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不同品牌空心阴极灯的阴阳极结构

原子吸收光谱(AAS)

  • 最近翻查发现存有多个品牌的空心阴极灯,平时都没留意过,一比较之下发现不同灯之间差异还是挺大的,尤其是阴阳极结构。论坛也有不少阴极灯的讨论,但大多都是关于型号规格和操作的,说到阴阳极结构的很少。对于阴阳极结构的不同我也有一些疑问,特发出来请求版友解答。
    以Cd灯为例,现有Cd灯有三种:T家、A家和国产。T家灯正常使用中,A家和国产灯是新的。

    如图1,国产Cd灯,环状阳极。貌似这种结构是PE首创,但是我没使用过PE的仪器和阴极灯,希望有PE用户版友可以确证或解释一下差异。

    如图2,T家Cd灯,这是窗口视图,也是环状阳极。

    如图3,A家Cd灯,窗口视图,A家的阳极是棒状且只有一根。
    因此,三个品牌阴极灯最大的差异在于阳极,对比一番之后便有了下面三个疑问:
    疑问1:
    如图1的国产灯,标示3处的金属小圆环是什么?具有什么作用?
    疑问2:
    国产灯和T家都是环状阳极,且在阴极筒上方,那么电场方向应该是与阴极筒平行。A家的阳极在阴极筒一侧,电场方向则应该是垂直于阴极筒。平行方向的电场相较于垂直电场其激发效率不是更低吗?为什么会这样设计?
    疑问3:
    在点亮Cd灯之后,我发现国产灯和T家灯的辉光都是集中在阴极筒内,外面是没有辉光的。而A家灯除了辉光在阴极筒内,在阴阳极之间的间隙(如图3标示10处)也有辉光,且不断闪烁,在阴阳极的末端之间还会形成一道桥状辉光(无论是新的Cd灯还是使用中的Pb灯都有这种现象)。这是一个设计缺陷吗?对实际使用有什么影响?
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  • ldgfive

    第1楼2018/11/08

    应助工程师

    各厂家的元素灯都是基于同一原理设计的,基本构成应该是一样的
    灯内的部件可能会有差异

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  • dadgoh

    第2楼2018/11/08

    应助达人

    起辉后不应有辉光闪烁,如有的话可能是灯的问腿也可能是灯与供电不匹配。

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  • skytoboo

    第3楼2018/11/08

    应助达人

    这个别人不会说的,你也问不到,PE的灯和国产的灯价格差距10倍。我承认我不知道,我若知道了,我卖国产灯5倍价格,我也会发财。
    很多仪器商,不会真正的公开技术,因为这个是他们自己的研发经验。
    上学时,老师说,国外发明一个很牛的技术,可以抵御赤潮,后来我们研究明白了。理论一堆,说白了就是加铁粉。
    技术就是这样,一个简单的东西或者价值百万。告诉你后你豁然开朗,觉得这又很简单。
    古人有云:宁可朝闻夕死。可见无论大义或者知识的重要性。

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  • wangjunyu

    第4楼2018/11/08

    应助工程师

    有些是高性能空心阴极灯有辅助阴极

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  • whm14065

    第5楼2018/11/08

    说得有理哈哈~我就是奇怪为什么只有A家灯有辉光闪烁,想知道对实际使用有什么影响

    skytoboo(skytoboo) 发表:这个别人不会说的,你也问不到,PE的灯和国产的灯价格差距10倍。我承认我不知道,我若知道了,我卖国产灯5倍价格,我也会发财。很多仪器商,不会真正的公开技术,因为这个是他们自己的研发经验。上学时,老师说,国外发明一个很牛的技术,可以抵御赤潮,后来我们研究明白了。理论一堆,说白了就是加铁粉。技术就是这样,一个简单的东西或者价值百万。告诉你后你豁然开朗,觉得这又很简单。古人有云:宁可朝闻夕死。可见无论大义或者知识的重要性。

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  • 夕阳

    第6楼2018/11/09

    应助达人

    我来试着回答楼主的问题:
    (1)首先要说说阴极灯的工作原理。阴极灯的工作原理类似电子真空管的工作原理,只不过阴极灯玻壳内部不是真空的,而是填充了惰性气体(大多时是氖气),同时阴极灯没有加热灯丝来发射电子,故称之为冷阴极灯。参看下图:

    从上图可以看出,当阴极灯阴阳两极间施加上电源电压后,电子流从阴极飞向阳极,在这个飞跃过程中电子流穿透冲击了氖气,造成氖气原子被电离发出橙色的辉光;同时由于氖气的质量大,其被电离的正离子就以极大的能量去轰击阴极材料而产生待测元素的发射谱线。这就是阴极灯简单的工作原理。
    (2)由于发射谱线要有一定的通道,所以阴极灯的阳极只能做成中心为空心的圆板状。但是阳极的这种构造也有一个缺点,那就是一些电子或被正离子溅射出来的阴极材料也会同时在阳极圆孔聚集,从而干扰了正常谱线的发射。于是设计者就想出了一个办法,那就是在圆板阳极的边缘安装一个小小的“收集环”,使在管内空间的杂乱无章的负离子被收纳到一起,回最终回到电源正极,减少了对正常谱线的干扰。见下图中的3所示:

    (3)正是因为有了这个收集环的吸纳作用,所以一些被溅射出来的阴极材料就会在被吸收的过程中,过冲到收集环背后的玻壳壁上,产生了一片黑斑。见下图:

    所以有的使用者不明就里,看到刚买回来的阴极灯玻壳上有黑斑就认为是旧灯或是问题灯;其实这是阴极灯在出厂前通电老化过程的正常痕迹。同时从上图也可以看到,有的厂家的阴极灯的“收集环”不一定是环状的,也有小筒状的,例如上图。
    以上是我凭着记忆来解释楼主的疑问,也可能有错误的地方,希望版友参考着看吧!

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  • whm14065

    第7楼2018/11/10

    谢谢安老师的解答,之前见过一种偏置阳极的说法,可惜解释只是一言带过......话说回复图3中的是PE的灯吗,跟之前见过的PE灯不一样,阳极是两根小棒?阴极筒整个都像是陶瓷的,又长见识了。

    夕阳(anping) 发表:我来试着回答楼主的问题:
    (1)首先要说说阴极灯的工作原理。阴极灯的工作原理类似电子真空管的工作原理,只不过阴极灯玻壳内部不是真空的,而是填充了惰性气体(大多时是氖气),同时阴极灯没有加热灯丝来发射电子,故称之为冷阴极灯。参看下图:

    从上图可以看出,当阴极灯阴阳两极间施加上电源电压后,电子流从阴极飞向阳极,在这个飞跃过程中电子流穿透冲击了氖气,造成氖气原子被电离发出橙色的辉光;同时由于氖气的质量大,其被电离的正离子就以极大的能量去轰击阴极材料而产生待测元素的发射谱线。这就是阴极灯简单的工作原理。
    (2)由于发射谱线要有一定的通道,所以阴极灯的阳极只能做成中心为空心的圆板状。但是阳极的这种构造也有一个缺点,那就是一些电子或被正离子溅射出来的阴极材料也会同时在阳极圆孔聚集,从而干扰了正常谱线的发射。于是设计者就想出了一个办法,那就是在圆板阳极的边缘安装一个小小的“收集环”,使在管内空间的杂乱无章的负离子被收纳到一起,回最终回到电源正极,减少了对正常谱线的干扰。见下图中的3所示:

    (3)正是因为有了这个收集环的吸纳作用,所以一些被溅射出来的阴极材料就会在被吸收的过程中,过冲到收集环背后的玻壳壁上,产生了一片黑斑。见下图:

    所以有的使用者不明就里,看到刚买回来的阴极灯玻壳上有黑斑就认为是旧灯或是问题灯;其实这是阴极灯在出厂前通电老化过程的正常痕迹。同时从上图也可以看到,有的厂家的阴极灯的“收集环”不一定是环状的,也有小筒状的,例如上图。
    以上是我凭着记忆来解释楼主的疑问,也可能有错误的地方,希望版友参考着看吧!

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  • 夕阳

    第8楼2018/11/11

    应助达人

    这是PE的编码灯。阴极是由外套瓷管和内衬待测元素金属箔组成的。此外阳极也不是两根“小棒”,那两根小棒是阳极的金属支撑引线。

    whm14065(v2926961) 发表: 谢谢安老师的解答,之前见过一种偏置阳极的说法,可惜解释只是一言带过......话说回复图3中的是PE的灯吗,跟之前见过的PE灯不一样,阳极是两根小棒?阴极筒整个都像是陶瓷的,又长见识了。

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  • whm14065

    第9楼2018/11/12

    那它的阳极在哪?看不见…

    夕阳(anping) 发表: 这是PE的编码灯。阴极是由外套瓷管和内衬待测元素金属箔组成的。此外阳极也不是两根“小棒”,那两根小棒是阳极的金属支撑引线。

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  • 夕阳

    第10楼2018/11/13

    应助达人

    由于拍照的时间太久远,我记不清了,从照片的结构来看,阳极估计是藏在瓷套管里面了。
    楼主的仪器是PE的吗?

    whm14065(v2926961) 发表:那它的阳极在哪?看不见…

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