专利名称：：长寿命真空紫外无极放电灯的制作方法
技术领域：
：本发明长寿命真空紫外无极放电灯属于化学物理检测仪器领域中光离子化气相色谱仪的关键部件。光离子化气相色谱仪是一种利用真空紫外光源辐射受检物质使其电离而进行离子电流检测其化学成分的分析检测仪器。早在1957年Robinson首先研制了这种仪器。早期的光离子化色谱仪由于光源和样品池不分开而在同一空间，气体放电的最大光强出现在近真空的压强下，而受检物质离子化检测的最大灵敏度则在一个大气压左右，两者出现矛盾，因而使此检测技术在六十年代末被否定。1974年前后人们终于找到了一种窗口材料，能把紫外灯和样品池分开成为两个互不干扰的独立空间，使两者都能在最佳状态下工作，从而把光离子化气相色谱仪的研制推进了一个新阶段。现有该仪器的真空紫外灯是采用Kalres胶、金属铟或氯化银堆焊的方法把窗口和灯管封接在一起。但这几种封接方法都经受不住机械碰撞以及温度急剧变化等恶劣环境的考验，因此也不能保持灯内工作气体的纯度和压力长久不变，使用寿命只能保证一年。检索有关光离子化气相色谱仪构造与技术的现有文献分别引用如下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川副重义，加荗友一，高田芳矩，色摩信義，分析化学，34(6)，309-313(1985)。本发明的目的在于通过改进封接技术等工艺，以提高灯发光强度长期稳定性和延长使用寿命。本发明图1.长寿命真空紫外无极放电灯结构。(1).灯管;(2)。窗口;(3).玻璃粉粘接剂;(4).吸气剂。图2.本发明在PID-1000型光离子化气相仪实验结果具有良好的重视性。图3.本发明具有高灵敏度检测性能-2ppb苯标样测试。图4.本发明具有宽广的线性范围。本发明长寿命真空紫外无极放电灯结构示于图1。其要点在于窗口与灯管采用低熔点玻璃粉封接;灯管、窗口、玻璃粉粘接剂三者具有相近的线胀系数，即α＝70×10-7～120×10-7;灯管内充以高纯惰性气体Kr;灯管尾部封装烧结成块状的非蒸散型吸气剂锆钒铁或锆铝合金。窗口材料为氟化物晶体LiF，MgF2，CdF2单晶，灯管为DB-401，DB-403，NO23等具有上述线胀系数的电真空玻璃，所充气体压力为66-400Pa，其纯度为99.99%。按上述本
发明内容制做的真空紫外灯与同类灯比较具有如下特点1、寿命长，本发明真空紫外灯经3000小时点燃(相当于一年半重负荷工作)，其性能无可察觉的变化。2、牢固、可靠、能胜任具有机械振动，温度剧烈变化的恶劣工作环境，把本发明紫外灯、进口灯与其它机械杂物放在一起进行随机振动，碰撞实验。实验后，进口灯已无法点燃，本实用新型窗口晶体边缘虽有几处崩裂，但仍能正常起辉，发光。3、性能稳定，按本发明制做的真空紫外灯径3000小时点燃后，再装入光离子化色谱仪，对仪器性能进行测试，其数据仍与国外文献报导数据相当，测试结果如下一、测试条件1、仪器PID-1000型光离子化气相色谱仪2、测试用样气浓度为100ppm苯样气，测试时稀释使用。3、载气普通钢并空气(经活性碳净化)。4、实验室装有空调机，室温25℃。二、主要性能参数测试结果1、噪声将仪器衰减旋钮置于K＝10挡，记录仪置于满量程2mv挡，纸速为4mm/min，运行15分钟，测得噪声电压为4×10-2mv，相当于4×10-14A离子化电流。2、重现性将仪器衰减旋钮置于K＝50挡，记录仪置于满量程0.5v挡，连续注入11个1ml浓度为1ppm苯标样，进行重复性试验，测试结果见图2。平均值X＝169.8，标准偏差S＝1.905，相对标准偏差R.S.D＝1.1%。3、线性范围测定四个不同进样量下的峰高，其结果如下测定条件10ppm苯气样，记录仪纸速为16mm/min。y＝a+bx回归计算结果a＝32.0，b＝8.4相关系数γ＝0.9999，线性范围不小于4个数量级。以双对数做图表示，如图4。4、灵敏度注入0.1ml浓度为50ppb苯标样，共5次，峰高平均值x＝74.1mm，相当于5.92mv灵敏度＝响应值/进样量＝(5.92×10-3)÷109÷(1.702×10-11)＝0.34A/g5、检测限已测得噪声电流为4×10-14A，灵敏度为0.34A/g。检测限＝2倍噪声/灵敏度＝8×10-4÷0.34＝0.24pg苯。与国外报导的数据对比如下</tables>本发明提供的紫外灯寿命的提高，除上述材料选择，封接技术不同于其它紫外灯外，需采用如下制做工艺方式。1、灯管清洗为了获得足够洁净的内表面，用洗衣粉清洗过的灯管，应在洗液中再次浸泡清洗，洗液的配制是1升的浓硫酸中含有50毫升的饱和水重铬酸钠。2、高温多次排充气灯壳接上排气台后，在300℃高温下烘烤抽气至真空度10-3Pa，然后充入压力为1000Pa以上的工作气体，再抽至0.1Pa，再充入新的气体，如此反复3-4次，3、老炼每一份新鲜气体充入后，并非立即排出。先要抽至压力320Pa左右，点燃10-30分钟，然后再抽至压力0.1Pa，如此反复3-4次。4、硬化充好气的灯，从排气台上封离下来后，接入灯电源，每天点燃八小时，连续两天，共16小时，中间熄灭15小时。按上述本
发明内容和工艺方式就可制做出本发明紫外灯。权利要求1.一种化学物理检测仪器光离子化气相色谱仪部件--长寿命真空紫外无极放电灯，其特征在于窗口、灯管及粘接剂三者具有相近似线胀系数，即α=70×10-7-120×10-7。2.一种按权利要求1所说的长寿命真空紫外灯，其特征在于灯管采用电真空玻璃(如DB-401，DB-403，NO23等牌号)。3.一种按权利要求1、2所说的长寿命真空紫外灯，其特征在于窗口与灯管采用低熔点玻璃粉作粘接剂封接。4.一种按权利要求1所说的长寿命真空紫外灯，内部所充惰性气体Kr的压力为66-400Pa。5.一种按权利要求1所说的长寿命真空紫外灯，其特征在于尾部封装烧结成块状的非蒸散型吸气剂。全文摘要一种化学物理检测仪器一光离子化气相色谱仪部件长寿命真空紫外无极放电灯，采用低熔点玻璃粉作粘接剂封接窗口与灯管；窗口、灯管、粘接剂三者具有相近的线胀系数α＝70×10文档编号H01J65/00GK1041667SQ89108060公开日1990年4月25日申请日期1989年11月2日优先权日1989年11月2日发明者景士廉,马如森,王荣荣,赵瑞兰,李绍元申请人:中国科学院生态环境研究中心