Безэлектродньш источник света иа основе динамического разряда

335745

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 21.Х11 1970 (№ 1600679/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 111Ч.1972. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 17.V.1972

М. Кл, Н 011 65/04

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.327.9(088.8) Авторы изобретения

В. А. Алексеев, И. В. Антонов, Ю. В. Антонов, В. С. Прокудин, Б. В. Скворцов и В. В, Сысун

Заявитель

БЕЗЭЛЕКТРОДНЪ1Й ИСТОЧНИК СВЕТА НА ОСНОВЕ

ДИНАМИЧЕСКОГО РАЗРЯДА

Изобретение относится к импульсным безэлектродным источникам света на основе динамического разряда, осуществляемого в движущемся газе, и предназначено для применения, в частности в качестве образцового импульсного источника излучения высокой яркости в электрофотометрии.

Известны источники света на основе безэлектродного разряда, цилиндрическая разрядная камера которых выполнена из термостойкого диэлектрического материала и заключена в охватывающую ее возбуждающую одновитковую катушку, подключенную через управляемый разрядник в малоиндуктивный разрядный контур. Известен также газоразрядный источник высокоинтенсивного света, основанный на возникновении электрической дуги между двумя электродами, расположенными в цилиндрической разрядной камере с тангенциальной подачей в нее газа.

Этот газоразрядный источник имеет трубчатую разрядную колбу, на противоположных концах которой смонтированы электроды, в центре каждого из которых расположено сквозное отверстие для вывода газа. В средней части разрядной колбы имеется средство для тангенциального ввода газа.

Основным недостатком первого упомянутого источника света является то, что при увеличении энергии импульса при работе в стробоскопическом режиме происходит испарение материала стенок. Это приводит к снижению срока службы источника света и изменению параметров излучения при длительной работе.

Основной недостаток второго газоразрядного источника света заключается в том, что разрежение, создаваемое вихревым потоком по оси камеры, недостаточно для работы динамического безэлектродного разряда.

1О Цель изобретения — устр анить указанные недостатки и создать источник света с высокой вкладываемой удельной мощностью с длительным сроком службы и стабильными параметрами излучения при работе в стробо15 скопическом режиме. Поставленная задача решается путем установки на противоположных концах разрядной камеры раскруточных диффузоров, создающих дополнительное разряжение по оси разрядной камеры. По меньшей ме20 ре в одном из них смонтировано окно для выхода излучения.

На фиг. 1 изображен предлагаемый источник света в продольном разрезе; на фиг. 2—

2s разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез по Б — Б на фиг. 1.

Безэлектродный источник света имеет цилиндрическую разрядную камеру 1 из диэлектрического материала, размещенную внутри

ç0 возбуждающей катушки 2, 335745

Для тангенциального ввода рабочего газа в камеру 1 служат сопла 3, сообщающиеся с уплотненной резиной 4 предсопловой камерой

5, в,которую газ подается по патрубку 6.

Для вывода рабочего газа из камеры 1 на противоположных ее концах с помощью уплотнений 7 смонтированы раскруточные диффузоры, выполненные каждый из двух профилированных дисков 8 и 9 с лопатками 10. Излучение выводится через окна 11, выполненные из оптически прозрачного материала.

Описываемый источник света подключается через управляемый разрядник к разрядному контуру с частотой повторения импульсов

10 ги и емкостью батареи 7 мкф.

Принцип действия источника света заключается в следующем. При натекании газа через сопла 8 образуется интенсивный вихревой поток, приосевая область которого имеет низкое давление, а периферийный слой — высокое давление.

Градиент давления, появляющийся в поперечном сечении разрядной камеры 1 при натекании в нее газа, является результатом образования и взаимодействия двух вихрей: внешнего свободного и внутреннего вынужденного.

Так как запас кинетической энергии свободного вихря больше вынужденного, то внутренний вынужденный вихрь раскручивается внешним, в результате чего появляется центробежное поле,,вызывающее поток газа от оси разрядной камеры 1 к ее периферии.

Одна ко наряду с центробежным потоком под действием градиента давления образуется обратный центростремительный поток, сглаживающий градиент давления в поперечном сечении разрядной камеры 1. Чтобы уменьшить отрицательное влияние центростремительного потока на концах камеры 1 установлены расируточные диффузоры, отсасывающие газ периферийного слоя. Так как в центре диэлектрического цилиндра образуется область пониженного давления порядка

10 мм рт. ст., то в ней при быстро нарастающем токе в возбуждающей катушке 2 создается разряд. Область, занятая током, благодаря скин-эффекту представляет собой сравнительно тонкий цилиндрический слой, прилегающий к внешней границе области пониженного давления. Сходящаяся цилиндрическая токовая оболочка цри своем движении к оси захватывает находящийся перед ней газ и вовлекает его в процесс сжатия. Так как токовая оболочка образуется не у стенок диэлектрического цилиндра, а на границе раздела областей низкого и высокого давлений, то образовавшаяся плазма не имеет примесей материала стенок диэлектрического цилиндра.

В вихревой трубе газ движется также в горизонтальном направлении. Таким образом, после разряда разрядная камера наполняется чистым рабочим газом, что приводит к стабилизации параметров излучения при длительном сроке работы. Кроме того, периферийный слой высокого давления вихревого потока защищает диэлектрический цилиндр от его соприкосновения с плазмой, в результате чего становится возможным увеличение срока службы источника света при увеличении удельной энергии импульса в стробоскопическом режиме.

Предмет изобретения

1. Безэлектродный источник света на основе динамического разряда, содержащий размещенную внутри возбуждающей катушки разрядную камеру, в среднюю часть которой тангенциально вводится рабочий газ, выходящий из камеры по ее концам, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной мощности, увеличения срока службы и обеспечения стабильных параметров излучения при работе в стробоскопическом режиме, для вывода рабочего газа из разрядной камеры применены раскруточные диффузоры, установленные на ее противоположных концах.

2. Безэлектродный источник света по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере в одном из раскруточных диффузоров смонтировано окно для вывода излучения, выполненное из оптически прозрачного материала, 335745

A-А

Редактор В. Фельдман

Заказ 1279i13 Изд. № 533

ЦНИИПИ Кок

Тираж 448 П одчпснос

Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Л. Сольц

Тсхрсд Т. Курилко

Корректоры: В. Петрова и Е. Ласточкина