[其他]一种新的高性能空心阴极灯

说明书

本实用新型涉及原子吸收光谱分析和原子荧光光谱分析用的一种高性能空心阴极放电光源装置。

目前，作为原子吸收光谱分析用的光源主要是封闭型普通空心阴极灯。这种灯以一个阳极和一个空心阴极为基本结构，如美国专利文献US3，264，511和苏联专利文献SU803，407。在密封的硬质玻璃或石英玻璃灯壳内封入一个一端开口的空心圆柱形空心阴极和一个阳极，阴有内径为2－5毫米，其中心线与灯中心线重合，灯内充有压强为300－2000帕的惰性气体，例如氖或氩气。灯的一端正对空心阴极的位置是一个光学玻璃窗或石英玻璃窗，可以透过相应元素原子共振线辐射。空心阴极全部或部分由待发射原子共振线的元素构成。这种类型灯的阳极和阴极之间放电的结果，由于阴极溅射作用产生原子蒸气，同时也提供产生原子光谱的激发能量，至少使蒸气中部分原子被激发。这种类型灯的优点在于其结构简单、使用方便、可在各种原子吸收光谱仪上直接使用。这种类型灯的主要缺点是放电过程产生的这两种作用不能分开控制。改变放电参数，如放电电流将同时对上述两种作用产生影响。如果不希望因自吸和共振变宽引起谱线宽度增加，就必须限制产生原子蒸气的量到相当小的程度。因此限制了可以应用的放电电流的大小，同时也限制了可以加到原子蒸气上的激发能。其结果是，如果希望得到尖锐的谱线，这种类型灯的输出光强就受到限制。

美国专利文献US3，433，963，和US3，517，188曾描述了Sullivan－Walsh型高强度空心阴极放电灯。Z.Van    Gelder〔Appl.Spectrosc.（22），581，1968〕对以上高强度灯做了改进，制出了Gelder型高强度空心阴极放电灯。

美国专利文献US4，158，790描述了可更换阴极的高强度空心阴极灯。

上述几种高强度空心阴极放电灯的结构特点是均增加了带有易发射电子氧化物涂层的热丝阴极，以提供低压大电流放电电流。因此，上述几种高强度空心阴极放电灯的主要优点是输出的光强度高，通常比普通空心阴极灯强4－17倍（Sullivan－Walsh型）。其缺点是结构复杂，除主电源外还要另外设置功耗较大的加到辅助阴极的辅助电源和热丝阴极的加热电源，给其制造、使用及使用这种灯的原子吸收光谱仪或原子荧光光谱仪的设计带来很大不便。

R.M.Lowe（Spectrochimica    Acta，26B，201－205，1971）提出了Lowe型高强度空心阴极放电灯。该高强度空心阴极灯的优点就在于结构上比上述所有的高强度空心阴极灯相对简单，输出的光强高，通常比普通空心阴极灯强10－100倍，但是，由于仍有一个带有易发射电子氧化物涂层的热阴极作为辅助阴极，所以仍需要设置三种供电电源，热丝阴极需6伏、4安培的交流电源，辅助阴极需130伏、0－150毫安的直流电源，两者耗电约45瓦，同样给制造、使用及使用这种灯的原子吸收光谱仪或原子荧光光谱仪的设计带来很大不便。而灯本身的损耗快、寿命短。

中国实用新型专利申请CN87201859中描述了一种高性能空心阴极灯，这种高性能空心阴极灯，有一个灯壳，在灯壳的一端是底座，在灯壳上相对于底座的另一端装有平面灯窗，在灯壳内装有一个适于产生待发射元素原子共振线的空心阴极作为主阴极，一个公共阳极及一个辅助阴极，作为主阴极的空心阴极是一个两端开口的空心柱体，灯壳内充入惰性气体，所说的作为辅助阴极的空心阴极为一个空心柱体，作为主阴极的空心阴极和公共阳极一起被一个开口在主阴极端的屏蔽器所屏蔽，屏蔽器的开口对着平面灯窗。

由于不采用热丝阴极作为辅助阴极，而是用一个一端开口的空心圆柱形空心阴极作为辅助阴极，因此不需要设置热丝阴极的加热电源和低压大电流的辅助电源。主阴极和辅助阴极公用一个电源，在密封灯壳的内部或外部直接用导线连接或通过调节电阻用导线连接两个阴极的引出端。这样，这种高性能空心阴极灯与普通空心阴极灯一样有两个有效灯脚（1脚负极，3脚正极），可直接插到商品原子吸收光谱仪或原子荧光光谱仪上使用。这种高性能空心阴极灯具有结构简单，使用方便，输出光强高，谱线自吸小等特点。但是，这种灯在不同供电电流下使用时，和在不同仪器上使用时所需要的调节电阻有较大的差别。在使用过程中空心阴极老化引起工作点的变化，对灯的性能有较大的影响，并且主阴极与辅助阴极任何一方的放电不稳将相互影响引起较大的光输出噪音。

本新型的目的就在于对中国实用新型专利CN87201859所描述的高性能空心阴极灯进行改进，使其不需要在灯内设置调节电阻，便于灯的制做，增加使用灯的灵活性，又具备使用方便，结构简单的特点。