CN101980354A - 一种陶瓷无极灯电弧管 - Google Patents

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谢灿生
高鞠
陆镇洲
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CHAOZHOU CHENGE ELECTRIC LIGHT SOURCE Co Ltd
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Abstract

本发明属于无极等离子体光源领域，尤其涉及一种陶瓷无极灯电弧管，包括发光腔体及设于其一端或两端的连接管，发光腔体由透明或透光陶瓷材料制得，其内填充有发光气体和启动气体，连接管内通过一陶瓷塞杆封住，该连接管末端设有焊接槽，焊接槽通过填充焊料实现连接管的气密密封，连接管直径与发光腔体最大直径之比范围在50%-100%之间。本发明具有发光效率高、寿命更长等优点。

Description

一种陶瓷无极灯电弧管
技术领域
本发明属于无极等离子体光源领域，尤其涉及一种陶瓷无极灯电弧管。
背景技术
等离子光源是利用等离子体中的受激发原子或分子的辐射提供流明的。其中，电场用来产生和维护原子或分子的激发态，而激发的原分子以不同的几率和速率跃迁回到低能级态，其亏损的能量转变成光子，进而完成电能到光能或流明的转化。而一般的等离子光源，如荧光灯，石英金卤灯，陶瓷金卤灯等，利用电极将电磁场传递到等离子腔体（电弧管）内。电极既是等离子体的两个终端，又为等离子体提供电子，所以它除了受到欧姆加热而且要受到离子和电子轰击，导致电极材料的损失。电极的破坏是等离子体光源的主要损坏模式之一，而且游离的电极材料，如钨，沉积在电弧管上阻挡了光线的输出，因而导致光衰。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种发光效率高、寿命更长的陶瓷无极灯电弧管。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种陶瓷无极灯电弧管，其包括发光腔体及设于其一端或两端的连接管，发光腔体由透明或透光陶瓷材料制得，其内填充有发光气体和启动气体，连接管内通过一陶瓷塞杆封住，该连接管末端设有焊接槽，焊接槽通过填充焊料实现连接管的气密密封，连接管直径与发光腔体最大直径之比范围在50%-100%之间。
本方案中，由于不会产生电极损坏，灯具有更长寿命，另外没有电极材料污染电弧管，能有效减少光源光衰；由于不用电极定义电场，等离子体不再终结在电极端面上，等离子体更均匀地充满整个发光腔体，更充分地利用所有发光物质，因而有更高光效，同时也不用担心发光物质与电极反应，因而有更多发光物质选择。
同时，连接管比现有技术的毛细管粗，它的目的除了与陶瓷塞杆封接之外，也提供了可以安装在微波谐振腔里面的机械部件。
该发光腔体呈圆柱状结构，且圆柱状端面为平面或弧形面。圆柱状是为了更好地与微波电场分布匹配。
进一步地，该陶瓷塞杆靠近发光腔体的一端与连接管的末端平齐。
该陶瓷塞杆的外径与连接管的内径相当。
该连接管由陶瓷材料制得，该陶瓷塞杆与连接管的膨胀系数一致。
该陶瓷塞杆与连接管由同一种陶瓷材料构成，为透光陶瓷材料，如氧化铝等。
进一步地，该焊接槽内径大于连接管内径，本方案中，连接管端面的焊接槽内径比连接管内径大，方便填充焊料和完成封接。
为了精确定位陶瓷塞杆的位置，该陶瓷塞杆顶端设有与焊接槽固定配合的定位结构，且焊料填充在该定位结构上。或者，该发光腔体与连接管的连接处设有定位结构，其用于安装定位陶瓷塞杆。
为了提高电弧管的出光效率，该陶瓷塞杆的末端设有反光面。
该发光腔体半面上镀有陶瓷或玻璃陶瓷反光材料。所述发光腔体纵向半面或横向半面涂上耐高温反光陶瓷材料，并且烧结在发光腔体外壁，形成定向发光等离子体光源。反光材料烧结温度可以在800到1100℃，低于陶瓷管材料软化点温度，反光率大于90%。
附图说明
图1 为本发明陶瓷无极灯电弧管实施例1的结构示意图；
图2 为本发明实施例2的结构示意图；
图3、图4为本发明实施例3的结构示意图；
图5、图6为本发明实施例4的结构示意图；
图7、图8为本发明实施例5的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明进行详细的描述。
实施例1
如图1所示，本发明公开了一种陶瓷无极灯电弧管，其包括发光腔体1及设于其一端的连接管2，发光腔体1由透明或透光陶瓷材料制得，其内填充有发光气体和启动气体，连接管2内通过一陶瓷塞杆3封住，该连接管2末端设有焊接槽4，焊接槽4通过填充焊料实现连接管2的气密密封，连接管2直径与发光腔体1最大直径之比范围在50%-100%之间。为了方便填充焊料，将焊接槽4内径设计得比连接管2的内径大。
其中，该发光气体与启动气体为氩气，氪气，氙气等，发光物质包括铟，钠，铯，镓，钙等熔点较低的卤化物。该发光腔体与连接管为一体成型结构。启动气体使用Kr85等具有放射性的气体，以降低启动电压，即微波启动电场强度。
为了更好地与微波电场分布匹配，该发光腔体1呈圆柱状结构，且圆柱状端面为平面结构。
该陶瓷塞杆3靠近发光腔体1的一端与连接管2的末端平齐；该陶瓷塞杆3的外径与连接管2的内径相当。
该连接管2由陶瓷材料制得，该陶瓷塞杆3与连接管2的膨胀系数一致，能有效避免由于连接管2与陶瓷塞杆3的膨胀系数不一致，而导致的连接管2破裂或存在间隙。较小的间隙有效地防止了发光物质进入间隙而带来的发光物质的流失和由此引起的光效减低和光的颜色的变化。
具体地，该陶瓷塞杆3与连接管2由同一种陶瓷材料构成，为氧化铝或者YAG材料。 
该陶瓷塞杆3末端设有与焊接槽4固定配合的定位结构5，且焊料填充在该定位结构5上。通过该定位结构5能方便地对陶瓷塞杆3进行定位。
为了提高电弧管的出光效率，该陶瓷塞杆3的末端设有反光面。
该发光腔体1半面上镀有陶瓷或玻璃陶瓷反光材料。所述发光腔体1纵向半面或横向半面涂上耐高温反光陶瓷材料，并且烧结在发光腔体外壁，形成定向发光等离子体光源。反光材料烧结温度可以在800到1100℃，低于陶瓷管材料软化点温度，反光率大于90%。
无极灯的电源一般是高频发射器经过放大，通过波导管或同轴电缆将能量输入谐振腔。而陶瓷无极灯电弧管置入谐振腔电场最强区域，利用其电场激发原子分子而发光。本发明以陶瓷材料做为电弧管，可以普适使用于各种高频或微波电源和谐振腔，其优点比起石英电弧管无极灯有以下优点：
1.陶瓷比石英更耐高温，有利于提高等离子体气压，提高光效；
2.陶瓷比石英更耐高气压，可以在更高气压下工作，提高光效；
3.由于陶瓷比石英更导热，陶瓷表面温度更均匀，有效消除冷点，提高光效和颜色一致性；
4.由于陶瓷比石英高频电磁波损耗更小，降低电磁场损耗，提高电光转换效率，或流明每瓦数。
实施例2
如图2所示，本实施例的结构与实施例1近似，其区别在于，该发光腔体1的两端均设有连接管2。
实施例3
如图3及图4所示，本实施例的结构与实施例1近似，其区别在于，该连接管2的直径与发光腔体1的直径接近或相同，该发光腔体1与连接管2的连接处设有定位结构6，其用于安装定位陶瓷塞杆3，且焊接槽4的内径与连接管2的内径一致，因为连接管2内径较大，可不必扩大焊接槽4尺寸，即可方便实现焊料的填充。
实施例4
如图5及图6所示，本实施例的结构与实施例1近似，其区别在于，该连接管2的直径与发光腔体1的直径接近或相同，该焊接槽4的内径与连接管2的内径稍大，陶瓷塞杆3末端可设定位片等与焊接槽4配合定位。
 实施例5
如图7及图8所示，本实施例的结构与实施例1近似，其中，该发光腔体1也呈圆柱状结构，其区别在于，该圆柱状结构端面呈弧形面结构。

Claims (10)

1.一种陶瓷无极灯电弧管，其特征在于，包括发光腔体及设于其一端或两端的连接管，发光腔体由透光陶瓷材料制得，其内填充有发光气体和启动气体，连接管内通过一陶瓷塞杆封住，该连接管末端设有焊接槽，焊接槽通过填充焊料实现连接管的气密密封，连接管直径与发光腔体最大直径之比范围在50%-100%之间。
2.根据权利要求1所述的陶瓷无极灯电弧管，其特征在于，该发光腔体呈圆柱状结构，且圆柱状端面为平面或弧形面。
3.根据权利要求2所述的陶瓷无极灯电弧管，其特征在于，该陶瓷塞杆靠近发光腔体的一端与连接管的末端平齐。
4.根据权利要求1所述的陶瓷无极灯电弧管，其特征在于，该陶瓷塞杆的外径与连接管的内径相当；该连接管由陶瓷材料制得，该陶瓷塞杆与连接管的膨胀系数一致。
5.根据权利要求4所述的陶瓷无极灯电弧管，其特征在于，该陶瓷塞杆与连接管由同一种陶瓷材料构成，且为透光陶瓷材料。
6.根据权利要求1所述的陶瓷无极灯电弧管，其特征在于，该焊接槽内径大于连接管内径。
7.根据权利要求6所述的陶瓷无极灯电弧管，其特征在于，该陶瓷塞杆末端设有与焊接槽固定配合的定位结构，且焊料填充在该定位结构上。
8.根据权利要求1所述的陶瓷无极灯电弧管，其特征在于，该发光腔体与连接管的连接处设有定位结构，其用于安装定位陶瓷塞杆。
9.根据权利要求1所述的陶瓷无极灯电弧管，其特征在于，该陶瓷塞杆的末端设有反光面；该发光腔体半面上镀有陶瓷或玻璃陶瓷反光材料。
10.根据权利要求1至9任一项所述的陶瓷无极灯电弧管，其特征在于，该发光腔体与连接管为一体成型结构。
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