Вакуумно-ультрафіолетовий газорозрядний випромінювач на парах води

Реферат: Винахід належить до світлотехніки та фізичної електроніки і може бути використаний в мікроелектроніці, екології, фотохімії та фотомедицині. Вакуумно-ультрафіолетовий газорозрядний випромінювач містить газорозрядну трубку з робочою газовою сумішшю гелію з парами води, систему електродів та джерело імпульсної високої напруги. Електроди UA 100155 C2 (12) UA 100155 C2 розташовані на зовнішній поверхні газорозрядної трубки, в робочому об'ємі якої збуджується імпульсно-періодичний розряд. Парціальний тиск компонентів робочої газової суміші складає: гелію - 2,6 кПа, а пари води - 0,11 кПа. Запропонований випромінювач характеризується екологічністю, має яскраво виражену бактерицидну дію, причому його робоче середовище не містить дорогих газових сумішей. UA 100155 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Даний винахід належить до фізики низькотемпературної плазми. Може застосовуватися у мікроелектроніці, фотохімії, фотомедицині. Відома газорозрядна, ультрафіолетова лампа із збудженням робочої суміші на парах йоду [1], в якій циліндрична газорозрядна трубка з кварцу заповнювалась парами йоду при тисках 0,13-0,26 кПа. Основний внесок у випромінювання дає атомарна лінія йоду на 206 нм. Середня потужність випромінювання на =206 нм досягала 6 Вт. Дана лампа має виражений бактерицидний ефект, але застосування пари йоду приводить до утворення нальоту коричневого кольору на внутрішній стінці кварцової трубки, що зменшує ресурс її роботи. Найбільш близькою до запропонованої вакуумно-ультрафіолетової лампи на парах води є лампа низького тиску на основі гідроксилу ОН [2]. Використовувалась кварцова розрядна трубка радіусом 1 см і довжиною 10 см. Розряд досліджувався в інертних газах Не, Ne та Хе при додаванні в нього молекул ОН при тиску інертних газів від 0,39 до 3,99 кПа. При визначених розрядних умовах у випромінюванні плазми у видимій і ультрафіолетовій області переважає резонансна смуга молекули ОН 306,4 нм з високою відносною інтенсивністю. Недоліком цієї лампи є взаємодія плазми з відкритими електродами, що знижує ресурс роботи випромінювача, а також обмеженість спектрального діапазону випромінювання, при якому не встановлені її спектральні характеристики в області вакуумного ультрафіолету. Задачею винаходу є створення вакуумно-ультрафіолетового випромінювача низького тиску із збудженням імпульсно-періодичного розряду на суміші гелію з парами води, який може мати високий ресурс роботи в газостатичних умовах. Поставлена задача вирішується таким чином, що вакуумно-ультрафіолетовий газорозрядний випромінювач на парі води, який містить систему електродів, розрядну трубку, джерело імпульсної високої напруги та робочу газову суміш інертного газу з молекулами води з використанням імпульсно-періодичного розряду з винесеними за межі робочого об'єму електродами, який запалюється в газовій суміші Не-Н2О і при цьому основними смугами випромінювання є довжини хвилі 180, 186 нм, який відрізняється тим, що у вакуумноультрафіолетовій області спектра при значенні парціального тиску гелію, рівному 2,6 кПа та значенні парціального тиску пари води 0,11 кПа додатково містить випромінювання молекулярної смуги радикала ОН з довжиною хвилі 156 нм, при цьому випромінювач має бактерицидну дію, а максимальна потужність вакуумно-ультрафіолетового випромінювання складає 1 Вт при коефіцієнті корисної дії 1 %. Перевагами даної вакуумно-ультрафіолетової лампи є її екологічність на відміну від ртутних люмінесцентних джерел світла. Робоче середовище лампи не містить дорогих газових сумішей. Випромінювання імпульсно-періодичного ємнісного розряду суміші пари води з гелієм в спектральному діапазоні 140-200 нм потрапляє в смугу поглинання молекули ДНК, тому лампа має яскраво виражену бактерицидну дію. На фіг. 1. наведена конструкція вакуумно-ультрафіолетової лампи. Лампа складається з електродів (1), кварцової розрядної трубки (2) з внутрішнім діаметром 7 мм, і довжиною 50 см. Анод і катод виготовлені з нікелевої фольги шириною 2 см і розташовувались на зовнішній поверхні газорозрядної трубки. На електроди ємнісного розряду подавались імпульси напруги амплітудою 25-40 кВ, а частота могла змінюватися в діапазоні 50-1000 Гц. При збудженні розряду застосовувався генератор (3) з резонансною перезарядкою накопичувального конденсатора ємністю 1540 пФ. Вакуумно-ультрафіолетовий газорозрядний випромінювач низького тиску на парах води -1 -4 працює наступним чином. У газорозрядну трубку, відкачану до 10 …510 мм.рт.ст., напускають робочу газову суміш Не-Н2О. Пари води напускаються з балона з дистильованою водою. Якщо на електроди подати напругу U