CN101253600B - 紫外射灯及放射源模组以及含有该紫外射灯的处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种紫外射灯。该紫外射灯包含一个基本上密封的空腔，其包含含汞的材料；位于密封空腔内的灯丝；以及与灯丝接触的电控制元件，该电控制元件的作用在于将含汞的材料的温度调节或保持在预定的温度。该结构使得本发明的紫外射灯可以以最佳效率工作而无需额外的组件以向含汞材料提供热量或除去热量。
Description
技术领域
一方面，本发明涉及一种紫外射灯。另一方面，本发明涉及一种包含该紫外射灯的放射源模组。再一方面，本发明涉及一种包含该紫外射灯的液体处理系统。
背景技术
液体处理系统在该领域内被人们所熟知。
例如，美国专利4,482,809、4,872,980、5,006,244、5,418,370、5,539,210以及Re：36,896(都是以Maarschalkerweerd的名义，并且都转让给本发明的代理人)都描述了采用了紫外(UV)照射的重力反馈液体处理系统。
通常，以前这样的液体处理系统采用一个紫外射灯发射特定波长或波长范围(一般在185～400nm之间)的射线以实现对于待处理液体的杀菌或其他处理。已知的很多传统紫外射灯为“低压”汞灯。
近年来，低压汞灯的工艺技术随着所谓的低压高输出(LPHO)以及汞齐UV射灯的发展而得到了发展。这些灯被广泛用于UV照射的水处理系统，尤其被用于城市饮用水及废水的处理。这里提及的“低压”UV射灯指的是包括传统UV射灯、LPHO UV射灯以及汞齐UV射灯。
在使用时，在该灯中通常必需具有“冷却部分”作为灯的汞池，因此可以保持适当的汞蒸气压从而有效地发射紫外线。汞池可以是液态汞，也可以是汞和其他材料例如铟的汞齐。如果“冷却部分”的温度不在一个较窄的温度范围内，则低压汞灯中的汞蒸气压不适用于有效地产生UV射线。更具体的说，“冷却部分”的温度过高或过低会造成发射UV射线的效率损失。这会导致对待处理液体的处理不充分，尤其由于液体温度会变化，并且功率水平和导致灯的温度也会发生变化。
当该汞灯被用于液体处理系统例如上述Maarschalkerweerd专利中所述并例举的一个特定的系统时，该必需的“冷却部分”是通过与待处理的水进行热交换实现的。
使用被动的方法保持必需的“冷却部分”，这是在本技术领域内所公知的。例如，美国专 利6,217,834[Hosein等人]提出了一种在紫外线灯外部安置一种吸热部件作为被动方法从而在灯中形成“冷却部分”，使得紫外线有效地发射。在使用时，该吸热部件在该紫外射灯中被用作在灯外表面的“散热装置”。这样，在使用中，吸热部件从灯与其接触的区域除去热量。结果是在与该区域对应的灯的内表面(也就是包含汞蒸气的地方)形成了“冷却部分”。汞蒸气在“冷却部分”冷凝从而使紫外线从灯中有效地发射出来。
还已知使用通过热传导至低温环境或结构被动控制的汞池(汞齐)，并且使该热连接随着例如双金属部件的温度而变化，参见例如美国专利3,309,565。还参见例如国际专利申请号WO 96/31902，提出了通过双金属开关从汞齐部件上可变地将热量导出，从而控制汞齐温度。
还已知使用外部调节加热器以控制过冷的汞池温度，也就是Hosein等人研究的相反的情况。该方法需要使用：(i)由加热器到电源的电力连接，以及(ii)由加热器到电力调节装置的传感器信号。
已知使电流通过灯丝以使灯丝保持在适用于电子发射的温度。
以前的工艺将汞齐置于灯丝附近以利用由灯丝工作自然产生的热量，并且如上所述，以前的工艺涉及使用外部加热器以提高汞齐温度。
待审的美国专利申请S.N.60/682,809[Fraser等人]提出了一种紫外射灯，其中加热单元位于包含含汞材料的空腔的外部。该加热单元被置于与包含含汞材料的空腔的第一部分相接触。加热单元具有可调节的热输出。
这些先前的工艺方法需要使用额外的部件以提供热量或从灯上除去热量，以控制汞齐的温度。
在先前的工艺中已知控制灯丝温度在较低的灯输入能量设置可以提高灯丝的寿命。还已知通过使用加热或制冷部件控制汞齐或汞池温度，从而可以通过控制汞蒸气压提高灯的效率。
还已知使用贴合或接近灯丝的汞齐，从而使汞齐被电弧或灯丝的温度所加热。该方法的缺点在于汞齐的温度不是与灯电弧电流无关。当电弧功率下降时汞齐温度会下降，并且灯的效率也相应地下降。
紫外射灯是热装置，在更高的功率水平下工作以提供更大的紫外线输出，因此需要控制热条件的升高，从而优化灯的效率。例如，当“冷却部分”在65～100℃的范围内时一些汞齐灯可以产生最佳的UV输出。
因此，现在需要一种射灯工艺，尤其是紫外射灯，结合了其中汞齐点或汞池的有效温度控制，但不需要存在额外的部件向灯提供热量或由灯除去热量以控制汞齐的温度。理想情况下，该射灯可以在或接近最适宜的汞压下工作，因此有最佳的效率，与待处理的液体温度、 射灯光源的功率设置和/或外部保护筒(如果存在的话)的直径无关。
发明内容
本发明的一个目的在于避免或减轻以前工艺的上述缺点中的至少一个。
因此，在一个方面，本发明提供了一种紫外射灯，包含：
一个基本上密封的空腔，其包含含汞的材料；
位于密封空腔内的灯丝；以及
与灯丝接触(也就是说电接触)的电控制元件，该电控制元件的作用在于将含汞的材料的温度调节或保持在预定的温度。
在另一方面，本发明提供了一种紫外射灯，包含：
一个基本上密封的空腔，其包含具有预定最佳温度范围的含汞材料，在该温度范围内含汞材料处在蒸发状态；
位于密封空腔内的灯丝；以及
与灯丝接触(也就是说电接触)的电控制元件，该电控制元件的作用在于将含汞的材料的温度基本保持在预定的最佳温度范围内。
在另一方面，本发明提供了一种紫外射灯，包含：
一个基本上密封的细长的空腔，其包含第一灯丝和第二灯丝，位于其中接近其相对的两端；
位于空腔中的汞池；
位于汞池中的含汞材料，该含汞的材料具有预定的最佳温度范围，在该温度范围内含汞材料处在蒸发状态；以及
与灯丝接触(也就是说电接触)的电控制元件，该电控制元件的作用在于将含汞的材料的温度基本上保持在预定的最佳温度范围内。
在另一方面，本发明提供了一种紫外射灯，包含：
一个基本上密封的空腔，其包含含汞的材料；
位于密封空腔内的灯丝；
一个探测器，用于在灯工作时测定来自密封的空腔的紫外线(例如UV-C)；以及
与探测器和灯丝接触的电控制元件，该电控制元件的作用在于将含汞的材料的温度调节或保持在预定的温度。
在另一方面，本发明涉及一种放射源组件，包含该紫外射灯。
在另一方面，本发明涉及一种放射源模组，包含该紫外射灯。
在另一方面，本发明涉及一种液体处理系统，包含该紫外射灯。
附图说明
图1所示为闭环温度控制的第一个实施方式的一个非限制的实施例，其中加热水平是基于目标汞齐温度的反馈。
图2所示为闭环温度控制的第二个实施方式的一个非限制的实施例，其中加热水平是基于灯的UV-C输出的反馈。
图3所示为开环温度控制的实施方式的一个非限制的实施例，其中加热水平仅基于工作条件(没有上文中的用于控制加热水平而进行的汞齐温度测定或灯的UV-C输出测定)。
图4所示为间接反馈控制的实施方式的一个非限制的实施例，其中加热水平是基于与目标温度相关的温度。
具体实施方式
因此，本发明者发现了一种不同的方法以调节紫外射灯中含汞的材料的温度控制，即通过控制施加在灯丝上的电流从而向含汞的材料供热。这样使本发明的紫外射灯以最佳的效率工作而无需使用额外的部件向含汞的材料加热或除去热量。
因此，本发明涉及通过调节流过灯丝的加热电流以控制汞齐/汞的温度。汞齐温度应该保持在预定的范围内，该范围部分依赖于汞池的属性。纯汞具有相对较窄的适用的温度范围，而一些多组分的汞齐具有相对较宽的范围。减少温度测定的次数/灯(可以等于零)通常能够降低成本，缺点是精度稍低。在很多情况下，这是可以接受的，如果适用的温度范围相对较大或功率水平和环境条件的工作范围相对较小。
有三个用于通过调节流过灯丝的加热电流以控制汞齐/汞的温度的一般的实施方式。
闭环温度控制。在本实施方式中，目标材料(灯中的汞齐)的温度被直接测定，并且施加的热量以成比例的方式进行调节，或使用“脉冲宽度调节”的形式，其中以单一的水平施加热量，并且开/关时段依赖于目标的热量损失。而该方法通常是最精确的控制目标温度的方法，同时也相对较贵，取决于测定目标温度的简易程度和费用。这可以应用于对于每个灯分别进行温度测定和控制，或对于整个系统的单一的温度测定，而所有灯的热条件都基于该单一的测定进行调节。
在该闭环温度控制实施方式中，优选使用在汞齐上的温度传感器和/或灯的实际UV输出测定作为反馈以控制施加于灯丝的电功率。对于灯汞齐温度的实时测定，需要的汞齐的温度范围可以在实验室中在各种可能的工作条件下进行测定。如果实际灯的输出无论与汞齐温度一起使用或与之分开，灯的输出值和灯丝的热输出值会高频振动，从而对于任何设定的条件，即功率设定、水温度、灯的寿命等都能实现最大效率。
闭环温度控制实施方式优选为下列情况：
·灯的效率是第一驱动，并且在这方面开环或半开环(如下所述)不是最优化的。
·灯的操作费用的下降超过了投资费用。
·如果指定的或允许的汞齐的温度范围较小。这里，包含汞齐温度和/或实际UV-C输出会提高灯的效率。
图1所示为闭环温度控制的第一个实施方式的一个非限制的实施例，其中加热水平是基于目标汞齐温度的反馈。
图2所示为闭环温度控制的第二个实施方式的一个非限制的实施例，其中加热水平是基于灯的UV-C输出的反馈。
开环温度控制。在该实施方式中，在工作时无需测定目标温度。作为代替，目标温度在较宽的流量、水温以及功率水平或任何其他在安装时会发生改变的变量的条件范围内被事先测定，同时固定其他参数例如灯的尺寸、结构材料等。由该实验的数据库，可以确定对于给定条件所需要的热量，并且该信息可以被用于形成热控制算法，基于已知的参数(例如水温、灯的功率水平)而不是目标温度来调节热量。
开环温度控制实施方式优选包含测定和/或修改固定的灯和灯组件参数，从而实现灯工作中的最佳汞齐温度。
参数可以在实验室环境下设定并且调节以实现汞齐温度目标。对于生产线的一些参数可以被固定，并且一些参数可以在灯工作中或从场所的变化中改变。
固定参数的非限制性例子包括：套筒直径、最大灯功率、灯的功率范围、灯的取向、灯的直径、灯的内部设计、灯的基础设计、灯丝的尺寸、灯丝的组成、灯丝的构形、灯在套筒中的取向以及汞齐的热剖面。
可变参数的非限制性例子包括：水温、在灯的使用周期中发生的电极改变，即发射体的糊状物溅射等。
在实验室中测定的值(例如水温)被加入一种算法，然后下载入控制灯丝热功率的集成 电路(例如芯片)。在各种功率设置下，集成电路(例如芯片)可以计算出需要的灯丝功率然后向灯输出。
根据汞齐的种类和质量，这种控制方法可以非常高效，并且同时相对较便宜，一旦初始实验室的工作完成。
开环温度控制实施方式优选为下列情况：
·成本是重要驱动。
·设定套筒直径度。
·设定灯组件的几何结构。
·设定灯的最大功率和功率范围。
·设定灯的取向。
·设定待处理液体的温度范围。
·已知灯的使用期输出退化和组分退化。
·指定的或实用的汞齐温度范围相对较大。
图3所示为开环温度控制的实施方式的一个非限制的实施例，其中加热水平仅基于工作条件(没有上文中的用于控制加热水平而进行的汞齐温度测定或灯的UV-C输出测定)。
间接反馈控制。在该实施方式中，测定了与含有汞的材料的目标温度相关的参数，并且基于为了保持目标温度固定的算法调节热量。这可以通过测定灯丝温度(通过其电阻或电压)来实现，并且基于汞齐温度和灯丝温度之间的关系。
图4所示为间接反馈控制的实施方式的一个非限制的实施例，其中加热水平是基于与目标温度相关的温度。
本发明导致有很多优点，包括以下一种或多种：
·本发明的紫外射灯使得汞压在较大范围的功率水平和液体(例如水)温度下得到优化；
·本发明的紫外射灯消除了对于额外的用于控制汞温度和压力的加热或冷却电路的需求；
·本发明的紫外射灯使得灯的输出和效率在相对较低的灯的功率设置下迅速增大；
·本发明的紫外射灯充分降低了待处理液体的温度对汞齐温度以及进一步对灯的输出和效率的影响；
·本发明的紫外射灯充分降低了UV消毒系统的操作费用，其在大部分的使用期处在降低的功率设置下工作；以及
·本发明的紫外射灯降低了汞齐温度控制的费用，实际上，这是由于灯丝变得更热，并且无需外部加热器或制冷器之故。
本发明同时实现了这些目的，而无需额外的加热或制冷部件以及相关的费用、复杂性和可靠性的问题。本发明以独特的方式使用了灯丝加热，并且灯丝加热可以用于与灯丝寿命提高的需要无关的的汞齐温度控制，即灯丝加热不仅仅是被用于提高灯丝寿命，仅用于汞齐的热控制。当然，在很多情况下，将灯丝加热同时用于两种目的会更有益。
本发明还使汞齐接近灯丝(即在灯的电弧长度以内或以外)的汞基低压灯能够在非常低的功率水平下以最佳或接近最佳的效率工作。当汞齐在灯丝后面(或非常接近)并且在较低的灯的功率下时，一旦汞齐过冷，灯会典型地熄灭。相反，本发明的紫外射灯能够继续工作，这是本发明的一个重要优点。
在本发明的优选实施方式中，灯的汞齐或含汞的材料位于灯丝附近。供电包含了设计用于向灯丝提供电流以调节其温度的电路。此外，具有一个温度敏感元件例如热电偶、RTD(耐热装置)、热开关等(对于本领域内的熟练人员来说还有很多其他的例子)，从而具有了对于汞齐温度的响应。根据温度敏感元件的变化调节通过灯丝的电流，从而由灯丝产生的热量使汞齐在最佳的温度，即汞齐的温度被保持在使之实现灯的最佳工作效率。在本领域内已知汞齐(或含汞的材料)在该温度下被蒸发，从而造成电激发，然后产生紫外线。
这样，本发明消除了对于独立的加热元件或受控的冷却元件的需求，并且能够与电弧电流无关地使汞齐温度优化。
对于用于汞齐温度控制而使用的灯丝加热，电流可以仅为了汞齐温度控制而被优化，或可以同时为了灯丝寿命和汞齐温度控制而被优化。
在普通的低压紫外射灯的工作中，可以用电弧电流测定灯丝温度，该电弧电流，通过阴极压降用电阻加热，，以及由附近的电弧的热量来加热灯丝。在本发明的一个实施方式中，如果该加热被用于汞齐温度控制，则该普通加热方法可以被优化为只有一个功率设定。在该实施方式中，如果功率下降，灯丝温度下降，同时输入灯丝的热能也直接减少。
较低的灯丝温度可以造成缩短灯的寿命，这是由于冷灯丝在点火或工作时容易产生飞溅。在传统灯丝加热中，一股独立于电弧电流的电流被送至灯丝(灯的各个灯丝的各个端点具有两个连接，因此形成了穿过灯丝卷的电路)，以提高灯丝的温度，从而使得其易于点火或延长灯的寿命。根据本发明，对于用于汞齐温度控制而使用的灯丝加热，电流可以仅为了汞齐温度控制而被优化，或可以同时为了灯丝寿命和汞齐温度控制而被优化。
在本发明的一个实施方式中，可以以独立于灯的电路的电路使电流通过灯的灯丝。该电 流可以根据灯的功率设定而被设为多种预定的值，从而确保最佳汞齐温度。
在另一个实施方式中，可以使汞齐位于确保其所需热能的大部分来自于从灯丝中散射的热量，以实现最佳工作条件。
本发明已经参考例举的实施方式和实施例进行了描述，但该描述并不是以限定的形式进行解释。因此，例举的实施方式的各种修改以及本发明的其他实施方式，参考该描述，对于熟练于本领域的人员来说是非常清楚的。因此附加的权利要求书将包括各种修改或实施方式。
例如，可以将上述闭环温度控制实施方式修改为利用半闭环控制。这与上述闭环实施方式相类似，然而仅每个系统或每个组合的一个灯会具有反馈系统。其它的灯会接收有关基于单个闭环灯所需要的灯丝热能的输入。该系统通常可适用于上述对于闭环的情况。
此外，在闭环温度控制实施方式中可以使用基础控制算法，从而接近灯的工作。即使在汞齐上的温度测定装置和/或灯上的UV输出测定装置失效，该方法也确保了灯的工作。
此外，可以将上述开环温度控制实施方式修改为利用半开环控制。这与上述开环控制方法相类似，然而在该修改中，水温的变化没有被平均。在该控制方法中可以有两个选项：(i)将水的温度(或这里所述的另一个变量)手工输入灯的控制界面(在灯被使用时或在放射源模组和/或放射处理系统的制造时)，并且由那里进入控制算法，或(ii)在流动路径中的一个位置测定水的温度，并且将该数值输入控制算法。该实施方式可以比基础开环设计更精确地测定适用的灯丝功率设置，并且不会向系统中加入很多复杂性(用于现场水温的输入屏幕或用于整个系统的温度传感器和输入)。该修改尤其优选于下列情况：
·成本是重要驱动因素。
·设定套筒直径。
·设定灯组件的几何结构。
·设定灯的最大功率和功率范围。
·设定灯的取向。
·设定待处理液体的温度范围。
·已知灯的使用期输出退化和组分退化。
·如果指定的或允许的汞齐的温度范围较小。这里，包含汞齐温度和/或实际灯UV-C输出会提高灯的效率。
对于本领域的熟练人员，可以想象一个实施方式，其中用户输入灯的取向或其他通常被固定的参数例如套筒的直径(例如，一个用于废水并且一个用于饮用水)。这样，该半开环实施方式可以适用于利用手工输入任何参数。
此外，本发明的上述很多实施方式涉及了热感应器、集成电路、射线检测器等的使用，以帮助本发明的紫外射灯的电控制部件的工作。对于本领域的熟练人员，在一些情况下，优选将单独的热感应器、集成电路、射线检测器等与多个紫外灯组合使用(例如在放射源模组或液体处理系统中)。这样，可以使放射源模组包含多个紫外射灯位于其中。各个灯都包含基本上密封的含有含汞的材料的空腔；位于密封的空腔中的灯丝；以及上述电控制元件。该模组进一步包含单独的热感应器、集成电路、射线检测器等，适当与电控制元件相连。紫外射灯进一步包含位于所述空腔一端的电连接单元以及包含至少一个与所述灯丝保持电连接的电连接器，其中，所述电连接单元包含位于射灯一端的第一连接单元和与第一连接单元以可拆卸的方式相啮合的第二连接单元，所述电控制元件是位于第一连接单元里或者位于第二连接单元里，所述第一连接单元和第二连接单元以基本上互补的方式相配合，所述第二连接单元包含接收器部分，当第一连接单元与第二连接单元相啮合时用以接收所述至少一个电连接器。
该合理化的方法也可以用于电控制部件，即单独的电控制部件被用于控制多个位于其中的紫外射灯。各个灯都包含基本上密封的含有含汞的材料的空腔以及位于密封的空腔中的灯丝。在该实施方式中，可以使用一个或多个热感应器、集成电路、射线检测器等。
这里提及的所有的说明书、专利以及专利申请书，其中全部内容都引入本文以作参考，各个独立的说明书、专利以及专利申请书被特定地和独立地指出，并将其中全部内容都引入本文以作参考。
Claims (65)
1.一种紫外射灯，包括：
包含含汞材料的一个密封的空腔；
位于所述密封空腔内的灯丝；以及
与所述灯丝接触的电控制元件，所述电控制元件配置成控制施加在所述灯丝上的电流从而仅将含汞材料的温度调节到或保持在预定温度。
2.如权利要求1所述的紫外射灯，其特征在于，进一步包含用于检测含汞材料的温度变化并作出响应的热感应器。
3.如权利要求2所述的紫外射灯，其特征在于，所述电控制元件与所述灯丝及热感应器保持电连接，所述电控制元件用于在温度与指定温度不同时，对来自热感应器的信号作出响应，改变灯丝温度。
4.如权利要求2～3中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述热感应器包含热电偶。
5.如权利要求2～3中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述热感应器包含热开关或者RTD。
6.如权利要求2～3中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述热感应器的一部分是位于所述空腔中。
7.如权利要求2～3中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述热感应器是位于围绕至少一部分所述空腔的环状元件中。
8.如权利要求2～3中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述含汞材料位于空腔的第一部分中。
9.如权利要求8所述的紫外射灯，其特征在于，所述空腔的第一部分位于灯丝附近。
10.如权利要求8所述的紫外射灯，其特征在于，所述空腔的第一部分与灯丝相邻。
11.如权利要求1所述的紫外射灯，其特征在于，所述预定温度是结合与灯的使用环境相关的至少一个参数经实验确定的。
12.如权利要求11所述的紫外射灯，其特征在于，所述至少一个参数包括至少两个或更多个与灯的使用环境相关的参数。
13.如权利要求11～12中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述至少一个参数是固定参数。
14.如权利要求13所述的紫外射灯，其特征在于，所述固定参数选自套筒直径、灯的最大功率、灯的功率范围、灯的取向、灯的直径、灯的内部设计、灯的基础设计、灯丝的尺寸、灯丝的组成、灯丝的构形以及套筒中灯的取向。
15.如权利要求11～12中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述至少一个参数是可变参数。
16.如权利要求15所述的紫外射灯，其特征在于，所述可变参数选自灯的功率、水温以及在灯的使用期中发生的电极改变。
17.如权利要求11、12、14、16中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，进一步包含用至少一个参数编码的集成电路。
18.一种紫外射灯，包含：
密封的空腔，其包含具有预定最佳温度范围的含汞材料，在该温度范围下所述含汞材料处在蒸发状态；
位于密封空腔内的灯丝；以及
与灯丝接触的电控制元件，所述电控制元件配置为控制施加在所述灯丝上的电流从而仅使得含汞材料的温度保持在所述预定最佳温度范围内。
19.如权利要求18所述的紫外射灯，其特征在于，进一步包含用于检测含汞材料的温度变化并作出响应的热感应器。
20.如权利要求19所述的紫外射灯，其特征在于，所述电控制元件与所述灯丝及热感应器保持电接触，所述电控制元件用于对来自热感应器的信号作出响应，改变灯丝温度，从而仅使含汞的材料的温度保持在所述预定最佳温度范围内。
21.如权利要求19～20中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述热感应器包含热电偶。
22.如权利要求19～20中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述热感应器包含热开关或者RTD。
23.如权利要求19～20中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述热感应器的一部分是位于所述空腔中。
24.如权利要求19～20中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述热感应器是位于围绕至少一部分所述空腔的环状元件中。
25.如权利要求19～20中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述含汞材料是位于所述空腔的第一部分中。
26.如权利要求25所述的紫外射灯，其特征在于，所述空腔的第一部分位于灯丝附近。
27.如权利要求25所述的紫外射灯，其特征在于，所述空腔的第一部分与灯丝相邻。
28.如权利要求18所述的紫外射灯，其特征在于，所述预定最佳温度范围是结合与灯使用环境相关的至少一个参数经实验确定的。
29.如权利要求28所述的一种紫外射灯，其特征在于，所述至少一个参数包括与灯使用环境相关的两个或更多个参数。
30.如权利要求28～29中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述至少一个参数是固定参数。
31.如权利要求30所述的紫外射灯，其特征在于，所述固定参数选自套筒直径、灯的最大功率、灯的功率范围、灯的取向、灯的直径、灯的内部设计、灯的基础设计、灯丝的尺寸、灯丝的组成、灯丝的构形以及套筒中灯的取向。
32.如权利要求28～29中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述至少一个参数是可变参数。
33.如权利要求32所述的紫外射灯，其特征在于，所述可变参数选自灯的功率、水温以及在灯的使用期中发生的电极改变。
34.如权利要求28～29中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，进一步包含了用至少一个参数编码的集成电路。
35.一种紫外射灯，包含：
密封的细长的空腔，在所述空腔内相对的两端上包含第一灯丝和第二灯丝；
位于所述空腔中的汞池；
位于所述汞池中的含汞的材料，所述含汞的材料具有预定最佳温度范围，在该温度范围内含汞材料处在蒸发状态；以及
与所述灯丝接触的电控制元件，所述电控制元件配置为控制施加在所述灯丝上的电流从而仅使得含汞的材料的温度保持在预定最佳温度范围内。
36.如权利要求35所述的紫外射灯，其特征在于，进一步包含用于检测含汞材料的温度变化并作出响应的热感应器。
37.如权利要求36所述的紫外射灯，其特征在于，所述电控制元件与所述灯丝及热感应器保持电接触，所述电控制元件用于接收来自热感应器的信号并对此作出响应，改变灯丝温度，从而仅使含汞的材料的温度保持在预定最佳温度范围内。
38.如权利要求36～37中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述热感应器包含热电偶。
39.如权利要求36～37中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述热感应器包含热开关或者RTD。
40.如权利要求36～37中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述热感应器的一部分是位于所述空腔中。
41.如权利要求36～37中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述热感应器是位于围绕至少一部分所述空腔的环状元件中。
42.如权利要求36～37中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述汞池位于第一灯丝附近。
43.如权利要求36～37中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述汞池与第一灯丝相邻。
44.如权利要求35所述的紫外射灯，其特征在于，所述预定最佳温度范围是结合与灯使用的环境相关的至少一个参数经实验确定的。
45.如权利要求44所述的紫外射灯，其特征在于，所述至少一个参数包括与灯使用的环境相关的两个或更多个参数。
46.如权利要求44～45中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述至少一个参数是固定参数。
47.如权利要求46所述的紫外射灯，其特征在于，所述固定参数选自套筒直径、灯的最大功率、灯的功率范围、灯的取向、灯的直径、灯的内部设计、灯的基础设计、灯丝的尺寸、灯丝的组成、灯丝的构形以及套筒中灯的取向。
48.如权利要求44～45中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述至少一个参数是可变参数。
49.如权利要求48所述的紫外射灯，其特征在于，所述可变参数选自灯的功率、水温、灯的取向、套筒直径、以及在灯的使用期中发生的电极改变。
50.如权利要求44～45中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，进一步包含了用至少一个参数编码的集成电路。
51.一种紫外射灯，包含：
包含含汞材料的密封的空腔；
位于所述密封空腔内的灯丝；
探测器，用于在灯工作时测定来自密封的空腔的紫外线；以及
与所述探测器和灯丝接触的电控制元件，所述电控制元件配置为控制施加在所述灯丝上的电流从而仅将含汞材料的温度调节或保持在预定温度。
52.如权利要求51所述的紫外射灯，其特征在于，所述探测器的至少一部分位于所述空腔中。
53.如权利要求51所述的紫外射灯，其特征在于，所述探测器位于所述空腔外。
54.如权利要求51～53中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述含汞材料是位于空腔的第一部分中。
55.如权利要求54所述的一种紫外射灯，其特征在于，所述空腔的第一部位于灯丝附近。
56.如权利要求54所述的一种紫外射灯，其特征在于，所述空腔的第一部分与灯丝相邻。
57.如权利要求51～53、55～56中任一项所述的紫外射灯，其特征在于，所述预定温度是在使灯在最佳工作状态的预定温度范围内。
58.一种放射源组件，包含如权利要求1～57中任一项所述的紫外射灯，及其可透过射线的保护套筒。
59.一种放射源模组，包含第一支撑元件以及至少一个如权利要求58所述的放射源组件，所述放射源组件在其第一端与所述第一支撑元件相连。
60.如权利要求59所述的放射源模组，其特征在于，包含多个如权利要求58所述的放射源组件，所述放射源组件在其第一端与所述第一支撑元件相连。
61.如权利要求59～60中任一项所述的放射源模组，其特征在于，进一步包含第二支撑元件，其与至少一个放射源组件的第二端相连。
62.一种液体处理系统，包含如权利要求58所述的放射源组件。
63.一种液体处理系统，包含多个如权利要求58所述的放射源组件。
64.一种液体处理系统，包含如权利要求59～61中任一项所述的放射源模组。
65.一种液体处理系统，包含多个如权利要求59～61中任一项所述的放射源模组。
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| DE102010014040B4 (de) * | 2010-04-06 | 2012-04-12 | Heraeus Noblelight Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Amalgamlampe |
| DE102013105959B4 (de) * | 2013-06-07 | 2019-06-19 | Heraeus Noblelight Gmbh | Betriebsverfahren und Vorrichtung zur Bestrahlung eines Substrats |
| US9265174B2 (en) | 2013-10-24 | 2016-02-16 | Ultraviolet Devices, Inc. | Method and apparatus for optimizing germicidal lamp performance in a disinfection device |
| DE102016120672B4 (de) * | 2016-10-28 | 2018-07-19 | Heraeus Noblelight Gmbh | Lampensystem mit einer Gasentladungslampe und dafür angepasstes Betriebsverfahren |
| US11610770B1 (en) | 2021-10-13 | 2023-03-21 | Trojan Technologies Group Ulc | UV radiation source assembly |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4835442A (en) * | 1987-01-29 | 1989-05-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Lamp for generating ultraviolet radiation |
| US6316877B1 (en) * | 1997-12-29 | 2001-11-13 | Povl Kaas | Lamp device and a method of regulating the lamp intensity |
Family Cites Families (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3309565A (en) * | 1959-12-14 | 1967-03-14 | Mc Graw Edison Co | Light output of fluorescent lamps automatically held constant by means of peltier type coolers |
| US3591828A (en) * | 1968-08-12 | 1971-07-06 | New Nippon Electric Co | Discharge lamp device and its operating apparatus |
| US3859555A (en) * | 1974-04-08 | 1975-01-07 | Gte Sylvania Inc | Fluorescent lamp containing-amalgam-forming material |
| US4336223A (en) * | 1980-04-18 | 1982-06-22 | Leon Hillman | Ultraviolet method for disinfection and sterilization of fluids |
| CA1163086A (en) * | 1981-11-30 | 1984-03-06 | Jan Maarschalkerweerd | Ultraviolet fluid purifying device |
| US4665627A (en) * | 1985-11-01 | 1987-05-19 | Research, Incorporated | Dry film curing machine with ultraviolet lamp controls |
| US5006244A (en) * | 1988-09-13 | 1991-04-09 | Trojan Technologies, Inc. | Fluid purification device |
| US4872980A (en) * | 1988-09-13 | 1989-10-10 | Trojan Technologies, Inc. | Fluid purification device |
| US5230792A (en) * | 1990-01-24 | 1993-07-27 | Christian Sauska | Ultraviolet water purification system with variable intensity control |
| US5274305A (en) * | 1991-12-04 | 1993-12-28 | Gte Products Corporation | Low pressure mercury discharge lamp with thermostatic control of mercury vapor pressure |
| USRE36896E (en) * | 1993-03-05 | 2000-10-03 | Trojan Technologies Inc. | Fluid treatment system and process |
| US5418370A (en) * | 1993-03-05 | 1995-05-23 | Trojan Technologies, Inc. | Fluid treatment system and process |
| WO1996031902A1 (de) | 1995-04-05 | 1996-10-10 | Wedeco Umwelttechnologie Wasser-Boden-Luft Gmbh | Quecksilber-niederdruckentladungslampe |
| US5909085A (en) * | 1997-03-17 | 1999-06-01 | Korry Electronics Co. | Hybrid luminosity control system for a fluorescent lamp |
| US6217834B1 (en) * | 1999-04-19 | 2001-04-17 | Trojan Technologies Inc. | Ultraviolet radiation lamp and source module and treatment system containing same |
| US6451202B1 (en) * | 1999-06-21 | 2002-09-17 | Access Business Group International Llc | Point-of-use water treatment system |
| US6264836B1 (en) * | 1999-10-21 | 2001-07-24 | Robert M. Lantis | Method and apparatus for decontaminating fluids using ultraviolet radiation |
| US6583540B2 (en) * | 2001-02-14 | 2003-06-24 | Hashem Al-Refai | Incandescent multi-filament light bulb |
| DE10129755A1 (de) | 2001-06-20 | 2003-01-02 | Wilken Wilhelm | Betriebsgerät für Leuchtstoffröhren mit eingebauter Kühlstelle |
| DE10201617C5 (de) * | 2002-01-16 | 2010-07-08 | Wedeco Ag Water Technology | Amalgamdotierter Quecksilberniederdruck-UV-Strahler |
| US20050069463A1 (en) * | 2002-05-07 | 2005-03-31 | Kurtz Mark E. | Fluid disinfection apparatus |
| US7419642B2 (en) * | 2002-05-07 | 2008-09-02 | Ultravation, Inc. | Fluid disinfection apparatus |
| US7009829B2 (en) * | 2002-11-26 | 2006-03-07 | Honeywell International Inc. | System, apparatus, and method for controlling lamp operation when subject to thermal cycling |
| US7095167B2 (en) * | 2003-04-03 | 2006-08-22 | Light Sources, Inc. | Germicidal low pressure mercury vapor discharge lamp with amalgam location permitting high output |
| EP1649489A2 (en) | 2003-06-26 | 2006-04-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Low-pressure mercury vapor discharge lamp |
| US20060175975A1 (en) | 2003-07-28 | 2006-08-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Fluorescent lamp with auxiliary discharge and method for manufacturing the same |
| US20050103717A1 (en) * | 2003-11-13 | 2005-05-19 | United States Filter Corporation | Water treatment system and method |
| US6924495B1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-08-02 | James Lawrence Brickley | Heat controlled ultraviolet light apparatus and methods of sanitizing objects using said apparatus |
| EP1894228B1 (en) | 2005-05-20 | 2018-10-10 | Trojan Technologies Inc. | Ultraviolet radiation lamp and source module and treatment system containing same |
-
2006
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4835442A (en) * | 1987-01-29 | 1989-05-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Lamp for generating ultraviolet radiation |
| US6316877B1 (en) * | 1997-12-29 | 2001-11-13 | Povl Kaas | Lamp device and a method of regulating the lamp intensity |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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