CN1058353C - 太阳光灯管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种荧光灯管，特别是一种太阳光灯管，它和普通荧光灯管的区别在于其荧光粉采用高显色日光色荧光粉并加入少量能产生中长波紫外线的荧光粉；其玻璃管则采用对波长短于280nm的有害紫外线具有截止性能而让中长波紫外线透过的玻璃；这种太阳光灯管发出的光接近自然阳光的光谱，具有良好的显色性又带有对人体有益的中长波紫外线，因而可作为理想的保健照明光源。

Description

太阳光灯管

本发明涉及一种荧光灯管，特别是一种太阳光灯管。

目前我们用作照明光源最普遍的是荧光灯，它属于阴极预热式低气压汞汽放电灯，它的灯管包括有玻璃管、位于玻璃管两端各带有两个导电灯脚的灯头，位于管内两端与导电灯脚保持电连接的灯丝，玻璃管内壁涂敷有一层匀薄的荧光粉、灯丝上涂有电子发射物质并称为阴极，玻璃管内被抽成10^-3-10^-4毫米汞柱的真空后，充入少量的惰性气体并注入微量的液态汞，再通过排气、老练、校验等工艺而制成。

当荧光灯连同启辉器、镇流器接入电路后、启辉器两个电极间开始辉光放电，使“U”形双金属片受热膨胀与静触极接触，此时电源、镇流器、灯丝和启辉器构成一个闭合回路，流动的电流使阴极得到预热，预热时间一般为1-3秒，在启辉器两个电极接触后会导致辉光放电熄灭，随之双金属片冷缩又与静触极断开；在两个电极断开的瞬间，电路中的电流突然消失，于是在镇流器两端产生一个比电源电压高得多的感应电势；这个脉冲电势加在已经被预热了的两阴极间，使灯管内惰性气体电离而引起弧光放电；此时管内温度逐渐升高，继而使液态汞汽化游离，汞汽化后猛烈地碰撞惰性气体分子而放电，汞蒸气弧光放电时辐射出波长为254nm的不可见紫外线，紫外线激发灯管内壁涂敷的荧光粉后发出可见光，所发出的光谱与所用的荧光粉成份有关，如管内壁涂卤磷酸钙即为日光色，这种荧光灯其光谱能量分布图为连续光谱和线状光谱的组合而且线状光谱集中于冷色段，因而这种荧光灯照射到物体上所产生的客观效果使得物体都显示出偏冷的色调也就是说其显色性能差，而且其玻璃管不仅截止了对人体有害的波长短于280nm的紫外线还截止了波长大于280nm的对人体健康有益的中长波紫外线。近年来出现了高显色荧光灯，它是在灯管中以高显色荧光粉代替一般荧光灯所用的荧光粉，例如德国OSRAM公司生产的F15高显色日光色荧光粉就是很适用于制造高显色荧光灯管的原料。高显色荧光灯有比较均匀的连续光谱有相当好的显色性，但它仍旧缺乏对人体健康有益的中长波紫外线，因而还不属于理想的光源。

本发明的目的是要提供一种太阳光灯管，它既具有高显色性能又带有对人体健康有益的中长波紫外线，其光谱接近于自然太阳光谱。

本发明的目的是这样实现的，太阳光灯管它包括有玻璃管，位于玻璃管两端各带有两个导电灯脚的灯头，位于玻璃管管内两端与导电灯脚保持电连接的灯丝，灯丝上涂有电子发射物质并称为阴极，玻璃管内呈真空并仅充有少量的惰性气体和微量的液态汞，玻璃管的内壁涂敷有一层匀薄的荧光粉，该荧光粉按重量百分数由94±1％高显色日光色荧光粉和6±1％能产生中长波紫外线的荧光粉组成，所述的玻璃管是一种对波长短于280nm紫外线具有截止性能而让中长波紫外线透过的玻璃。

本发明相当于在高显色荧光灯管中增加了能产生中长波有益紫外线的荧光粉又采用了对有害的短波紫外线具有截止性能而让中长波有益紫外线透过的特种玻璃作为玻壳，因而能够发射出接近自然太阳光的连续光谱，既具有近似自然光线的显色性能又同时带有对健康有益的中长波紫外线，有利于促进人体内维生素D的合成，促进机体内钙、磷代谢过程，因此该灯可广泛使用于长期缺少阳光照射的特殊环境，如各种地下设施、超净室、医院、学校、工厂、实验动物房、图书馆、百货商场以至家庭居室。在以太阳光灯管为照明的场所工作、学习和生活，能大大减轻人的视觉疲劳，使人感到身心愉快，因此它是一种理想的保健照明光源。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明太阳光灯管的局部剖视示意图。

图2是普通荧光灯管的光谱能量分布图。

图3是高显色荧光灯管的光谱能量分布图。

图4是图1所示的太阳光灯管的光谱能量分布图。

图5是自然阳光光谱能量分布图。

参见图1太阳光灯管包括玻璃管(1)、玻璃管(1)两外端有灯头(2)、每个灯头(2)带有两个导电的灯脚，玻璃管(1)两内端各设有和导电灯脚保持电连接的灯丝(3)、灯丝(3)上涂有电子发射物质也称为阴极，玻璃管(1)内呈10^-3-10^-4毫米汞柱的真空，并充有少量惰性气体和微量的液态汞，玻璃管(1)采用能截止波长短于280nm紫外线而让中长波紫外线透过的玻璃，这种玻璃的化学组成和生产工艺已在“电光源”双月刊1988年第五期长沙灯泡厂陈雪民所著“透中紫外线玻璃的研制与生产”文中作了详尽的介绍，其最隹化学组成按重量百分数表示为：SiO₂ 71.7±0.3％、Na₂O 7±0.3％、K₂O 10.2±0.1％、B₂O₃3.4±0.1％、ZnO 4.1±0.1％、MgO 3.6±0.1％、其线膨胀系数在20℃-300℃时为91±1％×10^-7/℃并具有一定的化学稳定性和机械强度取管壁厚度为0.8±0.1mm它对波长310nm的中波紫外线透过率为70％以上；玻璃管(1)的内壁涂敷有一层匀薄的荧光粉(4)该荧光粉(4)按重量百分数由94±1％高显色荧光粉和6±1％能产生中长波紫外线的荧光粉组成，高显色荧光粉可采用北京佑昌灯光器材贸易公司供应的德国OSRAM公司生产的F15高显色日光色荧光粉，能产生中长波紫外线的荧光粉由上海金光灯具厂生产的以铊激活的磷酸钙锌荧光粉、北京轻工业学院生产的以铈激活的磷酸钙钠荧光粉、湖州荧光材料厂生产的以铅激活的重硅酸钡荧光粉分别按1∶2∶3的重量比例配制而成，上述磷酸钙锌荧光粉有形式分子式(Ca_0.94Zn_0.06)₃Tl_0.03(PO₄)₂其发射峰值处的波长为310nm，上述磷酸钙钠荧光粉的形式分子式为Ca_1.62Ce_0.16Na_0.16P₂O₇其发射峰值处的波长为335nm，上述重硅酸钡荧光粉其发射峰值处的波长为350nm。将以上三种能产生中长波紫外线的荧光粉按前述1∶2∶3的重量比例配置后作为占重量总体的6±1％能产生中长波紫外线的荧光粉把它和占重量总体94±1％的高显色荧光粉，用醋酸丁酯和胶棉液均匀拌和球磨六小时后形成荧光粉桨，涂敷在玻璃管(1)的内壁上，再按与普通荧光灯管同样的工艺方式制成太阳光灯管。

参见图2、图3，一般荧光灯管的光谱能量分布在某些波段处特别强，使得其显色性能很差，高显色荧光灯管的光谱能量分布克服了一般荧光灯管的缺点大大提高了显色性能但是其光谱中缺少对人体健康有益的290nm-400nm的中长波紫外线因而仍有缺点。

参见图4、图5，本发明太阳光灯管由于采用了高显色荧光粉因而在可见光波段呈良好显色性的连续光谱，还由于含有发射紫外线峰值处于不同波长的三种中长波紫外线荧光粉，使得制成的灯管其光谱在中长波紫外线波段也接近连续，再依靠对波长短于280nm有害紫外线有截止功能而让中长波紫外线透过的特种玻璃为玻壳，使得灯管发出的光既具有良好的显色性又带有对健康有益的中长波紫外线，其光谱为迄今为止荧光灯管中最接近自然阳光光谱的。

太阳光灯管和一般荧光灯管同属于阴极预热式低气压汞汽放电灯，它的电气附件启辉器和镇流器以及所用电源电压及安装线路如同一般的荧光灯管，并能和同功率的荧光灯管互换使用不必另外增添设施，现有荧光灯管除长管外还有“U”形管、“H“形管、曲线形管以及各种粗细管，太阳光灯管也可同样具备以满足各种各样的实际需求。

Claims (5)

1.一种太阳光灯管，它包括有玻璃管(1)、位于玻璃管(1)两端各带有两个导电灯脚的灯头(2)、位于玻璃管(1)管内两端与导电灯脚保持电连接的灯丝(3)，灯丝(3)上涂有电子发射物质并称为阴极，玻璃管(1)内呈真空并仅充有少量惰性气体和微量的液态汞，玻璃管(1)的内壁涂敷有一层匀薄的荧光粉(4)，其特征在于：所述的荧光粉(4)按重量百分数由94±1％高显色日光色荧光粉和6±1％能产生中长波紫外线的荧光粉组成，所述的玻璃管(1)是一种对波长短于280nm紫外线具有截止性能而让中长波紫外线透过的玻璃。

2.根据权利要求1所述的太阳光灯管，其特征在于：占荧光粉(4)总体重量6±1％的能产生中长波紫外线的荧光粉由以铊激活的磷酸钙锌荧光粉、以铈激活的磷酸钙钠荧光粉、以铅激活的重硅酸钡荧光粉分别按1∶2∶3的重量比例组成；上述以铊激活的磷酸钙锌荧光粉有形式分子式(Ca_0.94Zn_0.06)₃Tl_0.03(PO₄)₂，上述以铈激活的磷酸钙钠荧光粉有形式分子式为Ca_1.62Ce_0.16Na_0.16P₂O₇。

3.根据权利要求1或2所述的太阳光灯管，其特征在于：玻璃管(1)的壁厚为0.8±0.1mm，该种玻璃的化学组成按重量百分数为：SiO₂71.7±0.3％、Na₂O7±0.3％、K₂O 10.2±0.1％、B₂O₃ 3.4±0.1％、ZnO4.1±0.1％、MgO 3.6±0.1％。

4.根据权利要求1或2所述的太阳光灯管，其特征在于：灯管形状可为长管、“H”形管、“U”形管或曲线形管。

5.根据权利要求3所述的太阳光灯管，其特征在于：灯管形状可为长管、“H”形管、“U”形管或曲线形管。

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