Патент на изобретение №2254639

(54) СПЕКТРАЛЬНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА ДЛЯ АТОМНОЙ АБСОРБЦИИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к спектральным газоразрядным лампам с полым катодом, предназначенными для работы в аппаратуре атомно-абсорбционного анализа. Техническим результатом является увеличение интенсивного излучения резонансных линий катода. Спектральная газоразрядная лампа для атомной абсорбции содержит колбу с увиолевым окном для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра, и расположенные в ней анод и полый катод, помещенный в электроизоляционную трубку, имеющий внутреннюю разрядную поверхность в виде цилиндра, открытого со стороны выхода излучения, выполненного из материала, спектр которого необходимо получить. Полый катод выполнен с 2, либо 4, либо 8, либо 16, либо 32-мя дополнительными разрядными поверхностями, имеющими форму неполных цилиндров, расположенных по кругу и параллельно разрядной поверхности и пересекающихся с ней, образуя единую разрядную поверхность с общей площадью горения тлеющего разряда. Расстояние от оси цилиндра основной поверхности до осей цилиндров дополнительных поверхностей удовлетворяет выражению: где R_o -радиус цилиндра основной разрядной поверхности, R_д– радиус цилиндров дополнительных разрядных поверхностей. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к классу газоразрядных спектральных источников света, предназначенных для работы в аппаратуре атомно-абсорбционного анализа.

Известна конструкция газоразрядной спектральной лампы с полым катодом, излучающая спектры различных химических элементов, содержащая колбу с увиолевым окном для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра, и расположенные в ней анод и полый катод, помещенный в электроизоляционную трубку, имеющий внутреннюю разрядную поверхность в виде цилиндра, открытого со стороны выхода излучения, выполненного из материала, спектр которого необходимо получить [Л1]. Анод имеет форму цилиндра с сооно установленным внутри него стержнем.

Полый катод помещен в электроизоляционную трубку с маленьким зазором. Для увеличения интенсивности излучения внутри полости катода вставлены элементы из проволоки или фольги. Анод, катод и электроизоляционная трубка собраны на стеклянной ножке. Лампа наполнена инертным газом (неоном) до определенного давления. При подключении такой лампы к источнику питания между внутренней поверхностью катода и анодом зажигается тлеющий разряд в инертном газе. Под действием интенсивной ионной бомбардировки в тлеющем разряде происходит распыление материала катода.

Продукты распыления в виде нейтральных атомов попадают в газовый разряд, возбуждаются там и излучают линии, принадлежащие спектру этого элемента, интенсивность излучения которых используется в приборах атомно-абсорбционного анализа.

К недостаткам ламп такой конструкции следует отнести малую величину интенсивности излучения резонансных линий элемента катода.

Несмотря на то, что внутрь разрядной полости катода вставлены в иных конструкциях дополнительные элементы в виде проволоки или фольги, интенсивность излучения резонансных линий несколько увеличилась, но недостаточно 2. Для качественной работы в аппаратуре атомно-абсорбционного анализа требуется более существенное увеличение. Более того, не на каждый металл можно иметь дополнительные элементы. На такие металлы, как калий, натрий, мышьяк и др., дополнительных элементов изготовить не удается. Поэтому для увеличения интенсивности излучения для многих металлов надо искать другие технические решения.

Техническим результатом предлагаемого изобретении является увеличение интенсивного излучения резонансных линий.

Для достижения технического результата в спектральной газоразрядной лампе для атомной абсорбции, содержащей колбу с увиолевым окном для выхода излучения прозрачного в ультрафиолетовой части спектра и расположенные в ней анод и полый катод, помещенный в электроизоляционную трубку, имеющий основную внутреннюю разрядную поверхность в виде цилиндра, открытого со стороны выхода излучения, выполненного из материала, спектр которого необходимо получить.

Полый катод выполнен с 2, либо 4, либо 8, либо 16, либо 32-мя дополнительными разрядными поверхностями, имеющими форму неполных цилиндров, расположенными по кругу и параллельно основной разрядной поверхности и пересекающимися с ней, образуя единую разрядную поверхность с общей площадью горения. Причем расстояние от оси цилиндра основной разрядной поверхности до оси цилиндров дополнительных поверхностей удовлетворяет выражению: , где R_o – радиус цилиндра основной разрядной поверхности, R_д – радиус цилиндров дополнительных разрядных поверхностей.

Основная разрядная поверхность вместе с дополнительными разрядными поверхностями образуют один общий полый катод, имеющий такую сложную конфигурацию. За счет этого удалось увеличить площадь горения тлеющего разряда на величину суммарной площади горения дополнительных поверхностей, это дает существенный выигрыш интенсивности излучения резонансных линий.

На фиг.1 изображена спектральная газоразрядная лампа для атомной абсорбции, общий вид, а на фиг.2 полый катод (вид сверху).

Лампа представляет собой стеклянный баллон 1 цилиндрической формы с плоским окном 2 для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра. Анод 3 выполнен из никелевой проволоки, имеет форду кольца со штырем. Полый катод 4 имеет основную разрядную поверхность 5 в виде цилиндра, открытого в сторону выхода излучения, выполненную из материала, спектр которого необходимо получить, но он выполнен с 2, либо 4, либо 8, либо 16, либо 32-мя дополнительными поверхностями (6), имеющими форму цилиндров, расположенными вокруг и параллельно основной поверхности и пересекающихся с ней, образуя единую разрядную поверхность, с общей площадью горения, причем расстояние от оси цилиндра основной разрядной поверхности до оси цилиндров дополнительный поверхностей удовлетворяет выражению:

,

где R₀ – радиус цилиндра основной разрядной поверхности,

R_д– радиус цилиндров дополнительных разрядных поверхностей.

Полый катод помещен в электроизоляционную трубку 7 с небольшим (0,2-0,3) мм зазором. Это предотвращает горение тлеющего разряда по внешней поверхности полого катода и концентрирует разряд внутри цилиндров основной и дополнительных поверхностей полого катода. Катод, анод и электроизоляционная трубка собраны на стеклянной ножке 8 с помощью молибденовых выводов 9.

Для изоляции от газового разряда анодный вывод внутри лампы помещен в стеклянную трубку 10. Лампа наполнена инертным газом неоном до давления примерно 8 мм рт.ст.

При подключении такой лампы к источнику питания между анодом 3 основной 5 и дополнительными 6 поверхностями зажигаются тлеющие разряды в инертном газе.

Продукты распыления от всех поверхностей в виде нейтральных атомов попадают в газовый разряд, возбуждаются там при соударениях с электронами и в виде излучения спектральных линий через плоское окно 2 выходят из лампы.

Кроме этого продукты распыления с дополнительных поверхностей попадают в основную разрядную полость, возбуждаются там и в виде дополнительного излучения увеличивают излучение резонансных линий по оси основной полости катода. Таким образом, при наличии дополнительных поверхностей происходит увеличение интенсивности излучения резонансных линий.

Чем больше дополнительных поверхностей, тем больше нейтральных атомов будет возбуждаться в газовом разряде, тем больше излучения выходит из лампы по оси разряда основной полости излучения.

Предложенное изобретение является новым – предложена новая конструкция полого катода и лампы в целом.

Произведен изобретательский шаг. Полый катод лампы выполнен с 2, либо 4, либо 8, либо 16, либо 32-мя дополнительными разрядными поверхностями, имеющими форму неполных цилиндров, расположенных по кругу и параллельно основной разрядной поверхности и пересекающихся с ней, образуя единую разрядную поверхность, с общей площадью горения, причем расстояние от оси цилиндра основной поверхности до осей цилиндров дополнительных поверхностей удовлетворяет выражению:

,

где R_o – радиус цилиндра основной разрядной поверхности,

R_д – радиус цилиндров дополнительных разрядных поверхностей.

Изобретение промышленно применимо в производстве спектральных ламп для улучшения характеристик лампы, увеличения интенсивности излучения резонансных линий.

Литература

А.С. СССР №1553255 “Спектральная газоразрядная лампа”, Н 01 J 61/09, опубл. 23.03.90.

A.C. СССР №1804597 “Спектральная лампа для АА”, Н 01 J 63/02, опубл. 23.03.93.

Формула изобретения

Спектральная газоразрядная лампа для атомной абсорбции, содержащая колбу с увиолевым окном для выхода излучения, прозрачного в ультрафиолетовой части спектра, и расположенные в ней анод и полый катод, помещенный в электроизоляционную трубку, имеющий внутреннюю разрядную поверхность в виде цилиндра, открытого со стороны выхода излучения, выполненного из материала, спектр которого необходимо получить, отличающаяся тем, что полый катод выполнен с 2, либо 4, либо 8, либо 16, либо 32 дополнительными разрядными поверхностями, имеющими форму неполных цилиндров, расположенных по кругу и параллельно разрядной поверхности и пересекающихся с ней, образуя единую разрядную поверхность с общей площадью горения, причем расстояние от оси цилиндра основной поверхности до осей цилиндров дополнительных поверхностей удовлетворяет выражению

где R_o – радиус цилиндра основной разрядной поверхности;

R_д – радиус цилиндров дополнительных разрядных поверхностей.

РИСУНКИ