[发明专利]一种新型无电极紫外线灯

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进型微波紫外线发生设备(灯)，该微波紫外线发生设备(灯)用在240nm到270nm具有高发射特性的三价锆离子或四价镧离子代替水银，并由无电极放电方法加以驱动，所述无电极放电方法利用微波电场获得高效、高输出功率以及半永久的耐用性。

背景技术

传统UV发生技术将放电电极装入透明的玻璃管，抽空玻璃管，向玻璃管中注入气态水银，密封玻璃管，根据由DC电场或低频AC电场引起的发射电子产生的放电电流，对填充在玻璃管中的水银蒸气进行电离，从而发出水银的本征谱，并且对该本征谱加以利用。

UV射线的发射量以及填充在UV灯中的电离气体的发射谱是由电离气体的类型决定的，因而寻找具有较宽UV分布和较大发射量的材料是非常重要的。目前使用的一价水银的谱线包含在UV、可见光线以及红外线(IR)区内，并且在100nm至2000nm的范围内存在117条光谱线。按强度顺序排列，谱线包括：253.6536nm(亮度：15000)、435.8335(亮度：4000)、365.0518nm(亮度：2800)、1013.975(亮度：2000)、404.6559(亮度：1800)、296.7278(亮度：1200)、546.0731(亮度：1100)、184.950(亮度：1000)、256.369(亮度：400)以及434.749(亮度：400)。其中，主要的UV波长为253.6536nm的谱，后者对应于整个谱强度的37.3％。

传统UV灯按以下方式予以构造：将电极连接至管子内部的两端，使放电电流在电极间流动，并激发存在于放电电流通路上的电离气体，从而发出电离气体的本征谱。在放电时，电极被加热从而发出热电极，因此，构成电极的金属被蒸发，并沉积在管壁上，这使得光量降低，电极损坏，并使UV灯失效。将失效的UV灯丢弃，则丢弃过程中产生的水银蒸气将对环境造成影响。

此外，为了提高UV灯的输出功率，应提高流经电极的电流量。这是降低电极耐用性的主要因素以及制造大功率灯的主要障碍。

因此，为了提高灯的耐用性和输出功率，正在开发不带灯丝或不带放电电极的无电极灯。无电极灯的原理在于，电子在电场方向连续颠倒的高频AC电场中往复运动，并同气体分子发生碰撞，从而发出同气体相一致的谱。

也就是说，激发位于高密度、高频电场中的灯管内的气体分子，使其产生放电，因而，为了发出具有同灯管中的气体特性相一致的连续谱的光，从外部将高频作用于真空管，而不用在真空管中形成电极。由于这种灯管具有较高的发射效率以及持久的耐用性，因而被越来越多地用作可见光灯。

利用工作于几百kHz至几MHz的高频方法以及工作于几GHz的微波放电方法，将电能作用于无电极灯。

为了将高频作用于灯管，采用高频的传统无电极灯通过电感耦合或电容耦合方式将高频压缩到无电极灯中，并且需要一个用于向灯提供高频功率的振荡器。因此，传统无电极灯十分昂贵、复杂并且难以产生高输出功率。

另一方面，微波放电方法将灯管安置于谐振腔内，使得灯管中发生微波放电，因此，微波放电方法十分经济，并且易于产生高输出功率。

发明内容

【技术问题】

因此，在解决上述包括现有技术中存在的输出功率过低、耐用性不够、以及水银污染在内的问题的努力过程中，创造了本发明，并且本发明的主要目的是提供一种制造填充了锆和镧的放电灯的方法、一种用于开启放电灯的微波发生器以及一种用于将生成的微波场注入灯管的方法和组件。

利用2.54GHz的、数百至数千瓦特的微波场激发填充于灯管中的锆离子或镧离子，从而产生来自锆灯和镧灯的UV线，锆灯产生的UV线以262.0571nm(亮度：10,000,000)作为主要波长，并且在220nm至270nm的范围内具有较高的UV强度，而镧灯产生的UV线以259.750nm(亮度：95,000)作为主要波长，其中所述微波场是通过在与微波振荡元件相对应的微波产生器中振荡锆离子或镧离子的方式予以获得的。

为充分理解本发明、及其优势以及实施本发明所能实现的目的，参考了用于对本发明优选实施例予以说明的附图。

【技术方案】