CN1262778A - 一种制造低压汞蒸汽放电灯的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造低压汞蒸汽放电灯的方法,开始时,在放电管(10)内放入一种封闭容器(22),容器(22)中装有大量有待引入放电管(10)内的物质或多种物质。然后,在放电管(10)内装入所需的气体,并将放电管(10)密封起来。最后才打开容器(22)。根据本发明,容器(22)由一种含玻璃的铅氧化物制成,该铅氧化物中有一部分被还原,而该被还原的量即作为衡量容器(22)中汞含量的尺度。由于这种还原作用,容器(22)在汞含量不同的情况下将呈现不同颜色。

Description

一种制造低压汞蒸汽放电灯的方法
本发明涉及一种制造低压汞蒸汽放电灯的方法，按照该方法，在一种透光的放电管内放入一种封闭的容器，此容器中包含有大量所需的汞。放电管内充满稀有气体，而维持电子放电的装置装于放电管内或其附近，放电管封闭后，此容器被打开。
本发明还涉及一种含有汞的容器，它适用于按上述方法制造的低压汞蒸汽放电灯。
此外，本发明还涉及一种按本方法制造的低压汞蒸汽放电灯。
本文第一段提到的这种低压汞蒸汽放电灯制造方法可从EP-A0,772,219(美国申请第08/741162号，PHN15.514)中获悉。按照大家熟知的方法，在低压汞蒸汽放电灯中放入一种膜盒或容器，此膜盒或容器内含有汞，且由玻璃制成，再利用一种辐射源透过一部分放电管壁对膜盒或容器进行局部加热，使得该膜盒或容器打开。
在灯的运行过程当中，由于中和作用，汞将凝结到放电管内的灯元件上，灯在以后的工作过程中就再也用不到这些汞，因而，为了减少这种无用汞的数量，希望根据低压汞蒸汽放电灯的类型与尺寸来确定采用不同的汞剂量。因此，对于不同的灯型，含汞容器所装有的汞，其剂量是不同的。
本发明的目的就是提供一种文章开头讲述的低压汞蒸汽放电灯制造方法，利用该方法，可以很简单地确定容器内到底要有多少剂量的汞。
发明的另一个目的为提供一种适用于低压汞蒸汽放电灯的含汞容器，它还提供了一种本文开头讲述的低压汞蒸汽放电灯，根据本发明方法，该放电灯可以用一种非常简单的方法制成。
根据本发明制造低压汞蒸汽放电灯的方法，其特征在于，容器由一种含铅氧化物的玻璃制成，这种铅氧化物有一部分被还原，其还原的程度作为衡量容器内汞含量的尺度。
容器由玻璃制成，且带有一种含汞填料，这要比制造陶瓷或金属容器容易得多。采用玻璃容器比较容易避免放电管内混入杂质。优选地，采用的容器其熔点较低，也就是说，其熔点时的粘度为10hPa。这样，容器便可以以一种较简单且又很快的方式打开，譬如，可利用低功率辐射源将它打开。在制造容器的玻璃外壳时，有一种具有理想特性的合适材料，它为一种含铅氧化物玻璃(PbO玻璃的加工温度为1000℃≤T≤1500℃)。铅氧化物还原成铅后将使玻璃变黑。铅氧化物在部分地还原后使玻璃部分变黑。容器采用一种含铅氧化物的玻璃制成，该铅氧化物被还原的高低程度决定了玻璃变黑的高低程度。根据低压汞蒸汽放电灯的类型与尺寸，在玻璃容器内使用不同的汞剂量，那么容器的玻璃外壳便会产生相应不同程度的黑色，这给区分各种汞剂量提供了一种简单的机理。利用一种含铅氧化物的玻璃来制成容器，且玻璃内铅氧化物(PbO)有一部分被还原成铅(Pb)，这样就可以较好地防止杂质进入放电管内，如果采用别的方法对容器进行标识，例如，用颜料在各容器外表面上做记号，这样的效果会很差。因为颜料及相似的(有机或无机)产物将有可能释放出溶剂以及其它气体或蒸汽，这对放电管内的气体是不利的。此外，在低压汞蒸汽放电灯的放电工作过程中，带电粒子可能会促进颜料及相似产物也形成蒸汽与气体，这便减损了有效放电。
优选地，容器至少对部分可见光谱是可以透过的。这便简化了对容器成分的检验工作。在容器玻璃外壳的还原过程中，将一部分容器同还原气体隔开，由此可以实现上述目的。另外，也可使容器的末端及/或中心部分变黑。
优选地，容器在封闭时填入一种惰性气体，如稀有气体等，其填充压约为1hPa～100hPa。将容器通过一种高频感应场，很容易就可判断出它们是否已经泄漏。未损的容器跟泄漏的容器是不一样的，它们在通过感应场时将出现一种清晰可见的干扰(感应尖峰)，经过感应场之后，由自动检测装置将已泄漏的容器从生产线上移走。
根据本发明制造低压汞蒸汽放电灯的方法，有一种优选实施方案，其特征在于，容器通过铅氧化物的还原作用而产生变色。根据铅氧化物的还原程度，可以获得下述颜色，它们在比色刻度尺上呈顺序变化：清晰透明(无色)，灰褐色，褐色，暗褐色，黑色。通过选择适当的还原条件与/或利用容器在还原过程中的适当变化，可得到上述这些颜色。
根据本发明制造低压汞蒸汽放电灯的方法，另外还有一种优选实施方案，其特征在于，铅氧化物放在一种含氢的气体中，然后通过加热方法使其产生还原反应。优选地，加热温度为450℃～500℃，还原气体中含有氢(H2)与氮(N2)。
根据本发明制造低压汞蒸汽放电灯的方法，还有一种尤其优选的实施方案，其特征在于，铅氧化物主要是在容器的外表面产生还原反应。由此，容器可以迅速获得理想的颜色，并用该颜色指示出容器中汞的数量多少。由于容器材料大部分都是由含铅氧化物的玻璃组成，而这些多数铅氧化物都还没有被还原，所以玻璃容器中未还原的部分仍然具有理想的特性(即容器外壳的强度与稳定特性)。
通过上述方法，可以很简单地实现一种低压汞蒸汽放电灯，根据本发明方法制造这种灯非常容易。
通常，在灯制作完成之后，容器还继续保留在低压汞蒸汽放电灯的内部。优选地，容器放在灯具放电管的一种凹槽中，同时，该容器包括有一种汞合金。容器中的汞合金温度可以很低，其值处决于容器与其它灯元件的距离大小。容器可选择放在放电管内较中心的位置上，如放电区。如果此容器专门用来测量汞的剂量，或者用容器中的汞合金来调节汞蒸汽压力，使灯具在高温时处于最佳工作状态，那么，这种实施方案是比较有利的。若放电管带有一种发光涂层，则可在该涂层上开辟一个窗口，这样，在制造灯的过程中，辐射就可以从放电管外部射到容器上。
优选地，将灯后面的容器固定在那里。松动的容器让人觉得灯好象是损坏了似的。倘若容器中含有一种汞合金，且容器又是松动的，那么，随着燃烧的位置变化，汞合金的温度也会发生变化，从而引起汞蒸汽压力变化。容器可通过一种玻璃熔解法固定在放电管内。玻璃容器其一个非常合适的固定点位于低压汞蒸汽放电灯的电极附近。为此，根据本发明低压汞蒸汽放电灯的一种优选实施方案，其特征在于，维持电气放电的装置包括至少一个电极，一个装于放电管轴线上的敞开电极环，该电极环包在电极周围，且将容器固定在它的上面。
参考几个实施方案及附图，下面来对本发明进行较详细地阐述，其中：
附图1示出了本发明的一种低压汞蒸汽放电灯纵剖图，
附图2为附图1的详图。
附图只是一种纯粹的简图形式，它们不具有真实比例尺寸。为清楚起见，有些尺寸经过了特殊放大。在附图中，相似元件尽量采用相同的参考符号。
附图1为一种低压汞蒸汽放电灯，它带有一种玻璃放电管10，其管状部分11对放电管10内产生的辐射来说是半透明的，且管状部分11带有第一、第二两个末端部分12a、12b。在此范例中，管状部分11的长度为120cm，内径为2.6cm。放电管10包围着一个气密的放电室13，放电室13内含有汞、稀有气体等填充物，例如，采用氩或氪氩气体混合物(75/25的Kr/Ar混合物，气压为3.7hPa)。管状部分的壁上覆盖着一种含有发光材料(如荧光粉)的发光涂层，它们将汞电离产生的紫外辐射(UV)转化成可见光(通常情况下)。末端部分12a、12b分别支撑着电极20a、20b，使之排列于放电室13当中。电流导体30a，30a’；30b，30b’经过末端部分12a；12b从电极20a；20b伸向放电管10之外。电流导体30a，30a’；30b，30b’接在触头31a，31a’；31b，31b’上，且触头31a，31a’；31b，31b’分别固定在灯帽32a；32b上。在电极20a；20b的周围装有一种电极环。附图2中，在电极20a、20b周围示出了这种电极环21a(附图2没有示出电极20a)。电极环21a上夹有一种玻璃容器或膜盒22，利用它们来测量汞的剂量。跨过玻璃容器22拉有一根金属线23，将它放至高频电磁场中进行感应加热后，容器22便会被切断，测好的汞就从容器22释放到放电室13之中。
根据本发明的方法，容器或膜盒22优选地采取部分由铅氧化物(一种特别合适的容器其PbO含量为20％)制成，尤其在容器22的玻璃外壳表面上，这种铅氧化物被还原成铅，因此，外壳表面就有一部分会产生变色，譬如黑色，以同玻璃容器22中所需的汞剂量保持一致。铅氧化物还原的程度则标识着容器22内所含汞的数量大小。在附图1所示的范例中，低压汞蒸汽放电灯包含3mg汞，采用的容器22至少基本为一种黑色，且将其固定在电极环21a上。容器22含量的其它特性也可由铅氧化物通过适当的还原来表示。特别地，用它来指示容器内是否含有稀有气体和/或汞合金。除铅氧化物外(PbO)，玻璃容器22的材料还包括一些氧化物FeO，CuO及/或V2O3，其重量约占几个百分点。在放电管10密封之后，可由容器22提供稀有气体填充物，而不是在低压汞蒸汽放电灯的放电管10封闭前填充稀有气体。
很明显，技术人员可以在本发明范围之内对发明作出许多变化。
本发明归属于各个新的特征及各个特征的组合。

Claims (7)

1、一种制造低压汞蒸汽放电灯的方法，根据该方法，在透光放电室(10)内放入一种封闭容器(22)，容器(22)内含有所需的汞量，放电管(10)充有稀有气体且被密封，维持放电的装置(20a；20b)位于放电管(10)内或其附近，放电管(10)密封后容器(22)被打开，其特征在于，容器(22)由一种含铅氧化物的玻璃制成，该铅氧化物有一部分被还原，其还原的程度作为衡量容器内汞含量的尺度。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于，铅氧化物在还原后使得容器(22)产生变色。
3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于，铅氧化物在含氢的环境中通过加热方式进行还原反应。
4、根据权利要求1或2的方法，其特征在于，铅氧化物主要是在容器(22)的外表面上产生还原反应。
5、一种用于根据权利要求1或2的方法制成的低压汞蒸汽放电灯的含汞容器(22)。
6、一种根据权利要求1或2的方法制成的低压汞蒸汽放电灯。
7、根据权利要求6的低压汞蒸汽放电灯，其特征在于，维持电气放电的装置包括至少一个电极(20a；20b)，一个装于放电管(10)轴线上的敞开电极环(21a)，该电极环(21a)包在电极(20a；20b)周围，并且容器(22)固定在该电极环(21a)上。
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