用气体填充以抑制自点火的闪光灯制造技术

本发明专利技术涉及一种闪光灯，其用气体填充以抑制自点火并包括长条形的放电管，该放电管带有两个在放电管中布置在放电管的对置的端部上的电极，其中，用于施加点火电压的点火电极布置在放电管之外，并且其中，放电管具有至少1000mm的长度，并且用气体填充物来填充。根据本发明专利技术，为了抑制该不期望的自点火，放电管用气体混合物来填充，该气体混合物含有至少一种稀有气体和至少一种抑制自点火的气体。本发明专利技术还涉及用于提高自点火电压并且进而抑制闪光灯(1)的自点火的气体填充物的使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用气体填充以抑制自点火的闪光灯，其包括长条形的放电管，该放电管带有两个在放电管中布置在放电管的对置的端部上的电极，其中，能加载点火电压的点火电极布置在放电管之外，并且其中，放电管具有至少100mm的长度，并且用气体填充物来填充。
技术介绍
为了使由带两个电极(阴极和阳极)的放电管构成的、其长度比直径大若干数量级的轴向的闪光灯点火，通常使用三个不同的方法，即，顺序点火、并行点火或外部点火。在顺序或并行点火的情况下，变压器与闪光灯的电极串联或并联，并且在电极上施加高压脉冲或点火电压。点火电压场导致闪光灯中的气体电离。因此，由于场强度导致闪光灯中的自由电荷载体雪崩式地倍增。因为在顺序或并行点火的情况下，所需的点火电压随着灯长度而增加，所以对于长的闪光灯来说，特别高的点火电压或特别大且贵的变压器是必需的。为了避免这种大的变压器，长的闪光灯通常在外部点火，即，在闪光灯外侧安装点火电极，该点火电极被加载点火电压。在点火后，利用电极上的运行电压维持气体放电。但在实践中，可能会发生闪光灯的自点火，S卩，闪光灯的点火并不是借助点火电压，而是例如通过不期望的寄生电场造成。该自点火是不可控的，并且在各种不同的应用中应该被阻止，这是因为自点火例如会改变照明过程。例如，对于由水冷却的、长度为例如4000mm的闪光灯，在例如400mbar的填充压力的情况下，阴极与阳极之间的间距是足够大的，从而用于自点火所需的电压比10-45KV的运行电压要大得多。阴极与阳极之间的70KV的电压差也并不足以造成自点火。但如果导电的表面，例如形式为点火线的用于在外部受控地使闪光灯点火的点火电极装在闪光灯附近，那么自点火电压会下降到20KV之下的值。点火线越靠近闪光灯，那么对闪光灯的期望的受控的点火就更安全，但自点火电压也随着间距而降低。最后这种情况利用闪光灯中自然电子朝点火线的加速度来解释，这些自然电子在闪光灯的玻璃壁上触发次级电子并导致雪崩效应。即使在零电位(potentialfrei)的点火线，例如通过电容器将点火线与地电位连接的情况下，雪崩效应仍然会通过空间上的靠近与滑移电荷(Gleitladung)或漏电流的结合来激发。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是说明一种以特定气体填充的闪光灯，利用该气体填充物，在冷却的长的闪光灯中自点火电压提高，并且因此可以避免不期望的自点火。该任务根据本专利技术通过具有权利要求1的特征的闪光灯和具有权利要求10的特征的气体填充物的使用来解决。本专利技术有利的设计方案在从属权利要求中说明。本专利技术从如下闪光灯出发，其由长条形的、以气体填充物填充的、带两个电极(阴极、阳极)的放电管构成，这些电极在放电管中布置在放电管的对置的端部上，其中，用于施加点火电压的点火电极布置在放电管之外。点火电极优选长条形地实施，并且平行于闪光灯轴线延伸。放电管通常具有至少100mm的长度，优选至少2000mm的长度。放电管在外部被与放电管间隔开的套管包围以容纳冷却介质。在此，例如去离子的冷却水作为冷却介质用于冷却放电管。放电管与套管之间的中间空间以冷却水填满。冷却水在此流过放电管与套管之间的中间空间。套管可以以圆形的、矩形的、椭圆形的或者其他横截面来制造。这种长的闪光灯通常用于照明处理室中、尤其是真空室中的基底，并且可以例如设计有反射器。用于运行闪光灯的运行电压通常位于数千伏的范围内，其中，运行电压以第一近似的形式随着灯长度线性升高。长度为至少100mm的闪光灯的运行电压通常在1KV之上。在灯长度为大约4000mm的闪光灯中，运行电压例如可以是10KV-50KV。在给电极施加高的运行电压或充电电压时，由于在加载以高运行电压的电极与电极的导电的直接的周围环境，例如室壁之间的高电位差导致在放电管外侧，尤其是在电极的区域中的放电管外侧上的电场过高。电场过高可能导致电极与周围环境之间的电子雪崩，并且由此导致闪光灯的自点火。该电场过高可以被称为自点火电压。如果在放电管与套管之间，用水代替空气作为冷却介质来使用，那么由于水(大约81)与空气(大约I)相比具有更高的介电常数，自点火电压强烈地下降。根据本专利技术，为了抑制不期望的自点火，放电管被填充如下气体混合物，该气体混合物含有至少一种稀有气体和至少一种抑制自点火的气体。闪光灯可以利用氙气或氪气或它们的混合物作为稀有气体来填充。抑制自点火的气体与稀有气体相比具有更小的、用于碰撞电离的作用横截面。作用横截面是针对电子碰撞电离概率的度量，即，针对电子与原子或分子之间的碰撞概率的度量。通过电子与原子或分子的相互作用可以传递足够的能量以使一个或多个原子或分子电离。例如可以将用于抑制自点火的氮气与稀有气体混合。由于氮气分子与稀有气体原子相比具有更小的作用横截面，电极与导电的周围环境之间的电子雪崩的概率减小。该减小于是导致自点火电压提高。为了抑制闪光灯的自点火，替选地可以将氮气或氢气与稀有气体混合。用于抑制自点火的另一替选方案是将氮气和氧气的混合物或者氮气和氢气的混合物与稀有气体混合。在总填充压力为50至100mbar的情况下，在气体混合物中抑制自点火的气体份额是I至10体积百分比(体积％ )。优选地，气体混合物中的该份额是2至5体积％。将几个百分比的氮气或氧气或氢气混入气体混合物中可以强烈抑制闪光灯的自点火。但混入量应该保持很小，从而使闪光灯的正常点火，即，借助预定的点火电压的点火不会被强烈改变。本专利技术的任务也通过将如下气体混合物用作闪光灯的填充物来解决，该气体混合物含有至少一种稀有气体和至少一种抑制自点火的气体，该抑制自点火的气体与稀有气体相比具有用于碰撞电离的更小的作用横截面。闪光灯中的气体混合物的根据本专利技术的使用证明由此实现了对自点火的抑制，该闪光灯包括长条形的放电管，该放电管带有两个布置在放电管中的电极和布置在放电管之外的点火电极，其中，放电管在当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闪光灯(1)，所述闪光灯包括长条形的放电管(2)，所述放电管带有两个能被运行电压加载的、在所述放电管(2)中布置在所述放电管(2)的对置的端部上的电极(3)和能被点火电压加载的、布置在所述放电管(2)之外的点火电极(7)，其中，所述放电管(2)在外部被与所述放电管(2)间隔开的用以容纳冷却介质的套管(5)包围，其中，所述放电管(2)具有至少1000mm的长度，并且用气体填充物来填充，其特征在于，所述气体填充物是含有至少一种稀有气体和至少一种抑制自点火的气体的气体混合物，所述抑制自点火的气体与所述稀有气体相比具有用于碰撞电离的更小的作用横截面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：哈拉尔德·格罗斯，
申请(专利权)人：冯·阿德纳有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE