CN106098531A - 一种窄波紫外光源放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种窄波紫外光源放电灯，其特征在于主腔体的弧形外表面为上电极，主腔体的平板外表面为下电极，主腔体形状为弧状体结构，由弧形筒体和平板封接而成，弧形筒体为熔融石英，平板为合成石英，平板的外表面设置有下电极，主腔体的一端通过上电极引线和下电极引线与交流电源相连，主腔体两端设置有排气孔，排气孔与排气管相连；有益效果是制造成本低，工艺简单，发光强度高，具有非常广阔的商业前景，即可以填补相关技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益。

Description

一种窄波紫外光源放电灯

技术领域

本发明涉及精密光电领域，特别是涉及一种窄波紫外光源放电灯。

背景技术

窄波紫外光源与其他传统紫外光源相比主要优势在于光效高，输出光波波长单一，波长半高宽较窄，基本在5～15nm。

窄波紫外光源还具有以下几点优势：真空紫外波段光输出强度高，可达50mW/cm2；非相干光有利于大面积加工；无传统光源固有的电极腐蚀现象，使用寿命极大加长；可随时瞬间开启熄灭，无需预热，无需快门，开关次数不影响使用寿命；开启和运行不受周围环境温度影响；冷光源，不产生红外输出，对被处理对象无明显加热效应；绿色环保，制造无需用汞，无二次污染和废旧回收处理问题。

公知的波长越短的紫外光其输出的光子能量越高，如波长为172nm的准分子真空紫外光子能量高达7.2eV，足以打开大多数分子键。因此窄波紫外光源可被广泛应用于表面清洁，灭菌，表面改性，去除有机物，污染处理等领域。

随着紫外光源在各个领域的广泛应用，特别是表面清洗与表面改性。如何提高紫外光源产生的光照强度及使用寿命，成为许多科研院所及企业研究的课题。

紫外光源放电灯的结构一般分为平板型和同轴圆柱体等类型。

平板型管照射面为平面，但封接时需要6块平板进行12条边的封接，而半圆柱体只需要4块料进行6条边的封接，人工成本较高。

同轴圆柱体虽然选材方便，但由于照射面为曲面，与平面被照物则容易产生照射不均匀的问题，且外照射管需要使用合成石英，内管使用熔融石英，受激时内外管温差较大容易产生形变导致参数变差。

为了解决目前现有技术中涉及的制造工艺复杂、人工成本高昂、性能不稳定等技术瓶颈，本发明提出了一种窄波紫外光源放电灯，其成本较低，安全可靠，方案独特，结构新颖，既能满足企业的实际需求，填补相关技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种窄波紫外光源放电灯，能够大大降低制造成本，有效提升发光强度，具有广泛的市场应用前景。

一种窄波紫外光源放电灯，包括上电极、主腔体、下电极、上电极引线、下电极引线、交流电源，其特征在于主腔体的弧形外表面为上电极，主腔体的平板外表面为下电极；主腔体形状为弧状体结构，由弧形筒体和平板封接而成；

所述弧形筒体为熔融石英，平板为合成石英；平板为透光结构，平板的外表面设置有下电极，下电极不覆盖平板外表面的全部面积，下电极的涂覆面积为平板外表面全部面积的0.5倍以下；

所述主腔体的一端通过上电极引线和下电极引线与交流电源相连，主腔体两端设置有排气孔，排气孔与排气管相连；主腔体中充入惰性气体作为放电介质，放电介质在交流电源的高频高压激励下放电发光；

所述主腔体的内表面非出光面上涂覆有内反射膜，所述内反射膜由二氧化硅、粘结剂、分散剂组成并固化；内反射膜表面设置有保护膜，该保护膜由氟化镁组成，以溶胶状态涂覆于内反射膜表面并固化成致密薄膜；所述主腔体的外表面设置有上电极。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：制造工艺简单、成本低廉、发光强度高、应用前景广，具有非常广阔的商业前景，即可以填补相关技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益。

附图说明

图1是一种窄波紫外光源放电灯；

图2是一种窄波紫外光源放电灯的截面图；

图3是一种窄波紫外光源放电灯的材料使用示意图。

图1-图3中：

1、上电极； 2、主腔体； 3、下电极；

4、上电极引线； 5、下电极引线； 6、交流电源；

7、内反射膜； 8、弧面熔融石英； 9、侧板熔融石英；

10、合成石英。

具体实施方式

参考附图描述本发明的实施方式，下面结合图1-图3对本发明进行具体说明。一种窄波紫外光源放电灯，包括上电极1、主腔体2、下电极3、上电极引线4、下电极引线5、交流电源6。

主腔体2的弧形外表面为上电极1，主腔体2的平板外表面为下电极3；主腔体2的形状为弧状体结构，由弧形筒体和平板封接而成；弧形筒体为熔融石英，平板为对紫外线高透过率的合成石英；平板为透光结构，平板的外表面设置有下电极3。

以半圆形的主腔体2为例，进行具体实施方式详细说明。主腔体2采用规格φ35mm，壁厚2mm的熔融石英管切割而成，这样一根长150mm石英管即可切割成两个主腔组件；平板则采用长度为150mm，宽度为35mm，厚度为2mm的合成石英。通常情况下，合成石英单价为熔融石英的10倍，所以对于不需要透光的面都采用了熔融石英。

主腔体2的封接采用灯工熔制工艺，将切好的半圆柱体置于平板上用氢氧焰加热至熔融状态，并用小石英棒辅之以使封接空间被填满。

完成封接后，制作内反射膜7，先将主腔体2进行热封接，热封接完成后对主腔体2进行退火，主腔体2保留两个尾管，以利于内反射膜7浆体的灌注。

内反射膜7浆体则用二氧化硅、粘结剂、分散剂组成，二氧化硅选择纯度为99.99％，粒度小于3μm的颗粒；内反射膜7浆料通过注入流平法涂覆于曲面的内表面，经过1000～1200℃的高温烧结，使纳米二氧化硅固化于石英内壁形成厚度大于5μm的反射层。

在完成内反射膜7的涂覆后，需要对主腔体2进行抽真空处理，并在压强降为1Pa以下后，再充入高纯度的氙气(纯度＞99.995％)；氙气作为放电气体充入到主腔体2内部，在常温下充入20-80KPa的高压气体并进行尾管封离，确保封离球达到3mm以下并其内不允许有气泡。

在上电极1和下电极3印刷前需要进行外表面清洗，采用丝网印刷或转印方式将电极浆料无缝涂覆于石英管的外壁上；金属电极材料采用耐紫外线及臭氧能力强的材料，如Al，Ag，Ni，Mg等，形成0.2mm宽度的网格线条，出光面积与反射面积保持在4∶1的比率；然后在700～900℃度高温条件下进行固化，为保护电极可以电极表面再进行保护层的涂覆；电极固化完成后，引出电极并进行测试。

以上所述，仅是本发明的较佳实施方式，并非对本发明做任何限制，凡是根据本发明实质对以上实施方式所作的任何修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种窄波紫外光源放电灯，包括上电极、主腔体、下电极、上电极引线、下电极引线、交流电源，其特征在于主腔体的弧形外表面为上电极，主腔体的平板外表面为下电极；主腔体形状为弧状体结构，由弧形筒体和平板封接而成；

所述弧形筒体为熔融石英，平板为合成石英；平板为透光结构，平板的外表面设置有下电极，下电极不覆盖平板外表面的全部面积，下电极的涂覆面积为平板外表面全部面积的0.5倍以下；

所述主腔体的一端通过上电极引线和下电极引线与交流电源相连，主腔体两端设置有排气孔，排气孔与排气管相连；主腔体中充入惰性气体作为放电介质，放电介质在交流电源的高频高压激励下放电发光；

所述主腔体的内表面非出光面上涂覆有内反射膜，所述内反射膜由二氧化硅、粘结剂、分散剂组成并固化；内反射膜表面设置有保护膜，该保护膜由氟化镁组成，以溶胶状态涂覆于内反射膜表面并固化成致密薄膜；所述主腔体的外表面设置有上电极。