SU1697141A1 - Газоразр дна безэлектродна высокочастотна лампа и способ ее изготовлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к газоразр дным безэлектродным лампам, излучающим спектральные линии различных химических элементов. Целью изобретени   вл етс  повышение технологичности и мзханичзской прочности и улучшение ее электрических и оптических параметров. Газо, безэлектродна  высокочастотноs имеет герметичную колбу 1 из оптич-зски прозрачного материала, прикрепленную с помощью отростка 4 к основанию окружающего ее герметичного баллона 3. Отросток 4 окружен дополнительной трубкой 8. Отросток 4 снаб

Description

.Ф .З

жен со стороны основани  баллона 3  ну1- ренней полостью заполненной инертным газом, в которой расположен газопоглотитель 7 Последний выполнен е виде фольговой полоски из Тгнталэ, иоби  или мх сплавов Способ и отовгечи  той лампы отличаетс  тем что в итэжель 10 перед откачкой газопоглотитель 7 обезга- живают его после обезгзживани колбы

При герметизации колбы ер отпаивают с частью штангел  10, включающей газопоглотитель 7 Запаивают штенгель 10 у колбы с обеспечением нагрева при этом газопоглотител  7 до температуры эффективного газопоглощени  В дальнейшем обеспечивают сохранение герметичности образовавшейс  полости заполненной инертным газом 2с и 1 з п ф-лы 4 ил

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к газоразр дные беззлекгрод- ным лампам, излучающим спектральные линии различных химически/ элементов и предназначены дл  использовани  в атом- но-абсорбциониой и атомно-флюоресцент- ной аппаратуре

Целью изобретени   вл етс  повышение технологичности и механической прочности ламп и улучшение ее электрических и оптических параметров, атакже повышение производитэльносг/, и выхода годных памп.

На фиг I из Сражена принципиальна  констр,циг DJ эдлагаемой лампы; на фиг. 2 - колба в процессе отпайки; на фиг. 3 - лампа во врем  заваок, на «риг 4 - лэмпа во врем  отпайки выступающей части трубки

Газоразр дна  безэлектроднз  В Ч тзм- па содержит чСлбу 1 у эновленную на основании 2 баллона 3 при помощи сгростков 4, с расширенной трубчатсй частью 5 со стороны основа.1и  2, имеюшей внутреннюю полость 6, в которой установлен пзо- поглотитель 7. На основании 2 также установлена трубка 8, торец которой контактирует с колбой 1 БаллсГп 3 имеет выходное окно 9, прозрачное дл  излучени  лампы. Штепсель 10  вл етс  продолжением трубчатой части 5 Место отпайка штепсел  обозначено 11, газокислородна  горелка 12, зона запечки штепсел  13. Кварцева  цилиндрическа  колба 1 (внешний диаметр 10 мм, толщина стенок около 1 мм) наполнена ксеноном под давлением 400 Па, в нее также введен химический элемент или его соль в количестве около 1 мг (эксперг - менты провод т на лампах с наполнением кадмием, мышь ком, селеном и цинком так как эти наполнители весьма чувствительны даже к небольшим примес м). К основанию 2 приварена трубчата  часть 5, т. е. в STOW месте механическа  прочность соединени  высока . Место раздела стержневого отропкз 1 и его трубчатого продолжени  5 лег- кО контролируетс  путем внешне о осмотра поэтому в ус юан х серийного производства нетрудно обеспечить отсутствие дефектов

снижающих устойчивость отростка в целом к ударным и вибрационным воздействи м

Уменьшаетс  длина консольного креп- л°ни  колбы 1, в то же врем  теплопроводность отростка в целом практически не

измен етс , так как сечение трубчатой части 5 ически гакое же, как и сечение стержневого отростка 4 Контактирующа  с колбой 1 кварцева  трубка 8 позвол ет оптимизировать теплоотвод от кслбы 1 и увеличить площадь конденсации рабочего вещества в холбе 1. Колба I, трубка 8. отросток 4 с трубчатой частью 5 и баллон 3 соос- ны, баллон 3 оисачан до давлени  пор дка 10 Па, чем обеспечиваетс  термостабилмзацч  колбы во врем  работы пампы Полость 8 трубчатой части 5 отростка колбы 1 заполнена -,екоиом под давлением, примерно равным давлению в колбе 1 при 3TOf., согласно опытным данным, газ практически не вли ет на теплопроводность отростка , в отличие от случа , когда полость 6 наполнена воздухом при давлении окого ST- w сферного, и отвод тепла от колбы 1 значительно возрастает, что нарушает режим

работы лам ы кооме того, при -другом наполнении , кроме предложенного газопоглотитель 7 в процессе с варки окисл етс  до степени, исключающей его функциониро- ВЭНИР в дальнейшем

Наполнение полос И 6 одинаковым

инертгии азом г колбой 1 под тем же давлением достигаетс  следующим образом Газопоглотитель 7 представл ет собой по лоск,- из танталовой фольги (хот  он может

быть выполнен, например, из ниоби  и других -азологлощающих металлов и сплавов и иметь форму, например стержн ) бли жайший к колбе 1 (сонец которой вплав ен в

текло отростка 4, что обеспечивает фиксаию полоски. Полоска фольги толщиной 50 мкм заметно не поглощает ВЧ мощность катушки возбуждени  и не вли ет на отвод тепла от колбы 1. Ширина полоски 2 мм, длина примерно равна длине полости 6. Подобный газопоглотитель, при работе лампы нагревающийс  до температуры отростка 4, поглощает выдел ющийс  из стекла водород достаточно эффективно, чтобы совершенно исключить его накопление в объеме баллона 3, практически это вы вл етс  в виде отсутстви  ВЧ разр да в баллоне 3 при всех режимах работы (в прототипе, в случае использовани  водород-кислородного пламени , водород выдел етс  наиболее интенсивно в период тренировки лампы, когда подаваема  ВЧ мощность превышает рабочую в 3-4 раза, соответственно повышаетс  температура узлов лампы). Газопоглотитель 7 вредные примеси поглощает и в процессе герметизации колбы 1 после ее откачки и наполнени , в результате всего этого, параметры лампы существенно улучшаютс .

П р и м е р . В кварцевую колбу 1 ввод т рабочее вещество, например кадмий, в количестве 0,8 мг/см3, селен в количестве 0,2 мг/см3, и т. п. Затем колбу 1 через от- качной штенгель подсоедин ют к вакуумному агрегату, откачивают до вакуума не хуже 5 Па и обезгаживают нагревом до 1000-1100°С, как и в случае прототипа, при этом дл  конденсации рабочего вещества во врем  обезгаживани  колбы используют участок штенгел . Газопоглотитель 1 а виде танталовой полоски также предварительно ввод т в штенгель и располагают непосредственно у колбы 1, так как колба напаиваетс  на откачную гребенку штенгелем наклонно вниз, под углом около 45° (см. указанную выше за вку-аналог). С указанными рабочими веществами подобный газопоглотитель в реакции не вступает даже при максимальной температуре обезгаживани . После обезгаживани  колбы 1, когда рабочее вещество вновь сконденсировано в ней, колба 1 наполн етс  ксеноном при давлении 400 Па, при этом же газом под таким же давлением наполн етс  и откачной штенгель 10 (фиг, 2), который отпаиваетс  вместе

11на рассто нии от колбы 1 примерно 50 мм, при этом в отрезке штенгел  оказываетс  и газопоглотитель 7, Затем провод т формование стержневой части 4 отростка, дл  его при помощи газокислородной горелки

12штенгель 10 запаивают в зоне 13 непосредственно окол о колбы 1. Эту операцию производ т не на откачном агрегате, а на стеклодувном столе, благодар  автономно сти запаиваемого узла, что позвол ет повысить качество отпа  и получить запа нную стержневую часть 4 отростка без каких-либо дефектов, снижающих устойчивость лампы к механическим воздействи м.

Зо врем  запайки зоны 13 конец газопоглотител  7 располагают в месте запайки так. что газопоглотитель 7 в этот период нагрет от температуры около 2000°С в месте запзйки до почти нормальной на про0 тивоположном хочце, т. е. разные участки газопоглотител  7 оказываютс  наиболее эффектиьными к поглощению выдел емых местом запайки загр знений различного состава , от водорода (относительно слабо на5 гретый участок) до углеводородов (участки, нагретые выше 1000°С), а количество примесей , оказывающихс  в запа нной колое 1, по сравнению с аналогом, резко снижаетс . Затем, как и в случае прототипа, отпа нный

0 штенгель 10 ввод т в полость трубки 8, длина которой около 50 мм, и его конец привариваетс  к стенке трубки 8 у конца 14 последней, противоположна  колбе 1 (фиг. 3), при этом обеспечиваетс , чтобы штенгель

5 10 на остальной длине не касалс  трубки 8, а колба 1 была отделена от торца трубки 8 зазором. Благодар  этому теплова  св зь между местами термообработки трубки 8 и колбой 1 минимальна, и перегрев последней

0 на этих стади х исключаетс . После этого колбу 1 ввод т в баллон 3 и нагревом пламени горелки 12 герметично сваривают трубку 8 с открытым торцом баллона 3, как и в случае прототипа. Затем выступающую из

5 баллона 3 часть трубки нагревают по кольцевой зоне пламенем горелки и отт гивают до соприкосновени  колбы 1 с внутренним торцом трубки 8 (фиг, 4), после чего, также пламенем водород-кислородной горелки

0 выступ трубки отдел ют от баллона 3, при этом формируетс  его основание 2. Благодар  высокой температуре водород-кислородного пламени, последн   операци  осуществл етс  быстро за 3-5 сек, вместо

5 30 с и более в случае прототипа с использованием газо-кислородной горелки, поэтому колба 1 не успевает нагретьс  до температуры выделени  вредных примесей. Затем баллон 3 откачивают через штенгель (на чер0 теже не показан) до вакуума не хуже Па, обезгаживзют умеренным прогревом (во избежание перегрева колбы 1). При этом врем  обезгаживани  выбирают достаточным , чтобы из поверхностных слоев

5 стекла выделилс  водород, поглощающий во врем  заварки при помощи водород- кислородной горелки. Однако необходимый прогрев отростка 5 и центральной части основани  2 приводит к перегреву колбы 1 со всеми отрицательными последстви ми В предлагаемой конструкции чтом обсто тельство не приводит к ухудшению качества пампы так как во/зооод, выдег е- мый поп ламп ы отростком 5 акже цеырзльчой 5ьтаЮ основани  2, nor лоща- РГСЯ газопоглотителем 7, при пам- гы чо :о его-юны копбы i г v - ivnepafypbi эфсЬ лотсще -  В .счог-1 nrn sdcc

ПО ЛСЩеНЧ Д° Г001 СХОДИ dO -ИЯ

трэ- ; „ro MJ ранние, -so м..- эжительнг. р ь газп-,, лог / н ч  wr з/.на i/iCn 1тан/и опчть -хоб з ОБ

i при да (ьчешией работ лампь, экег гац оь - ом

Устройство рабо.эст сг едующи(. обра зом

ьаллонЗус °fflf ваютвиндукгсое ПЧ зчератора, при включении которого лод воздействие 84 пол  индуктора о ко/.V за м эетс  разр д справа в инертном г зс а п паргх рабочего вещества, со про ождаегс  излучением его спектгзль- ных линий, Излучение евходит из чере окно 9. Излишек те,ла отчодию  от колбы 1 трубкой 8 и отростком Ј woenBa- сь наружной поверхностью i Ja- жигание разр да в полост рубчатой часги 5 огросткз не происходив зк услови  возникновени  разр да в этом обвв- ме по сравнению с обовмо колбы 1, неблагопри тные из-за меньшей е с, (ели- чины при относительно большей гов рхно- сти. Согласно опытным данным, в этой объеме металлической Фольги газо- поглотител  7, расположенной i а юсредст- венн° в среде газа, также оезко повышает

обходимую дл  возникновени  ВЧ раз- с да мощности котора  превышает раоо- ЧУЮ Г Ющность пампы в несколько раз, Поело зажиганиг разр да з колСа i подводима  Ви мощность поглоыаетсн практически целиком плазмой этого так, ч го пом работе лампы возникновение разр д в объеме 6 исключено В объема же бачлонз 3 успови  возникновени  разр да гри наличии в нем газа белее благопр чтн е чем в колбе 1, однако в предлз аемо . коьс-рук- ции и пр/i использован «и поедложсмно 0 способа это также искл(оизно, согпасмо ре- зультат м и ль- зний опытньи сбразцое

Формула изобретени  1 ГчзорсЗр дна  безэлектродиа  вь,со- .01 на  лампа, содерхаща заполнен- пук; rfiHepn-sbw газом и рабочим веществом

герметичную колбу из оптически прозрачного материала, прикрепленную с помощью отросгка к основанию окружающего ее герметичного баллона, также выполненного из оптически поозрачного Материала, и труб- KI, , окружающую отросток, один конец которой присоединен к основанию баллона, а  оугой контактирует с колбой, причем пространство колбой и баллоном вакуу- ми свачо, отличающа с  тем, что с целью пови1 1 ени  гехноло ич т ги и меха- нмчьскоч прс«ност1 1 и vr -чшеч   электрических и оггических параметров у эзанный oiooc Otc t мабжен со страны ссновани; баллона внутренней полостью Е которой размеще- газопоглотитель, npi этом no- гость заполнена тем ve инертным газом и под тем же давг„нче.и, ч го и колба

2. Ла лпа по п. .отличающа с  тем, что га опоглочитель выполнэн в виде фогьговой полоски ит тантала ниоби  или их с г. лава.

2 Способ изготовлени  газоразр дной беззлектродной вусокочастотной лампы, включающий введэние Б колбу рабочего вещества , ее откачку чеоеэ фубчэтый штен- глль и обезгажи ание, напслнгние инертным газом, оо ет / зацию с обрззова- оием при этом отростка колбь, введение отростка в полость дополнительной трубки, присоединение конца отростка «с стенке тоубкм у се противоположит -о колбе конць так, чтобы колба отсе ла от ближайшего тори э трубкл /станоаку трубки относительно оэплона так ее коне выступал за г-редепы баллона, заварку основани  баллона , отт гивание выступающей трубки до соприкосновени  поверхности колбы и торьа трубки, отпайку выступающей части трубки, откачку и обезгаживание баллсна с последующей герметизацией, отличаю- 1ц и и с   те что, с целью повышени  производительности и выхода годных ламп при улушении их электрических и оптичьск.их параметоов в штенгель котбы перед е откачкой ввод т газопоглотитель, обезгажизают его после обезгаживани  колбы, а после напотчени  инертнум газом копбы у; и11вкгел  герметично запаива- юг шген аль на IPKOM рассто нии от колбь1, газопоглотитель оказалс  в тел, стч i -  ниой части штенгел  вне зоны азанна1запайки,после чего гермети- з1П олбу запайкой штенгел  а месте $. г оложены  в ней газопоглотител  со стороны колбы

S3 1 841 5 ,

9 V. . ...L.... 6

y .-ил. ,чл-, та -4itk ty

9

3 1.847$ ...1

Фиг.4

Фиг.1

Фм.2

Claims (3)

1. Газоразрядная безэлектродная высокочастотная лампа, содержащая заполненную инертна*’ газом и рабочим веществом герметичную колбу из оптически прозрачного материала, прикрепленную с помощью отростка к основанию окружающего ее герметичного баллона, также выполненного из оптически прозрачного материала, и трубки, окружающую отросток, один конец которой присоединен к основанию баллона, а другой контактирует с колбой, причем пространство между колбой и баллоном вакуумировано. о т л и ч а ю щ'а я с я там, что с целью повышения технологичьтсти и механической прочности и улучшения электрических и оптических параметров, указанный отросток снабжен со стороны основания баллона внутренней полостью, s которой размещен газопоглотитель, при этом полость заполнена тем хе инертным газом и под тем же давлением, чго и колба,

2. Лампа по п. о т л и ч а ю щ а я с я тем. что газопоглотитель выполнен в виде фольговой полоски из тантала, ниобия или их сплава.

3 Способ изготовления газоразрядной безэлектродной высокочастотной лампы, включающий введение в колбу рабочего вещества, ее откачку через трубчатый штенгзль и о без га хи в а ни е, наполнение инертным газом, герметизацию с образованием при этом отоостка колбы, введение отростка в полость дополнительной трубки, присоединение конца отростка к с.тенке трубки у ее противоположно го колбе конца так, чтобы колба отстояла от ближайшего терцз трубки, установку трубки относительно баллона так. чтобы ее конец выступал за пределы баллона, заверку основания баллона, оттягивание выступающей части трубки до соприкосновения поверхности колбь·. и торца трубки, отпайку выступающей части трубки, откачку и обезгаживание баллона с последующей герметизацией, отличающ и' й. С- я тем, чтс, с целью повышения производительности и выхода годных ламп при улучшении их электрических и оптических параметров, в штенгель колбы перед ее откачкой вводят газопоглотитель, обезгзжквают его после обезгаживания колбы, а после наполнения инертным газом колбы шгекгеля герметично запаивают шгенгель на гаком расстоянии от колбы, чтобы газопоглотитель оказался в гюлезти стг’.пянной части штенгеля вне зоны указанной запайки, после чего гермети3,’П. ,;· колбу запайкой штенгеля в месте рдс-эложения а ней газопоглотителя со стороны колбы.