[其他]高性能空心阴极灯

说明书

本发明涉及原子吸收光谱分析和原子荧光光谱分析用的一种高性能空心阴极放电光源装置。

目前，作为原子吸收光谱分析用的光源主要是封闭型普通空心阴极灯。这种灯以一个阳极和一个空心阴极为基本结构，如美国专利文献US3，264，511。在密封的硬质玻璃或石英玻璃灯壳内封入一个一端开口的空心圆柱形空心阴极和一个阳极，阴极内径为2－5毫米，其中心线与灯中心线重合，灯内充有压强为300－2000帕的惰性气体，例如氖或氩气。灯的一端正对空心阴极口的位置是一个光学玻璃窗或石英玻璃窗，可以透过相应元素原子共振线辐射。空心阴极全部或部分由待发射原子共振线的元素构成。这种类型灯的阳极和阴极之间放电的结果，由于阴极溅射作用产生原子蒸气，同时也提供产生原子光谱的激发能量，至少使蒸气中部分原子被激发。这种类型灯的优点在于其结构简单、使用方便、可在各种原子吸收分光光度计上直接使用。这种类型灯的主要缺点是放电过程产生的这两种作用不能分开控制。

美国专利文献US3，433，963和US3，517，188曾描述了Sullivan－Walsh型高强度空心阴极放电灯。Z.V.Celder〔Appl.Spectrosc.（22），581，1968〕对以上高强度灯做了改进，制出了Celder型高强度空心阴极放电灯。

美国专利文献US4，158，790描述了可更换阴极的高强度空心阴极灯。

R.M.Lowe（Spectrochimica    Acta，2613，201～205，1971）提出了Lowe型高强度空心阴极放电灯。

国际专利文献Wo    8703－422A进一步发展了这种高强度空心阴极灯。该高强度空心阴极放电灯包括一个灯壳和一个两端开口的空心圆柱形空心阴极作为主阴极，其下端放在玻璃屏蔽管的上部，在玻璃屏蔽管内一个圆盘状阳极作为公共阳极安放在主阴极的下方，使公共阳极正对着作为主阴极的空心阴极圆柱体的一端开口，涂有易发射电子氧化物涂层的热丝阴极作为辅助阴极安装在公共阳极与主阴极的一侧并与主阴极平行。辅助阴极上安装一个长方形金属屏蔽盒，在屏蔽盒向着主阴极一侧的上    部接近顶端处开一个孔，玻璃屏蔽管的作用是引导放电从辅助阴极通过主阴极的中心部分到达公共阳极。该高强度空心阴极灯的优点就在于结构上比上述所有的高强度空心阴极灯相对简单，输出的光强高，通常比普通空心阴极灯强10－100倍，但是，由于仍有一个带有易发射电子氧化物涂层的热丝阴极作为辅助阴极，所以仍需要设置三种供电电源，同样给制造、使用及使用这种灯的原子吸收分光光度计或原子荧光分光光度计的设计带来很大不便。同样，由于有三种供电电源使原子吸收分光光度计或原子荧光分光光度计的体积增大、成本高，灯本身的损耗快、寿命短。同样，也不能直接用于现有的各种原子吸收分光光度计及原子荧光分光光度计上。

中国专利文献实用新型CN87201859中描述了一种利用空心阴极效应产生辅助激发电流的高性能空心阴极灯。这种高性能空心阴极灯，有一个灯壳，在灯壳的一端是底座，在灯壳上相对于底座的另一端装有平面灯窗，在灯壳装有一个适于产生待发射元素原子共振线的元素的原子蒸气的空心阴极作为主阴极，一个公共阳极及一个辅助阴极，作为主阴极的空心阴极是一个两端开口的空心柱体，并在灯壳内充入惰性气体，这种灯的特征是，所说的作为辅助阴极的空心阴极为一个空心柱体，作为主阴极的空心阴极和公共阳极一起被一个开口在主阴极端的屏蔽器所屏蔽，屏蔽器的开口对着平面灯窗。这种灯的优点是结构简单，易于制作，可以直接用于现行仪器上而不改变其结构，又可得到高输出光强度的原子光谱谱线，谱线的自吸，变宽减小，离子线减少，改善了所测定元素的灵敏度，检出限和工作曲线线性范围。但是，由于这种灯的辅阴极设置在灯轴线的侧面，因此，在主阴极面对灯窗的一端，辅助阴极与公共阳极之间的放电偏向一边，电场分布不合理，因而影响该种空心灯发射谱线的质量。另外，公共阳极位于主阴下方空心阴极的轴线上，部分阳极辉区的光线将影响发射线的纯度。

本发明的目的就在于对中国实用新型专利CN87201859所描述的高性能空心阴极灯进行改进，重新安排其结构，使之在主阴极面对灯窗的一端放电    电场分布合理，进一步减少自吸效应，避免阳极辉区光线的影响，提高发射线的质量。

本发明的另一个目的是提供一种用于原子吸收分光光度计或原子荧光分光光度计的高输出光强的空心阴极光源，可直接用于现有原子吸收分光光度计或原子荧光分光光度计上，而且只用一种电源供电，无须其它辅助电源。