SU1089673A1

SU1089673A1 - Flash gaseous-discharge lamp

Info

Publication number: SU1089673A1
Application number: SU823531639A
Authority: SU
Inventors: Марат Агубечирович Хузмиев; Виктор Александрович Якусевич
Original assignee: Предприятие П/Я А-3609
Priority date: 1982-12-09
Filing date: 1982-12-09
Publication date: 1984-04-30

Abstract

ИМПУЛЬСНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА, содержаща заполненную рабочим газом кварцевую колбу с герметично установленными в ее трубчатых ножках рабочими электродами, причем по меньшей мере на части наружной поверхности колбы и ножек нанесено токопровод щее покрытие, с которым электри-. чески соединен вывод инициирук цего электрода, отличающа с Тем, что, с целью увеличени ее световой отдачи, надежности и долговечности при упрощении технологии изготовлени , по меньшей мере на одной из ножек коаксиально ей установлена кварцева трубка, в кольцевом зазоре между указанной трубкой и ножками на части длины последней расположено кольцо из м гкого металла, плотно прилегающее к токопровод щему покрытию на ножке, вывод инициирующего электрода через прорезь, выполненную в кварцевой трубке, .соединен с указанным кольцом, а кольцевой зазор на длине, не зан той кольцом, заполнен (Л диэлектрическим материалом. 00 со О) 00PULSE DISCHARGE LAMP, containing a quartz flask filled with working gas with working electrodes sealed in its tubular legs, and at least a part of the outer surface of the flask and the legs are coated with a conductive coating. A pin of an initiating electrode of the electrode, characterized by the fact that, in order to increase its luminous efficiency, reliability and durability while simplifying the manufacturing technology, a quartz tube is installed on at least one of the legs coaxially, is connected to it, in an annular gap between said tube and legs a part of the length of the latter is a ring of soft metal, tightly adjacent to the conductive coating on the leg, the lead of the initiating electrode through a slot made in the quartz tube is connected to the indicated ring and the annular gap on the length not occupied by the ring is filled with (L dielectric material. 00 with O) 00

Description

Изобретение относитс к элементам конструкции Tv.sopaspHAHbDc осветитель ных ламп и может быть использовано в производстве газоразр дных источников свет , работающих в импульсном режиме, Известна импульсна газоразр дна лампа-, содержаща стекл нную колбу с герметично установленными в ней рабочими электродами и инициирующий электрод в виде прозрачного токопровод щего покрыти на наружной поверх ности колбы, подвод импульсов напр жени к которому осуществл етс чере контакт из вожженного в стекло колбы металлического участка flj Однако при выполнении колбы из тугоплавкого кварцевого стекла технологи изготовлени возженного контакта очень сложна. Широко известно присоединение токопровод щих деталей, например газоразр даых ламп при помощи пайки припоем. Однако , такое присоединение весьма сложно, если одна из токопроводных деталей представл ет собой тонкий слой прозрачных .соединений олова, инди и т.п. или отражаю1ций слой на основе металла, образукщего на поверхности причине окисные пленки, Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой вл етс импульсна газоразр дна лампа, содержаща заполненную рабочим газом кварцевую колбу с герметично установленными в ее трубчатых ножках рабочими электродами, причем по меньшей мере на части наружной повер ности колбы и ножек нанесено токопровод щее покрытие, с которым злекг трически соединен вывод инициирующег электрода 2, Однако обеспечить достаточную поверхность соприкосновени металлической детали с провод щим покрыт ем сложно, так как дл этого необходимо .максимальное совпадение формы прилегакйцих друг к другу детали и колбы с покрытием. Но в услови х серийного производства можно просто обеспечить повтор емость формы лишь металлической детали, например штампуемой , а форма колбы неизбежно имеет разброс, особенно значительный при выполнешш ее из тугоплавкого кварцевого стекла, В этом случае кон такт измен етс и в зависимости от температуры лампы вследствие резкого различи коэффициентов теплового рас ширени кварца и металлов, В результате этого у большей части ламп контактирующа деталь касаетс покрыти на колбе лишь в отдельных точках. Однако покрыти на- колбах ламп, используемые в качестве инициирующего электрода, имеют большое поверхностное сопротивление (прозрачные покрыти на основе соединений инди , олова и т.п. вл ютс полупроводниковыми , а отражающие покрыти , например , на основе алюмини имеют очень малую толщину и покрыты прочными окисными пленками), поэтому при повьшенной энергии инициирующих импульсов из-за больших пиковых плотностей тока происходит разрушение покрыти в точках контакта с образованием микрозазоров, после чего из-за зрозирующего воздействи искрового разр да в воздухе разрушение покрыти быстро прогрессирует, пока надежность инициировани разр да в лампе не ухудшаетс до недопустимой степени, С учетом указанных факторов энерги , инициирующих импульсов в случае известных ламп значительно ограничиваетс ,, а дл создани условий надежного зажигани ламп импульсами небольшой энергии давление рабоч чего газа в колбе приходитс существенно уменьшать. Но при небольших давлени х газа (80-100 мм рт.ст,) светова отдача лампы снижаетс , а ее долговечность уменьшаетс из-за ускоренного распылени рабочих электродов , уменьшени при этом прозрачности колбы, т,е, силы света лампы, а также жестчени газа в малообъемной (2-3 см) колбе, из-за чего ухудшаютс и электг: рические параметры лампы. Цель изобретени - повьш1ение световой отдачи, надежности и долговечп ности лампы при упрощении технологии ее изготовлени . Поставленна цель достигаетс тем, чтов импульсной газоразр дной лампе, содержащей заполненную рабочим газом кварцевую колбу с герметично установленными в ее трубчатых ножках рабочими электродами, причем по меньшей мере на части наружной поверхности колбы и ножек нанесено токопровод щее покрытие, с которым электрически соединен вывод инициирующего элект- . рода, по меньшей мере на одной из ножек коаксиально ей установлена кварцева трубка, в кольцевом зазоре между указанной трубкой и ножкой наThe invention relates to the structural elements Tv.sopaspHAHbDc of lighting lamps and can be used in the production of gas-discharge light sources operating in a pulsed mode. The pulse gas discharge lamp is known, containing a glass flask with hermetically mounted working electrodes and the initiating electrode in the form of transparent conductive coating on the outer surface of the flask; voltage pulses are applied to which through the contact from the flask of the metallic section flj burned into the glass; however, and performing flask refractory silica glass fabrication technique Lit contact is very complicated. It is widely known to connect conductive parts, such as gas discharge lamps, by brazing. However, such an attachment is very difficult if one of the conductive parts is a thin layer of transparent compounds of tin, indium, etc. or reflecting a layer on the basis of the metal forming oxide films on the surface, the closest to the technical essence of the invention is a pulsed gas discharge lamp containing a quartz flask filled with working gas with working electrodes sealed in its tubular legs, and at least part of the conductor coating is applied to the outer surface of the bulb and the legs, with which the lead of the initiating electrode 2 is electrically connected, however, to provide a sufficient contact surface the metal part is covered with the conductive hard to eat because, for this it is necessary .The max coincidence prilegakytsih shape to each other and parts coated flasks. But under mass production conditions, it is possible to simply ensure the repeatability of the shape of only a metal part, such as a stamped one, and the shape of the bulb inevitably has a variation, especially significant when it is made of refractory quartz glass. In this case, the contact changes depending on the lamp temperature. the sharp difference in the thermal expansion coefficients of quartz and metals. As a result, in the majority of the lamps, the contacting part touches the coating on the flask only at individual points. However, lamp coatings used as a triggering electrode have a large surface resistance (transparent coatings based on indium, tin, etc., compounds are semiconducting, and reflective coatings, for example, based on aluminum, have a very small thickness and are coated durable oxide films), therefore, when the energy of the initiating pulses is higher due to the large peak current densities, the coating is destroyed at the contact points with the formation of micro gaps, after which due to the The effect of spark discharge in air is that the destruction of the coating progresses rapidly until the reliability of the initiation of discharge in the lamp deteriorates to an unacceptable degree. Considering the above factors, the energy of the initiating pulses in the case of known lamps is significantly limited, and to create reliable ignition conditions for the lamps with small energy pulses the pressure of the worker causing the gas in the flask to be substantially reduced. But at low gas pressures (80-100 mm Hg), the light output of the lamp decreases, and its durability decreases due to the accelerated spraying of the working electrodes, reducing the transparency of the bulb, t, e, and the luminous intensity of the lamp, as well as stiffening gas in a low-volume (2-3 cm) flask, which also worsens the electrical parameters of the lamp. The purpose of the invention is to increase the light efficiency, reliability and durability of the lamp while simplifying its manufacturing technology. The goal is achieved by the fact that a pulsed gas discharge lamp containing a quartz flask filled with working gas with working electrodes sealed in its tubular legs, and a conductive coating electrically connected to at least a part of the outer surface of the flask and legs. -. a kind of quartz tube is installed coaxially on at least one of the legs coaxial to it, in the annular gap between

части длины последией расположено кольцо из м гкого металла плотно прилегающее к токопровод щему .покрытию на ножке, вывод инициирующего электрода через прорезь, выполненную в кварцевой Трубке, соединен с указанным кольцом, а кольцевой зазор на длине, не зан той кольцом, заполне диэлектрическим материалом.A part of the length of the last is a ring of soft metal tightly attached to the conductive coating on the leg, the output of the initiating electrode through a slot made in the quartz tube is connected to the specified ring, and the annular gap at a length not occupied by the ring is filled with dielectric material.

На чертеже изображена предлагаема лампа, частичный разрез.The drawing shows the proposed lamp, a partial section.

Лампа содержит малообъемную (23см ) кварцевую колбу 1 со светоконцентрирующек деталью, оканчивающейс плоским торцом 2. Поверхность колбы 1, за исключением торца 2, покрыта тонким токопровод щим слоем 3, например на основе алюмини , который одновременно вл етс светоотражающим покрытием и инициирующим злектродом лампы, В колбу 1, наполненную ксеноном, введены рабочие электродыThe lamp contains a low-volume (23cm) quartz flask 1 with a light-concentrating part ending with a flat end 2. The surface of the flask 1, except for the end 2, is covered with a thin conductive layer 3, for example, based on aluminum, which is at the same time a reflective coating and an electrode initiating electrode In the flask 1 filled with xenon, working electrodes are introduced

4при помощи герметичных токовводов, установленных в трубчатых кварцевых ножках 5, соединенные с наружными выводами 6, Покрытие 3 распространено и на часть наружной поверхности ножек 5, однако не доходит до открытого вывода на рассто ние, исключаю .щее возможность пробо между покрытием 3 и выводом электрода 4, По меньшей мере одна из ножек 5 охвачена кварцевой трубкой 7,один конец которой плотно прилегает к колбе 1, кольцевой зазор между трубкой 7 и ножкой 3 (0,1-0,5 мм) заполнен слоем 8 олова4 using sealed current leads installed in tubular quartz legs 5 connected to external leads 6, Coating 3 is also extended to part of the outer surface of legs 5, however, it does not reach the open output distance, eliminating the possibility of a gap between the coating 3 and the electrode lead 4, At least one of the legs 5 is covered by a quartz tube 7, one end of which fits tightly to the flask 1, the annular gap between the tube 7 and the leg 3 (0.1-0.5 mm) is filled with a tin layer 8

или пластичного сплава на его основе образую цим кольцо, В зоне покрыти 3 на ножке 3 с длиной этой зоны вдоль оси ножки 3 равной 3-10 мм обеспечиваетс электрический контакт с кольцом в виде сло 8 на большой поверхности . Ножки 3 с трубкой 7 установлены в отверсти х цокол 9 из диэлектрического материала, имеющего крепежные отверсти 10, Фиксаци колбы I в цоколе 9 осуществлена при помоир цоколевочной мастики П, Участок зазора между ножкой 3 и трубкой 7, не залитый металлическим слоем 8, заполиен диэлектриком 12, например стекловолокном , В узкой прорези 13, выполненной в трубке 7 и цоколе 9, проложен проволочный отрезок 14, одним концом наход щийс в теле сло 8, а другим концом присоединенный к стержню 13, к которому припа н вывод 16 инициирующего электрода, В готовой лампе прорезь 13 залита электроизолирующим составом. Такой узел присоединени вывода 16 к инициирующему покрытию 3 имеет высокую электрическую и механическую прочность.or a plastic alloy based on it forming a ring with a ring. In the zone of coating 3 on leg 3 with the length of this zone along the axis of leg 3 equal to 3-10 mm, electrical contact with the ring in the form of layer 8 on a large surface is provided. The legs 3 with the tube 7 are installed in the holes of the socle 9 of a dielectric material having mounting holes 10, the fixing of the flask I in the socle 9 is carried out by means of a pinning mastic P, the gap between the leg 3 and the tube 7, not filled with a metal layer 8, is dielectric 12, for example, glass fiber; In a narrow slot 13, made in tube 7 and base 9, a wire segment 14 is laid, with one end located in the body of layer 8, and the other end connected to rod 13 to which initiator electrode 16 is attached, is ready The second lamp slot 13 is filled with an electrically insulating composition. Such a node connecting the lead 16 to the initiator coating 3 has high electrical and mechanical strength.

При изготовлении лампы олово ввод т в зазор,, между кварцевой трубкой 7 и ножкой 3 в виде фольги, затем в положении колбы 1, когда ножки 3 направлены вверх, трубка 7 нагреваетс до расплавлени олова и образовани кольцевого сло 8, плотно охватывающего покрытие 3 на значительной площади , при этом одно-временно слой 8 соедин етс с проволокой 14, При остывании , а также при последукацих температурных вли ни х механические воздействи из-за напр жений, возникающих по причине различи коэффициентов теплового расширени кварца и металла , компенсируютс за счет пластической деформации тонкого сло 8 пластинчатого металла без нарушени его сжатого соединени с покрытием 3, возникающим при остывании из-за того, что металл сжимаетс сильнее кварца. Поэтому площадь электрического контакта остаетс посто нной, достаточной дл обеспечени надежной работы лампы при наибольших примен емых энерги х инициирукнцих импульсов ,In the manufacture of the lamp, tin is introduced into the gap between the quartz tube 7 and the leg 3 in the form of foil, then in the position of the flask 1, when the legs 3 are directed upwards, the tube 7 is heated until the tin melts and the annular layer 8 is formed, tightly covering the coating 3 large area, while simultaneously the layer 8 is connected with the wire 14, during cooling, as well as after subsequent temperature effects, mechanical effects due to stresses due to the difference in the thermal expansion coefficients of quartz and metal They are bonded by plastic deformation of a thin layer 8 of a lamellar metal without disturbing its compressed joint with coating 3, which arises during cooling because the metal is compressed more strongly than quartz. Therefore, the area of electrical contact remains constant, sufficient to ensure reliable operation of the lamp at the highest applied energies of initiating pulses,

Как вы влено при экспериментальной проверке, предлагаемое сжатое соединение сло 8 и покрыти 3 весьма устойчиво к воздействию импульсов с большой пиковой амплитудой тока в течение длительного времени, В резуль тате давление ксенона в колбе 1 не лимитируетс услови ми инициировани разр да и может быть повышено до нескольких атмосфер, выбира сь лишь из услови максимальной светоотдачи и долговечности лампы. Проволока 14 в зазоре между кварцевыми детал ми надежно изолирована и выведена через узкую прорезь 13 вдоль трубки 7, залитую эпоксидным компаундом, поэтому высока надежность электрической изол ции обеспечиваетс при простой технологии изго овлени узла. Благодар наличию в зазоре диэлектрика 12 надежность лампы сохран етс даже после кратковременных перегрузок, так как слой 8 в расплавленном состо нии остаетс в заданном объеме, обеспечива надежное электрическое соединение вывода 16 с покрытием 3 на большой площади, а при остывании восстанавливаетс сжатое соединение сло 8 с покрытием 3, Опытные образцы предлагаемой лампы, используемые дл освещени биологических микрообъектов при их фотосъемке, надежно работают при энерги х вспышек до 800 Дж (при небольшой частоте повторени вспышек ). Предлагаема лампа позвол ет устранить ограничени энергии инициирую щих импульсов, так как сжатое электр ческое соединение провод щего покрыти на колбе и контактирующего с ним металлического кольца на значительной площади устойчиво к длительному воздействию импульсных токов с большой амплитудой, причем надежность этого соединени просто обеспечиваетс в услови х серийного производства ламп так как требование строгой повтор емости колбы в отличие от ламп с контактирующей деталью в виде ст гивающей скобы к предлагаемой конструкции не предъ вл етс . Предлагаемый узел соединени инициирующего покрыти с выводом имеет высокую электрическую и механическую прочность при простой технологии изготовлени . Возможность повышени энергии инициирующих импульсов позвол ет увеличить давление рабочего газа по сравнению с известными лампами с инихщирующими электродами в виде токопровод щих покрытий на колбе в 10-20 раз, т.е. давление в лампе выбираетс из услови максимальной световой отдачи и долговечности .As was shown by experimental verification, the proposed compressed connection of layer 8 and coating 3 is very resistant to the effects of pulses with a large peak current amplitude for a long time, as a result, the xenon pressure in flask 1 is not limited by the conditions of discharge initiation and can be increased to several atmospheres, selected only from the conditions of maximum light output and durability of the lamp. The wire 14 in the gap between the quartz parts is reliably insulated and brought out through a narrow slot 13 along the tube 7 filled with epoxy compound, therefore the high reliability of electrical insulation is provided with a simple fabrication technology. Due to the presence in the gap of the dielectric 12, the reliability of the lamp is maintained even after brief overloads, since the layer 8 in the molten state remains in a predetermined volume, providing a reliable electrical connection of the output 16 with the coating 3 over a large area, and when cooled, the compressed connection of the layer 8 is restored coating 3. Prototypes of the proposed lamp, used to illuminate biological micro-objects when photographing them, work reliably at flash energies up to 800 J (with a small flash frequency). The proposed lamp allows one to eliminate the limitations of the energy of the initiating pulses, since the compressed electrical connection of the conductive coating on the flask and the metal ring in contact with it over a large area is resistant to the long-term influence of pulsed currents with a large amplitude, and mass production of lamps since the requirement of strict repetition of the flask, in contrast to lamps with a contacting part in the form of a tightening bracket, to the proposed design tion is not pred. The proposed junction of initiator coating with a lead has high electrical and mechanical strength with simple manufacturing techniques. The possibility of increasing the energy of the initiating pulses makes it possible to increase the pressure of the working gas in comparison with the known lamps with inichating electrodes in the form of conductive coatings on the flask by a factor of 10–20, i.e. The pressure in the lamp is selected from the condition of maximum light output and durability.

Claims

PULSE GAS DISCHARGE

A LAMP containing a quartz flask filled with working gas with working electrodes sealed in its tubular legs, and a conductive coating is applied to at least part of the outer surface of the flask and legs, with which it is electrically.

the lead of the initiating electrode is connected, characterized in that, in order to increase its light output, reliability and durability while simplifying the manufacturing technology, a quartz tube is installed coaxially on at least one of the legs, in the annular gap between the specified tube and legs on a part of the length the latter is a ring of soft metal, tightly adjacent to the conductive coating on the leg, the output of the initiating electrode through a slot made in a quartz tube is connected to the specified ring, and the ring The gap at the SB length not occupied by the ring is filled with dielectric material.

and 1089673

ABOUT