JPH0471304B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、原子吸光分析、原子螢光分析におい
て、光源として使用さえるホロカソードランプに
関する。

（従来技術） 従来のホロカソードランプの一般的な構造を第
１図を参照して説明する。

第１図Ａは従来のホローカソードランプの内部
構造を示すためにバルブの一部を破断して示した
図、同図Ｂは主として電極の構造を示す斜視図で
ある。ベース７にバルブ２が気密に固定されてお
り、この中部の空間には、数ルートの希ガスが以
下に述べる電極と共に封入してある。

バルブ２の頂面は光射出窓１を形成しており、
内部で発生した光はこの光射出窓１からランプ外
部に射出される。

陰極と略同径の円筒状の陽極３はベース７に設
けられた陽極リードピン９に接続されている陽極
リード３ａ，３ａを介して外部回路に接続される
とともにバルブ２内の空間に支持されている。陽
極リード線３ａ，３ａの大部分は、バルブ２のス
テム部２ａに一体に設けられた陽極リード線被覆
絶縁物６により被覆されている。

中心に盲穴が設けられている円筒状の陰極（ホ
ローカソード）４は陰極リード線４ａによりベー
ス７に設けられた陰極リードピン８に接続されて
いる。

陰極リード線４ａはバルブ２のステム部２ａに
一体に設けられた被覆絶縁物により被覆され、こ
の被覆絶縁物の上端は前記陰極４を包囲するよう
に上方にのびて陰極を包囲する絶縁筒５を形成し
ている。

外部回路から放電開始電圧400V〜600Vを印加
すると、円筒状の陰極４の内壁にイオン化した封
入ガス分子が衝突し、陰極物質を蒸発させ、陰極
を形成する物質の輝線スペクトルが得られる。陰
極から蒸発した陰極物質が熱拡散によつて光取り
出し窓に到達し、そこに付着し、その結果光取り
出し窓の光の透過率が減少してしまう欠点があつ
た。特にホーロソードランプを高電流で動作する
場合は、陰極からの蒸発量が多くなるので短時間
で光取り出し窓が汚れてしまうという問題点があ
つた。

そのため陰極と光射出窓との間に中央に開口を
もつ円板を配置することにより陰極物質の移動を
阻止して、光射出窓の汚れを防止しようとする構
造（この構造については本発明の実施例と対比し
て後述する。）が実施されている。

しかしながら、この構造ではあまり効果が得ら
れない。

（発明の目的） 本発明の目的は、陰極からの蒸発物を捕らえ、
陰極蒸発物が光取り出し窓に付着して、その透過
率が減少するのを防ぐことにより、輝度の低下を
防止したホロカソードランプを提供することがあ
る。

（発明の構成） 前記目的を達成するために、本発明によるホロ
ーカソードランプは、柱状の金属の端面に設けら
れた中空に明るく輝く陰極光を発生させる陰極を
もち、原子吸光分析、原子蛍光分析等の光源とし
て使用されるホローカソードランプにおいて、前
記陰極の端面と平行なバルブの光取り出し窓間に
形成される空間内に前記陰極からの射出光の光路
を囲み陰極蒸発物の拡散を防止しかつ一部を捕捉
する部分を有する拡散防止用筒を配置し、前記拡
散防止用筒の内径を前記陰極よりも大きくすると
ともにその長さを前記内径よりも大きくし、かつ
前記拡散防止用筒は、陽極電極を兼ねる金属筒で
構成されている。

（実施例の説明） 第２図Ａは本発明によるホローカソードランプ
の実施例の内部構造を示すためにバルブの一部を
破断して示した図、同図Ｂは主として電極の構造
を示す斜視図である。

バルブ１１の頂部には光取り出し窓１０が設け
られている。円筒陽極１２はステンレスで作ら
れ、陽極としての機能と同時に陰極からの蒸発物
を有効に捕らえる拡散防止用筒としての働きをす
る。

円筒陽極１２は陽極リード線１２ａ，１２ａに
より支持され、ベース１６の陽極リードピン１８
に接続されている。陽極リード線１２ａ，１２ａ
はステム１１ａと一体の陽極絶縁物１５により被
覆されている。

陰極１３は中心に盲穴をもつ円柱状であつて、
リード１３ａによりベース１６のリードピン１７
に接続されている。リード１３ａの外側は、ステ
ム１１ａと一体の絶縁物により、被覆されてい
る。この絶縁物と一体に前記陰極１３を包囲する
陰極包囲筒１４が設けられている。

第３図Ａは本発明によるホローカソードランプ
の参考例の内部構造を示すためにバルブの一部を
破断して示した図、同図Ｂは主として電極の構造
を示す斜視図である。

この実施例では、陰極包囲絶縁筒１１４を光取
り出し窓１０の方向に延長して陰極蒸発物を捕捉
して拡散を防止する拡散防止用筒を形成してあ
る。陽極１１２は陰極被覆絶縁部１１４の設けら
れた孔１１４ａを介して前記拡散防止用筒内で陰
極１１３の前方に突出させられ、棒状の陽極を形
成している。陽極ピン１１２ａはステム１１ａと
一体の絶縁物１１５に寄り被覆されている。

第４図は先行例として言及した円板状中空遮蔽
板を設置したホローカソードランプを示す断面図
である。

バルブ４２０の頂面に取り出し窓４１９が設け
られており、内部に陽極を兼ねる円板状中空遮蔽
板４２１、円筒状の陰極４４２が配置されてい
る。

この円筒状の陰極４４２は陰極リード４２２ａ
により、ベース４２５のリードピン４２６に接続
されている。

前期円板状の陽極４２１は陽極リード４２１ａ
により、ベース４２５のリードピン４２７に接続
されている。

陽極リード４２１ａ，４２１ａは、図示されて
いないステムと一体の絶縁物４２４により被覆さ
れている。

前述した実施例（第２図のもの）と先行例の特
性を比較して説明する。

第５図は前記実施例に係るホローカソードラン
プと第４図に示したホローカソードランプの発光
強度の経時的変化を比較して示したグラフであ
る。

実施例に係るホローカソードランプの遮蔽筒は
内径13mm、長さ16mmで作成した。先行例に係るホ
ローカソードランプの円板状中空遮蔽板は内径13
mm、外径34mmで作られ陰極の前面より16mmのとこ
ろに設置した。

前記寸法は、陰極からの光が光取り出し窓全面
より有効にとりだせることを条件に設定されたも
のである。

いずれのホローカソードランプも陰極は銅、封
入ガスはNeが８トール、動作電流ピーク値
260mAの500Hzパルス点灯、デユーテイ比１：11
で147時間連続点灯した。

銅のスペクトル、324.7_oaopｍの光強度を測定す
る。後述する測定においてもこの光強度を測定す
る。

実施例に係るホロカソードランプは147時間連
続点灯をしても光強度は当初の50％を維持してい
るが、先行例に係るホローカソードランプは、50
時間程度の点灯で当初の50％に達し、147時間連
続点灯すると15％程度に低下していることがわか
る。

前記連続点灯の結果各ホローカソードランプを
破壊して、光取り出し窓の透過率を測定した。

最初の透過率を100％とすると、実施例に係る
ホロカソードランプの場合、48％であり、先行例
に係るホロカソードランプのそれは、28％になつ
ていた。つまり、実施例に係るホローカソードラ
ンプの方が陰極蒸発物により汚染され難いことが
わかる。

この理由は次のように理解できる。陰極蒸発物
は熱運動によつて封入ガス分子と衝突しながら拡
散していくので、その拡散運動はジグザグに進む
拡散となると考えられる。

したがつて、円板状の遮蔽板を設置するより
も、拡散運動の方向に沿つて遮蔽物を配置する方
が陰極蒸発物が遮蔽物に付着する確率が高くな
り、捕捉されやすく光取り出し窓に到達する陰極
蒸発物が少なくなる。

次に、遮蔽筒の形状について検討する。

第６図は遮蔽筒の内径を一定に保ち、長さを
種々変えて測定した結果を対比したグラフであ
る。

第２図に示した実施例において内径は13mmにし
て、長さを５mm，13mm，16mmにして、いずれも陰
極は銅、封入ガスはNeが８ルートのホローカソ
ードランプ３個を用意した。

各ホローカソードランプを動作電流ピーク値
260mAの500Hzパルス点灯、デユーテイ比１：11
で147時間連続点灯した。

この結果より、遮蔽筒の長さは少なくとも13mm
以上必要とすることがわかる。

次に遮蔽筒の長さを一定に保ち遮蔽筒の径を変
えた場合について検討する。

実施例において、遮蔽筒の長さを16mmにして内
径を８mm，16mmにし、いずれも陰極は銅、封入ガ
スはNeが８ルートのホローカソードランプ３個
を用意した。

動作電流ピーク値260mAの500Hzｚパルス点
灯、デユーテイ比１：11で147時間連続点灯した。
そのときの測定結果を第７図に示す。

この結果より遮蔽筒の内径を狭める方が有効で
あることがわかる。

ただ、遮蔽筒の内壁には陰極蒸発物が堆積して
いくので、内径があまり狭いと陰極からの発光を
遮る虞があるので８mm程度が下限である。

また、内径を広げていくと、陰極蒸発物が付着
する効率が悪くなる。

以上の点を考慮すると、長さ16mm程度のとき
は、内径は８mmから16mm以内の範囲が好ましい。

前述した参考例装置についても、略同様なこと
が言える。

（発明の効果） 以上説明したように、本考案に係るホローカソ
ードランプは陰極と光取り出し窓の間に陰極蒸発
物拡散防止用遮蔽筒を設置したために、陰極から
の蒸発物が有効に捕らえられ、従来のホロカソー
ドランプよりも著しく寿命を向上させることがで
きた。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは、従来のホローカソードランプの構
成例を示す断面図、同図Ｂは、主要電極の斜視図
である。第２図Ａは本発明によるホローカソード
ランプの実施例を示す断面図、同図Ｂは主要電極
の斜視図である。第３図は本発明によるホローカ
ソードランプの参考例を示す断面図、同図Ｂは、
主要電極の斜視図である。第４図は円板状の遮蔽
板をもつホローカソードランプの先行例を示す断
面図である。第５図は前記実施例に係るホローカ
ソードランプと前記先行例の光の強度変化の経時
特性を比較して示したグラフである。第６図は前
記実施例において遮蔽筒の内径を一定に保ち、長
さを変化させたときの光の強度変化の経時特性を
比較して示したグラフである。第７図は前記実施
例において遮蔽筒の長さを一定に保ち、内径を変
化させた場合の経時特性を比較して示したグラフ
である。 １０……光取り出し窓、１１……バルブ、１１
ａ……ステム、１２……円筒状の陽極（遮蔽筒）、
１２ａ……陽極リード線、１３……陰極（ホロー
カソード）、１４……陰極包囲絶縁物、１５……
陽極リード被覆絶縁物、１６……ベース、１７…
…陰極リードピン、１８……陽極リードピン、１
１２……陽極、１１２ａ……陽極リード線、１１
３……陰極（ホローカソード）、１１４……陰極
包囲絶縁物（遮蔽筒）、１１５……陽極リード被
覆絶縁物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 柱状の金属の端面に設けられた中空に明るく
   輝く陰極光を発生させる陰極をもち、原子吸光分
   析、原子蛍光分析等の光源として使用されるホロ
   ーカソードランプにおいて、 前記陰極の端面と平行なバルブの光取り出し窓
   間に形成される空間内に前記陰極からの射出光の
   光路を囲み陰極蒸発物の拡散を防止しかつ一部を
   捕捉する部分を有する拡散防止用筒を配置し、 前記拡散防止用筒の内径を前記陰極よりも大き
   くするとともにその長さを前記内径よりも大きく
   し、 かつ前記拡散防止用筒は、陽極電極を兼ねる金
   属筒で構成したことを特徴とするホローカソード
   ランプ。