SU904038A1

SU904038A1 - Gas-discharge light source

Info

Publication number: SU904038A1
Application number: SU802865006A
Authority: SU
Inventors: Александр Геннадьевич Лутохин; Геннадий Николаевич Толмачев; Александра Федоровна Лосева; Владимир Якубович Хасилев
Original assignee: Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет
Priority date: 1980-01-07
Filing date: 1980-01-07
Publication date: 1982-02-07

Description

(5) ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТА(5) GAS-DISCHARGE SOURCE OF LIGHT

1one

Изобретение относитс к газоразр дным приборам, в частности к безэлектродным спектральным источникам света, излучающим узкие спектральные линии различных химических элементов, Пбдовные источники света широко используютс в атомно-абсорбционных спектрофотометрах, рефрактометрах, магнитометрах и др.The invention relates to gas discharge devices, in particular to electrodeless spectral light sources emitting narrow spectral lines of various chemical elements. Pbd light sources are widely used in atomic absorption spectrophotometers, refractometers, magnetometers, etc.

Известны шаровые и трубчатые газоразр дные источники света, возбуждение активной среды которых происходит в плазме, создаваемой высокочастотным (ВЧ) разр дом l и 2 .Spherical and tubular gas-discharge light sources are known, whose excitation of the active medium occurs in a plasma created by a high-frequency (HF) discharge l and 2.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс газоразр дный трубчатый источник света емкостного типа,в котором разр д возбуждаетс ВЧ полем, возникающим между обкладками конденсатора, образованного провод щими электродами, нанесенными на концах разр дного объема 3.Closest to the proposed technical entity is a gas-discharge tubular light source of a capacitive type, in which the discharge is excited by an HF field arising between the plates of a capacitor formed by conductive electrodes deposited on the ends of the discharge volume 3.

в известных трубчатых источниках света емкостного типа используетс излучение, возникающее в светоизлучающем трубчатом баллоне, который находитс сравнительно далеко от электродов . Эта область разр дов имеет малый коэффициент преобразовани электрической энергии в световую, так как в этой части разр да используетс возбуждение спектра рабочего вещества за счет электронов с малой энергией, количество и энерги которых определ етс температурой плазмы , т.е. используетс возбуждение рабочего вещества за счет теплоВоГо действи ВЧ тока. При этом невозможно п&лучить высокий КПД перехода электрической энергии в световую, так как значительна часть электрической энергии поступающей в разр д, выдел етс в виде тепла. .In the known tubular light sources of capacitive type, radiation arising in a light-emitting tubular balloon, which is relatively far from the electrodes, is used. This region of discharge has a low coefficient of conversion of electric energy into light, since in this part of the discharge the excitation of the spectrum of the working substance by low-energy electrons is used, the quantity and energy of which is determined by the plasma temperature, i.e. excitement of the working substance due to the heat-induced action of the rf current is used. At the same time, it is not possible to have a high efficiency of the transfer of electrical energy into light energy, since a significant part of the electrical energy entering the discharge is released as heat. .

Цель изобретени - увеличение КПД светового излучени высокочастотных источников света за счет создани в излучающем объеме поперечного ВЧ разр да, т.е. максимальной области с быстрыми электронами. Указанна цель достигаетс тем, что 8 газоразр дном источнике света, содержащем светоизлучающий баллон из оптически прозрачного материала и два внешних электрода, подключаемых к источнику высокочастотного напр жени , выполненнух в виде нанесенных на наружную поверхность баллона токо провод щих покрытий, указанный баллон выполнен в форме шара. Кроме того, один из указанных электродов может быть выполнен светоотражающим , а другой - светопропусдающим . На чертеже изображен газоразр дный источник света, общий вид. Газоразр дный источник света включает в себ диэлектрический зам кнутый баллон 1 из оптически прозра ного материала, наполненный рабочим веществом. Электроды 2 и 3 помещены на внешней поверхности диэлектрического баллона. Электрод 2 - светоот ражающий материал, а электрод 3 светопропускающий. Электроды 2 и 3 подключены к высокочастотному генератору Ц. Газоразр дный источниксвета работает следующим образом. При подключении к электродам 2 и 3 высокочастотного генератора k в присутствии рабочего вещества вну три, например смеси буферного газа и паров металла диэлектрического баллона, между электродами 2 и 3 зажигаетс поперечный 84 разр д, ко торый производит возбуждение уровне рабочего вещества. Ввиду поперечного характера ВЧ разр да между элект родами 2 и 3 свечение плазмы однородно заполн ет весь объем диэлектрического шарового баллона, имеющего оптимальное значение отношени количества излучающего рабочего вещества к поверхности излучени , уве личени КПД светового излучени . При этом используетс свечение наиб лее интенсивных приэлектродных областей разр да, которые при обычно используемых в лампах с ВЧ разр да давлени х рабочего вещества сливаютс , заполн весь объем в лампе , заключенный между электродами. Таким образом, используетс излу чение, возникающее в приэлектродных част х разр да, в которых интенсив9 4 ость излучени спектральных линий олее чем на пор док превосходит интенсивность трех областей, которые наход тс далеко от электрода при одинаковой плотности тока. Это обусловлено вли нием на процессы возбуждени пучка быстрых электронов, эмиттированных электродом. В высокочастотном разр де также отмечена повышенна интенсивность свечени приэлектродных областей ВЧ разр да. Выполнение электродов в виде шаровых сегментов позвол ет подобрать оптимальное заполнение разр дом полости диэлектрического баллона, увеличива рабочий объем излучени . Дл более полного использовани световой энергии и увеличени КПД светоBo .ro излучени целесообразно на поверхности диэлектрического баллона поместить два электрода, один из которых выполнен из отражающего свет материала, а другой - из оптически прозрачного материала. Благодар этому становитс возможным направить отражающим электродом часть излучени , бесполезно тер емого ранее, через оптически прозрачный электрод к исследуемому объекту. Оптимальное давление подбиралось экспериментально по максимальной интенсивности свечени источника света Помещение на внешней поверхности диэлектрического баллона двух электродов 2 и 3, один из которых 2 выполнен из отра)1 ающего свет материала, а второй А - из оптически прозрачного материала, позвол ет более полно использовать световой поток и увеличить КПД светового излучени за счет отражени излучени от электрода 2 и направлени его к исследуемому объекту через электрод 3. Испытани предлагаемого газоразр дного источника света показывают, что он позвол ет, по сравнению с промышленной лампой ВСБ-2, в среднем три-четыре раза увеличить интенсивность светового излучени на р де линий и в особенности в высокорасположенных ионных спектрах паров химических элементов. Применение таких источников света, например, в атомно-абсорбционном спектральном анализе позвол ет увеличить чувствительность прибора при определении исследуемого элемента за счет увеличени аналитической зоны приборов, что дает значительный экономический эффект, так как неслохна доработка прибора в лабораторных услови х позвол ет сократить количество экстрагируемых проб (см. При мерный расчет годового экономическо Vo эффекта). формула изобретени 1. Газоразр дный источник света, содержащий наполненный рабочим газом светоизлучающий баллон из оптически прозрачного материала и два внешних электрода, подключаемых к источнику высокочастотного напр жени , выпол-ненных в виде нанесенных на наружную поверхность баллона токопровод щих покрытий, отличающийс 86 тем, что, с целью повышени его КПД, путем создани поперечного разр да, указанный баллон выполнен в форме шара. 2. Источник по п. 1, отличающийс тем, что один из указанных электродов выполнен светоотражающим , а другой - светопропускающим . Источники информации, прин тые во внимание прИч, экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ff , кл. Н 01 J 65/04, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР N 396753, кл. Н ОТ J 65/04, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР № 66012i3, кл. Н 01 J 65/04, 076.The purpose of the invention is to increase the efficiency of light emission of high-frequency light sources by creating a transverse high-frequency discharge in the radiating volume, i.e. maximum region with fast electrons. This goal is achieved by the fact that an 8-gas-discharged light source containing a light-emitting balloon of optically transparent material and two external electrodes connected to a source of high-frequency voltage, is made in the form of a conductive coating applied to the outer surface of the balloon; . In addition, one of these electrodes can be made reflective, and the other - light transmitting. The drawing shows a gas discharge light source, a general view. The gas-discharge light source includes a dielectric closed cylinder 1 of optically transparent material, filled with a working substance. Electrodes 2 and 3 are placed on the outer surface of the dielectric balloon. Electrode 2 is a light reflecting material, and electrode 3 is light transmitting. Electrodes 2 and 3 are connected to the high-frequency generator C. The discharge light source works as follows. When a high-frequency generator k is connected to electrodes 2 and 3 in the presence of an internal substance, for example, a mixture of a buffer gas and a metal vapor of a dielectric balloon, a transverse 84-bit is ignited between electrodes 2 and 3, which excites the level of the working substance. Due to the transverse nature of the RF discharge between the electrodes 2 and 3, the plasma glow uniformly fills the entire volume of the dielectric balloon, which has the optimum ratio of the amount of radiating working substance to the radiation surface, increasing the efficiency of the light emission. In this case, the luminescence of the most intense near-electrode discharge areas is used, which, at the pressures of the working substance normally used in lamps with RF discharge, merge, filling the entire volume in the lamp enclosed between the electrodes. Thus, radiation is used that occurs in the near-electrode parts of the discharge, in which the intensity of the emission of the spectral lines is more than an order of magnitude greater than the intensity of the three regions that are far from the electrode at the same current density. This is due to the effect on the processes of excitation of a beam of fast electrons emitted by an electrode. In the high-frequency discharge, an increased luminescence intensity in the near-electrode RF discharge regions was also noted. Making electrodes in the form of spherical segments allows choosing the optimal filling of the dielectric cylinder cavity with the discharge, increasing the working volume of the radiation. For a more complete use of light energy and to increase the efficiency of light .ro radiation, it is advisable to place two electrodes on the surface of the dielectric balloon, one of which is made of a light-reflecting material, and the other is of an optically transparent material. Due to this, it becomes possible to direct a portion of the radiation, previously uselessly lost, through the optically transparent electrode to the object under study by means of a reflecting electrode. The optimal pressure was chosen experimentally according to the maximum intensity of the luminous light source. The two electrodes 2 and 3 placed on the outer surface of the dielectric balloon, one of which 2 is made of a material that illuminates the light, and the second A is made of an optically transparent material. flux and increase the efficiency of light radiation by reflecting radiation from electrode 2 and directing it to the object under study through electrode 3. Testing the proposed gas discharge light source a show that it allows, in comparison with the industrial lamp VSB-2, an average of three to four times to increase the intensity of light emission on a number of lines, and especially in the highly located ion spectra of chemical element vapors. The use of such light sources, for example, in atomic absorption spectral analysis allows to increase the sensitivity of the device when determining the element under investigation by increasing the analytical zone of the devices, which gives a significant economic effect, since not a bad improvement of the device in laboratory conditions allows reducing the number of extracted samples. (see. Approximate calculation of the annual economic Vo effect). Claim 1. Gas-discharge light source containing a light-emitting cylinder filled with working gas of optically transparent material and two external electrodes connected to a high-frequency voltage source made in the form of conductive coatings applied to the outer surface of the balloon, characterized in , in order to increase its efficiency, by creating a transverse discharge, the said balloon is made in the shape of a ball. 2. The source of claim 1, wherein one of said electrodes is made light reflecting and the other is light transmitting. Sources of information taken into account for the examination, 1. Authors certificate of the USSR ff, cl. H 01 J 65/04, 1970. 2. USSR author's certificate N 396753, cl. H FROM J 65/04, 1971. 3. USSR author's certificate No. 66012i3, cl. H 01 J 65/04, 076.

Claims

Claim

1. A gas-discharge light source containing a light emitting balloon filled with working gas from an optically transparent material and two external electrodes connected to a high-frequency voltage source, made in the form of conductive coatings deposited on the outer surface of the cylinder, characterized in that, in order to increase its efficiency by creating a transverse discharge, the specified balloon is made in the shape of a ball.

2. Source for π. 1, characterized in that one of these electrodes is made reflective, and the other is light transmitting.