Газорозрядний випромінювач на парі сірки

Реферат: Газорозрядний випромінювач, у якому як робоче середовище використано суміш інертного газу з парою сірки, причому для саморозігріву та збудження газорозрядної плазми суміші було використано інертний газ гелій замість аргону при таких тисках компонентів суміші: гелій ~ 40 Тор, сірка ~ 5 Тор, в результаті досягнуто збільшення потужності випромінювання суміші гелійсірка в оптичному діапазоні в 10 разів. UA 109969 U (12) UA 109969 U UA 109969 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до світлотехніки та фізики газового розряду. Вона є перспективною для використання в освітленні, біофізиці, мікроелектроніці, екології та медицині. Відомий газорозрядний випромінювач [1], в якому робочим середовищем є пара ртуті із добавкою інертних газів, що збуджуються газовим розрядом низького тиску. Недоліком даного робочого середовища є те, що ртуть є токсичною речовиною. Навіть при використанні ртутних випромінювачів із люмінофорним покриттям значна частина їх випромінювання знаходиться в ультрафіолетовій (УФ) області спектра - до 40 % випромінювання. До головних недоліків таких випромінювачів, крім токсичності ртуті, слід віднести той факт, що їх спектр випромінювання не дозволяє правильно сприймати кольори освітлених предметів, а при виробництві та утилізації таких джерел випромінювання можливе забруднення навколишнього середовища. Також відомий газорозрядний випромінювач [2], в якому як робоче середовище використано суміші пари сірки з інертними газами неоном або аргоном. За результатом, що досягається, дане робоче середовище є найбільш близьким до того, що заявляється. У роботі [2] газовий розряд відбувається у першому випадку в суміші сірка-неон, при високій потужності збудження з робочою частотою 2,45 ГГц. Розряд в буферному неоні (робочий тиск 4 Тор) розігріває газорозрядний пристрій (ГРП) до температури понад 45 °C, при цьому різко зростає інтенсивність спектральної лінії атомарної сірки з максимумом при 920 нм. Одночасно зі зростанням температури понад 65 °С, зростає смуга видимого випромінювання в області 450650 нм, а свічення розряду стає біло-блакитним. Із зростанням температури до 120-130 °C інтенсивність біло-блакитного свічення знижується, а сам спектр зсувається в синю та УФ області. При температурі близько 160 °C розряд припиняється. В другому випадку в праці [2] як спосіб отримання випромінювання було використано газовий розряд у суміші аргон-сірка. Зокрема було встановлено, що розряд в суміші аргон-сірка в основних особливостях повторює картину розряду в парі сірки з буферним газом неоном. Проте окремо варто зауважити, що спосіб отримання випромінювання при використанні газу аргону є кращим, оскільки в суміші аргон-сірка було отримано більші вихідні потужності випромінювання. Проте, недоліком вказаного способу-прототипу є висока температура розрядного пристрою (500-600 С) зумовлена використанням частот збудження порядку 1-2 ГГц. Це додатково ускладнює конструкцію самого лампового модуля, тому робить необхідним використовувати високоякісне кварцове скло, а відповідно сам випромінювач стає значно дорожчим за собівартістю. Основу корисної моделі поставлено задачу створити газорозрядний випромінювач, який не матиме таких недоліків, зокрема нагрівання газорозрядного пристрою 500-600 °C. Поставлена задача вирішується у випромінювачі поздовжнього імпульсно-періодичного розряду, в суміші гелій-сірка з частотами збудження порядку 2-10 кГц і температурами до 100 С. На фіг. 1 приведено порівняння спектрів випромінювання сумішей аргон-сірка та гелій-сірка в повздовжньому імпульсно-періодичному розряді в спектральному діапазоні 250-1000 нм при таких умовах експерименту: температура трубки 100 °C, тиск гелію або аргону 40 Тор, тиск сірки 5 Тор, частота 4 кГц, напруга 3 кВ, струм 0,1 А. З креслення видно, що крім спектральних ліній атома гелію або аргону, в спектрі присутні переходи атома та іона сірки, а вся область від 270 нм і до 650 нм заповнена інтенсивним випромінюванням молекулярних комплексів сірки S 3S8. Відмінною ознакою, що заявляється, є: для саморозігріву кристалічної сірки в газовому розряді інертний газ аргон було замінено на гелій, в результаті досягнуто зростання потужності випромінювання суміші гелій-сірка в 10 разів у порівнянні з сумішшю аргон-сірка (див. фіг. 1). З фіг. 2 видно, що саме в області тисків ~ 40 Тор, зокрема для випадку суміші гелій-сірка інтенсивність випромінювання В→Х переходу молекул сірки є найвищою. Джерела інформації: 1. Гуйван Н.Н. Характеристики высокочастотного барьерного разряда на смесях паров дииодида ртути с газами / Н.Н. Гуйван, А.Н. Малинин // Оптика и спектроскопия. - 2006. - Т. 101. - № 3. - С. 399-407 (аналог). 2. Козлов А.Н. СВЧ и ВЧ возбуждение разряда в парах серы с неоном / А.Н. Козлов, Г.А. Ляхов, Ю.В. Павлов и др. // Письма в ЖТФ. - 1999. - Т. 25. - № 13. - С. 27-33 (прототип). 1 UA 109969 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Газорозрядний випромінювач, у якому як робоче середовища використано суміш інертного газу з парою сірки, який відрізняється тим, що для саморозігріву та збудження газорозрядної плазми суміші було використано інертний газ гелій замість аргону при таких тисках компонентів суміші: гелій ~ 40 Тор, сірка ~ 5 Тор, в результаті досягнуто збільшення потужності випромінювання суміші гелій-сірка в оптичному діапазоні в 10 разів. 2 UA 109969 U Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3