3 mm) gap. This prevents a glow discharge from burning on the outer surface of the cathode and concentrates the discharge in the inner cavity of the cathode. The cathode, anodes and electrical insulating tube are assembled on a glass leg 7 using molybdenum leads 8. To isolate from a gas discharge, the anode lead inside the lamp is placed in a glass tube 9.

Лампа наполнена инертным газом до необходимого давления. Для подключения к источнику питания лампа снабжена октальным цоколем 10 под стандартную ламповую панель. The lamp is filled with inert gas to the required pressure. To connect to a power source, the lamp is equipped with an octal base 10 for a standard lamp panel.

Для раздельного регулирования подаваемого напряжения аноды устанавливают на разных анодных выводах ножки лампы. При подключении такой лампы к источнику питания между анодами 3 и 4 и разрядной полостью катода 5 зажигаются тлеющие разряды в инертном газе. За счет второго анода у отверстия боковой поверхности катода удалось увеличить разрядную поверхность обеих частей в 2 раза. Продукты распыления от обеих частей разрядной полости катода в виде нейтральных атомов попадают в газовые разряды, возбуждаются там при соударениях с электронами и в виде излучения спектральных линий через плоское окно 2 выходят из лампы. For separate regulation of the applied voltage, the anodes are mounted on different anode terminals of the lamp legs. When such a lamp is connected to a power source between the anodes 3 and 4 and the discharge cavity of the cathode 5, glow discharges in an inert gas are ignited. Due to the second anode at the hole of the lateral surface of the cathode, it was possible to increase the discharge surface of both parts by 2 times. The sputtering products from both parts of the cathode discharge cavity in the form of neutral atoms fall into gas discharges, are excited there by collisions with electrons, and in the form of radiation of spectral lines exit a lamp through a flat window 2.

За счет увеличения площади разрядной полости полого катода и наличия второго анода будет увеличена интенсивность излучения резонансных линий, что дает возможность улучшить чувствительность и точность проведения атомно-абсорбционного анализа. By increasing the area of the discharge cavity of the hollow cathode and the presence of a second anode, the radiation intensity of the resonance lines will be increased, which makes it possible to improve the sensitivity and accuracy of atomic absorption analysis.

Пример. Example.

Лампа представляет собой стеклянный баллон цилиндрической формы ⌀ 40 мм с плоским окном для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра. Полый катод выполнен из бескислородной меди, имеет длину разрядной полости 20 мм и ⌀ 4 мм. На боковой поверхности просверлено отверстие ⌀ 4 мм. Это отверстие делит разрядную полость на две одинаковые части по площади, т. е. на два полых катода. Один полый катод полузакрытый от бокового отверстия до дна, а второй полый катод открыт от бокового отверстия до основного отверстия в сторону выхода излучения. Лампа снабжена основным анодом, расположенным вблизи отверстия в сторону выхода излучения. Возле бокового отверстия от общего анодного вывода расположен второй анод. Оба анода выполнены из никелевой проволоки ⌀ 0,8 мм. Полый катод помещается в стеклянную трубку с зазором 0,2÷0,3 мм с отверстием на боковой поверхности ⌀ 6 мм, соосным с боковым отверстием катода. Оба анода, катод и стеклянная трубка смонтированы на стеклянной ножке. Лампа наполнена инертным газом неоном до давления 8,0 мм рт. ст. Для подключения к источнику питания лампа снабжена октальным цоколем под стандартную ламповую панель. После изготовления лампы были проведены испытания на анализаторе Спектр 5-3 при питании в одноимпульсном режиме. Для сравнения использовалась лампа ЛС-11 ТУ 48-18-29-91, имеющая полый катод, выполненный из бескислородной меди с диаметром разрядной полости 4 мм и глубиной 10 мм. The lamp is a cylindrical glass cylinder ⌀ 40 mm with a flat window for the exit of radiation transparent in the ultraviolet part of the spectrum. The hollow cathode is made of oxygen-free copper, has a discharge cavity length of 20 mm and ⌀ 4 mm. A ⌀ 4 mm hole was drilled on the side surface. This hole divides the discharge cavity into two identical parts by area, i.e., into two hollow cathodes. One hollow cathode is half-closed from the side hole to the bottom, and the second hollow cathode is open from the side hole to the main hole in the direction of radiation exit. The lamp is equipped with a main anode located near the hole in the direction of radiation exit. Near the side opening from the common anode terminal, a second anode is located. Both anodes are made of nickel wire ⌀ 0.8 mm. The hollow cathode is placed in a glass tube with a gap of 0.2–0.3 mm with an opening on the side surface of ⌀ 6 mm coaxial with the side opening of the cathode. Both anodes, cathode and glass tube are mounted on a glass leg. The lamp is filled with an inert gas neon to a pressure of 8.0 mm Hg. Art. To connect to a power source, the lamp is equipped with an octal base for a standard lamp panel. After the lamp was manufactured, tests were carried out on a Spectrum 5-3 analyzer with power supply in single-pulse mode. For comparison, a LS-11 lamp TU 48-18-29-91 was used, which has a hollow cathode made of oxygen-free copper with a discharge cavity diameter of 4 mm and a depth of 10 mm.

Результаты измерения интенсивного излучения разнополых ламп 3248 А показали, что испытуемая лампа имеет большую интенсивность в 1,35 раза, что и подтверждает наши теоретические высказывания в предлагаемой конструкции спектральной газоразрядной лампы с полым катодом. The results of measuring the intense radiation of 3248 A multi-sex lamps showed that the tested lamp has a 1.35-fold higher intensity, which confirms our theoretical statements in the proposed design of a hollow-cathode spectral discharge lamp.

Предложенное изобретение является новым - предложена новая конструкция анода и в целом лампы. Произведен изобретательский шаг - лампа снабжена вторым анодом, расположенным вблизи бокового отверстия катода и втулки, которое делит катодную полость на две части, являющиеся продолжением одна другой и имеющие одинаковые внутренние разрядные поверхности, причем обе части являются двумя полыми катодами, работающими от разных анодов. The proposed invention is new - a new design of the anode and the lamp as a whole is proposed. An inventive step has been made - the lamp is equipped with a second anode located near the side opening of the cathode and the sleeve, which divides the cathode cavity into two parts, which are a continuation of one another and have the same internal discharge surfaces, both parts being two hollow cathodes operating from different anodes.

Изобретение промышленно применимо в производстве спектральных ламп для улучшения качественных характеристик лампы, улучшения интенсивности излучения. The invention is industrially applicable in the production of spectral lamps to improve the quality characteristics of the lamp, improve the radiation intensity.

Источники информации
1. SU 1552255 A1, 23.03.1990.Sources of information
1.SU 1552255 A1, 03/23/1990.

Claims

1. Spectral discharge lamp for atomic absorption, containing a flask with a flat uvole window for the exit of radiation transparent in the ultraviolet part of the spectrum, the main anode and a hollow cathode located in it, placed in an insulating tube, characterized in that it is equipped with an additional anode, a hollow cathode and the insulating tube are made with coaxial holes on the side surfaces, an additional anode is located near the side holes of the hollow cathode and the insulating tube, and the hole ying on the lateral surface of the hollow cathode, the cathode divides the cavity into two portions that are a continuation of one another and have the same bit inner surface so that the two parts are the two hollow cathode operating on the main and additional anodes.

2. The lamp according to claim 1, characterized in that the primary and secondary anodes are mounted on different terminals.