Ртутно - аргоновые лампы широко используются в таких областях, как спектральный анализ, оптическое измерение и мониторинг окружающей среды, поскольку спектр охватывает ультрафиолетовую область до видимого света и имеет лучшую стабильность. Его стартовые характеристики и время подогрева напрямую влияют на интенсивность света, стабильность длины волны и точность измерения, что является предметом особого внимания в практическом применении.
I. Свойства запуска
Ртутно - аргоновые лампы запускаются с использованием высоковольтных пробивных газовых сред для образования плазмы. При запуске между электродами накапливается импульсное напряжение в несколько киловольт, в результате чего ионизация аргона создает начальные электроны, столкновение атомов ртути вызывает цепную реакцию, которая в конечном итоге приводит к стабильному смешанному разряду ртутного пара - аргона. Его инициирующий процесс характеризуется значительными нелинейными характеристиками: начальный ток резко возрастает, сопровождается интенсивным ультрафиолетовым излучением (например, характерными спектральными линиями 254 нм, 365 нм и т.д.), но в это время давление паров ртути ниже, а спектральная интенсивность колеблется в больших количествах; По мере стабилизации разряда ртуть постепенно испаряется, давление пара повышается, а спектральный выход стабилизируется. При недостаточном пусковом напряжении или низкой чистоте газа может возникнуть « провал зажигания» или « мерцающая нестабильность», что приводит к дрейфу спектрального фона или даже прерыванию сигнала.
Влияние времени подогрева на измерения
Время предварительного нагрева является критическим этапом стабилизации ламп с использованием ртутного аргона от момента запуска до выхода, и обычно это занимает 5 - 30 минут (в зависимости от типа и температуры окружающей среды). Его основные последствия проявляются в трех областях:
стабильность спектральной прочности: низкое давление паров ртути в холодном состоянии, слабая прочность характеристической спектральной линии и подверженность колебаниям температуры; После предварительного нагрева ртуть полностью испаряется, давление пара достигает равновесия, а спектральная прочность (например, 253,7 нм ртутной линии) может быть увеличена в несколько раз и стабилизирована. Если подогрева недостаточно, сила света в измерении продолжает расти, что может привести к систематическому отклонению таких параметров, как поглощение света и интенсивность флуоресценции.
Точность длины волны: тепловое расширение разрядной трубки изменяет длину оптической полости, в то время как распределение атомного уровня ртути зависит от температуры, что может привести к смещению длины волны в центре эмиссионной линии (например, ±0,1 нм). Долгосрочный подогрев может сделать температурное поле равномерным, уменьшить ошибку дрейфа длины волны и обеспечить точность калибровки спектрометра.
Уровень шума: при недостаточном подогреве плазма находится в несбалансированном состоянии, электроны и ионы композируются, а атомарные переходы в возбужденном состоянии имеют сильную случайность и легко вводят высокочастотный шум; После подогрева разряд, как правило, стабилизируется, амплитуда шума может быть уменьшена более чем на 50%, улучшено отношение сигнала и шума.
III. Рекомендации по оптимизации
В практическом применении необходимо установить разумное время подогрева в соответствии со спецификациями типа лампы (рекомендуемое значение эталонного производителя) и определить стабильное состояние с помощью замкнутой обратной связи (например, мониторинга интенсивности характеристической спектральной линии); При низких температурах можно соответствующим образом продлить подогрев или увеличить меры изоляции, чтобы избежать недостаточного давления пара. Кроме того, частые переключатели ускоряют старение электродов, сокращают срок службы и рекомендуется использовать непрерывно, чтобы уменьшить эффект повторного запуска.