JPH04315761A - 重水素放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分光光度計や液体クロ
マトグラフなどの科学計測機等で紫外線光源として用い
られる重水素放電ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、重水素放電ランプは、特公昭６２
−９９７７号に記載のようになっていた。すなわち図５
（ａ）は、従来の重水素放電ランプの正面から見た一部
切欠き図である。図５（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図
である。紫外線透過窓５を有する放電容器６内に陰極５
１，陽極２および電極囲い４が設けられており、重水素
ガスが数Ｔｏｒｒ封入されている。電極囲い４は、陰極
５１と陽極２をそれぞれ取り巻くような構造をしており
、陽極２の前面には放電を狭窄するため直径が約１ｍｍ
の小孔３が設けられている。小孔３と紫外線透過窓５と
の間の電極囲い４の一部分は光を取り出すことができる
ように開放されている。陰極５１を囲んでいる隔壁にも
スリット７が設けられている。

【０００３】上記した各電極への電源の接続は、陽極２
はリード線１０を通じて、陰極５１はリード線１１とリ
ード線１２を通じて接続する。異常放電を防ぐためラン
プ内の陽極２へのリード線部分は絶縁性のスリーブ８に
よって覆われている。リード線１４は電極囲い４を支持
するとともに、必要な場合には電気的に接続して電極囲
い４に電位を印加することもできるようになっている。 始動時、陰極５１に（リード線１１とリード線１２との
間に）約１０Ｖ印加して加熱し、陽極２に（リード線１
１とリード線１０との間に）放電開始に必要な高電圧を
印加して始動させる。点灯時は陰極５１の電圧を約４Ｖ
に落とし、放電電流は約３００ｍＡとする。この時、放
電は陰極５１からスリット７，小孔３を経て、陽極２の
間で発生する。小孔３による狭窄放電によって発生した
紫外線は、紫外線透過窓５から取り出される。さて上記
陰極５１はコイル状のフィラメントの上にＢａＯ，Ｓｒ
Ｏ，ＣａＯ等の電子放射物質が塗布されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の重水素放電
ランプの陰極においては、点灯によって陰極輝点が生じ
て、この部分で局所的に温度が高くなっていて、熱電子
放出がさかんに起こっている。従ってほとんどの放電電
流がこの部分に集中している。陰極輝点では温度が高い
ためＢａＯ等の電子放射物質が直接またはＢａ等に還元
された後蒸発したり、電流が集中しているためスパッタ
リングによって飛散したりしている。このため陰極輝点
付近の電子放射特性が劣化して、陰極輝点が隣接部に移
動していく現象がある。この場合重水素放電ランプの光
出力にドリフトが生じる。これは従来の重水素放電ラン
プの様にコイル状の陰極を用いている限り避けられない
欠点であった。またＢａＯ等の電子放射物質の塗布して
ある表面積は陰極輝点の部分の表面積と比較して十分大
きく陰極輝点がランダムに移動したり、陰極輝点部分と
隣接部とで温度勾配が大きいためＢａＯ等の電子放射物
質に亀裂が生じて、陰極輝点が突然移動することがある
。

【０００５】この様に陰極輝点が移動すると重水素放電
ランプの光出力にランダムな、またはステップ階段的な
ゆらぎが発生する。計測器、特に物質の吸収量を測定す
る計測器の光源として用いる場合にはランプのゆらぎが
計測器の検出限界を決めており、ゆらぎが小さいほど検
出限界は向上する。この様なランプのゆらぎはとくに点
灯時間とともに大きくなって計測器の光源として用いる
ことが出来なくなり、ランプの寿命となる。このように
重水素放電ランプの信頼性は陰極の劣化により決まって
いた。

【０００６】また、前述したように従来の重水素放電ラ
ンプにおいては、陰極５１と陽極２との間の陽光柱部分
で放電路を小孔３で狭窄し、この部分からの紫外線発光
を用いていた。陰極近傍に生じる負グローからも紫外線
が発光しているが、陰極輝点の移動と共に発光点も移動
するため用いることが出来ず無駄になっていた。このた
め、ランプの紫外線利用効率が悪かった。

【０００７】本発明の目的は、信頼性が高く、長寿命で
、かつ高効率の重水素放電ランプを提供することである
。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ホロー状の
陰極を具備することによって達成される。

【０００９】

【作用】上記ホロー状の陰極を使用することによって、
陰極輝点がホローの中に固定されて移動しなくなり紫外
線出力にゆらぎがなくなる。また陰極輝点の移動がなく
なるので、陰極付近からの発光を用いることができる。

【００１０】

【実施例】図１（ａ）は、本発明の一実施例である重水
素放電ランプの側面から見た中心部の断面図である。紫
外線透過窓５を有する放電容器６内にホロー状陰極１，
陽極２および電極囲い４が設けられており、重水素ガス
が封入されている。電極囲い４は、陰極１と陽極２をそ
れぞれ取り巻くような構造をしており、陽極２と紫外線
透過窓５との間の隔壁には放電を狭窄するための小孔３
が設けられている。上記小孔３の直径は例えば１ｍｍで
あり、重水素は数Ｔｏｒｒ封入してある。上記した各電
極への電源の接続は、陽極２はリード線１０を通じて、
陰極１はリード線１１とリード線１２を通じて接続する
。異常放電を防ぐためランプ内の陽極２へのリード線部
分は絶縁性のスリーブ８によって覆われている。

【００１１】ホロー状陰極１の構造について図１（ｂ）
を用いて詳しく説明する。図１（ｂ）はホロー状陰極１
の断面図である。陰極１は片側が開放された筒状のアル
ミナなどで出来た絶縁体２０の内面に沿ってフィラメン
ト２１が巻かれ、フィラメント２１と絶縁体２０の間隙
にはＢａＯなどのオキサイド２２が電子放射物質として
充填されている。筒状絶縁体２０はリード線１１と固定
バンド２３によって固定されている。フィラメント２１
はリード線１１及び１２を通じて電源に接続され、通電
加熱される。放電始動時には例えば１０Ｖの電圧を印加
し、オキサイド２２を十分加熱して熱電子の放出を容易
にし、放電始動を容易にする。定常時には放電による自
己加熱が生じるのでフィラメント電圧を約４Ｖに下げる
。放電電流は約３００ｍＡである。このようなホロー状
の構造をした陰極１では負グローが陰極１の内部に形成
される。この内径を例えば１〜５ｍｍ程度にすると負グ
ローは陰極１内の中心部に安定に形成される。放電は陰
極１から小孔３を経て、陽極２の間で発生する。小孔３
による狭窄放電によって発生した紫外線は、紫外線透過
窓５から取り出される。この紫外線は陰極点がホローの
中に固定されて揺らがず、したがって放電路が揺らがな
いため紫外線出力が非常に安定で、揺らぎが無い。この
ため信頼性が高く、長寿命の重水素放電ランプが実現で
きる。本実施例ではリード線１０によって絶縁性スリー
ブ８を介して電極囲い４を支持する様に構成されている
が、必要な場合には他のリード線を設けて電気的に接続
し電極囲い４に電位を印加することもできる。

【００１２】本発明のホロー状陰極１の他の実施例を図
２に示す。ホロー状陰極１はタングステン，モリブデン
，タンタルなどの高融点金属の肉厚の薄いパイプ２４が
、片方が開放され、他の片方がリード線１１にかしめて
固定されている。開放端側でリード線１２に接続されて
いる。パイプ２４の内側にはオキサイド２２がコイル２
５と共に塗布されている。コイル２５はオキサイド２２
が脱落しにくくするために用いられている。リード線１
１とリード線１２の間に電圧を印加するとパイプ２４は
抵抗体として働いて発熱し、オキサイド２２が加熱され
る。点灯方法および紫外線出力の揺らぎが少なくなるこ
とは図１の実施例とまったく同様である。図２の実施例
の方がより組み立てやすいという特徴が有る。

【００１３】上述したように、定常点灯時には通常陰極
に印加する電圧を下げて用いるが、電圧を印加しないで
放電による自己加熱だけでも良い。これは陰極に電位勾
配をつけなくても陰極点が移動しないし、ホロー状陰極
であるため負グローからの発光によっても光電子放出が
生じ、効率良く電子が放出されるためである。また紫外
線出力の揺らぎが少なくなると同時に、長時間この状態
が保たれるため長寿命の重水素放電ランプが実現される
。

【００１４】次に図３を用いて本発明の他の一実施例を
説明する。図３はホロー状陰極を有し、陰極内部および
近傍からの発光を用いる重水素放電ランプである。紫外
線透過窓５を有する放電容器６内にホロー状陰極１，陽
極２が設けられており、重水素ガスが数Ｔｏｒｒ封入さ
れている。ホロー状陰極１は例えば図２に示したような
陰極が用いられる。陽極２はホロー状陰極１対向して置
かれ、リング状になっている。ホロー状陰極１はリード
線１１とリード線１２を通じて陰極加熱用電源に接続さ
れる。陽極２はリード線１０を通じて主電源に接続され
る。異常放電を防ぐためリード線１０は絶縁性スリーブ
８によって覆われている。陰極点はホローの中に固定さ
れ、負グローがホローの内部および近傍にできる。本実
施例では負グローからの発光を紫外線透過窓５を通して
外部に取り出す。このため従来のコイル状陰極では不可
能であった負グローの発光点が長期にわたって固定され
、また紫外線強度のゆらぎも非常に少なくなる。さらに
本実施例では、従来の重水素放電ランプのような狭窄部
分が無いためランプ電圧が低くなり、低消費電力で高効
率な重水素放電ランプが実現できるという特徴を持って
いる。

【００１５】図４に本発明のさらに他の一実施例を示し
た。図４はホロー状陰極を有し、陰極内部および近傍か
らの発光とさらに放電路の狭窄部分からの発光とを合わ
せて用いる重水素放電ランプである。図３の実施例と同
じ符号を付したものは同じ機能を持つものであり、ここ
では説明を省略する。ホロー状陰極１の直前に放電路を
狭窄するための小孔３を有する隔壁板９が設置されてい
る。本実施例では図３の実施例と同様に陰極点が長期に
わたって固定され、さらに紫外線強度のゆらぎも非常に
少なくなる。また本実施例では負グローからの発光に加
えて狭窄部分からの発光を利用するので非常に強い紫外
線強度が得られるという優れた特徴を持っている。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、紫外線出力の揺らぎが
少なく、寿命が長く、信頼性が高く、高効率の重水素放
電ランプが得られる。また本発明の重水素放電ランプを
用いて、高感度で高信頼性の分析装置を実現することが
出来るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホロー状陰極を有する重水素放電ランプの一実
施例を示す図である。

【図２】ホロー状陰極の他の一実施例の断面図である。

【図３】ホロー状陰極を有し、陰極内部および近傍から
の発光を用いる重水素放電ランプの一実施例を示す図で
ある。

【図４】ホロー状陰極を有し、陰極内部および近傍から
の発光を用いる重水素放電ランプの他の一実施例を示す
図である。

【図５】従来の重水素放電ランプを示す図である。

【符号の説明】

１…ホロー状陰極、２…陽極、３…小孔、４…電極囲い
、５…紫外線透過窓、２１…フィラメント、２２…オキ
サイド。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重水素または水素の放電を行なうランプで
   あって、ホロー状の陰極を有し、かつ陽光柱の一部分を
   狭窄する手段を有することを特徴とする重水素放電ラン
   プ。
2. 【請求項２】重水素または水素の放電を行なうランプで
   あって、ホロー状の陰極を有し、陰極内部および近傍か
   らの紫外光をランプ外へ取り出して紫外線光源としたこ
   とを特徴とする重水素放電ランプ。