CN114188197A

CN114188197A - 一种紫外线灯起始气体及其填充工艺

Info

Publication number: CN114188197A
Application number: CN202111499314.7A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·伯格丽; 李·理查
Original assignee: Shougu Optoelectronics Jiangsu Co ltd
Current assignee: Shougu Optoelectronics Jiangsu Co ltd
Priority date: 2021-12-09
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2041-12-09
Also published as: CN114188197B

Abstract

本发明公开了一种紫外线灯起始气体及其填充工艺，紫外线灯起始气体为包含95摩尔％至99.8摩尔％氩气以及0.2摩尔％至5摩尔％氙气的潘宁混合物时，起始气体在20毫巴至100毫巴压力下存在于放电容器中；起始气体为包含95摩尔％至99.8摩尔％氙气以及0.2摩尔％至5摩尔％氩气的潘宁混合物时，起始气体在10毫巴至50毫巴压力下存在于放电容器中。长弧紫外线灯填充特定比例氩气及氙气的混合起始气体，使长弧紫外线灯更好地点火，减少灯管黑化，并延长中压长弧紫外线灯的使用寿命。石英放电容器第一泵杆连接有第一控制阀和真空泵设备，第二泵杆连接有第二控制阀和充气设备；双泵杆进行抽真空及充气操作使起始气体填充更加高效，同时避免了起始气体浪费。

Description

一种紫外线灯起始气体及其填充工艺

技术领域

本发明涉及紫外线灯技术领域，尤其涉及一种紫外线灯起始气体及其填充工艺。

背景技术

紫外灯是一类可以产生有效范围较大的紫外光的光源，这种灯主要利用紫外线的特性来进行光化反应、产品固化、杀菌消毒、医疗检验等。

根据帕邢定律，中压紫外线灯的启动电压U是紫外线灯内气体填充压力p和电极距离d的直接函数：U＝f(p*d)，根据该函数，长弧光灯的电极距离更长，更长的电极距离d将增加点火电压。此外，长宽比R(R＝IL:ID)定义为放电容器的内部长度IL和内部直径ID之比，对于长弧紫外线灯而言长宽比R远大于2。因此，长弧紫外线灯的点火比短弧紫外线灯更困难，长弧紫外线灯变黑更快，紫外线强度下降更早。

需要一种可以改进点火的方法。在最新技术中，长弧紫外线灯主要使用纯氩或氙气作为起始气体填充。氩气的优点是它与汞形成潘宁混合气，潘宁混合气显著降低了点火电压，比氙气灯低得多。另一方面，氙气比氩气重，因此不仅比氩气更能保护灯具，而且还能增强紫外线输出。可以通过不同比例混合氩和氙来组合出更优化的紫外灯气体填充混合物，以使长弧光灯更好地点火，减少灯管黑化，并延长中压长弧紫外线灯的使用寿命。

另外，现有技术中，紫外线灯内的起始气体是通过真空泵及充气装置来填充的，真空泵及充气装置通过灯管一端或一侧设置的单根泵杆实现起始气体填充。首先真空泵通过泵杆对灯管内部抽真空，然后通过充气装置对灯管内部进行气体填充，抽真空充气循环反复操作，直至灯管内部填充进合适的起始气体。此种单根泵杆抽真空充气的方法，充气效率较低，而且容易造成填充气体浪费。

因此，需要一种更加合理组成的紫外灯起始气体，使长弧紫外线灯更好地点火，减少灯管黑化，并延长中压长弧紫外线灯的使用寿命；需要一种更加合理的起始气体填充工艺，使起始气体填充更加高效，避免起始气体浪费。

发明内容

本发明公开了一种更加合理组成的紫外灯起始气体及一种更加合理的起始气体填充方式，使长弧紫外线灯更好地点火，减少灯管黑化，并延长中压长弧紫外线灯的使用寿命，同时使气体填充更加高效，避免起始气体浪费。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种紫外线灯起始气体填充工艺，石英放电容器中心部分包围成放电空间，所述放电容器两端为密封端部；所述放电容器设置两个放电电极，所述放电电极分别延伸穿过两个所述密封端部进入放电空间；所述放电容器设有两个泵杆，第一泵杆连接有第一控制阀和真空泵设备，第二泵杆连接有第二控制阀和充气设备；所述放电容器长宽比R在2到100之间，所述放电容器壁厚t在1.5毫米到2毫米之间，两个所述放电电极距离在30毫米到3000毫米之间，所述放电容器内部填充有包括起始气体以及至少包括汞的化学填充物，其特征在于：

根据所述放电容器结构，所述起始气体填充工艺为：

S1，所述第二控制阀处于关闭状态，打开所述第一控制阀，启动所述真空泵设备对所述放电容器进行抽真空操作；

S2、关闭所述第一控制阀，关闭所述真空泵设备，打开所述第二控制阀，启动所述充气设备对所述放电容器进行充气；

S3、成功填充起始气体至最终要求。

一种紫外线灯的起始气体，所述起始气体为包含95摩尔％至99.8摩尔％氩气以及0.2摩尔％至5摩尔％氙气的潘宁混合物；或者所述起始气体为包含95摩尔％至99.8摩尔％氙气以及0.2摩尔％至5摩尔％氩气的潘宁混合物。

作为本发明进一步的方案：所述起始气体为包含95摩尔％至99.8摩尔％氩气以及0.2摩尔％至5摩尔％氙气的潘宁混合物时，所述起始气体在20毫巴至100毫巴压力下存在于所述放电容器中。

作为本发明进一步的方案：所述起始气体为包含95摩尔％至99.8摩尔％氙气以及0.2摩尔％至5摩尔％氩气的潘宁混合物时，所述起始气体在10毫巴至50毫巴压力下存在于所述放电容器中。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、紫外线灯起始气体为包含95摩尔％至99.8摩尔％氩气以及0.2摩尔％至5摩尔％氙气的潘宁混合物时，起始气体在20毫巴至100毫巴压力下存在于放电容器中；起始气体为包含95摩尔％至99.8摩尔％氙气以及0.2摩尔％至5摩尔％氩气的潘宁混合物时，起始气体在10毫巴至50毫巴压力下存在于放电容器中。长弧紫外线灯填充特定比例氩气及氙气的混合起始气体，使长弧紫外线灯更好地点火，减少灯管黑化，并延长中压长弧紫外线灯的使用寿命，

2、石英放电容器设有两个泵杆，第一泵杆连接有第一控制阀和真空泵设备，第二泵杆连接有第二控制阀和充气设备；放电容器内部包括起始气体以及至少包括汞的化学填充物，起始气体填充工艺为：S1，第二控制阀处于关闭状态，打开第一控制阀，启动真空泵设备对放电容器进行抽真空操作；S2、关闭第一控制阀，关闭真空泵设备，打开第二控制阀，启动充气设备对放电容器进行充气；S3、成功填充起始气体至最终要求。双泵杆进行抽真空及充气操作使起始气体填充更加高效，同时避免了起始气体浪费。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明紫外线灯的结构示意图；

图2为本发明一种紫外线灯起始气体填充工艺的结构示意图。

附图标记注释：1、放电容器；2、密封端部；3、放电电极；4、第一泵杆；41、第一控制阀；42、真空泵设备；5、第二泵杆；51、第二控制阀；52、充气设备；

两个放电电极距离d；放电容器内部长度IL；放电容器内部直径ID；放电容器壁厚t；

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明，实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在实施例中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1所示：对于紫外线灯两个放电电极3距离d，放电容器1内部长度IL，放电容器1内部直径ID，放电容器1壁厚t。

根据帕邢定律，中压紫外线灯的启动电压U是紫外线灯内气体填充压力p和电极距离d的直接函数：U＝f(p*d)，根据该函数，长弧紫外线灯的电极距离更长，更长的电极距离d将增加点火电压。此外，对于长弧紫外线灯而言长宽比R远大于2，因此，长弧紫外线灯的点火比短弧光灯更困难，长弧光灯变黑更快，紫外线强度下降更早。需要一种可以改进点火的方法，在最新技术中，长弧紫外线灯主要使用纯氩或氙气作为起始气体填充。氩气的优点是它与汞形成潘宁混合气，潘宁混合气显著降低了点火电压，比氙气灯低得多。另一方面，氙气比氩气重，因此不仅比氩气更能保护灯具，而且还能增强紫外线输出。可以通过不同比例混合氩和氙来组合出更优化的紫外灯气体填充混合物，以使长弧紫外线灯更好地点火，减少灯管黑化，并延长中压长弧紫外线灯的使用寿命。

此种紫外线灯的起始气体，包含95摩尔％至99.8摩尔％氩气以及0.2摩尔％至5摩尔％氙气的潘宁混合物，起始气体在20毫巴至100毫巴压力下存在于放电容器1中。

紫外线灯起始气体另一种氙氩比例为：起始气体为包含95摩尔％至99.8摩尔％氙气以及0.2摩尔％至5摩尔％氩气的潘宁混合物，起始气体在10毫巴至50毫巴压力下存在于所述放电容器1中。

长弧紫外线灯填充氩气及氙气的特定比例混合起始气体，使长弧紫外线灯更好地点火，减少灯管黑化，并可延长中压长弧紫外线灯的使用寿命。

另外，紫外线灯内的起始气体是通过真空泵及充气装置来填充的，真空泵及充气装置通过灯管一端或一侧设置的单根泵杆实现起始气体填充。

首先真空泵通过泵杆对灯管内部抽真空，然后通过充气装置对灯管内部进行气体填充，抽真空充气循环反复操作，直至灯管内部填充进合适的起始气体。此种单根泵杆抽真空充气的方法，充气效率较低，而且容易造成填充气体浪费。

如图2所示：新型紫外线灯起始气体填充工艺，石英放电容器1中心部分包围成放电空间，放电容器1两端为密封端部2；放电容器1设置两个放电电极3，放电电极3分别延伸穿过两个密封端部2进入放电空间；放电容器1设有两个泵杆，第一泵杆4连接有第一控制阀41和真空泵设备42，第二泵杆5连接有第二控制阀51和充气设备52；放电容器1长宽比R在2到100之间，放电容器1壁厚t在1.5毫米到2毫米之间，两个放电电极3距离在30毫米到3000毫米之间，放电容器1内部填充有包括起始气体以及至少包括汞的化学填充物。

根据放电容器1充气结构，起始气体填充工艺为：

S1，第二控制阀51处于关闭状态，打开第一控制阀41，启动真空泵设备42对放电容器1进行抽真空操作；

S2、关闭第一控制阀41，关闭真空泵设备42，打开第二控制阀51，启动充气设备52对放电容器1进行充气；

S3、成功填充起始气体至最终要求。

石英放电容器1设有两个泵杆，第一泵杆4连接有第一控制阀41和真空泵设备42，第二泵杆5连接有第二控制阀51和充气设备52；放电容器1内部填充特殊比例氙气氩气的起始气体以及至少包括汞的化学填充物，放电容器1双泵杆结构进行抽真空及充气交替操作使气体填充更加高效，同时避免起始气体浪费。

最后应说明的是：以上公开仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种紫外线灯起始气体填充工艺，石英放电容器(1)中心部分包围成放电空间，所述放电容器(1)两端为密封端部(2)；所述放电容器(1)设置两个放电电极(3)，所述放电电极(3)分别延伸穿过两个所述密封端部(2)进入放电空间；所述放电容器(1)设有两个泵杆，第一泵杆(4)连接有第一控制阀(41)和真空泵设备(42)，第二泵杆(5)连接有第二控制阀(51)和充气设备(52)；所述放电容器(1)长宽比R在2到100之间，所述放电容器(1)壁厚t在1.5毫米到2毫米之间，两个所述放电电极(3)距离在30毫米到3000毫米之间，所述放电容器(1)内部填充有包括起始气体以及至少包括汞的化学填充物，其特征在于：

根据所述放电容器(1)结构，所述起始气体填充工艺为：

S1，所述第二控制阀(51)处于关闭状态，打开所述第一控制阀(41)，启动所述真空泵设备(42)对所述放电容器(1)进行抽真空操作；

S2、关闭所述第一控制阀(41)，关闭所述真空泵设备(42)，打开所述第二控制阀(51)，启动所述充气设备(52)对所述放电容器(1)进行充气；

S3、成功填充起始气体至最终要求。

2.一种紫外线灯的起始气体，其特征在于：所述起始气体为包含95摩尔％至99.8摩尔％氩气以及0.2摩尔％至5摩尔％氙气的潘宁混合物；或者所述起始气体为包含95摩尔％至99.8摩尔％氙气以及0.2摩尔％至5摩尔％氩气的潘宁混合物。

3.根据权利要求2所述的一种紫外线灯的起始气体，其特征在于：所述起始气体为包含95摩尔％至99.8摩尔％氩气以及0.2摩尔％至5摩尔％氙气的潘宁混合物时，所述起始气体在20毫巴至100毫巴压力下存在于所述放电容器(1)中。

4.根据权利要求2所述的一种紫外线灯的起始气体，其特征在于：所述起始气体为包含95摩尔％至99.8摩尔％氙气以及0.2摩尔％至5摩尔％氩气的潘宁混合物时，所述起始气体在10毫巴至50毫巴压力下存在于所述放电容器(1)中。