專利名稱：：長壽命真空紫外無極放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明長壽命真空紫外無極放電燈屬于化學(xué)物理檢測儀器領(lǐng)域中光離子化氣相色譜儀的關(guān)鍵部件。光離子化氣相色譜儀是一種利用真空紫外光源輻射受檢物質(zhì)使其電離而進(jìn)行離子電流檢測其化學(xué)成分的分析檢測儀器。早在1957年Robinson首先研制了這種儀器。早期的光離子化色譜儀由于光源和樣品池不分開而在同一空間，氣體放電的最大光強(qiáng)出現(xiàn)在近真空的壓強(qiáng)下，而受檢物質(zhì)離子化檢測的最大靈敏度則在一個大氣壓左右，兩者出現(xiàn)矛盾，因而使此檢測技術(shù)在六十年代末被否定。1974年前后人們終于找到了一種窗口材料，能把紫外燈和樣品池分開成為兩個互不干擾的獨(dú)立空間，使兩者都能在最佳狀態(tài)下工作，從而把光離子化氣相色譜儀的研制推進(jìn)了一個新階段。現(xiàn)有該儀器的真空紫外燈是采用Kalres膠、金屬銦或氯化銀堆焊的方法把窗口和燈管封接在一起。但這幾種封接方法都經(jīng)受不住機(jī)械碰撞以及溫度急劇變化等惡劣環(huán)境的考驗，因此也不能保持燈內(nèi)工作氣體的純度和壓力長久不變，使用壽命只能保證一年。檢索有關(guān)光離子化氣相色譜儀構(gòu)造與技術(shù)的現(xiàn)有文獻(xiàn)分別引用如下1.Robinson，J.，U.S.Patent.ApplicationFilingDate.1957，CitedinAustrailianPatent＃40359172.2.Lovelock，J.E.，Anal.Chem.，33(1)，162(1961).3.Verner，P.，J.Chromatogr.，300(2)，249(1984).4.Ostijik，N.andSternberg，E.，Chromatographia，7(1)，3(1974).5.Davenport，J.N.andAdlard，E，R.，J.Chromatogr.，290，13(1984).6.Rawsey，R.R.andTodd，R.A.，J.Chromatogr.，399，139(1987).7.Driscoll，J.N.，Int.Lab.，17(17)，68(1987).8.с.с.，ваун，Л.И.вòǔтEнко，ж.и.гоΛьΔтEин，А.А.，МEΛикьян，Р.Н.，СAйφи，С.А.，ЯковΛEв，ЗАВОΔСКαяЛαδорαтория，52(11)，5-7(1986).9.Gmuer，W.，Bosset，J.D.andPlattner，E.，Chromatographia，23(3)，199-204(1987).10川副重義，加荗友一，高田芳矩，色摩信義，分析化學(xué)，34(6)，309-313(1985)。本發(fā)明的目的在于通過改進(jìn)封接技術(shù)等工藝，以提高燈發(fā)光強(qiáng)度長期穩(wěn)定性和延長使用壽命。本發(fā)明圖1.長壽命真空紫外無極放電燈結(jié)構(gòu)。(1).燈管;(2)。窗口;(3).玻璃粉粘接劑;(4).吸氣劑。圖2.本發(fā)明在PID-1000型光離子化氣相儀實驗結(jié)果具有良好的重視性。圖3.本發(fā)明具有高靈敏度檢測性能-2ppb苯標(biāo)樣測試。圖4.本發(fā)明具有寬廣的線性范圍。本發(fā)明長壽命真空紫外無極放電燈結(jié)構(gòu)示于圖1。其要點在于窗口與燈管采用低熔點玻璃粉封接;燈管、窗口、玻璃粉粘接劑三者具有相近的線脹系數(shù)，即α＝70×10-7～120×10-7;燈管內(nèi)充以高純惰性氣體Kr;燈管尾部封裝燒結(jié)成塊狀的非蒸散型吸氣劑鋯釩鐵或鋯鋁合金。窗口材料為氟化物晶體LiF，MgF2，CdF2單晶，燈管為DB-401，DB-403，NO23等具有上述線脹系數(shù)的電真空玻璃，所充氣體壓力為66-400Pa，其純度為99.99%。按上述本
發(fā)明內(nèi)容制做的真空紫外燈與同類燈比較具有如下特點1、壽命長，本發(fā)明真空紫外燈經(jīng)3000小時點燃(相當(dāng)于一年半重負(fù)荷工作)，其性能無可察覺的變化。2、牢固、可靠、能勝任具有機(jī)械振動，溫度劇烈變化的惡劣工作環(huán)境，把本發(fā)明紫外燈、進(jìn)口燈與其它機(jī)械雜物放在一起進(jìn)行隨機(jī)振動，碰撞實驗。實驗后，進(jìn)口燈已無法點燃，本實用新型窗口晶體邊緣雖有幾處崩裂，但仍能正常起輝，發(fā)光。3、性能穩(wěn)定，按本發(fā)明制做的真空紫外燈徑3000小時點燃后，再裝入光離子化色譜儀，對儀器性能進(jìn)行測試，其數(shù)據(jù)仍與國外文獻(xiàn)報導(dǎo)數(shù)據(jù)相當(dāng)，測試結(jié)果如下一、測試條件1、儀器PID-1000型光離子化氣相色譜儀2、測試用樣氣濃度為100ppm苯樣氣，測試時稀釋使用。3、載氣普通鋼并空氣(經(jīng)活性碳凈化)。4、實驗室裝有空調(diào)機(jī)，室溫25℃。二、主要性能參數(shù)測試結(jié)果1、噪聲將儀器衰減旋鈕置于K＝10擋，記錄儀置于滿量程2mv擋，紙速為4mm/min，運(yùn)行15分鐘，測得噪聲電壓為4×10-2mv，相當(dāng)于4×10-14A離子化電流。2、重現(xiàn)性將儀器衰減旋鈕置于K＝50擋，記錄儀置于滿量程0.5v擋，連續(xù)注入11個1ml濃度為1ppm苯標(biāo)樣，進(jìn)行重復(fù)性試驗，測試結(jié)果見圖2。平均值X＝169.8，標(biāo)準(zhǔn)偏差S＝1.905，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差R.S.D＝1.1%。3、線性范圍測定四個不同進(jìn)樣量下的峰高，其結(jié)果如下測定條件10ppm苯氣樣，記錄儀紙速為16mm/min。y＝a+bx回歸計算結(jié)果a＝32.0，b＝8.4相關(guān)系數(shù)γ＝0.9999，線性范圍不小于4個數(shù)量級。以雙對數(shù)做圖表示，如圖4。4、靈敏度注入0.1ml濃度為50ppb苯標(biāo)樣，共5次，峰高平均值x＝74.1mm，相當(dāng)于5.92mv靈敏度＝響應(yīng)值/進(jìn)樣量＝(5.92×10-3)÷109÷(1.702×10-11)＝0.34A/g5、檢測限已測得噪聲電流為4×10-14A，靈敏度為0.34A/g。檢測限＝2倍噪聲/靈敏度＝8×10-4÷0.34＝0.24pg苯。與國外報導(dǎo)的數(shù)據(jù)對比如下</tables>本發(fā)明提供的紫外燈壽命的提高，除上述材料選擇，封接技術(shù)不同于其它紫外燈外，需采用如下制做工藝方式。1、燈管清洗為了獲得足夠潔凈的內(nèi)表面，用洗衣粉清洗過的燈管，應(yīng)在洗液中再次浸泡清洗，洗液的配制是1升的濃硫酸中含有50毫升的飽和水重鉻酸鈉。2、高溫多次排充氣燈殼接上排氣臺后，在300℃高溫下烘烤抽氣至真空度10-3Pa，然后充入壓力為1000Pa以上的工作氣體，再抽至0.1Pa，再充入新的氣體，如此反復(fù)3-4次，3、老煉每一份新鮮氣體充入后，并非立即排出。先要抽至壓力320Pa左右，點燃10-30分鐘，然后再抽至壓力0.1Pa，如此反復(fù)3-4次。4、硬化充好氣的燈，從排氣臺上封離下來后，接入燈電源，每天點燃八小時，連續(xù)兩天，共16小時，中間熄滅15小時。按上述本
發(fā)明內(nèi)容和工藝方式就可制做出本發(fā)明紫外燈。權(quán)利要求1.一種化學(xué)物理檢測儀器光離子化氣相色譜儀部件--長壽命真空紫外無極放電燈，其特征在于窗口、燈管及粘接劑三者具有相近似線脹系數(shù)，即α=70×10-7-120×10-7。2.一種按權(quán)利要求1所說的長壽命真空紫外燈，其特征在于燈管采用電真空玻璃(如DB-401，DB-403，NO23等牌號)。3.一種按權(quán)利要求1、2所說的長壽命真空紫外燈，其特征在于窗口與燈管采用低熔點玻璃粉作粘接劑封接。4.一種按權(quán)利要求1所說的長壽命真空紫外燈，內(nèi)部所充惰性氣體Kr的壓力為66-400Pa。5.一種按權(quán)利要求1所說的長壽命真空紫外燈，其特征在于尾部封裝燒結(jié)成塊狀的非蒸散型吸氣劑。全文摘要一種化學(xué)物理檢測儀器一光離子化氣相色譜儀部件長壽命真空紫外無極放電燈，采用低熔點玻璃粉作粘接劑封接窗口與燈管；窗口、燈管、粘接劑三者具有相近的線脹系數(shù)α＝70×10文檔編號H01J65/00GK1041667SQ89108060公開日1990年4月25日申請日期1989年11月2日優(yōu)先權(quán)日1989年11月2日發(fā)明者景士廉,馬如森,王榮榮,趙瑞蘭,李紹元申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心