Изобретение относитс к конструкции газоразр дных осветительных ламп, в частности спектральных источников ультрафиолетового излучени , примен емых в спектрофотометрической аппаратуре. По основному авт. св. № 1056310 известна газоразр дна спектральна лампа, содержаща заполненную рабочим газом кварцевую колбу с боковым окном дл вывода излучени , в которой герметично установлены анод, катод и раздел юща их диафрагма с отверстием дл формировани канала разр да. Лампа снабжена дополнительной кварцевой трубкой, одним концом приваренной к стенке колбы на противоположной выходному окну стороне, а другим концом обращенной к выходному окну, диафрагма выполнена в виде кварцевой перегородки, приваренной к трубке, а анод и катод закреплены в стенках трубки с противоположных сторон перегородки 1. Однако основными источниками оптического излучени в такой конструкции вл ютс плазменное п тно на выходе отверсти диафрагмы и область анодного свечени , котора скачкообразно, неопределенным образом перемещаетс по поверхности анода последнее приводит к хаотическим пульсаци м излучени , выход щего через окно ко.тбы, т. е. излучение известной лампы нестабильно . Излучение плазменного п тна полусферической формы, сосредоточенного у конца отверсти диафрагмы, распредел етс по очень щирокому телесному углу, а в сторону выходного окна поступает лишь небольша часть указанного излучени , поэтому светова отДача известной лампы невелика. Целью изобретени вл етс повыщение световой отдачи и стабильности излучени лампы. Цель достигаетс тем, что в газоразр дной спектральной лампе между обраихенными друг к другу торцами кварцевой перегородки и анода выполнен зазор, величина которого в осевом направлении лампы составл ет 0,05-0,3, а в направлении, перпендикул рном оси - не менее 1,0 величины диаметра отверсти диафрагмы, а отверстие в аноде выполнено коническим, его наимень щий диаметр обращен к диафрагме и составл ет 1,0-1,2 диаметра отверсти диафрагмы . На чертеже изображена предложенна спектральна лампа. Кварцева колба 1 лампы имеет боковое окно 2, прозрачное дл ультрафиолетового излучени , напротив которого к стенке колбы 1 приварена дополнительна кварцева трубка 3, ось которой перпендикул рна окну 2. Во внутренние стенки трубки 3 заварены кварцева диафрагма 4 в виде диска с круглым отверстием дл формировани канала разр да, молибденовый анод 5 с дисковой частью, утонченными кра ми заваренной в стенки трубки 3, и молибденовый держатель 6 катода с закрепленным на нем катодом 7 в виде активированной вольфрамовой спирали. Анод 5 выполнен с круглым коническим отверстием 8, наименьший диаметр которого со стороны диафрагмы 4 равен 1,0-1,2 диаметра отверсти диафрагмы, а между прилегающими торцами диафрагмы 4 и анода 5 имеетс зазор, в радиусе от оси не менее 1,0 величины диаметра отверсти диафрагмы (на периферии эти детали могут прилегать плотно, дл работы лампы это несущественно, но упрощает сборку узла). Напр жени к электродам подвод тс через анодный вывод 9 и катодный вывод 10, изолированный керамической трубкой. В варианте лампы с подогревным катодом, где катод имеет два вывода, керамической трубкой может быть изолирован анодный вывод 9, при этом во избежание обходного разр да должно быть увеличено перекрытие анода 5 дополнительной трубкой 3 путем ее удлинени в сторону окна 2. Колба 1 заполнена смесью дейтери с инертными газами. Дл зажигани лампы, на ее электроды подаетс повышенное инициирующее напр женке , а после зажигани разр д поддерживаетс рабочим напр жением. Сопровождающее разр д ультрафиолетовое излучение выходит наружу лампы через окно 2. Так как диафрагма 4 и анод 5 расположены очень близко друг к другу, в.место отдельных плазменных образований образуетс общее, свечение которого существенно повышаетс , причем это ofjniee плазменное образование локализовано в полости отверсти 8 анода 5. Поэтому возникающее излучение распростран етс лишь по коническому отверстию 8, угол расширени которого соответствует рабочему углу (аппертуре) лампы, в результате светова отдача лампы увеличиваетс . Диэлектрическа проницаемость кварца, согласно разным источникам, равна 3,8- 4,7, и на границе раздела кварц-металл возникает скачок напр женности электрического пол . Наличие области повыщен1юго градиента напр женности пол приводит к фиксации плазменного образовани в этой зоне; характер фиксации разр да в предложенной конструкции можно сравнить с подобной фиксацией при образовании градиента напр женности пол путем заострени обращенного к разр ду кра анода, однако в предложенной лампе отсутствует усиленное распыление заострений анода, привод щее к ускоренному снижению прозрачности окна и к снижению долговечности лампы. Кроме того, в предложенной лампе надежность фиксации плазменного образовани не зависит от плотности тока на аноде. Как вы влено экспериментально, если диафрагма 4 отделена от анода 5 зазором с величиной менее 0,05 диаметра отверсти диафрагмы.The invention relates to the design of gas-discharge lighting lamps, in particular spectral ultraviolet radiation sources used in spectrophotometric equipment. According to the main author. St. No. 1056310 is a known gas-discharge spectral lamp, containing a quartz flask filled with working gas with a side window for outputting radiation, in which the anode, cathode and separating diaphragm with a hole for forming the discharge channel are sealed. The lamp is equipped with an additional quartz tube, one end of the flask welded to the wall on the side opposite to the exit window, and the other end facing the exit window, the diaphragm is made in the form of a quartz wall welded to the tube, and the anode and cathode are fixed in the walls of the tube from opposite sides of the partition 1 However, the main sources of optical radiation in such a design are a plasma spot at the exit of the aperture of the diaphragm and an anode luminous region, which is unsteady, unspecified emeschaets on the anode surface which results in a random ripple m radiation exiting through ko.tby window, ie. e. known radiation lamp is unstable. The radiation of a hemispherical plasma spot, concentrated at the end of the aperture of the diaphragm, is distributed over a very wide solid angle, and only a small part of this radiation is directed towards the exit window, so the light output of the known lamp is small. The aim of the invention is to increase the light output and the stability of the lamp radiation. The goal is achieved in that in the gas-discharge spectral lamp between the ends of the quartz partition and the anode facing each other, a gap is made, the magnitude of which in the axial direction of the lamp is 0.05-0.3, and in the direction perpendicular to the axis no less than 1 , 0 is the diameter of the opening of the diaphragm, and the opening in the anode is made conical, its smallest diameter is facing the diaphragm and is 1.0-1.2 times the diameter of the opening of the diaphragm. The drawing shows the proposed spectral lamp. The quartz bulb 1 of the lamp has a side window 2, transparent for ultraviolet radiation, opposite to which an additional quartz tube 3 is welded to the wall of bulb 1, the axis of which is perpendicular to the window 2. The inner wall of the tube 3 is welded with a quartz diaphragm 4 in the form of a disk with a circular hole to form the discharge channel, the molybdenum anode 5 with the disk part, the thinned edges of the tube 3 welded into the walls, and the molybdenum holder 6 of the cathode with the cathode 7 fixed on it in the form of an activated tungsten coil. The anode 5 is made with a round conical hole 8, the smallest diameter of which from the side of the diaphragm 4 is 1.0-1.2 diameters of the aperture of the diaphragm, and between the adjacent ends of the diaphragm 4 and the anode 5 there is a gap in the radius from the axis of not less than 1.0 diaphragm orifice diameter (at the periphery, these parts may fit snugly, this is not essential for lamp operation, but it simplifies the assembly of the assembly). Voltages are applied to the electrodes through the anode terminal 9 and the cathode terminal 10, insulated with a ceramic tube. In a variant with a heated cathode lamp, where the cathode has two leads, the ceramic tube can be used to isolate the anode pin 9, while to avoid the bypass discharge, the overlap of the anode 5 with the additional tube 3 should be increased by extending it towards the window 2. The flask 1 is filled with a mixture inert gas deuterium. To ignite a lamp, an increased initiating voltage is applied to its electrodes, and after ignition, the discharge is maintained by the operating voltage. The accompanying discharge ultraviolet radiation goes outside the lamp through the window 2. Since the diaphragm 4 and the anode 5 are very close to each other, a common formation forms instead of separate plasma formations, and this plasma formation is localized in the hole 8 anode 5. Therefore, the resulting radiation propagates only through the conical hole 8, the expansion angle of which corresponds to the working angle (aperture) of the lamp, as a result of which the light output of the lamp increases. The dielectric constant of quartz, according to different sources, is 3.8–4.7, and at the interface of the quartz-metal there is a jump in the intensity of the electric field. The presence of an area of elevated gradient tension leads to a fixation of plasma formation in this zone; The nature of the fixation of the discharge in the proposed design can be compared with a similar fixation when the field intensity gradient is formed by sharpening the anode edge facing the discharge, however, the proposed lamp does not have enhanced anode sputtering, which leads to an accelerated decrease in the window transparency and reduced lamp durability. In addition, in the proposed lamp, the reliability of fixing the plasma formation does not depend on the current density at the anode. As shown experimentally, if the diaphragm 4 is separated from the anode 5 by a gap with a magnitude less than 0.05 the diameter of the aperture of the diaphragm.
в процессе срока службы лампы по вл ющиес на поверхности отверсти д-тфрагмы 4 провод щие покрыти вызывают нестабильность горени разр да. Если указанный зазор превыщал 0,3 величины диаметра отверсти диафрагмы 4, из-за снижени надежности фиксации плазменного образовани излучение лампы становилось нестабильным . Величина зазора в направлении, перпендикул рном оси, должна быть не менее 1,0 величины диаметра отверсти диафрагмы 4, иначе по вл ющиес на стенках зазора провод щие налеты также привод т к нестабильности горени разр да. Если диаметр отверсти 8 со стороны диафрагмы 4 был меньще 1,0 диаметра отверсти диафрагмы , наблюдалось повыщенное распыление металла анода 5, а увеличение диаметра отверсти 8 со стороны диафрагмы 4 более 1,2 величины диаметра отверсти диафрагмы приводило при повыщенных разр дных токах к разрыву плазменного образовани на отдельные участки, при этом стабильность излучени лампы снижалась.during the lifetime of the lamp, the conductive coatings appearing on the surface of the d-tfragm 4 hole cause instability of the discharge. If this gap exceeded 0.3 times the diameter of the orifice of the diaphragm 4, the radiation of the lamp became unstable due to a decrease in the fixation reliability of the plasma formation. The size of the gap in the direction perpendicular to the axis must be at least 1.0 times the diameter of the orifice of the diaphragm 4, otherwise the conducting raids appearing on the walls of the gap also lead to instability of the discharge. If the diameter of the hole 8 on the side of the diaphragm 4 was less than 1.0 of the diameter of the aperture of the diaphragm, increased sputtering of the anode metal 5 was observed, and an increase in the diameter of the opening of the diaphragm increased the plasma hole to increase in the diameter of the hole 8 on the side of the diaphragm 4 formation into separate areas, while the radiation stability of the lamp was reduced.
Предложенна газоразр дна спектральна лампа сохран ет преимущества известной лампы: повышенную надежность и долговечность , а также упрощение технологии изготовлени . В то же врем излучение предложенной лампы более стабильно, так как плазменное образование, вл ющеес источником оптического излучени , надежно фиксируетс в зо,не раздела отверстий диафрагмы и анода, при этом указанное плазменное образование получаетс путем сли ни плазменного п тна на выходе отверсти диафрагмы и области анодного свечени на поверхности анода, имеет повышенную ркость и целиком сосредоточено в полости отверсти анода, его излучение в основном распростран етс по коническому отверстию анода в направлении окна, так что светова отдача лампы повышаетс . Это достигаетс практически без усложнени конструкции.The proposed gas discharge spectral lamp retains the advantages of the well-known lamp: increased reliability and durability, as well as simplified manufacturing technology. At the same time, the radiation of the proposed lamp is more stable, since the plasma formation, which is the source of optical radiation, is reliably fixed in the contact, not the section of the aperture holes and the anode, and the plasma formation is obtained by fusing the plasma spot at the exit of the aperture opening and the area of the anode glow on the surface of the anode, has increased brightness and is entirely concentrated in the cavity of the anode opening, its radiation mainly propagates along the conical opening of the anode in the direction of the window, so the light output of the lamp is increased. This is accomplished with little or no construction complexity.
Таким образом повышаютс техникоэксплуатационные характеристики аппаратуры , в которой предлагаема лампа используетс .Thus, the technical and operational characteristics of the equipment in which the proposed lamp is used are improved.