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阴极灯相信大家都见过,但是汞阴极灯就不一定了。因为使用原吸测汞的人似乎不多之故。汞灯除了作为测试光源之用外,还有一个作用就是利用汞的谱线来检查仪器的波长精度。常用汞灯的谱线大概为:365nm, 404.7nm, 435.8nm, 546.1nm, 577nm, 579nm 这么几条。近期购买了一只汞阴极灯,该灯点燃后在橙红色的氖光的衬托下,灯内阴极的顶部犹如一朵蘑菇云般的光晕发出绚丽的蓝色煞是好看;请教阴极灯制作商后,感到很有特点,故写下来与大家共欣赏。汞灯点燃后的状态如图-1所示:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/02/201202091127_348494_1602290_3.jpg图-1 点燃后的汞阴极灯http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/02/201202091128_348495_1602290_3.jpg图-2 美丽的弧光汞阴极灯有新旧两种类型。旧型的汞阴极灯我在很早以前见过,灯内依稀可见液体状的汞珠附着在灯玻壳内壁,这种汞灯发出的汞线很强,点燃后灯内基本看到的都是蓝白色的汞气辉光;由于这种灯的噪声较大且生产时的污染较严重,目前这种汞阴极灯已经淘汰了,遗憾的是当时没有数码相机留照。如图-1所示的这种新型的汞灯其最大特点是阴极材料已不再是纯汞了,而是采用了汞与钛的合金材料,称为“钛汞齐”;这种合金材料仅仅涂在阴极引线的顶端处一点点即够用了,并且非常环保,这是与其他阴极灯不同的地方。这种阴极结构见图-3所示:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/02/201202091657_348581_1602290_3.jpg图-3 阴极构造由于汞的熔点很低,在氖离子的撞击下很容易升华启辉;为了防止汞灯的异常启辉(俗语称为“拉弧”),该灯叫一般阴极灯的构造有所不同,见图-4所示:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/02/201202091129_348497_1602290_3.jpg图-4 灯内构造以上的构造为了防止阳极高压与阴极之间异常放电而产生“拉弧”现象,在阴极连杆的外围加装了一层玻璃内衬管,同时在带高压的阳极与阴极下部之间,加装了两层云母的隔离层;这些措施均是为了防止汞灯产生异常拉弧,仅让阳极的高压作用在阴极顶端的汞钛齐启辉点处,以利启辉。如图-5所示:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/02/201202091130_348498_1602290_3.jpg图-5 启辉点为了使汞灯的启辉点的光束集中而增加发射强度,汞灯的石英窗一概往常的平板式样而设计成为凹陷式样,也就是将正真的石英窗板拉近了与阴极的距离,如图-6所示:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/02/201202091131_348499_1602290_3.jpg图-6 凹式石英窗值得注意的是,汞灯虽然熔点很低,但是在温度很低的环境中,却不易启辉发光;此时只要用手在灯的玻璃外壳上摩擦几下,便容易启辉了。
一、腐蚀电位或自然电位 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位,称之为该金属的腐蚀电位(自然电位)。腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子,我们称失去电子的部位为阳极区,得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子(如,铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤)受到腐蚀而阴极区得到电子受到保护。相对于饱和硫酸铜参比电极(CSE),不同金属的在土壤中的腐蚀电位(V)金 属 电位(CSE)高纯镁 -1.75镁合金(6%Al,3%Zn,0.15%Mn) -1.60锌 -1.10铝合金(5%Zn) -1.05纯铝 -0.80低碳钢(表面光亮) -0.50to-0.80低碳钢(表面锈蚀) -0.20to-0.50铸铁 -0.50混凝土中的低碳钢 -0.20铜 -0.20 在同一电解质中,不同的金属具有不同的腐蚀电位,如轮船船体是钢,推进器是青铜制成的,铜的电位比钢高,所以电子从船体流向青铜推进器,船体受到腐蚀,青铜器得到保护。钢管的本体金属和焊缝金属由于成分不一样,两者的腐蚀电位差有时可达0.275V,埋入地下后,电位低的部位遭受腐蚀。新旧管道连接后,由于新管道腐蚀电位低,旧管道电位高,电子从新管道流向旧管道,新管道首先腐蚀。同一种金属接触不同的电解质溶液(如土壤),或电解质的浓度、温度、气体压力、流速等条件不同,也会造成金属表面各点电位的不同。二、参比电极 为了对各种金属的电极电位进行比较,必须有一个公共的参比电极。饱和硫酸铜参比电极电极,其电极电位具有良好的重复性和稳定性,构造简单,在阴极保护领域中得到广泛采用。不同参比电极之间的电位比较:土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位(V)被保护结构 相对于不同参比电极的电位 饱和硫酸铜 氯化银 锌 饱和甘汞钢铁(土壤或水中) -0.85 -0.75 0.25 -0.778钢铁(硫酸盐还原菌) -0.95 -0.85 0.15 -0.878三、阴极保护 阴极保护的原理是给金属补充大量的电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,使金属表面各点达到同一负电位,金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的,即,牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。1、牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接,并处于同一电解质中,使该金属上的电子转移到被保护金属上去,使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。该方式简便易行,不需要外加电源,很少产生腐蚀干扰,广泛应用于保护小型(电流一般小于1安培)或处于低土壤电阻率环境下(土壤电阻率小于100欧姆.米)的金属结构。如,城市管网、小型储罐等。根据国内有关资料的报道,对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训,认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年,最多5年。牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳,限制了阳极的电流输出。本人认为,产生该问题的主要原因是阳极成份达不到规范要求,其次是阳极所处位置土壤电阻率太高。因此,设计牺牲阳极阴极保护系统时,除了严格控制阳极成份外,一定要选择土壤电阻率低的阳极床位置。2、外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极,迫使电流从土壤中流向被保护金属,使被保护金属结构电位低于周围环境。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构,如:长输埋地管道,大型罐群等。
前些日子,看到了一款PE仪器上使用的各种阴极灯,其中有国产的和进口原装的;无意中我发现两种产地的阴极灯的阴极的内径有着很大的差异。其中进口的阴极灯的内径较国产的大了许多,见附图:[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303170759_430518_1602290_3.jpg[/img]国产阴极灯[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303170759_430519_1602290_3.jpg[/img]原装阴极灯-1 ;这个阴极内径与国产灯相比,已经是很大了。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303170759_430520_1602290_3.jpg[/img]原装阴极灯-2;这个阴极灯的内径就更大啦!我的问题是:是不是阴极内径大的灯的谱线发射强度也随之更大一些?