[实用新型]用于紫外灯检测和定标的低压汞灯标准系统

说明书

技术领域

本实用新型属于紫外辐射测量技术领域，具体涉及一种用于紫外灯检测和定标的低压汞灯标准系统。

背景技术

在当前的生产、生活中，紫外灯在众多领域都发挥着重要的作用。紫外线的光生物效应可用于灭菌，细菌受到紫外线照射后，引起DNA链的断裂，致使细菌死亡。紫外线灭菌用于空气、水、各类饮料、实验室、车间和医院等许多场合。紫外线对人体保健也有很广范围的应用，适量的紫外照射对人体内脏和免疫系统有良好的影响，但过量的紫外线会造成皮肤红斑等皮肤疾病。目前已发展的紫外线物理疗法可以治疗牛皮癣和佝偻病，消除炎症。紫外线的荧光效应可用于无机元素和有机物质的化学分析，食品卫生中的微量元素和有害物质的检测，工业生产中产品质量的监测，矿床探测中的样品分析。紫外线的光化效应可用于复印、油墨固化、半导体芯片的光刻技术、高分子老化试验和同位素分离等。大功率紫外光源可以在有限的体积内产生紫外辐射通量，设备紧凑，使用成本较低。国外已有各类紫外光源的产品，在城市饮用水、给排水和空气杀菌领域已有大规模应用。

相应地，紫外辐射测量也成为相关企业、检测机构等关注的重点之一。为了确保测量结果的准确性和精确度，需要性能可靠的紫外标准灯作为定标光源。

上世纪70年代开始，各国就利用同步辐射和壁稳电弧光源相继建立起紫外-真空紫外光谱辐射国家标准。壁稳氩弧光源是在氩气气氛下弧光放电形成轴向均匀的局部热力学平衡态等离子体，并可以根据黑体谱线理论或Schulz-Gul-de理论确定氩弧等离子体的光谱辐射亮度。而同步辐射(SR)是近50年来迅速发展起来的一种新型辐射源，具有波长范围宽、亮度高、辐射特性可精确计算等特点，其光谱辐射亮度等特性根据Schwinger理论计算得到。目前公认的紫外辐射标准包括德国国家物理技术研究院（PTB）的BESSYII同步辐射标准、英国国家物理实验室（NPL）的DARESBURG同步辐射标准等。我国也在90年代在合肥建立了800MeV电子存储环装置并开展了同步辐射特性研究。

为了将同步辐射标准引入到实际应用中来，现普遍采用以同步辐射为标准的传递标准氘灯光源的比对定标来实现。氘灯是在氢灯的基础上发展起来的，辐射强度高、稳定性好、寿命长,能产生波长165~370nm范围内的连续辐射。氘灯的种类很多，按窗口的形式分类可以分为端窗和侧窗两种，其发光面积为通常为直径1mm的圆。灯预热后，1小时内测量稳定性在±1%以内；使用氘灯时，辐射亮度的变化不大于2%。但是氘灯的连续光谱，无法作为检测仪器的波长校准，因此紫外检测设备还需要另外一套波长校准光源，因此提高了成本，也增加了仪器定标和校准的工作量。此外，氘灯与常用的紫外灯存在较大的结构差异，氘灯可以看做为一个点光源，而常用的低压汞灯等光源是线性的，因此也会对定标造成影响。

与之相比，低压汞灯发射的是汞原子的特征线光谱，其谱线波长确定，可以作为波长的校准光源。只要能够保证低压汞灯放电的稳定性，那么这个紫外标准灯就可以兼顾标准谱线源和标准强度源的功能，同时提供辐射强度定标和辐射波长校准。而且低压汞灯价格低廉、辐射效率高，本身是应用最普遍的紫外灯之一。采用低压汞灯作为标准灯，由于标准灯和被测灯的形状、结构等差别较小，可以降低定标的操作难度，同时减小由于形状差异等造成的测量误差。

但是，采用低压汞灯做为紫外标准灯，最关键的问题是要解决稳定性差的问题。灯管中汞的蒸气压是由灯管的冷端温度决定的，而汞的蒸气压的大小直接影响灯的放电状态。由于点灯的环境条件难以精确控制，因此即使同一根低压汞灯在两次燃点之间也能难保证冷端温度的一致性，从而导致灯的稳定性较差，可能存在5~10%的偏差。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够稳定输出紫外辐射的，用于紫外灯检测和定标的低压汞灯标准系统。

本实用新型提供的用于紫外灯检测和定标的低压汞灯标准系统，包括至少1组低压汞放电标准灯、驱动电源、光源控制系统以及控温系统，能够提供稳定的辐射输出，可作为紫外一级标准光源用来定标紫外积分球、辐射照度计等检测设备，为实际生产及光源检测提供可靠的254nm辐射标准。

本实用新型中，每组低压汞放电标准灯至少包含3个相同类型、相同参数的汞放电灯（标准灯）；每个汞放电灯均经过国家法定计量单位标定，每组的多个汞放电灯可相互校正。所述的汞放电灯是不涂荧光粉的紫外灯，采用石英管制成；汞放电灯的功率密度范围为5~500W/m。

所述汞放电灯的灯丝采用预热启动，正常工作后通过外部电源加热灯丝，使阴极热点保持在900~1000℃，，以提高阴极位降的稳定性。