CN103594321B - 一种微型紫外光电管及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型紫外光电管及其制作方法。该微型紫外光电管包括管壳和位于管壳内的管芯，其中，管壳底端设置有管脚和排气管，且由管壳、管脚和排气管封装成密封空间。所述密封空间内充有一定比例的氢气和氖气，排气管设置于管壳边缘。管芯由楔形电极和玻珠构成，楔形电极通过玻珠与管脚相连接，楔形电极间顶端的距离小于所述楔形电极间底端的距离，保证了楔形电极间产生的紫外线能均匀输出和楔形电极形状和间距，扩大了紫外线的输出面和提高紫外光电管的抗高温能力。本发明所述的制作方法，通过增加有氧烧结和排气工艺，能得制作得到的紫外光电管的工作更稳定，使用寿命更长，更提高了紫外光电管发出紫外线的效率。

Description

一种微型紫外光电管及其制作方法

技术领域

本发明属于光电管技术领域，具体公开了一种微型紫外光电管及其制作方法。

背景技术

目前近年来，工业窑炉的燃烧设备几乎都装备了自动控制系统，保证安全操作的安全燃烧装置也正日益成为不可缺少的部分。安全燃烧装置，它只会感知燃烧器火焰产生的紫外线，和自动火焰控制器配合使用，可以对各种工业窑炉实现火焰监测：熄火时自动点火，熄火关闭气源，报警等功能，使工业窑炉能在正常安全状态下使用。因此，安全燃烧装置是否能正常工作决定着工业窑炉的使用安全性，然而紫外光电管能模拟含碳化合物燃烧时产生的紫外线，是检查安全燃烧装置是否处于正常工作状态的关键元器件。

由于产品的体积决定着产品的实用程度，电子元器件体积小型化是一种发展趋势，体积越小对电路的影响就越小，越有利于电路的集成，可提高电路板的利用率。现有没有一种体积小，便于安装以及抗高温能力强的充气式紫外光电管。以及在高温环境工作时紫外光电管管内的零部件会释放出各种杂质气体，从而降低发生器的性能，因此对现有的充气式紫外光电管的制作工艺提出了更高的要求。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供微型紫外光电管及其制作方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种微型紫外光电管，包括管壳和位于管壳内的管芯，其中，管壳底端设置有管脚和排气管，且由管壳、管脚和排气管封装成密封空间，所述密封空间内充有氢气和氖气，排气管设置于管壳边缘；管芯由楔形电极和玻珠构成，楔形电极通过玻珠与管脚相连接，楔形电极间顶端的距离小于所述楔形电极间底端的距离。

优选地，楔形电极间顶端的距离为0.03mm～0.35mm。

优选地，管壳采用透紫玻璃或石英玻璃制成，楔形电极采用铁镍钴合金材料制成。

优选地，管脚设有两个，且呈平行态，并采用铁镍钴合金制作而成；排气管的形状为圆锥形，且位于两个管脚之间的中心线上。

优选地，所述密封空间内充入氢气和氮气的混合体积比为1：14。

为了实现上述目的，本发明又采用的技术方案为：

一种微型紫外光电管的制作方法，具体步骤如下：

S1、吹制管壳：在排气管连接用绝缘材料吹制的管壳；

S2、制作管芯：利用玻珠在温度为600℃～1000℃烧熔固定由能产生光电效应的材料压制而成的楔形电极制作管芯；

S3、烧熔固化：在有氧环境条件下将管壳、管芯和管脚烧熔并固化成一体；

S4、排气工艺：通过排气管充入氢气至氢气压强为5～50KPa，且在光电管楔形电极之间施加高压以除去管壳内零部件表面的杂质气体；

S5、封离：将排气管、管脚和管壳进行抽真空后充入氢气和氖气，并先进行密封，再将排气管、管脚和管壳从排气设备上拆卸分离。

优选地，步骤S2中所述能产生光电效应的材料的光谱范围为大于190nm。

进一步地，所述能产生光电效应的材料采用铁镍玻封合金，通过机械加工工艺将所述铁镍玻封合金制成楔形丝状电极。

优选地，步骤S4中所述工作电压高于所述特种气体的击穿电压。

优选地，步骤S4中所述特种气体为氢气和氖气的混合气体，且之间混合体积比为1：14。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明通过将排气管和管脚设置在紫外光电管的同一端，保证了楔形电极间产生的紫外线能均匀输出，也扩大了紫外线的输出面；而采用楔形电极有利于提高发光点的稳定性，从而提高了产品性能。又通过预先烧结玻珠方式固定楔形电极，保证了楔形电极形状和间距，以有利于提高紫外光电管的抗高温能力。而本发明又通过增加有氧烧结和排气工艺，从而使制作得到的紫外光电管的工作更稳定，使用寿命更长以及有利于提高紫外光电管发出紫外线的效率。

附图说明

图1是本发明所述的微型紫外光电管的主视图。

图2是本发明所述的微型紫外光电管的俯视图。

图3是楔形电极的间距对紫外光电管影响耐高温能力的曲线图。

图4是本发明所述的微型紫外光电管的制作方法的工艺流程图。

图中标记：1-管壳，2-管芯，21-楔形电极，22-玻珠，3-管脚，4-排气管。

具体实施方式

为便于对本发明之技术手段及运作过程有更进一步之认识与了解，下面结合具体实施例详细阐述如下。

参照图1和图2所示，本发明提供了一种微型紫外光电管，包括管壳1和位于管壳1内的管芯2，其中，管壳1底端设置有管脚3和排气管4，排气管4设置于管壳1边缘；管芯2由楔形电极21和玻珠22构成，楔形电极21通过玻珠22与管脚3相连接，楔形电极间顶端的距离小于所述楔形电极间底端的距离。楔形电极间顶端的距离为0.03mm～0.35mm，但在本实施例中最优楔形电极间顶端的距离为0.08mm～0.3mm，有利于提高紫外光电管的抗高温能力。如图3所示，本实用新型采用较小的楔形电极间距离使紫外光电管与现有其他的紫外光源管的耐高温工作能力一般在70℃～125℃相比，能在温度为-55℃～200℃的环境中工作。

由于管内的特种工作气体在电离时能模拟含碳化合物燃烧时产生的紫外线，这种紫外线可穿过透紫玻璃到达管外，本发明中管壳1采用透紫玻璃制成，除此之外还可以采用石英玻璃。排气管4的形状为圆锥形，且位于两个管脚3之间的中心线上。两个管脚3呈平行态，且采用铁镍钴合金制作而成。电极21采用铁镍钴合金材料制成。

本发明的有益效果为：本技术方案通过将排气管和管脚设置在紫外光电管的同一端，保证了楔形电极间产生的紫外线能均匀输出，也扩大了紫外线的输出面；又通过预先烧结玻珠方式固定楔形电极，保证了楔形电极形状和间距，以有利于提高紫外光电管的抗高温能力。楔形电极的间距对紫外光电管影响耐高温能力的曲线图见图3。

参照图4所示，本发明又提供了一种微型紫外光电管的制作方法，具体步骤如下：

S1、吹制管壳：在排气管4连接用绝缘材料吹制的管壳1，以为能尽量减小产品的紫外线无效输出部位的面积。

S2、制作管芯：利用玻珠22在温度为600℃～1000℃烧熔固定由能产生光电效应的材料制作而成的楔形电极21制作管芯2。

在加工过程中，当管壳和管脚烧熔在一起时，管壳处于熔化状态，但管芯不易固定，电极形状很难控制，电极间的距离也以保证；当管壳1固化后，由于管壳1内的空间很小，也不利于对电极的形状及距离进行调整，因此发明人经过反复研究在产品装成整管前，利用玻珠22在温度为600℃～1000℃烧熔固定电极21制作管芯2，由于有玻珠的固定，电极的形状及极间距离在加工过程中可以保持不变，既保证了产品的质量又降低了加工的难度，同时还能提高生产效率；

S3、烧熔固化：在有氧环境条件下将管壳1、管芯2和管脚3烧熔并固化成一体。

S4、排气工艺：通过排气管4充入氢气至氢气压强为5～50KPa，且在光电管楔形电极21之间施加高压以除去管壳1内零部件表面的杂质气体。

其中，所述高压高于所述氢气的击穿电压；当电极受高压离子流的轰击，升温至发红状态，不仅能够使金属表面的氧化物被还原出来，而且能够将金属电极表面的毛刺有效的去除，同时还能把电极表面的碳及有机物等杂质气化而被抽走，达到清除管内杂质的目的；另外，为了进一步去除密闭空间内的杂质气体，本发明采用对管内零部件进行二次除气，所述二次除气也即是对前述所述充入氢气除杂的再循环。

当工作电压高于特种气体的击穿电压时，光电管能发出波长大于190nm的紫外线。

S5、封离：将排气管4、管脚3和管壳1进行抽真空后充入氢气和氖气，并先进行密封，再将气管4、管脚3和管壳1从排气设备上拆卸分离。

由于氢气和氖气的混合气体及其比例直接影响着紫外线发生器的击穿电压、工作稳定性以及寿命，即它对紫外发生器的光电参数产生直接且重要的影响，故本发明所述密封空间内充入所述氢气和氖气的混合气体的体积比为1：14。另外，氢气和氖气的混合气体也是能产生光电效应，且能与楔形电极结合产生紫外线。

在步骤S2中所述能产生光电效应的材料的光谱范围为大于190nm。所述能产生光电效应的材料采用铁镍玻封合金，通过机械加工工艺将所述铁镍玻封合金制成楔形丝状电极。在本实施例中，所述机械加工工艺是一般技术人员所熟知的，在此不再赘述。

本发明的有益效果为：本技术方案通过增加有氧烧结和排气工艺，从而使制作得到的紫外光电管的工作更稳定，使用寿命更长以及有利于提高紫外光电管发出紫外线的效率。

综上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微型紫外光电管，包括管壳(1)和位于管壳(1)内的管芯(2)，其特征在于：管壳(1)底端设置有管脚(3)和排气管(4)，且由管壳(1)、管脚(3)和排气管(4)封装成密封空间，所述密封空间内充有氢气和氖气，排气管(4)设置于管壳(1)边缘；管芯(2)由楔形电极(21)和玻珠(22)构成，楔形电极(21)通过玻珠(22)与管脚(3)相连接，楔形电极间顶端的距离小于所述楔形电极间底端的距离。

2.根据权利要求1所述的微型紫外光电管，其特征在于，楔形电极间顶端的距离为0.03mm～0.35mm。

3.根据权利要求1所述的微型紫外光电管，其特征在于，管壳(1)采用透紫玻璃或石英玻璃制成，楔形电极(21)采用铁镍钴合金材料制成。

4.根据权利要求1所述的微型紫外光电管，其特征在于，管脚设有两个，且呈平行态，并采用铁镍钴合金制作而成；排气管(4)的形状为圆锥形，且位于两个管脚(3)之间的中心线上。

5.根据权利要求1所述的微型紫外光电管，其特征在于，所述密封空间内充入氢气和氖气的混合体积比为1：14。

6.一种微型紫外光电管的制作方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、吹制管壳：在排气管(4)连接用绝缘材料吹制的管壳(1)；

S2、制作管芯：利用玻珠(22)在温度为600℃～1000℃烧熔固定由能产生光电效应的材料制作而成的楔形电极(21)制作管芯(2)；

S3、烧熔固化：在有氧环境条件下将管壳(1)、管芯(2)和管脚(3)烧熔并固化成一体；

S4、排气工艺：通过排气管(4)充入氢气至氢气压强为5～50KPa，且在光电管楔形电极(21)之间施加高压以除去管壳(1)内零部件表面的杂质气体；

S5、封离：将排气管、管脚和管壳进行抽真空后充入氢气和氖气，并先进行密封，再将排气管、管脚和管壳从排气设备上拆卸分离。

7.根据权利要求6所述的微型紫外光电管的制作方法，其特征在于，步骤S2中所述能产生光电效应的材料的光谱范围为大于190nm。

8.根据权利要求7所述的微型紫外光电管的制作方法，其特征在于，所述能产生光电效应的材料采用铁镍玻封合金，通过机械加工工艺将所述铁镍玻封合金制成楔形丝状电极。

9.根据权利要求6所述的微型紫外光电管的制作方法，其特征在于，步骤S4中所述高压高于所述氢气的击穿电压。

10.根据权利要求6或9所述的微型紫外光电管的制作方法，其特征在于，步骤S5中所述氢气和氖气的混合体积比为1：14。