Высокоинтенсивная газоразрядная лампа

1 ЧЪЦФхй 4;М ЬСТВУ К АВТОРСКОМУ С вяГОСУДАРСТВЕНКЫф КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) 1. Патент США, 9 4168565,кл, 29-25.14, 1979.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2935377/24-07,.кл. Н 01 3 61/06, 1980,(54)(57) ВЫСОКОИНТЕНСИВНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА,содержащая заполненнуюрабочим газом колбу из оптическипрозрачного материала, в. которойкоаксиально установлены цилиндрические электроды, состоящие из двух частей - рабочей, обращенной к разрядному промежутку и выполненной из неактивированного материала с высокой работой выхода и зажигающей, выполненной из материала с низкой работой выхода, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повьааения ее надежности и долговечности, колба . имеет неизменный вдоль всей длины электрода внутренний диаметр О , с занный следующим соотношением с диаметром электрода д и длиной его рабочей части 10,6 с И 65035 40 45 50 55 ложе ния. электрода. Изобретение относится к высокоинтенсивным источникам света и может быть использовано на предприятиях, выпускающих газоразрядные лампы непрерывного и импульсного излучения.Известны высокоинтенсивные разрядные лампы с цилиндрическими электродами, состоящими по меньшей мере из двух слоев: первый слой из тугоплавкого металла без присадок активирующих веществ с низкой работой выхода, второй слой из вещества с низкой работой выхода, например соединений бария, причем слой с низкой работой выхода обращен в сторону разрядного промежутка 1Однако вследствие того, что и зажигание, и горение разряда обеспечиваются слоем электрода с низкой работой выхода, применение высокоэффективных активаторов на основе щелочноземельных металлов, уменьшая напряжение зажигания лампы, в то же время ограничивает ее надеж" ность и долговечность, так как активирующее вещество под воздействием мощного разряда, распыляясь и осаждаясь на кварцевой стенке колбы вызывает кристаллизацию кварцевого стекла, его помутнение, появление в нем трещин, что ведет к выходу лампы из строя.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является высокоинтенсивная газоразрядная лампа, содержащая заполненную рабочим газом колбу из оптически прозрачного материала, в которой коаксиально установлены цилиндрические электроды, состоящие из двух частей - рабочей, обращенной к разрядному промежутку, и зажигающей, Рабочая часть выполнена из неактивированного материала с высокой работой выхода, а зажигающая - из материала с низкой работой выхода 2,Недостатком известной лампы является то, что при повышенном расстоянии между электродом и стенками колбы разряд после зажигания остается сконцентрированным на активированной части, вызывая ее распыление, а следовательно, не устраняется кристаллизация колбы и снижение надежности и долговечности лампы. Если зазор между стенкой колбы и электродом мал, разряд проникает к активированной части с трудом, напряжение зажигания лампы резко повышается, из-за пропусков зажигания работа лампы ненадежна. Эти недостатки усугубляются, если колба лампы в зоне расположения двухслойного элеК- трода имеет меняющийся диаметр, обычно при колбе с расширенной рабочей частью, если электрод расположен близко к герметичному вводу в колбу. В этих случаях даже небольшое смещение электрода по оси, что весьма вероятно при изготовлении лампы, резко изменяет соотношение зазоров между рабочей и зажигающей частями электрода и внутренней стенкой колбы, а следовательно, и условия зажигания и горения лампы с двухслойным электродом, что приводит к нестабильности параметров ламп в условиях серийного производства и к их низкой надежности.. Цель изобретения - повышение, надежности и долговечности лампы.Указанная цель достигается тем, что в высокоинтенсивной газоразрядной лампе, содержащей заполненную рабочим газом колбу из оптически прозрачного материала, в которой коаксиально установлены цилиндрические электроды, состоящие из двух частей - рабочей, обращенной к разрядному промежутку и выполненной из неактивированного материала с относительно высокой работой выхода, и зажигающей, выполненной из материала с низкой работой выхода, колба имеет неизменный вдоль всей длины электрода внутренний диаметр 0 , связанный следующим соотношением с диаметром электрода О и длиной его рабочей части На чертеже изображена предлагаемая лампа, частичный разрез.В трубчатой кварцевой колбе 1, заполненной ксеноном, у каждого ее края соосно установлен цилиндрический электрод 2 из прессованного и спеченного порошка вольфрама с добавками, укрепленный на стержневом токоподводе 3, соединенном с герметичным фольговым токовводом 4. Электрод 2 состоит из рабочей части 5, неактивированной и с относительйо;, высокой работой выхода, обращенной к разрядной полости лампы, и зажигающей части 6, содержащей соединения щелочно-земельных металлов, например алюминатов, вольфраматов, алюмосиликатов или скандатов. Электрод2 изготовляется путем прессованияна молибденовом или вольфрамовом кер-не 3 и последующего спекания в водо",роде. Затем он монтируется в лампес обеспечением одинаковости внутреннего. диаметра колбыЧ в зоне распоНадежная работа лампы обеспечивается, если зазор между стенкой кол бы 1 и поверхностью двухслойного 60:электрода 2 достаточен для воэмож ности зажигания разряда на более отдаленной от разрядной полостизажигающей части 6 с низкой работой выхода, но недостаточен для65 Обеспечения условий поддержания силь1008820 Диаметр электрода,мм Оптический внутренний диаметрколбы мм Длина неактивированного слоя,1,2 0,8 1,35 1,39 1,2 1,5 1,4 0,77 1,9 0,8 2,2 1,45 1,9 0,74 2,0 2,8 3,8 3,0 1,0 1,27 2,0 3,0 5,6 0,93 3,0 4,0 9,0 0,75 4,0 5,2 1,30 1,06 4,0 1,5 6,4 2,0 4,0 0,94 7,5 40 3,0 10,0 0,83 4,0 5,0 14,6 0,73 4,0 8,0 22,4 0,70 10,0 2,0 27,8 1,39 10., 029,4 0,98 10,0 5,0 36,0 0,72 ноточной Стадии разряда этой частью,в таком случае сильноточный разрядсразу перебрасывается на торцовуюнеактивированнуюповерхность .электрода 2 обращенную к разрядной полости,Для определения оптимальных соотношений размеров деталей лампы, обеспечивающих описанный характер зажигания и горения, испытывают экспериментальные лампы с электродами разных размеров. Выяснено,что длина зажигающей части б практически не влияет на характеристики лампыи должна выбираться лишь из соображений запаса активирующего вещества, обеспечивающего необходимую долговечность. В то же время длина рабочей неактивированной части 5 су"щественно влияет на процесс зажигания: при неизменном внутреннем диаметре колбы 1 при увеличении длинычасти 5 зажигание лампы затрудняется, так как разряд проникает к важи"гающей активированной части 6 струдом. Использование разных составов активирующего вещества иэ числаперечисленных выше при нбрмальной 10 активировке электрода меняет харак теристики лампы незначительно. Дляэлектрода с конкретными размерамиподбирают колбу оптического диаметра, обесщИНвакиаего при прочих,равных условиях описанный выше процесс зажигания и горения лампы.Результаты экспериментов п 3 иведены в. таблице.Заказ 2349/63 Тираж 701 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытф 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул, .Проектная, 4 В качестве рабочего газа используют ксенон(применение криптона практически не изменяет результатов экспериментов). При изменении давления ксенона в диапазоне 50 500 мм рт. ст. оптимальная величина внутреннего диаметра колбы меняется не более чем на 15. Влияние . напылений на внутреннюю поверхность стенки колбы после продолжительного горения лампы на характер зажигания, 10 практически незаметно. Исходя из всех этих экспериментальных Данных выбраны пределы, укаэанные в формуле изобретения. Предлагаемая конструкция лампы . позволяет применить в качестве активирующего электроды вещества высокоэффективные соединения щелочно- земельных металлов с практическим исключением при этом вредного воздействия таких веществ на кварцевую оболочку лампы. В результате этого при сохранении в течение срока службы невысокого напряжения зажига" ния лампы кристаллизации кварцевой колбы не наблюдается, что йозволяет увеличить долговечность ламп и обеспечить надежность их работы.