專利名稱：一種感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于特種光源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源。
背景技術(shù)：
紫外光源是特種光源中的一種，其輻射主要為紫外線。根據(jù)紫外輻射波長的不同，紫外線可以分為短波紫外UVC (200-290 nm)、中波UVB (290-320 nm)、長波UVA (320-380nm)。不同波長的紫外線具有不同的功能，短波紫外主要用來殺菌消毒或降解有機(jī)污染物，中波和長波紫外線主要用來進(jìn)行材料固化和表面處理等。常見的紫外光源主要是氣體放電光源，多采用稀有氣體-汞作為放電體系，外觀與普通直管熒光燈類似的，燈管采用熔融石英或透紫外玻璃等對紫外線吸收較少的材料制成。這類光源輻射的紫外線主要來自激發(fā)態(tài)的汞原子，波長主要有185 nm、254 nm、365 nm, 根據(jù)應(yīng)用場合的不同，燈管所用材質(zhì)也有所不同，有時也會涂覆一些紫外熒光粉。這種基于低氣壓輝光放電的光源主要缺點在于其功率密度較低，燈管的功率不大。如果需要高功率的輻射輸出，通常需要用多根燈管來實現(xiàn)。而且，由于燈管內(nèi)含汞，可能會對環(huán)境造成污染。另一種紫外光源為介質(zhì)阻擋放電燈(又叫準(zhǔn)分子放電燈)。與基于低氣壓輝光放電的紫外光源不同，介質(zhì)阻擋放電光源的氣壓高，功率大，紫外輸出強(qiáng)，主要通過激發(fā)準(zhǔn)分子來實現(xiàn)紫外輻射輸出。但介質(zhì)阻擋放電光源的工作電壓高，電源體積大，設(shè)計難度高，加工成本也高。感應(yīng)耦合放電也可用來產(chǎn)生紫外輻射。感應(yīng)耦合放電是通過電磁感應(yīng)效應(yīng),通過磁芯和線圈產(chǎn)生的磁場在放電腔中感生出電場,從而實現(xiàn)放電。感應(yīng)耦合放電主要有E放電(靜電場主導(dǎo))和H放電(感應(yīng)場主導(dǎo))。在H放電模式下，放電腔中的放電電流可以達(dá)到普通輝光放電的幾倍甚至十幾倍，因此，其相應(yīng)的輻射輸出也比普通輝光放電高出許多。而且，感應(yīng)耦合放電不需要借助電極來注入能量，光源的理論壽命可以達(dá)到無限大，頻繁開關(guān)，調(diào)光等操作也不會影響燈的壽命。另外，基于感應(yīng)耦合放電的光源功率范圍比較寬，從十幾瓦到幾百瓦，能夠適應(yīng)不同場合的需要。與介質(zhì)阻擋放電光源相比，感應(yīng)耦合紫外光源的工作電壓低，因此電源設(shè)計較為簡單，加工成本也不高。另外，介質(zhì)阻擋放電是大面積的絲狀放電，各個方向上紫外光的輸出容易受到局部放電的影響。而感應(yīng)耦合放電是彌漫在整個放電空間中的，各方向的紫外輸出相對均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種壽命長、紫外輻射效率高的感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源。本發(fā)明提供的感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源，由泡殼、排氣桿、空心磁芯、線圈組成；所述泡殼上預(yù)留有空腔，以供磁芯線圈的插入；排氣桿在上述預(yù)留空腔一端與泡殼連接，放電所需的氣體等均通過排氣桿充入泡殼中；磁芯線圈由線圈緊密繞在空心磁芯上組成，繞制好的空心磁芯穿過排氣桿插入泡殼上所預(yù)留的空腔中。進(jìn)一步的，所述的感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源的泡殼為球泡狀、管狀或其他形狀；由石英或透紫外玻璃制成。進(jìn)一步的，所述的感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源的空心磁芯為錳鋅鐵氧體。進(jìn)一步的，所述的感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源的工作頻率為200kHz-13. 56MHz。進(jìn)一步的，所述的感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源的泡殼中填充氬氣和少量汞，或氪氣和少量汞，或氙氣和少量氯氣，或氪氣和少量溴。進(jìn)一步的，所述的感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源工作在感應(yīng)耦合放電的H放電模式下。本發(fā)明所涉及的感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源的壽命長、紫外輻射效率高，調(diào)光或頻繁開關(guān)不會影響燈的壽命，性能穩(wěn)定。


圖I為本感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源(管狀外觀)構(gòu)成示意圖。圖2為本感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源(球狀外觀)構(gòu)成示意圖。圖3為本感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源泡殼構(gòu)成部件圖。圖4為本感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源(管狀外觀)的各部分尺寸圖。其中，D為泡殼直徑，d為腔體直徑，dl為磁芯直徑，d2為排氣桿直徑，L為泡殼長度，I為預(yù)留腔體長度，11為線圈長度。
具體實施例方式下面結(jié)合圖I和圖3對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細(xì)的說明。將石英管一端燒結(jié)封閉，形成圖3中的石英管101 ;將石英料和排氣管等燒在一起形成圖3中的喇叭口 102。將石英管101和喇叭口 102拼合在一起，拼接處用火燒熔，形成一個整體的泡殼I。將泡殼I的排氣桿2與真空系統(tǒng)連接，待抽至高真空后填充所需的放電物質(zhì)(氬-汞體系、氪-汞體系、氙-氯體系、氪-溴體系等)。將充氣完成的泡殼從真空系統(tǒng)上割接下來，放電管便加工完成。根據(jù)放電電流和功率的需要，在空心磁芯3上繞上合適匝數(shù)的線圈4，使磁芯線圈的電感量符合設(shè)計需要。將繞制好的磁芯線圈穿過排氣桿1，插入到泡殼I所預(yù)留的空腔中。磁芯的直徑和線圈所用導(dǎo)線的直徑應(yīng)確保磁芯插入后，線圈與泡殼I的管壁接觸較為緊密。下列表I為兩個不同尺寸的本感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源的例子。
權(quán)利要求
1.一種感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源，其特征在于由泡殼(I)、排氣桿(2)、空心磁芯(3)、線圈(4)組成；所述泡殼(I)上預(yù)留有空腔，以供磁芯線圈的插入；所述排氣桿(2)在上述預(yù)留空腔一端與泡殼(I)連接，放電所需的氣體通過排氣桿(2)充入泡殼(I)中；線圈(4)緊密繞在空心磁芯(3)上組成磁芯線圈，繞制好的空心磁芯(3)穿過排氣桿(2)插入泡殼(I)上所預(yù)留的空腔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源，其特征在于所述的泡殼(I)為球泡狀或管狀；由石英或透紫外玻璃制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源，其特征在于所述的空心磁芯(3)為錳鋅鐵氧體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源，其特征在于工作頻率為.200kHz-13. 56MHz ο
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源，其特征在于所述的泡殼(I)中填充氬氣和少量汞，或氪氣和少量汞，或氙氣和少量氯氣，或氪氣和少量溴。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源，其特征在于工作在感應(yīng)耦合放電的H放電模式下。
全文摘要
本發(fā)明屬于特種光源技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源。該光源由泡殼、排氣桿、空心磁芯、線圈組成；所述泡殼上預(yù)留有空腔，以供磁芯線圈的插入；排氣桿在上述預(yù)留空腔一端與泡殼連接，放電所需的氣體等均通過排氣桿充入泡殼中；磁芯線圈由線圈緊密繞在空心磁芯上組成，繞制好的空心磁芯穿過排氣桿插入泡殼上所預(yù)留的空腔中。本發(fā)明感應(yīng)耦合高強(qiáng)度紫外光源的壽命長、紫外輻射效率高，調(diào)光或頻繁開關(guān)不會影響燈的壽命，性能穩(wěn)定。
文檔編號H01J61/36GK102664135SQ20121016496
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者劉洋, 陳育明 申請人:復(fù)旦大學(xué)