專利名稱：一種空心陰極燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種原子吸收光譜分析和原子熒光分析用的高性能空心陰極燈， 屬于陰極放電光源裝置。
背景技術(shù)：
從上世紀(jì)八十年代末已發(fā)明出空心陰極燈，專利號(hào)為88206736. 2的專利文獻(xiàn)中 公開了“一種新的高性能空心陰極燈”，如圖2所示主要由一個(gè)燈殼1和底座15，平面燈窗 4，主陰極7、輔助陰極10、公共陽極6構(gòu)成，燈殼1固定于底座15上，燈殼1頂部是燈窗4， 主陰極7為圓筒形兩端開口的空心陰極，被一個(gè)兩端開口的臺(tái)階式陶瓷圓管5屏蔽，該空心 陰極通過輔助供電電源裝置(實(shí)用新型專利CN88201089)控制調(diào)節(jié)主陰極7和輔助陰極10 的最佳放電參數(shù)，提高了待測元素特征譜線的發(fā)射強(qiáng)度，減少了譜線的自吸效應(yīng)，降低了樣 品的發(fā)射背景，提高了分析的信背比。但其所存在的問題是⑴主陰極7的下半部無屏蔽，當(dāng)工作時(shí)主陰極7與陽極6 放電時(shí)，主陰極7的外表也產(chǎn)生輝光放電或弧光放電使放電不能集中于主陰極7孔內(nèi)，造成 能量分散發(fā)光不穩(wěn)定，影響利用光源分析的準(zhǔn)確度；( 主陰極7的外表輝光發(fā)電或弧光放 電激發(fā)、濺射出金屬粒子，造成燈殼及內(nèi)部構(gòu)件的污染，燈殼內(nèi)表面黑暗；(3)輔助陰極10 和其導(dǎo)線鎢棒11都無屏蔽，當(dāng)工作時(shí)輔助陰極10與陽極6放電時(shí)，輔助陰極10外表也產(chǎn) 生輝光放電或弧光放電，使放電不能集中輔助陰極10孔內(nèi)，造成提供給主陰極7的能量分 散。(4)輔助陰極10外表產(chǎn)生輝光或弧光放電激發(fā)、濺射出的金屬粒子造成燈殼及內(nèi)部構(gòu) 件的污染，燈殼內(nèi)表面黑暗，影響燈的使用效果及使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種空心陰極燈，其可克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，能增加主 陰極和輔助陰極及它們的連接導(dǎo)線屏蔽，提高主陰極發(fā)射譜線的質(zhì)量和穩(wěn)定，減少燈內(nèi)污 染，延長燈的壽命；為現(xiàn)有的儀器提供一種高輸出光強(qiáng)、高光譜質(zhì)量的光源。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案一種空心陰極燈，由玻璃燈殼、底座、平面燈窗、主陰極、輔助陰極和公共陽極構(gòu) 成，玻璃燈殼一端為底座，另一端為平面燈窗，玻璃燈殼為圓柱形真空玻璃管，主陰極、輔助 陰極和公共陽極位于玻璃燈殼內(nèi)，底座為平板四腳芯柱的底座，用于支撐固定主陰極、輔助 陰極和公共陽極，主陰極為兩端開口圓管形，通過陶瓷屏蔽器的連接鎳絲固定于底座的芯 柱上；所述的輔助陰極為圓筒形或圓管形，一端開口或兩端開口，通過陶瓷屏蔽器的連接鎳 絲固定于底座的芯柱上，其位于主陰極下端側(cè)部，其軸心線與主陰極的軸心線相互垂直；所 述的公共陽極為金屬圓盤形，中心有孔，通過陶瓷屏蔽管的連接固定于底座的芯柱上，其位 于主陰極上方并與主陰極同一軸心線上，在公共陽極上方靠近燈窗一端設(shè)置一個(gè)擋光器。所述的公共陽極為非平面圓盤形，其外周邊有一周邊沿，中心有一突起的喇叭狀 圓孔，且其周邊沿和突起的喇叭狀圓孔向同一個(gè)方向延伸。[0008]所述的主陰極由單純的金屬材料或復(fù)合材料制成。該復(fù)合材料外層為金屬鎳、鎳 合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金或不銹鋼中的一種材料層，內(nèi)層為適于產(chǎn)生待發(fā)射元素原子共 振線的金屬材料層。所述的輔助陰極用復(fù)合材料制成，該復(fù)合材料外層為金屬鎳、鎳合金、銅、銅合金、 鈦、鈦合金或不銹鋼中的一種材料層，內(nèi)層為吸氣劑層。所述主陰極的屏蔽器是由兩個(gè)兩端開口臺(tái)階式的圓管組成，其由玻璃、陶瓷、石英 玻璃的一種材料制成。所述輔助陰極的屏蔽器是一端開口或兩端開口的圓筒形或圓管形，由玻璃、陶瓷、 石英玻璃的一種材料制成。所述擋光器為圓片形，中心開有孔，其由云母片制成。本實(shí)用新型空心陰極燈還設(shè)有兩層可屏蔽主陰極并將公共陽極、輔助陰極空間隔 開的云母片層，云母片層通過中心開孔套在主陰極的屏蔽器上。本實(shí)用新型空心陰極燈主要提供測試分析中熒光分析，原子吸收分析或其它所需 要的光源。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、結(jié)構(gòu)簡單合理，通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)，增強(qiáng)光譜的光強(qiáng)，提高了光源的質(zhì)量，保持光線 的穩(wěn)定。2、采用帶有吸氣劑的輔助陰極，減少污染，提高氖氣的純度，提高光強(qiáng)，保持穩(wěn)定 的光源信號(hào)，延長燈的使用壽命。3、增加主陰極和輔助陰極的屏蔽，使主陰極與陽極之間，輔助陰極與陽極之間放 電時(shí)起到較好的隔離效果，放電部位穩(wěn)定、集中，主陰極發(fā)射的特征譜線增強(qiáng)，穩(wěn)定性提高。

圖1為本實(shí)用新型空心陰極燈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)高性能空心陰極燈的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明
具體實(shí)施方式
參閱圖1所示，本實(shí)用新型空心陰極燈主要由玻璃燈殼1、底座20、平面燈窗3、主 陰極5、輔助陰極7和公共陽極4和擋光器6組合構(gòu)成。所述的玻璃燈殼1可以是圓柱形真空玻璃管，內(nèi)部為真空的，充入氖氣，其底端為 底座20，上端為平面燈窗3。所述的主陰極5、輔助陰極7、公共陽極4和擋光器6位于燈殼內(nèi)，底座20為平板 四腳芯柱的底座，用于支撐固定主陰極，輔助陰極、公共陽極和擋光器6。所述的主陰極5為兩端開口的圓管形，由兩個(gè)相同兩頭開口的臺(tái)階式陶瓷屏蔽管 10屏蔽，通過陶瓷屏蔽管連接鎳絲固定在底座的芯柱上。主陰極用復(fù)合材料制成，復(fù)合材料 的外層為金屬鎳、鎳合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金或不銹鋼中的一種，內(nèi)層為適于產(chǎn)生待發(fā) 射元素原子共振線的金屬材料，如砷、硒、碲、鉍、鉛、鎘和銻等。所述的公共陽極4為圓盤形(非平面圓盤為佳)，中心有突起的圓孔，周邊帶沿，邊沿和突起的圓孔向同一個(gè)方向伸延，其材料由鈦金屬片制成，通過套有屏蔽瓷管15連接鎳 絲16 (有兩組)固定于底座20的芯柱上，其位于主陰極上方且與主陰極同一軸心線上。所述的輔助陰極7為圓筒形，一端開口或兩端開口，通過套有瓷管13的鎳絲14連 接固定底座20的芯柱上，其外部安裝有形狀相符的屏蔽器8，其位于主陰極5下端側(cè)部，其 軸心線與主陰極的軸心線相互垂直，公共陽極4上方與公共陽極平行且同一軸心線上設(shè)置 一個(gè)中心有孔的擋光器6。輔助陰極所用的復(fù)合材料的外層為金屬鎳、鎳合金、銅、銅合金、 鈦、鈦合金或不銹鋼中的一種，內(nèi)層為吸氣劑。該吸氣劑可以是鋯鋁、鋇鋁、鈦鎳合金；鋯鋁 合金材料中的鋯的含量為10-90Wt%，其余為鋁。在輔助陰極7外套上一個(gè)與其形狀相符的 屏蔽器8，以避免輔助陰極外部輝光放電和弧光放電。上述主陰極5、輔助陰極7、公共陽極及它們的導(dǎo)線鎳絲12、14、16的屏蔽10、8、11、 13、15均由陶瓷材料制成，雙層云母片固定，主陰極5的屏蔽器10又將公共陽極4與輔助陰 極7空間隔開，有利于放電平穩(wěn)、集中。上述結(jié)構(gòu)中的平面燈窗3通過過渡玻璃殼2在燈殼端口固定，平面燈窗3為石英， 或真空硬質(zhì)玻璃制成。本實(shí)用新型的空心陰極燈中心有兩層平行帶有中心孔的云母片9套在兩個(gè)兩頭 開口臺(tái)階式陶瓷圓管上，屏蔽主陰極，并將公共陽極4、輔助陰極7空間隔開，以避免陰、陽 極之間的非正常放電。本實(shí)用新型的空心陰極燈中的擋光器3由直徑34毫米至48毫米、中心孔徑為4毫 米至8毫米的云母片制成，其作用可部分阻擋非特征輻射雜散光射出窗外，也為避免濺射、 激發(fā)的金屬污染燈窗。本實(shí)用新型的空心陰極燈與圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)空心陰極燈比較，主陰極5與公 共陽極4之間，主陰極5與輔助陰極7之間有較好的屏蔽，從而保證光源的集中和穩(wěn)定減少 污染，加入吸氣劑提高燈的載氣的純度改善光譜質(zhì)量延長了燈的壽命。上述各實(shí)施例可在不脫離本實(shí)用新型的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包 含及附圖中所示的結(jié)構(gòu)應(yīng)視為例示性，而非用以限制本實(shí)用新型申請(qǐng)專利的保護(hù)范圍。以下是本實(shí)用新型的幾個(gè)具體實(shí)施例實(shí)施例1如圖1所示的空心陰極燈，主要由玻璃燈殼1、平面燈窗3、主陰極5、輔助陰極7、 公共陽極4、底座20、擋光器21構(gòu)成，玻璃燈殼1為圓柱形真空玻璃管，其內(nèi)部為真空的，充 入氖氣，玻璃燈殼1的底端為底座20頂端為平面燈窗3，平面燈窗3光子石英玻璃片，通過 過濾玻殼2固定在燈殼1的端口。主陰極5、輔助陰極7和公共陽極4，擋光器21位于燈殼 1內(nèi)。底座20為平面四腳芯柱的底座20，四個(gè)芯柱分別用于支撐主陰極與輔助陰極7，公共 陽極4和擋光器21。公共陽極4為圓盤形(非平面)，其外周邊有一周邊沿，中心有一突起的喇叭形狀 的圓孔(邊沿和突起的圓孔向同一個(gè)方向伸延)，其材料由鈦金屬片制成，通過套有屏蔽瓷 管15連接鎳絲16，固定于底座20的芯柱上，公共陽極4位于主陰極7上方并與主陰極7同 一軸心，主陰極5為兩端開口圓管形，由復(fù)合材料制成，復(fù)合材料的外層為鎳，內(nèi)層為純金 屬鉛，主陰極5的外部由兩個(gè)兩端開口臺(tái)階式陶瓷圓管被相同兩片有中心孔的云母片9套 住通過套有瓷管的鎳絲連接固定在底座20的芯柱上。在主陰極7下端側(cè)部固定有輔助陰
5極7，其軸心線與主陰極5軸線相互垂直，輔助陰極7為圓管形，兩端開口，由復(fù)合材料制成， 復(fù)合材料外層為鎳金屬，內(nèi)層為吸氣劑，吸氣劑為鋯鋁合金材料，其中鋯的含量為20Wt%， 其余為鋁(輔助陰極外部安裝有形狀相符的屏蔽器8)，通過陶瓷管13的連接14固定于底 座20的芯柱。位于燈窗3下方，公共陽極4上方與公共陽極4同一軸心線上安裝一個(gè)用云 母片制成的擋光器21。上述主陰極5、輔助陰極7、公共陽極及它們的導(dǎo)線鎳絲12、14、16的屏蔽8、10、11、 13、15均由陶瓷材料制成，雙層云母片固定，主陰極7的屏蔽器，又將公共陽極與輔助陰極 空間隔開，有利于放電平穩(wěn)、集中。本實(shí)施例所述的空心陰極燈結(jié)構(gòu)合理與圖1所示的空心陰極燈比較，主陰極5與 公共陽極4之間，主陰極2與輔助陰極7之間有較好的屏蔽，從而保證光源的集中和穩(wěn)定減 少污染，加入吸氣劑提高燈的載氣的純度改善光譜質(zhì)量延長了燈的壽命。實(shí)施例2本實(shí)施例的空心陰極燈的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相似，主要由玻璃燈殼1、平面燈窗3、主 陰極5、輔助陰極7、公共陽極4、底座20、擋光器21構(gòu)成。所不同的是公共陽極4由銑金屬 片制成，主陰極5由復(fù)合材料制成，復(fù)合材料的外層為銅，內(nèi)層為純金屬鉍，輔助陰極7為圓 筒形，一端開口由復(fù)合材料制成，復(fù)合材料的外層為銅，內(nèi)層為吸氣劑，吸氣劑為鈦鎳合金 材料，其中鈦的含量為20Wt%，其余為鎳。屏蔽器11、13、15均由石英材料制成。本實(shí)施例所述的空心陰極燈具有與實(shí)施例1相同優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例3本實(shí)施例的空心陰極燈的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相似，主要由玻璃燈殼1、平面燈窗3、主 陰極5、輔助陰極7、公共陽極4、底座20、擋光器21構(gòu)成。所不同的是公共陽極4由鈦合金 材料制成，主陰極5為復(fù)合材料，其外層為鈦，內(nèi)層為純金屬碲，輔助陰極7為一端開口的圓 筒形由復(fù)合材料制成，其外層為鈦合金，內(nèi)層為吸氣劑，吸氣劑為鋇鋁合金材料，其中鋇的 含量為20Wt%，其余的是鋁。屏蔽器11、13、15由硬質(zhì)玻璃材料制成。本實(shí)施例所述的空心陰極燈具有實(shí)施例1相同的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種空心陰極燈，由玻璃燈殼、底座、平面燈窗、主陰極、輔助陰極和公共陽極構(gòu)成， 玻璃燈殼一端為底座，另一端為平面燈窗，玻璃燈殼為圓柱形真空玻璃管，主陰極、輔助陰 極和公共陽極位于玻璃燈殼內(nèi)，底座為平板四腳芯柱的底座，用于支撐固定主陰極、輔助陰 極和公共陽極，其特征在于所述主陰極為兩端開口圓管形，通過陶瓷屏蔽器的連接鎳絲固 定于底座的芯柱上；所述的輔助陰極為圓筒形或圓管形，一端開口或兩端開口，通過陶瓷屏 蔽器的連接鎳絲固定于底座的芯柱上，其位于主陰極下端側(cè)部，其軸心線與主陰極的軸心 線相互垂直；所述的公共陽極為金屬圓盤形，中心有孔，通過陶瓷屏蔽管的連接固定于底座 的芯柱上，其位于主陰極上方并與主陰極同一軸心線上，在公共陽極上方靠近燈窗一端設(shè) 置一個(gè)擋光器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心陰極燈，其特征在于所述的公共陽極為非平面圓盤形， 其外周邊有一周邊沿，中心有一突起的喇叭狀圓孔，且其周邊沿和突起的喇叭狀圓孔向同 一個(gè)方向延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心陰極燈，其特征在于所述的主陰極由單純的金屬材料 或復(fù)合材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空心陰極燈，其特征在于主陰極所用的復(fù)合材料外層為金 屬鎳、鎳合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金或不銹鋼中的一種材料層；內(nèi)層為適于產(chǎn)生待發(fā)射元 素原子共振線的金屬材料層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心陰極燈，其特征在于所述的輔助陰極用復(fù)合材料制成， 該復(fù)合材料外層為金屬鎳、鎳合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金或不銹鋼中的一種材料層，內(nèi)層 為吸氣劑層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心陰極燈，其特征在于所述主陰極的屏蔽器是由兩個(gè)兩 端開口臺(tái)階式的圓管組成，其由玻璃、陶瓷的一種材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心陰極燈，其特征在于所述輔助陰極的屏蔽器是一端開 口或兩端開口的圓筒形或圓管形，由玻璃、陶瓷的一種材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心陰極燈，其特征在于所述擋光器為圓片形，中心開有 孔，其由云母片制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心陰極燈，其特征在于還設(shè)有兩層可屏蔽主陰極并將公 共陽極、輔助陰極空間隔開的云母片層，云母片層通過中心開孔套在主陰極的屏蔽器上。
專利摘要一種空心陰極燈，由燈殼、底座、燈窗、主、輔陰極和陽極構(gòu)成，燈殼為真空玻璃管，主、輔陰極和公共陽極位于玻璃燈殼內(nèi)，平板四腳芯柱的底座用于支撐固定主陰極、輔助陰極和公共陽極，主陰極為兩端開口圓管，輔助陰極一或兩端開口，主、輔陰極均通過屏蔽器的連接鎳絲固定于底座的芯柱上，輔助陰極位于主陰極下端側(cè)部，軸心線與主陰極的相互垂直；公共陽極為金屬圓盤形，中心有孔，通過陶瓷屏蔽管的連接固定于底座的芯柱上；在公共陽極上方設(shè)置一個(gè)擋光器。其可克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，能增加主陰極和輔助陰極及它們的連接導(dǎo)線屏蔽，提高主陰極發(fā)射譜線的質(zhì)量和穩(wěn)定，減少燈內(nèi)污染，延長燈的壽命；為現(xiàn)有的儀器提供一種高輸出光強(qiáng)、高光譜質(zhì)量的光源。
文檔編號(hào)H01J61/09GK201910402SQ20102054579
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者張寧, 張敏, 李中建, 鄭永章, 郭增華, 郭長禮, 馬賀英 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院