SU1056313A1 - Gaseous-discharge electrodeless high-frequency lamp - Google Patents

Gaseous-discharge electrodeless high-frequency lamp Download PDF

Info

Publication number
SU1056313A1
SU1056313A1 SU823480231A SU3480231A SU1056313A1 SU 1056313 A1 SU1056313 A1 SU 1056313A1 SU 823480231 A SU823480231 A SU 823480231A SU 3480231 A SU3480231 A SU 3480231A SU 1056313 A1 SU1056313 A1 SU 1056313A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
lamp
balloon
cylinder
frequency
discharge
Prior art date
Application number
SU823480231A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Григорьевич Симакин
Валериан Дмитриевич Цветков
Анатолий Иванович Безлепкин
Марат Агубечирович Хузмиев
Белла Хазбекировна Хузмиева
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3609
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-3609 filed Critical Предприятие П/Я А-3609
Priority to SU823480231A priority Critical patent/SU1056313A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1056313A1 publication Critical patent/SU1056313A1/en

Links

Landscapes

  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

ГАЗОРАЗРЯДНАЯ БЕЗЭЛЕКТРОДНАЯ ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ЛАМПА, содержаща  заполненный буферным газом и парами рабочего вещества баллон из оптически прозрачного материала и два внешних электрода, вьшолненных в виде нанесенных на часть наружной поверхности баллона токопровод щих покры№й и подключаемых к источнику высокочастотного напр жени , о т л и ч а Kvщ а   с   тем, что, с целью повышени  ее долговечности и стабильности излучени  при одновременном снижении рабочего напр жени  и упрощени  технологии изготовлени , баллон вьшолнен с двум  диаметрально противоположными углублени ми , в которых установлены теплопроводные стержни, контактирующие с внешi ними электродами, а токопроводшдее покрытие нанесено на наружную поверх (Л ность углублений.GAS DISCHARGE HIGH-FREQUENCY LAMP, containing a cylinder filled with buffer gas and vapors of optically transparent material and two external electrodes in the form of conductive coatings applied to a part of the outer surface of the container and connected to a source of high-frequency voltage, which is and Kvshch so that, in order to increase its durability and stability of radiation while reducing the operating voltage and simplify the manufacturing technology, the balloon is filled with two iametralno opposing recesses into which conductive pins are installed in contact with them vneshi electrodes and tokoprovodshdee coating is applied on top of the outer (A NOSTA recesses.

Description

Изобретение относитс  к элементам конструкции газоразр дных осветительных , ламп без эпектродов внутри баллона , излучающих спектральные пинии химических элементов и используемых а спектрофотометрах, интерферометрах, маг нитометрах и др. Известны газоразр дные безэлек родные -высокочастотные лампы, соде{ жащие баллон из оптически прозрачного материала, заполненный инертным газом и Пиром металла. Баллон снабжен цилин рическим углублением, предназначенным дл  размещени  шлсокочастотного (ВЧ) индуктора l и 2 . Однако габариты таких ламп значительны , объем свет щегос  тела велик, так как возбу одаемый ВЧ разр д занимает кольцевой объем ба пона вокруг углублени  с ВЧ индуктором, диаметр которого не может быть существенно уменьшен из-за ухудшени  при этом . условий передачи ВЧ энергии в разр д и, соответственно, затрудненного зажигани  И: поддержани  разр да. Наиболее близкой к изобретению по техи гаеской сущности  вл етс  газораз р дна  безэлектродна  высокочастотна  лампа, содержаща  заполненный буферным инертным газом и парами рабочего вещества шарообразный баллон из оптически прозрачного материала, и .два вне лих электрода, выполненных в виде нан сенных на часть наружной поверзи5ости баллона токопровод щих покрытий и под ключаемых к источнику ВЧ напр жени  з . Однако напр жение зажигани  и питали  известной лампы велико, что вьь , нуждает усложн ть аппаратуру, в которой лампа используетс . Если снижать рабочее напр жение уменьшением зазора между электродами, возрастает веро  тность поверхностного ВЧ разр да, поэ.тому надейшость лампы снижаетс . Электроды экранируют значительную час излучени , уменьша  КПД лампы, а выполнение электродов светопропускающи значительно усложн ет технологию изготовлени  лампъ, особенно если лампа излучает в коротковолновой области спектра. При электродах в виде шаровы сегментов ВЧ разр д заполн ет весь объем колбы, но соприкосновение излучающего бблака возбужденных паров с поверхностью баллона вьщуждает вьшол н ть баллон из специальных стекол, устойчивъ1Х к возбужденной рабочей среде высокой физико-химической активностью, | например, в случае щелочных металлов, в противном случае прозрачность стенки баллона бъ1стро уменьшаетс , соответст венно снижаетс  интенсивность излучени , что ограничивает долговечность ламнъ. Однако такие стекла малопрозрачны в коротковолновой области спектра, поэтому приходитс  стенки баллона вьшолн ть как можно более тонкими, что также усложн ет технологию изготовлени  лампы и снижает ее механическую прочность . Избыток рабочего металла приводит к jno влению на поверхности баллона непрозрачной пленки, посто нно мигрирующей по указанной поверхности, в результате чего площадь излучающей поверхности все врем  мен етс  и стабильность излучени  лампы недостаточна. Если уменьшить количество вводимого в баллон рабочего вещества, из-за малого его запаса долговечность лампы мала, а снабжение лампы теплоотвод щим отростком и термостатирование ркружакушего ее объема значительно усложн ет конструкцию лампы и ее эксплуатацию. Целью изобретени   вл етс  повышение долговечн(х;ти и стабильности излучени  лампъ при одновременном упрощуНИИ технологии ее изготовлени  и снижении рабочего напр жени . Эта цель достигаетс  тем, что в газоразр дной безэлектродной высокочастотной лампе, содержащей заполненный буферным газом и парами рабочего вещес-рва баллон из оптически прозрачного материала и два внешних электрода, выполненных в виде нанесенных на часть наружной поверхности баллона токопровод щих покрытий и подключаемых к источнику высокочастотного напр жени , баллон выполнен с двум  диаметрально противоположными углублени ми, в которых установле1ны теплотхроводнъге стержни, контактир утощие с внешними электродами, а токопро)зод шее покрытие нанесено на н ужную поверхность углублений. На чертеже изображена предложенна  лампа. Лампа представл ет собой кварцевый или стекл ннъгй баллон 1 сферический, эллиптиче :кий, цилиндрический и т.п. Стенка 2 служит дл  выхода излучени  и np03pa4ifia в области О,2 - 2 мкм, противоположна  стенка 3 имеет запа нный 4, предназначенный дл  откачки л,ампы и введени  в нее буферного инертного газа (например, аргона) под давлением 1-5 мм рт. ст и рабочего вещества (щелочные, щелочноземельные металлы и т.д.) в подобра ном опытным путем количестве. Баллон 1 имеет диаметрально противополож ные (в данном варианте) соосные углублени ; 5 и 6, служащие дл  размещени  в них медных, алюминиевых и т.п. стержней 7- н 8. Внутренние торцы углублений 5 и 6 образуют внутриламповый разр дный промежуток 9. Токоподвод шхие теплопроводные стержни 7 и 8 соедин ютс  с ВЧ генератором 10, а внутри углублений 5 и 6 они контактируют с внешними электродами 11 и 12 в виде металлического покрыти  наружной поверхности углублений. Плотный тепловой контакт стержней 7 и 8 с поверхностью углублений 5 и б обеспечиваетс  при помощи теплопроводного компаунда или легкоплавкого припо . Стенка 3 снаружи может быть покрыта непровод щим диффузно отражающим слоем. При включении генератора 10 на электроды 11 и 12 подаетс  ВЧ напр жение (с частотой 100 кГц - 10 МГц), и в зазоре 9 возбуждаетс , ВЧ разр5Щ в буферном газе, а по мере термического испарени  рабочего вещества (например, щелочного металла) его атомные парЬ также возбуждаютс  в ВЧ разр де. Благодар  тому, что излучающее облако возбужденных паров сосредоточено ме;нбду выступами 5 и 6 и удалено от свето вывод щей стенки 2, последн   сохран ет прозрачность и при изготовлении баллона 1 из кварцевого или другого нестойкого к воздействию возбужденных активных веществ стекла, помутнение же стенок углублений 5 и 6, между которыми горит разр д, дл  рабо ты лампы не имеет никакого значени . При выборе соответствующего стекла толщина стенок баллона 1 может быть увеличена при сохранении прозрачности в широкой области спектра, в том числе и коротковолновой, поэтому технологи  изготовлени  лампь упрощаетс , а ее механическа  прочность возрастает. Зазор 9 может быть выбран малым по сравнению с габаритами баллона 1, при этом напр жение зажигани  лампы снижаетс  по сравнению с известной при тех же габаритах баллойа 1. Расположе ние электродов 11 и 12 в. углублени х и 6 исключает возможность поверхнос ных ВЧ пробоев, что повышает надежность лампы. Кроме того, в предложенной конструкции электроды 11 н 12 не Э1фанируют из; учение лампы, и нет необходимости выполн ть их светопропускающими . Тркоподвод щие стержни 7 и 8, имеющие большую теплопроводность, обеспечивают температуру части внутренней поверхности углублений 5 и б у их оснований более низкую, чем оотальной поверхности баллона 1, поэтому офазуютс  центры конденсации рабочего вещества. Это обеспечивает фиксацию избытка рабочего металла в этих зав€ ДОмых област х, поэтому ликвидиру- ютс  услови  дл  миграции избытка рабочето металла по внутренней поверхности стенки 2, следовательно, сохран етс  посто нство интенсивности светового потока лампы при обеспечении уоловий дл  повышенной долговечности за счет достаточного запаса рабочего в&щества . . Тепловой режим лампы нетрудно р&гулировать изменением отвода тепла по стержн м 7 и 8 к теплоотводу с учетом j мощности разр да и рабочего давлени  в баллоне 1. Как и в известной лампе, между электродами 11 и 12 при лампы существует поцеречный ВЧ разр д и.используетс  излучение , воэникшее в приэлекпродных част х , в которых интенсивность излучени  спектральных линий более чем на пор док/превосходит интенсивность излучи- ни  удаленных от электродов 11 и 12 областей разр да, что обусловлено вгт нием на процессы возбуждени  пучка быстрых электронов, эмитированных электродом. КПД лампы дополнительно повыщаетс , если на наружную поверз&ность стенки 3 нанесено непровод щее отражающее покрытие , направл ющее излучение в стенки 2. Предложенна  конструкци  газораэр дной безэлектродной лампы позвол ет уменьшить напр жение зажигани  и горени  разр да по сравнению с известной , так как при тех же габаритах рассто ние между внешними электродами у предложенной лампы меныие, чем у известной. Однако это достигаетс  без уменьшени  надежности лампы, так как расположение элекчродов в углублени х исключает поверхностные пробои. Конструкци  лампы просто обеспечивает заведомые области конденсации избытка рабочего вещества, поэтому и при избытке рабочего вещества устран етс  мигра- ; jpa непрозрачной пленки рабочего в&S10 шества по излучающей поверхности баллона , что в иавеегаой лампе  вл етс  причиной нестабильности 1излучени . В то же врем  достаточный запас рабочего вещества создает услош  дл  повышени  долговечности лампы. Долговечнсють {федложенной ламшд повышаетс  и потоМУ| что снабжение баллона углублени ми позвол ет; отделить область разр да от взлучающей поверхности баллона , поэто13 му скорость уменьшени  прозрачности этой поверхности значительно снижаетс . Отсутствие же лких требований к снижению толщины стенок баллона позвол ет упростить технологию изготовлени  лампы и повысить ее механическую надеж- 1юсть. В результате всего этого испога зование предложенной лампы улучшает технико-эксплуатационные характеристики спекчрофотомеагрической аппаратуры.The invention relates to the design elements of gas-discharge lighting, lamps without electrodes inside a cylinder, radiating spectral lines of chemical elements and used in spectrophotometers, interferometers, magnetometers, and others. Gas-discharge, non-emitting-high-frequency lamps containing an optically transparent material, are known filled with inert gas and metal Feast. The cylinder is provided with a cylindrical recess intended to accommodate the frequency-frequency (HF) inductor l and 2. However, the dimensions of such lamps are considerable, the volume of light of the body is large, since the excited high-frequency discharge occupies the annular volume of the button around the recess with the high-frequency inductor, whose diameter cannot be significantly reduced due to deterioration. conditions for the transfer of RF energy to the discharge and, respectively, difficult ignition AND: maintaining the discharge. Closest to the invention, according to its technical nature, there is a gas-discharge electrodeless high-frequency lamp containing a spherical balloon filled with a buffer inert gas and vapors of an optically transparent material and two external electrodes made in the form of a balloon applied to a part of the outer balloon. conductive coatings and connected to the source of the RF voltage h. However, the ignition voltage and power of the known lamp is great, which requires the complexity of the apparatus in which the lamp is used. If the operating voltage is reduced by decreasing the gap between the electrodes, the likelihood of surface discharge increases, so the nadicity of the lamp decreases. The electrodes shield a significant hour of radiation, reducing the lamp's efficiency, and making the electrodes light transmissive greatly complicates the technology of making the lamp, especially if the lamp radiates in the short-wave region of the spectrum. With electrodes in the form of spherical segments, the HF discharge fills the entire volume of the flask, but contact of the radiating block of excited vapors with the balloon surface causes the balloon to be removed from special glasses that are resistant to the excited working medium with high physicochemical activity, | for example, in the case of alkali metals, otherwise the transparency of the cylinder wall is rapidly reduced, the intensity of the radiation is correspondingly reduced, which limits the durability of the lamp. However, such glasses are not transparent in the short wavelength region of the spectrum, therefore it is necessary to make the walls of the balloon as thin as possible, which also complicates the manufacturing technology of the lamp and reduces its mechanical strength. An excess of the working metal leads to an appearance on the surface of the balloon an opaque film constantly migrating along the surface, as a result of which the area of the radiating surface all the time changes and the radiation stability of the lamp is insufficient. If the amount of the working substance introduced into the cylinder is reduced, because of its small reserve, the durability of the lamp is low, and supplying the lamp with a heat sink and thermostating its volume greatly complicates the design of the lamp and its operation. The aim of the invention is to increase durability (x; and stability of lamp radiation while at the same time simplifying the technology of its manufacture and reducing the operating voltage. This goal is achieved by the fact that in a gas discharge electrodeless high-frequency lamp containing a cylinder filled with a buffer gas and vapor of a working substance) from an optically transparent material and two external electrodes, made in the form of conductive coatings applied on a part of the outer surface of the balloon and connected to a source of high-frequency voltage audio, the balloon is formed with two diametrically opposed recesses in which rods ustanovle1ny teplothrovodnge contacting utoschie with external electrodes and tokopro) Zod coating is applied to the neck N uzhnuyu surface indentations. The drawing shows the proposed lamp. The lamp is a quartz or glass balloon 1 spherical, elliptical: cue, cylindrical, etc. Wall 2 serves to exit the radiation and np03pa4ifia in the area O, 2–2 µm, opposite wall 3 has a sealed 4, designed for pumping out l, ampa and introducing into it a buffer inert gas (for example, argon) under a pressure of 1–5 mm Hg . st and the working substance (alkali, alkaline earth metals, etc.) in the amount chosen experimentally. Cylinder 1 has diametrically opposite (in this embodiment) coaxial recesses; 5 and 6, serving to accommodate copper, aluminum, and the like. rods 7-n 8. The inner ends of the recesses 5 and 6 form an intra-tube discharge gap 9. The current lead shkhie heat-conducting rods 7 and 8 are connected to the RF generator 10, and inside the recesses 5 and 6 they are in contact with the external electrodes 11 and 12 in the form of metal coating the outer surface of the recesses. The close thermal contact of the rods 7 and 8 with the surface of the recesses 5 and b is provided by means of a heat-conducting compound or low-melting solder. Outside wall 3 may be covered with a non-conductive diffusely reflective layer. When the generator 10 is turned on, RF voltage (with a frequency of 100 kHz - 10 MHz) is applied to electrodes 11 and 12, and in the gap 9 it is excited, the RF voltage in the buffer gas, and as it thermally evaporates the working substance (for example, an alkali metal). BFs are also excited in HF discharge. Due to the fact that the radiating cloud of excited vapors is concentrated between the projections 5 and 6 and removed from the light-removing wall 2, the latter retains transparency when the cylinder 1 is made of quartz glass or other glass that is not resistant to the effects of excited active substances 5 and 6, between which the discharge is lit, has no meaning for the operation of the lamp. When choosing the appropriate glass, the thickness of the walls of the balloon 1 can be increased while maintaining transparency in a wide spectral region, including shortwave, so the lamp manufacturing technology is simplified and its mechanical strength increases. The gap 9 can be chosen small compared to the dimensions of the cylinder 1, while the ignition voltage of the lamp is reduced compared to the one known with the same dimensions of the balloon 1. The position of the electrodes 11 and 12 volts. cavities and 6 eliminates the possibility of surface RF breakdowns, which increases the reliability of the lamp. In addition, in the proposed design, the electrodes 11 n 12 do not isolate from; the teaching of the lamp, and there is no need to make them translucent. The high power rods 7 and 8, which have a high thermal conductivity, provide the temperature of a part of the inner surface of the recesses 5 and b at their bases lower than the ooty surface of the balloon 1, therefore the condensation centers of the working substance are out of phase. This ensures the fixation of excess working metal in these plants, therefore conditions for the migration of excess working metal to the inner surface of wall 2 are eliminated, hence the constant luminous intensity of the lamp is maintained, while ensuring wages for increased durability due to an adequate supply working in & . The heat mode of the lamp is easy to p & guided by a change in heat removal through the rods 7 and 8 to the heat sink, taking into account the discharge power j and the working pressure in the balloon 1. As in the known lamp, there is a cross-section RF discharge between the electrodes 11 and 12 when the lamp . radiation is used in near-long parts, in which the emission intensity of the spectral lines is more than an order of magnitude / greater than the emission intensity of the discharge areas distant from the electrodes 11 and 12, which is due to the incorporation of fast elec- thrones issued electrode. The lamp's efficiency is further increased if an external conductive wall 3 is coated with a non-conductive reflective coating that guides the radiation into the walls 2. The proposed design of a hot air electrodeless lamp reduces the ignition and burning voltages compared to the known one, since the same dimensions, the distance between the external electrodes of the proposed lamp is less than the known one. However, this is achieved without reducing the reliability of the lamp, since the arrangement of the electrodes in the recesses excludes surface breakdowns. The design of the lamp simply provides notorious areas of condensation of excess working substance, therefore, with an excess of working substance, the migration is eliminated; The jpa of the opaque film of the worker in & S10 of the procession on the radiating surface of the balloon, which in the iavea lamp is the cause of the instability of radiation. At the same time, a sufficient supply of working substance creates conditions for increasing the durability of the lamp. Durable {folded lambshd rises and so on | that the supply of the cylinder with recesses allows; to separate the area of discharge from the explosive surface of the balloon, therefore the rate of decrease in the transparency of this surface is significantly reduced. The absence of similar requirements for reducing the wall thickness of the balloon allows us to simplify the technology of manufacturing the lamp and increase its mechanical reliability. As a result of all this, the use of the proposed lamp improves the technical and operational characteristics of spec- tro-photometric equipment.

Claims (1)

ГАЗОРАЗРЯДНАЯ БЕЗЭЛЕКТРОДНАЯ ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ЛАМПА, содержащая заполненный буферным газом и парами рабочего вещества баллон из оптически прозрачного материала и два внешних электрода, выполненных в виде нанесенных на часть наружной поверхности баллона токопроводящих покрытий и подключаемых к источнику высокочастотного напряжения, отличаюш а яс я тем, что, с целью повышения ее долговечности и стабильности излучения при одновременном снижении рабочего напряжения и упрощения технологии изготовления, баллон выполнен с двумя диаметрально противоположными углублениями, в которых установлены теплопроводные стержни, контактирующие с внешними электродами, а токопроводящее Q покрытие нанесено на наружную поверхность углублений.A GAS DISCHARGE NON-ELECTRODE HIGH-FREQUENCY LAMP, containing a cylinder filled with buffer gas and vapor of a working substance from an optically transparent material and two external electrodes made in the form of conductive coatings deposited on a part of the outer surface of the cylinder and connected to a high-frequency voltage source, is distinguished by the fact that, with In order to increase its durability and radiation stability while reducing operating voltage and simplifying manufacturing technology, the cylinder is made with two diameters but opposing recesses into which conductive pins are installed in contact with the external electrodes, and Q conductive coating is applied to the outer surface indentations.
SU823480231A 1982-08-06 1982-08-06 Gaseous-discharge electrodeless high-frequency lamp SU1056313A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823480231A SU1056313A1 (en) 1982-08-06 1982-08-06 Gaseous-discharge electrodeless high-frequency lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823480231A SU1056313A1 (en) 1982-08-06 1982-08-06 Gaseous-discharge electrodeless high-frequency lamp

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1056313A1 true SU1056313A1 (en) 1983-11-23

Family

ID=21025586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823480231A SU1056313A1 (en) 1982-08-06 1982-08-06 Gaseous-discharge electrodeless high-frequency lamp

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1056313A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент № 2636449, кл. Н 01 J 65/00, 1977, 2.Патент US N 4119889, кл. 315-248, 1978. 3.Авторское свидетельство (УХ-Р NO 9О4038, кл. Н 01 J 65/О4, 198О. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4266167A (en) Compact fluorescent light source and method of excitation thereof
KR900002446B1 (en) Inacrive gas discharge lamp device
KR100237859B1 (en) High power lamp
US20080203922A1 (en) High intensity plasma lamp
US4480213A (en) Compact mercury-free fluorescent lamp
US20100315000A1 (en) Plasma lamp with field-concentrating antenna
US4266166A (en) Compact fluorescent light source having metallized electrodes
JPH09288995A (en) Electrodeless discharge lamp
US5914564A (en) RF driven sulfur lamp having driving electrodes which face each other
CA2505278A1 (en) Dielectric barrier discharge lamp having outer electrodes and illumination system having this lamp
SU1056313A1 (en) Gaseous-discharge electrodeless high-frequency lamp
US5118989A (en) Surface discharge radiation source
JPS61185857A (en) Electrodeless discharge lamp
JPS62160653A (en) Mercury arc light of long life
US4745335A (en) Magnesium vapor discharge lamp
SU1140189A2 (en) Gaseous-discharge spectroscopic lamp
JPH01309250A (en) Discharge lamp
SU444272A1 (en) Electrodeless high frequency spectral lamp
US20050236996A1 (en) High-pressure gas discharge lamp
JP2508679B2 (en) Electrodeless discharge lamp device
SU966793A1 (en) Gas-discharge lamp
RU2084046C1 (en) High-frequency source of vacuum ultraviolet light
SU1115136A1 (en) Electrodeless luminiscent lamp
SU1156168A1 (en) Electrodeless luminiscent lamp
SU1206861A1 (en) Gaseous-discharge high-frequency electrodeless lamp