[发明专利]高效率充气灯

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效率充气灯。

背景技术

常规的放电灯(不论是荧光还是其它类型)通常包括充有合适气体(或多种气体)的玻璃灯管，其中电子的加速方式使得其动能的一部分被传递到一种/多种气体的原子(或分子)，从而将它们中的电子激励到合适的能级，使得当“落到”其基级时，它们产生光子。这一过程在量子物理中广为人知。

但是，这种常规的灯的主要缺陷是其相对低的效率，通常是8％-12％。因此，相当高的能量被作为热能转换并消散，这明显不理想。

发明内容

因此本发明的目标是提供一种基于充气的灯，以克服常规放电灯和其它类型灯的上述缺点。

根据本发明的第一方面，提供一种充气灯，包括：

充有气体或气体混合物的灯管，所述灯管包括：

阳极；以及

与所述阳极隔开的阴极，其中可在所述阳极和所述阴极上施

加电场，从而使得电子从所述阴极运动到所述阳极；以及

在所述灯管上提供磁场的磁化装置，所述磁场的方向大致垂直于所述电场的方向，其中所述电场与所述磁场之间的比值根据所述灯管内的所述气体或气体混合物而大致预设，使得从所述阴极发射的电子受到电场和磁场作用可从所述电场连续地获得动能直到其达到最大动能，并因磁场而达到最小，该循环周期性重复直到电子撞击一种/多种气体的原子，并在一些这种撞击中，电子给原子传递能量，导致一种/多种气体的原子中的电子受到激励，从而产生光。

所述电场与磁场之间的比值可被选择成使得任何自由电子所获得的最大动能在3eV与18eV之间。

所述阴极可包括：

第一阴极，其设置为至少促进电子的发射；以及

第二阴极，其设置为与所述阳极一起在所述第二阴极与所述阳极之间产生电场。

所述第二阴极可位于所述灯管外部。

所述磁化装置可包括至少一个磁体，该至少一个磁体限定了磁北极和磁南极。

在示范实施例中，所述灯管内的气体可为氖、氩、钠或汞等中的一种或它们的组合。

所述电场和磁场可各自是大致均匀场。

所述磁场可为双向磁场。

所述电场可由交流(AC)电压产生。

根据本发明第二方面，提供一种操作充气灯的方法，所述充气灯包括充有气体或气体混合物的灯管，所述方法包括：

在灯管的阳极和阴极上施加电场，使得电子从所述阴极运动到所述阳极；以及

通过磁化装置在灯管上施加磁场，其中所施加的磁场大致垂直于所述电场方向，其中所述电场与所述磁场之间的比值根据所述灯管内的所述气体或气体混合物而大致预设，使得从所述阴极发射的电子受到电场和磁场作用可从所述电场连续地获得动能直到其达到最大动能，并因磁场而达到最小，该循环周期性重复直到电子撞击一种/多种气体的原子，并在一些这种撞击中，电子给原子传递能量，导致一种/多种气体的原子中的电子受到激励，从而产生光。

所述方法可包括确定所述电场与磁场之间的比值使得任何自由电子所获得的最大动能在3eV与18eV之间。

所述方法可包括在阴极和阳极上施加交流(AC)电压以产生电场。

附图说明

图1示出根据本发明示范实施例的高效率充气灯的示意透视图；

图2示出图1中所示充气灯内电子的运动的示意，当磁场朝向纸面时所示运动为从左向右；

图3示出表示运动通过图1所示充气灯的电子的动能与时间的关系曲线；

图4示出图1的灯的一部分的示意图，示出平行于灯的阳极和阴极的假想面；以及

图5示出高效率充气灯的另一示范实施例的一部分的示意透视图。

具体实施方式

参照图1，高效率充气灯10包括充有一种气体或气体混合物(或组合物)的灯管12。在示范实施例中，该气体可包括氖、氩、钠、汞或任何其它蒸气。

应理解灯管12可为不同的形状和尺寸。

灯管12可进而包括阳极14和阴极，该阴极可被分成第一阴极16和第二阴极18，其中第一阴极16负责发射电子，第二阴极18与阳极14一起负责生成将电子朝阳极14加速所必需的电场。第一和第二阴极16、18都与阳极14隔开。第二阴极18可放置于灯结构的充气部分之外。在其它例子中，第一阴极16可放置在灯管12外部。

可通过在阳极14和阴极16、18上施加DC或AC电压而产生电场，使得在y方向上具有电场强度(V/a)，其中“a”是阳极14与阴极16、18之间的距离。