一种超高频无极放电光源，由无极放电灯、感应线圈和超高频发生电路电路板组成，无极放电灯置于空心的绝缘骨架中心，绝缘骨架外套有感应线圈，感应线圈连接超高频发生器电路板，无极放电灯是在密封玻璃或石英管中充入氢气、氘气和惰性气体或者它们的混合气，超高频发生器工作在５０ＭＨｚ～１５０ＭＨｚ，利用超高频电离灯中气体发光。本发明专利技术超高频无极放电灯光源，稳定性高，自吸小，发射强度大，光源寿命长，能低压顺利启动，可以用为气相色谱仪光离子化检测器光源，原子吸收分光光度计的背景光源以及质谱仪中的光致电离源等，还能用来产生臭氧并用于光清洗、光氧化、水净化等处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涉及一种特殊光源，特别涉及一种试验设备用超高频无极放电灯光源
技术介绍
无极放电灯英文名称为"Electrodeless Discharge Lamp"，又称外置电极灯(External Electrode Lamp),由于没有灯丝或电极进入灯泡内，不会有漏气或灯丝失效等故障，因而寿 命特别长。这些灯能产生窄线和无自吸的高强度光谱。高频气体放电按照外加高频电场角频率"与电子有效碰撞频率u的相对大小，可以分 成"〈〈"、"^u 、">〉"三种情况。对于无极气体放电灯的激发也有这三种情形。 目前，市售包括专利无极放电灯光源装置如下1. 无极放电灯工作频率均为lOOKHz以下，这种在低频内工作并激发灯内的气体分子而 发光，是一种低压冷光灯，适用于小型化，像手持设备上使用。这种灯依靠电容耦合激发等 离子体发光。灯内高频气体放电时"〈〈"，电子在高频电场下的运动象一群蜜蜂随风飘动一 样向高频电场的瞬时阳极漂移；电场反向时又反向漂移。这类放电属于高频电场直接激发的 E型放电，在E型放电中，通常基本的导电电流由位移电流和传导电流共同组成，放电由高 频电场激发，传导电流并不闭合，放电比较弱，并且由于发光点在灯管中心，容易产生自吸 收，导致发光强度比较低。2. 被誉为绿色新光源的高频无极照明灯，工作频率为2.5 3.0MHz，常用2.65MHz，工 作电压在300V以上。其灯管是一个真空放电腔体，它的一端设置汞齐(固汞)，放电腔内填 充缓冲放电气体，形成连续的闭合放电环路，放电腔通过环形铁氧体磁芯的中心轴线。事实 上，放电腔成为变压器的次级，通过对环绕放电腔外铁氧体磁芯上的线圈交变的高频正弦电 压，使电能藕合进放电腔，通过线圈的电流产生稳定的磁通量，进而又沿放电腔产生感应电 压来维持放电，使汞离子气化产生的紫外线激发稀土三基色荧光粉发出可见光的。3. 用微波激发，采用商品微波发生器频率2450MHz，石英管放置在微波谐振腔内，微波 电磁场通过波导腔提供激发能量。在激发时灯的温度升高，产生大量的热，所以空腔内应通 空气进行适当冷却。上述2和3类放电属于H型放电，其中基本的导电电流具有闭合曲线的形式，它是由交 变磁场感应的环形电场激发的，该放电可以调节得很强，类似于弧光放电，该电离气体可以看成是变压器短路的次级回路。弧光放电是一种自持放电，主要特点是维持电压很低，放电 的电流密度很大。当放电条件合适时能产生"集肤效应"，使无极放电灯的放电集中在灯壁上 进行，所以灯的辐射只经过极薄的一层原子蒸气，共振线的自吸可以大大减小。无论是辐射 强度或灯的寿命，都随激发频率的增大而增加，但是激发频率增大导致无极放电灯温度升高， 而温度的变动将会导至发射强度的波动，光谱发射便不稳定。 一般来说，1. 用射频(100KHz 100MHz)稳定性高，自吸很小。2. 用微波OlOOMHz，常用2450MHz)，输入功率转化成为辐射的效率高，输出强度大 有效使用寿命长。所以现有的无极放电灯光源不能同时满足稳定性高，自吸小，发射强度大，光源寿命长， 能低压顺利启动的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种稳定性高，自吸小，发射强度大，光源寿命长，能低压顺利启动的超高 频无极放电灯光源。为实现上述目的，本专利技术釆用以下设计方案-无极放电灯是在直径5 12mm，长40 60mm的石英或玻璃管(视所使用的光谱区而定)中抽 成真空并充入压力为67-200Pa的氢气，氘气和惰性气体以及它们的混合气。无极放电灯置于感应线圈中间，工作时，电磁能由绕于灯管外部的螺线管耦合进入灯内， 由于螺线管感应线圈电磁场是均匀变化的，灯内充满等离子发光体，光强度大，辐射均匀。无极放电灯的激发频率介于射频和微波之间，采用超高频的电磁能激发，工作频率为 50MHz 150MHz，即兼顾了射频激发稳定性高，自吸小的特点，又兼顾了微波激发输出强度 大有效使用寿命长的特点；另外一方面，采用超高频激发，点火电压峰峰值可以降到几百伏 以内。高频功率发生器，也即高频电子镇流器，它是高频无极放电灯最主要的组成部分，采用 的电路形式为单管LC自激振荡方式，没有变压器，只使用一个功率晶体管。 采用光敏传感器控制无极放电灯的启动。高频功率发生器启动电压和工作电压采用两个二极管D1和D2进行无缝切换，这两个二极 管还能有效地防止高频功率电子发生器产生的峰峰值浪涌电压干扰供电电源。本专利技术超高频无极放电灯光源，稳定性高，自吸小，发射强度大，光源寿命长，能低压 顺利启动，可以用为气相色谱仪光离子化检测器光源，原子吸收分光光度计的背景光源以及 质谱仪中的光致电离源等，还能用来产生臭氧并用于光清洗、光氧化、水净化等处理。附图说明图1是本专利技术超高频无极气体放电光源原理图；图2是本专利技术超高频无极气体放电光源结构示意图；图3是本专利技术超高频无极气体放电光源耦合方案一的原理图；图4是本专利技术超高频无极气体放电光源耦合方案二的原理图；图5是本专利技术超高频无极气体放电光源耦合方案三的原理图。具体实施方式为进一步阐述本专利技术超高频无极气体放电光源，下面结合实施例作更详尽的说明。 图2是本专利技术超高频无极气体放电光源的结构示意图，超高频无极光源由无极放电灯4、 感应线圈2、绝缘骨架1和电路板3组成，无极放电灯4置于空心的绝缘骨架1中心，绝缘骨架l 外套有感应线圈2，感应线圈2连接电路板3，绝缘骨架1架在绝缘支架6上、用固定螺丝7和底 座8相连接，无极放电灯由直径13mm，长40 60誦的石英玻璃管，抽成真空并充入压力为67-200Pa的 混合的惰性气体，混合气体成分由1% 10%的氪气和90% 99%的氦气或氖气组成。感应线圈选用直径0.8，长度60 cm铜丝(外表面最好镀银以减少导线上的集肤效应)， 线圈在绝缘骨架上绕7.5匝，D = 17 cm， L = 16 cm如图4所示，从剩余铜丝从线圈两端引 到高频功率电子发生器印刷线路板上，感应线圈距离线路板大约10 cm左右。电路板3上有超高频功率发生电路、检测控制启动电路和供电电路。图l为本专利技术超高频无极气体放电光源的电路图。超高频功率发生电路为单管LC自激振荡电路，由功率管Q1、电感L2、电容C3、 C4组 成，电阻R1、 R2、 R3为功率管Q1提供直流工作点，电容C6为电阻R6的旁路电容，电感 Ll为隔离电感，防止高频泄漏，LC自激振荡电路工作频率为50MHz 150MHz，超高频功 率发生电路和感应线圈2间采用耦合电容C5耦合。供电电路包括启动电压电路S2和工作电压电路Sl，都是通过AC/DC或DC/DC产生的 浮地电压，启动电压电路S2和工作电压电路Sl分别通过二极管D2 、 Dl连接超高频功率发 生器， 一固态继电器SSR (也可使用可控硅)分别连接启动电压电路S1和工作电压电路S2， 控制电压间的无缝切换。检测控制启动电路包括光敏传感器D3和放大电路Ul和比较电路U2，放大电路Ul和比 较电路U2串接，比较电路U2的输出连接到供电电路中的固态继电器SSR的输入端。检测控制启动电路中的光敏传感器D3可采用光敏二极管、光敏三极管等，本实施例中采 用的光敏二极管。光敏二极管检测无极放电灯是否已经点亮，如果没有点亮，放大器U1输出 接近地电位电压，比较器U本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超高频无极放电光源，其特征在于：所述超高频无极光源由无极放电灯（４）、感应线圈（２）、绝缘骨架（１）和电路板（３）组成，所述无极放电灯（４）置于空心的所述绝缘骨架（１）中心，所述绝缘骨架（１）外套有所述感应线圈（２），所述感应线圈（２）连所述电路板（３），所述绝缘骨架（１）架在绝缘支架（６）上、用固定螺丝（７）和底座（８）相连接，所述电路板（３）上有超高频功率发生电路、检测控制启动电路和供电电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李选培，张云，
申请(专利权)人：北京东西分析仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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