SU1711264A1 - Газоразр дна безэлектродна высокочастотна лампа - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к газоразр дным осветительным лампам без электродов внутри баллона, излучающим спектры химических элементов и предназначенным дл  использовани  в атомно-абсорбционной и атомно- флюоресцентной аппаратуре. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности зажигани  ламп, стабильности излучени  и отношени  интенсивности излучени  спектральных линий к фоновому излучению. Лампа содержит колбу 1, заполненную инертным газом и веществом-излучателем, установленную в оболочке 4, имеющей окно 5 дл  выхода излучени . Оболочка 4 имеет конусное расширение 6. На оболочке 4 расположены катушки 7 возбуждени  и дополнительна  катушка 8, Катушки отделены зазором, равным 0,2-0,5 диаметра колбы. При по влении ВЧ-напр жени  на катушках 7 и 8 в случае наличи  газа в оболочке 4 ВЧ-разр д зажигаетс  сначала в объеме оболочки 4 в зоне зокруг колбы 1, а затем скачком перемещаетс  в зону конического расширени  6, после чего ВЧ-разр д зажигаетс  в колбе 1. Наличие конического расширени  увеличивает надежность зажигани  в течение всего срока службы. 1 ил. у «S

Description

. . б 12 ю s . з г

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к газоразр дным осветительным лампам без электродов внутри баллона, излучающим спектры химических элементов и предназначенным дл  использовани  в атомно-абсорбционной и атомно- флюоресцентной аппаратуре.

Известны высокочастотные безэлектродные лампы с дополнительной ВЧ-катуш- кой, обеспечивающей концентрацию ВЧ-пол  в зоне колбы, за счет чего ухудшаютс  электрические и оптические параметры лампы.

Однако конструкции ламп эффективны лишь в СВЧ-диапазоне, т.е. требуют сложного оборудовани  дл  работы.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой  вл етс  газоразр дна  безэлектродна  ВЧ-лампа, содержаща  герметичную колбу из оптически прозрачного материала, заполненную инертным газом и рабочим веществом, соосно установленную внутри цилиндрического ва- куумированного баллона из диэлектрического материала с окном дл  выхода излучени , при этом на баллоне установлены ВЧ-катушка возбуждени , окружающа  колбу, и дополнительна  катушка со стороны выхода излучени  лампы, один конец которой соединен с ближайшим концом катушки возбуждени , другой конец которой подключен к ВЧ-генератору, причем катушка возбуждени  соединена с противоположным от нее концом дополнительной катушки, между указанными катушками имеетс  зазор, не превышающий 0,5 диаметра колбы, а вершина купола колбы со стороны выхода излучени  расположена в плоскости торца дополнительной катушки, образованного витком со свободным концом .

Недостатком известной лампы  вл етс  то, что у части образцов ламл оказываютс  низкими отношение сигнал - фон, надежность зажигани  разр да в колбе и стабильность излучени  этого разр да, причем этот недостаток чаще по вл етс  уже после начала эксплуатации лампы, так что предвари- тельный отбор ламп по параметрам оказываетс  неэффективным. Анализ показал , что причиной указанного  вл етс  возникновение паразитного разр да в объеме вакуумной рубашки, что в услови х известной лампы с дополнительной ВЧ-катушкой наблюдаетс  гораздо чаще, чем в других известных лампах с вакуумной рубашкой из-за резкого возрастани  неоднородности ВЧ-пол .

Целью изобретени   вл етс  повышение интенсивности излучени  спектральных линий к фоновому излучению, надежности зажигани  и стабильности излучени .

На чертеже изображена конструкци  лампы.

Газоразр дна  безэлектродна  ВЧлампа содержит герметичную колбу 1. заполненную инертным газом и рабочим веществом-излучателем, соосно установленную при помощи отростка 2 и трубки 3

0 внутри герметичной вакуумированной оболочки 4, имеющей на торце со стороны выхода излучени  окно 5, прозрачное дл  выхода излучени . Оболочка 4 имеет конусное расширение 6, к торцу которого прива5 рено окно 5. На поверхности оболочки 4 установлены две ВЧ-катушки: катушка 7 возбуждени  и дополнительна  катушка 8. Катушка 7 окружает колбу 1, ее конец 9 со стороны выхода излучени  подключен к об0 щему проводнику 10 печатной платы, а другой конец 11 подсоединен к ВЧ-генератору, Конец 12 катушки 8 со стороны окна также присоединен к общему проводнику 10, а другой конец 13 катушки 8 свободен (не

5 подключен) и отделен от катуш ки 7 зазором, равным 0,2-0,5 диаметра колбы 1, причем купол последней, вывод щий излучение, расположен в плоскости витка катушки 8, образованного свободным концом 13. Все

0 указанные детали и узлы размещены в металлическом корпусе 14, служащем также ВЧ-экраном и теплорассеивающим радиатором .

В конкретных образцах колба 1 с отро5 стком 2, трубка 3, оболочка 4 с конусным расширением 6 и выходным окном 5 выполнены из кварцевого стекла, прозрачного дл  ультрафиолетового излучени  (аналитические спектральные линии большинства ра0 бочих веществ наход тс  в УФ-области спектра). Диаметр колбы 1 10 мм, диаметр оболочки 4 в ее цилиндрической части 13-16 мм, катушки 7 и 8 намотаны на оболочке 4 медной проволокой диаметром 0,8 мм, ка5 тушка 7 имеет 4-6 витков, катушка 8-7-12 витков, емкость конденсатора 14 3-6 пФ, транзистор 13 типа КТ-934 Б, В этих услови х рабоча  частота лампы находитс  в пределах 90-130 МГц.

0 Колба 1 наполнена ксеноном под давлением 400-600 Па, в нее также введено рабочее вещество (химический элемент или его гэлогенил) в количестве около 1 мГ, а в случае щелочных металлов также алюминий

5 или кремний в количестве около 0,5 мГ (конкретные количества завис т от конкретного рабочего вещества, а также от объема колбы 1). Оболочка 4 Ъткачана до давлени  пор дка 10 Па. Катушки 7 и 8 с нат гом закреплены на печатной плате, на которой собрана

и схема ВЧ-генератора, поэтому лампа компактна , а длина соединительных ВЧ-про- водников минимальна, все это обеспечивает стабильность параметров лампы и минимальные потери ВЧ-энергии.

Диаметр конического расширени  6 и его оптимальное удаление от колбы 1 определ ютс  экспериментально. В образцах, где наибольший диаметр расширени  6 (т.е. его диаметр на торце оболочки 4) более 27 мм (т.е. более 2,7 диаметра колбы 1), наблюдаютс  случаи, когда после зажигани  разр да в колбе 1 разр д в объеме оболочки 4 в зоне расширени  6 не погасает, т.е. цель не достигаетс . Однако в образцах, где ди- аметр расширени  6 в наиболее широкой части, т.е. на торце, менее 24 мм (т.е. менее 2,4 диаметра колбы 1), перемещение ВЧ- разр да в оболочке 4 в зону расширени  6 неустойчивое, т.е. надежность зажигани  ВЧ-разр да в колбе 1 недостаточна . Вли ние на указанные процессы диаметра цилиндрической части оболочки 4 при его изменении в указанных пределах не обнаружено . Неустойчивость процесса перебро- са ВЧ-разр да в зону расширени  6, хот  его диаметр и в указанных оптимальных пределах, наблюдаетс  также, если.рассто ние от торца (т.е. внешней поверхности окна) расширени  6 до купола колбы 1 (или, что то же самое, до торца катушки 8 со свободным концом 13) более 40 мм, т.е. четыре диаметра колбы 1, в этом случае также не обеспечиваетс  надежное зажигание ВЧ-разр да в колбе.

Лампа работает следующим образом.

При подаче ВЧ на катушках 7 и 8 по вл етс  ВЧ-напр жение, достаточное дл  зажигани  ВЧ-разр да в наполн ющем колбу 1 газе. Если в объеме оболочки 4 также ока- зываетс  газ, ВЧ-разр д возникает сперва в объеме оболочки 4, в зоне вокруг колбы 1, что преп тствует зажиганию разр да в колбе 1. Однако ВЧ-разр д в оболочке 4 сразу после зажигани  скачком перемещаетс  в зону конического расширени  6, после чего ВЧ-разр д зажигаетс  в колбе 1, а в расширении 6 гаснет, и до следующего включени  лампы в оболочке 4 разр д отсутствует, т.е. его отрицательное вли ние на параметры лампы исключаетс . По мере разогрева колбы 1 разр д зажигаетс  и в парах рабочего вещества, излучаемые которым спектральные линии выход т из лампы через окно 5.

Лампа имеет повышенную надежность зажигани  в течение всего срока службы.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   .

Газоразр дна  безэлектродна  высокочастотна  лампа, содержаща  колбу из оптически прозрачного материала, заполненную инертным газом и рабочим веществом, соосно установленную внутри диэлектрической цилиндрической вакуу- мированной оболочки с выходным окном, на которой установлены высокочастотна  катушка возбуждени , окружающа  колбу, и дополнительна  высокочастотна  катушка со стороны окна, конец которой со стороны окна соединен с ближайшим концом катушки возбуждени , а другой конец катушки возбуждени  подключен к высокочастотному генератору, причем зазор между указанными катушками равен 0,2-0,5 диаметра колбы, а вершина купола колбы со тороны окна расположена в плоскости торца дополнительной катушки, образованного витком со свободным концом, отличающа с  тем, что, с целью повышени  интенсивности излучени  спектральных линий к фоновому излучению, стабильности излучени  и надежности зажигани , конец оболочки со стороны выхода излучени  имеет коническое расширение, наибольший диаметр которого составл ет 2,4-2,7 диаметра колбы, а рассто ние от окна оболочки до купола колбы составл ет 3-4 ее диаметра.

Claims (1)

1. Формула изобретения ,

   Газоразрядная безэлектродная высокочастотная лампа, содержащая колбу из оптически прозрачного материала, заполненную инертным газом и рабочим веществом, соосно установленную внутри диэлектрической цилиндрической вакуумированной оболочки с выходным окном, на которой установлены высокочастотная катушка возбуждения, окружающая колбу, и дополнительная высокочастотная катушка со стороны окна, конец которой со стороны окна соединен с ближайшим концом катушки возбуждения, а другой конец катушки возбуждения подключен к высокочастотному генератору, причем зазор между указанными катушками равен 0,2-0,5 диаметра колбы, а вершина купола колбы соотороны окна расположена в плоскости торца дополнительной катушки, образованного витком со свободным концом, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсивности излучения спектральных линий к фоновому излучению, стабильности излучения и надежности зажигания, конец оболочки со стороны выхода излучения имеет коническое расширение, наибольший диаметр которого составляет 2,4-2,7 диаметра колбы, а расстояние от окна оболочки до купола колбы составляет 3-4 ее диаметра.