[发明专利]一种用于微波等离子体灯的介质谐振腔

说明书

技术领域

本发明属于等离子体照明领域，具体涉及由微波辐射激发的无电极等离子体灯。

背景技术

微波等离子体灯的工作原理是：微波源连接介质谐振腔组成一个射频回路，谐振腔中心放置一个封闭的含有填充材料和其他气体的石英灯泡。功率放大器产生微波，并在灯泡内壁形成驻波，电场在灯泡的中心处最强，使气体电离并发热。灯内气体电离发出的热量使得填充材料升温和蒸发，形成等离子体，并在石英外壳中集中并高效的发光。

其中的介质谐振腔，主要起到微波传输、模式选择等作用，其几何尺寸的确定直接影响等离子体灯的工作频率，是微波等离子体灯中是最重要的部件之一。目前，介质谐振腔多采用一次成型的实心结构，如图1所示，它由至少一种介电常数大于2的介电材料制成，例如陶瓷等固体材料。由于这种实心结构的介质谐振腔体积较大，在高温烧制过程中容易炸裂，因此成品率非常低。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的介质谐振腔在加工过程中容易炸裂的不足，提供了一种新的介质谐振腔结构。该结构在不影响谐振腔的电参数，如电场分布、谐振频率的情况下，极大提高了介质谐振腔加工的成品率。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种用于微波等离子体灯的介质谐振腔，包括谐振腔前端（1），和谐振腔顶面（2），其特征在于。

所述谐振腔顶面（2）具有灯泡固定填充物（3），该灯泡固定填充物（3）中间具有灯泡放置位置（4）。

所述谐振腔前端（1）左右两侧各具有三个孔（5），所述孔横穿谐振腔。

所述穿孔形状为圆形或者矩形。

所述开孔结构的谐振频率为400-500MHz，在灯泡放置位置中心处的电场强度为10000-50000V/m。

所述开孔结构的谐振频率为440.8MHz，微波输入功率为1W时，在灯泡放置位置中心处的电场强度为17000V/m。

本发明的有益效果：该穿孔结构可使介质谐振腔在加工过程中不易炸裂，极大提高了介质谐振腔加工的成品率。同时，穿孔结构可以降低介质谐振腔的重量，进而降低等离子体灯的重量。另外，该结构可以进一步的增大灯泡放置位置的电场，便于灯泡启动和增强能量交换。

附图说明

图1是原有的微波等离子体的介质谐振腔结构示意图；

图2是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，现有的微波等离子体灯所用的介质谐振腔结构示意图，其中100为一次成型介质谐振腔，101为该谐振腔的前端面，102为灯泡放置位置，103为灯泡固定用填充物。

本发明专利为一种用于微波等离子体灯的介质谐振腔，包括谐振腔前端（1），和谐振腔顶面（2），其特征在于：

所述谐振腔顶面（2）具有灯泡固定填充物（3），该灯泡固定填充物（3）中间具有灯泡放置位置（4）；

所述谐振腔前端（1）左右两侧各具有三个孔（5），所述孔横穿谐振腔。

所述穿孔形状为圆形或者矩形。

所述开孔结构的谐振频率为440.8MHz，在灯泡放置位置中心处的电场强度为17000V/m。

实施例1：如图2所示，开孔为圆形，穿透前端面和后端面，孔半径3mm，在介质谐振腔的两端各均匀排布3个孔。

我们采用CST Microwave Studio对这两个结构进行全三维模拟计算，得出未开孔结构的谐振频率为438.4MHz，而开孔结构的谐振频率为440.8MHz，谐振频率相对变化率为0.55%，对微波等离子体灯工作频率的影响，几乎可以忽略。

在灯泡放置位置中心处的电场强度为开孔结构为16000V/m，而开孔结构电场强度有所提高，为17000V/m，这更有利于等离子体灯的启动和能量交换。