БЕЗЭЛЕКТРОДНАЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ ЛАМПА

Полезная модель относится к области аналитического приборостроения и может найти применение в качестве источника излучения в газоанализаторах фотометрического типа для определения вредных веществ, например оксидов азота в воздухе.
Общеизвестна безэлектродная ультрафиолетовая лампа (УФ-лампа), содержащая кварцевую колбу, заполненную смесью газов или паров и помещенную в высокочастотный индуктор, возбуждающий электрический разряд внутри лампы.
Недостатком известной лампы является ограниченный ресурс работы, обусловленный тем, что под действием бомбардировки ионами газа или пара, заполняющего лампу, с поверхности стеклянных стенок колбы в последнюю поступают находящиеся в кварце соединения. В результате происходит постепенное изменение газового состава внутри лампы, что приводит к изменению ее спектра, неоднородности горения разряда, а затем к выходу лампы из строя.
Для устранения этого недостатка была предложена безэлектродная УФ-лампа, содержащая две цилиндрические кварцевые колбы разного диаметра, образующие единый объем, заполненный смесью газов, в которой с помощью высокочастотного генератора возбуждается электрический разряд, заполняющий цилиндрическую колбу меньшего диаметра, имеющую в своем торце окно для вывода излучения, причем лампа совместно с катушкой, охватывающей цилиндрическую колбу меньшего диаметра, и высокочастотным генератором помещена в корпус, выполненный из материала, экранирующего высокочастотное электромагнитное излучение и закреплена в нем (см. Патент США №5925987, Н05В 41/16, 1999). В известной лампе, принятой за прототип, излучателем является колба меньшего диаметра, а колба большего диаметра служит резервуаром для хранения смеси газов, которая за счет
диффузии проникает в колбу меньшего диаметра, поддерживая там необходимый газовый состав смеси в течение длительного времени.
Недостатком известной безэлектродной УФ-лампы, принятой за прототип, является то, что под действием УФ-излучения происходит ухудшение характеристик пропускания кварцевого окна лампы, что сказывается на уменьшении чувствительности газоанализатора.
Кроме того, поверхность окна для вывода излучения со стороны ее контакта с контролируемой газовой средой постепенно загрязняется. Это также приводит к уменьшению пропускания кварцевого окна и падению чувствительности газоанализатора. Для восстановления характеристик прибора в этом случае необходима очистка окна лампы, требующая временного прекращения работы прибора.
Задача полезной модели состояла в увеличении срока эффективного использования УФ-лампы.
Указанная задача решается тем, что предложена безэлектродная УФ-лампа, содержащая две цилиндрических кварцевых колбы различного диаметра, образующие единый объем, заполненный смесью газов, в которой возбуждается электрический разряд с помощью индуктора, питаемого от высокочастотного генератора, охватывающей цилиндрическую колбу меньшего диаметра, имеющую в своем торце окно для вывода излучения, причем лампа совместно с катушкой, охватывающей цилиндрическую колбу меньшего диаметра, и высокочастотным генератором, питающим катушку, помещена в корпус, выполненный из материала, экранирующего высокочастотное электромагнитное излучение, и имеющий отверстие, расположенное напротив окна для вывода излучения и закреплена в нем, в которую, согласно полезной модели, введена дополнительная кварцевая колба, идентичная по размерам колбе меньшего диаметра и имеющая в своем торце окно для вывода излучения, которая соединена с внутренним объемом колбы большего диаметра и расположена симметрично колбе меньшего диаметра относительно оси колбы большего диаметра и закреплена в корпусе с возможностью введения в индуктор любой из двух колб меньшего диаметра.
Технический результат полезной модели состоит в увеличении срока эффективного использования лампы.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематически изображена предлагаемая лампа в корпусе, выполненном из материала, экранирующего высокочастотное электромагнитное излучение,
Предлагаемая лампа содержит цилиндрический кварцевую колбу 1 большего диаметра и две цилиндрических кварцевых колбы 2 и 3 меньшего диаметра, образующие единый внутренний объем, заполненный смесью газов (5-10% об. кислорода в азоте). Давление смеси в УФ-лампе составляет от 0,5 до 3 мм рт.ст. Лампа снабжена индуктором 4, охватывающим одну из цилиндрических кварцевых колб 2 или 3 меньшего диаметра, питающимся от высокочастотного генератора (на чертеже не показан). Оси цилиндрических кварцевых колб 2 и 3 меньшего диаметра расположены симметрично относительно оси цилиндрической кварцевой колбы большего диаметра. В торцы кварцевых колб 2 и 3 меньшего диаметра герметично впаяны окна 5 и 6 для вывода УФ-излучения, выполненные из материала, прозрачного в УФ-области, например из кварца. Лампа закреплена внутри корпуса 7, выполненного из материала, экранирующего высокочастотное электромагнитное излучение, и имеющего отверстие 8, расположенное напротив окна 5 для вывода излучения из цилиндрической кварцевой колбы 3, охватываемой индуктором 4. При установке лампы в корпусе 7 тело цилиндрической кварцевой колбы 2 вводится в индуктор 4 и цилиндрическую манжету 9, выполненную из эластичного материала и установленную в отверстии 5 корпуса 7, и лампа фиксируется в корпусе 7 с помощью подпружиненного держателя 10.
Лампа работает следующим образом.
Входные клеммы 11 индуктора подключают к высокочастотному генератору (на чертеже не показан), включают генератор и внутри цилиндрической колбы 2 меньшего диаметра возбуждается безэлектродный электрический разряд, эмитирующий УФ-излучение, которое выводится, например, в измерительную кювету газоанализатора (на чертеже не показана) через окно для вывода излучения.
В процессе эксплуатации под действием УФ-излучения происходит изменение характеристик пропускания кварцевого окна и загрязнение внешней поверхности окна 5 что также приводит к уменьшению его пропускания. Это приводит к уменьшению потока УФ-излучения через окно 5.
По достижении порогового значения УФ-излучения (контролируется фотоприемником, не показанным на чертеже) генератор выключают, извлекают цилиндрическую кварцевую колбу 2 из индуктора 4 и цилиндрической манжеты 9 и вновь устанавливают ее в корпусе 7, изменяя положение цилиндрических колб 2 и 3 меньшего диаметра относительно индуктора 4 таким образом, что место кварцевой колбы 2 меньшего диаметра, в индукторе 4 занимает кварцевая колба 3 меньшего диаметра. Затем генератор снова включают, возбуждая безэлектродный разряд в объеме кварцевой колбы 3 меньшего диаметра, и лампа продолжает работать в прежнем режиме с восстановленной до прежнего уровня интенсивностью излучения.