[实用新型]采用场发射阵列激发的平板紫外辐射光源的杀菌灯

说明书

技术领域

本实用新型涉及杀菌系统，具体涉及紫外杀菌灯。

背景技术

紫外光波长比可见光短，但比X射线长的电磁辐射。紫外光在电磁波谱中范围波长为10-400nm。这范围内开始于可见光的短波极限，而与长波X射线的波长相重叠。紫外光被划分为A射线、B射线和C射线(简称UVA、UVB和UVC)，波长范围分别为400-315nm，315-280nm，280-190nm。

具有杀菌效果，可以起到杀菌消毒作用。现在紫外线在杀菌方面的应用已经较为普及，但是仍然存在光强弱、功耗高、故障率低等不足。

紫外线和可以与光触媒配合杀菌。通过紫外线激发光触媒活性，可以起到良好的杀菌、消毒作用。但是所应用的紫外光源仍然存在光强弱、功耗高、故障率低等不足。

常见的紫外线光源绝大多数是汞灯，都是通过电极放电激励或高频激励汞原子，当汞原子从激发态回到基态，产生185nm，253nm或365nm的紫外线。汞灯的谱线为紫外区域连续光谱，所有汞灯的通病是应用效率很低。高输出功率的超高压汞灯工作时电极温度达到2000度，因此寿命往往短于100小时。即使普通较低功率的高压汞灯，寿命也很难超过2000小时。从环境的角度看，所有汞灯的工作物质都是汞蒸气，有剧毒。

另一种被广泛看好的汞灯替代光源是UV-LED，其无汞，节能，便携的特点受到人们越来越多的关注。紫外LED在UVA波段工作的很好，但在UVB和UVC存在不少问题，特别是UVC波段，输出功率仅在几个mW，寿命也很短。各国LED的研发人员都想攻克这个难题，但目前未见很好的成果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供采用场发射阵列激发的平板紫外辐射光源的杀菌灯，以解决上述技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

采用场发射阵列激发的平板紫外辐射光源的杀菌灯，包括一杀菌灯主体，所述杀菌灯主体设有一紫外光源，其特征在于：所述光源包括一阳极板，所述阳极板上设有一紫外荧光粉层；

所述光源还包括一场发射阴极阵列，所述场发射阴极阵列朝向所述阳极板。使用场发射阴极阵列可以产生电子束，激发紫外荧光粉层上的紫外荧光粉发出紫外光。因场发射阵列激发的平板紫外辐射光源采用的是场发射阴极阵列，故光源整体呈板状，可以直接作为外壳使用，同时板状光源射出的光更加均匀。

所述紫外荧光粉层的上方固定有一导电层，所述紫外荧光粉层的下方固定有一阳极用石英玻璃层，所述阳极用石英玻璃层、所述紫外荧光粉层、所述导电层构成所述阳极板。导电层用于接入高电位并导出电荷。所述导电层优选为铝膜层。

所述光源还包括一玻璃粉烧结层，所述玻璃粉烧结层的上方连接所述场发射阴极阵列，所述玻璃粉烧结层的下方连接所述导电层或所述掺杂导电微粒的紫外荧光粉层。生产时，所述导电层和所述场发射阴极阵列间隔1～2mm，通过玻璃粉烧结后在排气台上抽真空。

为了方便开关电子束或改变电子束强度，从而实现光源的开关或光源强度的改变，所述玻璃粉烧结层与所述场发射阴极阵列之间还设有一由栅极构成的栅极层。这样通过调整栅极电位就可以开关电子束或改变电子束强度，进而开关光源或改变光源发出紫外的强度。

所述场发射阴极阵列的上方还设有一阴极用石英玻璃层，所述场发射阴极阵列固定在所述阴极用石英玻璃层的下表面上，所述阴极用石英玻璃层、所述场发射阴极阵列、所述栅极层构成一阴极板。

所述场发射阴极阵列的阴极优选呈针状的阴极。所述场发射阴极阵列产生的电子束是短脉冲电子束或直流电子束。

所述杀菌灯主体还包括一箱状外壳，所述光源至少有两个，各光源嵌在所述外壳上，阴极板朝内，阳极板朝外，且各光源连接同一控制系统。所述光源可以有两个，两个光源前后相背设置，分别嵌在所述外壳的前、后两个面上。所述光源也可以有四个，四个光源分别嵌在所述外壳的前、后、左、右四个面上。

该光源外形轻薄，易于应于不同用途，同时场发射结构设计易于大规模生产。如果无调紫外光强度需求，可以省略栅极以简化生产加工。

该光源正常工作时，阴极接地，栅极接负电位-50V～-100V，铝膜层接5kV～10kV正高压，阳极高压在场发射针尖阴极处形成强电场，场发射针尖发射电子束，经过高压电场加速的电子穿透铝膜轰击紫外荧光粉，激发出相应波段的紫外光从石英玻璃透射出来。调整栅极电位可以开关电子束或改变电子束强度，进而开关光源或改变光源发出紫外的强度。

附图说明

图1为本实用新型的光源的部分结构示意图。

具体实施方式