CN203242600U - 一种直螺旋套筒式电极 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于紫外线技术领域，具体为一种直螺旋套筒式电极。该电极由灯丝、内导丝、钼片、外导丝和套筒组成；所述套筒完全覆盖套在灯丝上，组成电极头，所述灯丝的一端伸出套筒，同内导丝一端连接，内导丝的另一端同钼片连接，钼片同时同外导丝的一端连接；灯丝为三螺旋主辅灯丝，表面涂覆三元碳酸盐电子粉；其本身为弹簧形螺旋结构，再由内向外依次螺旋环绕三道；内导丝和外导丝为钼杆。该电极体积小，采用该电极的紫外线灯管管径细，并且采用电子镇流器驱动，热阴极工作，效率高，紫外辐射强度和寿命是传统紫外灯管的五倍以上。

Description

一种直螺旋套筒式电极

技术领域

本实用新型属于紫外线技术领域，具体涉及一种直螺旋套筒式电极。 

背景技术

由于紫外线灯管能够同时产生高效UV-C短波段长紫外（200~280nn）辐射杀菌（破坏细菌的外表膜，使其脱水死亡）和VUV真空紫外（200nm以下）逸出，与空气中的氧结合，产生臭氧，臭氧能够分解空气中有害的笨、酚、甲醛等物质。因此，人们生活领域所用的紫外线杀菌消毒灯管种类很多，从管型上分别主要是直管和紧凑型，从阴极发射机理上区分主要有热阴极和冷阴极。由于热阴极发射效率高，相对管长、管径和整灯相同输入功率的前提下可以获得更高的紫外辐射效率，所以热阴极紫外线灯管无论是对空气、空间杀菌消毒，还是对水的杀菌消毒都占据了绝对大比例的份量。 

此外，还有一种是冷阴极紫外线灯管，一般制作成为小型便于保管、携带的紫外杀菌装置。由于科学技术是一把双刃剑，一方面是科学技术的不断进步给人类带来极大的物质享受和便宜，一方面又破坏了生态平衡，引发细菌滋生和有害无机物质泛滥，如笨、酚、醛等对人们生活环境的“围城”，不得不使得人们产生心理恐慌，对家居和外出希望有一种适宜的（如小型便于携带）紫外线装置，随时对自己长期或临时居住的生活环境杀菌消毒，提高生存质量，满足生理和心理上的需要。 

但是，热阴极紫外线灯管的制作自问世以来一直沿袭热阴极荧光灯的设计理念和制作工艺，如最关键的阴极也是采用一条灯丝与灯管管径水平横装（行业内称为“平丝”），涂覆三元碳酸盐电子粉后在排气车上灯丝通电分解；分解温度控制在600~950℃、分解气氛是10^-1~10^-2乇（1乇=133.3帕）。 

由于温度易控制但气氛难把握。这个10^-1~-2乇的压力是远远大于系统的抽气压力（系统为负压力，抽气真空度在10^-3~-6帕），而且此压力形成完全是由三元碳酸盐电子粉通电分解时释放出来的二氧化碳气的压力构成（目前受传统灯丝通电制作工艺的控制电子份量，灯丝上涂覆的电子份量极其有限，分解时释放的二氧化碳气体也有限，难以满足这个10^-1~-2乇的压力，因此，分解后的阴极电子粉层结构较松散，灯管启动时不耐正离子轰击，易于溅射，工作时也易于蒸散）。所以，目前现有技术制作出来的热阴极紫外线灯管额定寿命标准就定格在1000h，实际水平燃点使用几十、百把个小时阴极就开始溅射，严重影响灯管的紫外辐射效率和使用寿命。 

此外，紫外线热阴极灯管沿袭荧光灯管径设计粗，导致阴极分解空间大，是阴极分解压力太低、分解气氛不良的原因之一。更致命的缺陷是设计灯管管径没有考虑到二者虽然都是低压气体放电灯，但在紫外光子的产生条件、去向及用途等机理的重大差异。荧光灯是采用普通软料玻管，本身导热特性就不好，涂覆荧光粉层之后等于是加了一个保温层，导致荧光灯温升提高。而且鉴于荧光粉容易被紫外光子，尤其185nm真空紫外辐射劣化，控制灯管温度得到最佳汞蒸气压力的有效办法是加大管径来散热，同时也增加荧光粉层与灯管轴心放电区的距离，减小紫外光子对荧光粉的辐射，延缓灯管的光衰。 

紫外线灯管就完全不同荧光灯了，石英玻璃管的导热系数远高于普料玻璃不说，没有荧光粉层的隔热，紫外线灯管的工作时一般都偏低于获得最佳汞蒸气压力的灯管温度。这时需要减小管径的因素之一。其二，细管径大大有利于紫外光子从管壁逸出的路径（减少其在灯管内弹性碰撞及非弹性碰撞的几率）和距离，提高辐射强度和照度。其三，节约玻管材料，用于紫外线灯管的石英玻管要求羟基含量<5ppm，制作过程高耗能、价格昂贵。 

所以，热阴极紫外线灯管设计管径依据普通荧光灯是不利于灯管制作工艺控制，也严重影响灯管工作效率和辐射强度、照度以及寿命，还浪费了大量贵重的石英管材。 

冷阴极紫外线灯管电极的选择也和CCFL保持一致，是用熟铁镀镍或无氧铜制作成为筒状，是一种典型的辉光放电。虽然玻管设计细，但辉光放电效率低下（约为同样设计的热阴极灯管的1/3~1/2效率），但冷阴极灯管寿命比热阴极长，尤其适合制作超细管径超小体积的灯管；而且没有一种产品可以使其更新换代，现有技术仍然在不断应用。 

上述的这些缺陷都阻碍了紫外线热阴极和冷阴极灯管灯管的制作工艺，也严重影响灯管工作效率和辐射强度、照度以及寿命，妨碍小功率（如<10W）紫外线灯管进入家庭消费的进展。 

进入本世纪，由于低压气体放电灯电子镇流器的成熟与快速发展，人们由电感低频驱动灯管步入电子高频点灯的时代，低压气体放电荧光灯制作技术得到迅猛发展，如《无灯丝热阴极荧光灯》(中国发明专利号ZL2004 1 0017780.7)和《一种在辉弧过渡区工作的无灯丝荧光灯》（中国专利号：ZL2006 1 0147206.2）及《气体放电灯氧化物阴极的集中分解与激活装置》（中国实用新型专利号2004 2 0022345.9）。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种效率高，辐射强度强和寿命长的直螺旋套筒式电极，以及将这种直螺旋电极应用于紫外线灯管和家庭使用的小功率紫外杀菌消毒装置。 

本实用新型所提供的直螺旋（行业内称为“直丝”或“竖丝”）套筒式电极，其主要由灯丝1、内导丝2、钼片3、外导丝4和套筒5组成。 

所述套筒5完全覆盖套在灯丝1上，组成电极头，所述灯丝1的一端伸出套筒5，同内导丝2一端连接，内导丝2的另一端同钼片3连接，钼片3同时同外导丝4的一端连接；如图1所示； 

所述灯丝1为三螺旋主辅灯丝，表面涂覆三元碳酸盐电子粉；其结构为弹簧形螺旋结构，即由内向外依次螺旋环绕三道；其绕制工艺是用主加热钨灯丝与钼丝作为芯丝，再用辅助加热细钨丝绕制第一道螺旋丝，然后在钼芯丝上绕制第二道螺旋丝，第三道采用无芯绕丝机绕制，最后用腐蚀液溶去钼丝，形成主辅式三螺旋灯丝。

所述三螺旋主辅灯丝的第三道灯丝的弹簧形螺旋结构为灯丝绕制3-10圈。 

所述三螺旋主辅灯丝的第一道灯丝的外直径与第二道灯丝的外直径比值为2:1~3:1，第三道灯丝的外直径与第二道灯丝的外直径比值为2:1~5:1。 

所述的套筒5的内壁与三螺旋主辅灯丝的第三道灯丝的外径完全贴合。 

所述套筒5为镀镍铁筒。 

所述内导丝2和外导丝3为钼杆。 

所述电极头的数量为1~5个，优选3个。 

一种采用本实用新型的直螺旋套筒式电极的紫外线灯管，其主要包括石英玻璃灯管6、直螺旋电极和灯座7； 

其中，两个所述直螺旋电极通过外导丝分别设置在两个灯座上；将所述灯座分别设置在石英玻璃灯管两端，将灯管密封，所述直螺旋电极在石英玻璃灯管内；

所述石英玻璃内充汞与高纯氩气混合气体。

所述直螺旋电极上的电极头最外缘与灯管内壁面距离0.15-0.3mm。 

所述紫外线灯管的管内直径为4.2-15.9mm，灯管形状为单根直管或U型管。 

本实用新型所述的采用直螺旋电极的紫外线灯管在紫外线消毒设备中的应用。 

本实用新型中，可以简单从阴极长度推算其现有技术与本实用新型技术涂覆的电子粉量，现有传统技术是“平丝”，长度小于灯管的内径；本实用新型技术改变为筒状螺旋“直丝”贴玻管内壁，内壁周长与内径的关系是灯管内径×π，即3.14，进一步圈数设计为3-10；考虑到阴极设计第三圈螺旋直径与第二圈螺旋直径一般是2:1的关系及涂覆电子粉必须留余量等正负增减因素，本实用新型技术涂覆的电子粉量约是现有传统技术的5-20倍以上。这样可以充分满足阴极分解时释放的二氧化碳形成的压力，保证分解时的最佳气氛；从而获得电子发射能力强，抗离子溅射和热蒸散，寿命更长的电极。 

进一步的技术效果首先是满足灯管在排气车上能够采用高频对镀镍电极筒加热，通过镀镍铁筒的辐射高温分解阴极电子粉，可以降低排气操作工用火头直接烤灯管对阴极加热分解去气的劳动强度，提高劳动生产率，实现大工业化生产。其次，阴极套装镀镍铁筒之后，增加了灯管启动初始抗正离子轰击能力；而驱动电源高频周波的半个周波内，电极充当阳极功能时，阳极体积大收集电子能力增强，有效降低阳极位降。其三，镀镍铁筒套装在电极外，可以防止灯管晚期电极基金属钨原子或离子溅射到管壁形成黑斑，影响紫外光子辐射效率。再次，镀镍铁筒套装在钨丝电极外，便于装夹整形和美观。 

最后，采用上述技术制作的直螺旋电极紫外线灯管灯管都由电子镇流器驱动。对T8-T10支架上用的灯管需匹配电子镇流器，电子镇流器装在灯管一端另配置的塑件内，灯管另一端接一个转换插头，满足灯管接上端头后总长1200mm，端头与原T8-T10支架的管座匹配；如电源输入有一端与原支架上的电感镇流器输出端连接（具体请参见发明人张定律先生发明的中国实用新型专利《新型的日光灯电子镇流器》（授权公告号CN2753102Y，授权公告日2006年1月18日），使用时只需要给客户另行提供一支电连接装置替代原有的启辉器即可，至于客户愿意或者不愿意去掉原有的电感镇流器都没有关系，只要把本实用新型的灯管和配套的电子镇流器装上去，即可替代原有的T8-T10紫外线灯管。 

与已有技术相比较，本实用新型的直螺旋电极紫外线灯管比现有技术制作工艺简单，容易操作，合格率高。现有技术需要在排气过程中通过灯丝通电来分解电子粉，因此需要双钼片、双内导丝和双外导丝，而且如果不制作芯柱，仅靠薄薄的双钼片支撑一条弹簧状的灯丝压封不易固定定位，压封合格率低；制作石英玻璃芯柱多一道工序多一道成本不说，石英玻璃与内导丝压封必须用钼杆，钼杆不能够打钩压丝，点焊则需要钽片过渡，操作困难，合格率低，不是伤丝就是点焊不牢。而且增加芯柱位置等于缩短灯管有效的正柱放电区。 

本实用新型技术只需要单根内导丝和外导丝和单钼片，并且内导丝采用镀镍铁丝，与钼片直接点焊，不仅牢固度很好；镀镍铁丝直接打偏弯钩夹丝，操作非常便捷，单钼片压封时便于定位，合格率和劳动生产率都相应提高。 

再进一步的，本实用新型技术最粗管径为15.9mm，直接替代现有技术T5（16.5mm）、T8（26mm）、T10（32mm）管径的灯管，石英玻璃管大大节约。 

本实用新型技术制作的直螺旋电极紫外线灯管辐射强度和照度是现有传统技术的五倍以上，套筒有效控制了灯丝蒸发，使灯管寿命提高数倍。因此，本实用新型技术可以用于对现有传统技术的替代和取代，推广后可以达到现有技术产品升级换代的目的。尤其5mm左右管径的直螺旋电极紫外线灯管适合紧凑小型化，便宜进入家庭和出外旅行使用。 

附图说明

图1是本实用新型的结构图示，其中，（a）为无套筒结构图示，（b）为单电极头图示，（c）为三电极头图示。 

图2是采用本实用新型的直管型紫外线灯管图示。 

图3是是采用本实用新型的单U型紫外线灯管图示。 

图4是反映图3所示电极制作的单U型灯管排气示意图。 

具体实施方式

下面将参照附图对本实用新型的实施例进行描述。 

实施例1，制作一种T2-T1管径“U”形紧凑型小功率3-28W紫外线灯管，本优选实施例为输入功率8W。 

1. 设计目的：满足现代人生活水平不断提高，对家居与外出杀菌消毒提出了更高的要求，希望随时随地，如离人后的房间与床头，还有衣柜、鞋柜、碗橱、空调出口等处有合适的杀菌消毒装置，防止细菌孳生尤其霉菌的蔓延；甚至旅行包内、私家汽车上也有合适的消毒杀菌的紫外线灯装置。这类灯管管型可以是直管，但单U形可以更加紧凑、小巧，也不影响紫外辐射效果。 

2. 阴极设计：采用图1所示的电极。 

3. 镇流器配套和整灯设计：按照功率大小直接匹配节能灯电子镇流器板和塑件构成一支紧凑型紫外线灯，非常简单方便使用；当然也可对灯管加一个金属格栅套保护或者不使用时有一个专门配置的盒子，或者如同翻盖盒手机式样，开盖通电使用，关盖子断电，均能够防止灯管被折损、碰撞损坏；增加后续设计花样很多，包括其灯管的U型的尺寸、形状等均可根据需要变化。 

4. 实施步骤： 

4.1. 玻管准备，优选采用管径4.9-5.2mm脱羟石英玻璃管，长度220-222mm，壁厚1.0-1.1mm,杂质含量<5ppm，先弯制成为“U”形；优选的U形开档，即外包25-30mm，在U形灯管的顶端接上排气管（图3所示状态为灯管制成，多余的排气尾管烧尖后被剔除）；然后用5-10%碱性水浸泡3~4h后自来水冲洗3-4遍，再用去离子水冲洗2-3遍后烘干，备用；

4.2.阴极准备，阴极设计形状如图1c所示，优选直接采用现有节能灯55W主辅丝三螺旋灯丝，三螺旋处直径2.6-2.9mm，三螺旋绕制6-7圈，长度7-8mm；两端两螺旋处，即行业内称为毛头长度均为3.5-4.5mm，一端毛头剪除，留一端与内导丝夹丝用；如采用阴极外套筒可直接采用CCFL所用直径2.65-2.9mm，高度约11mm的熟铁镀镍电极筒，但阴极选用灯丝规格减小，优选直接采用节能灯24W灯丝三螺旋外径2.25mm，再增加绕制圈数到9-10圈；阴极涂覆电子粉后，备用；

4.3.钼片芯柱+阴极准备，采用单钼片芯柱，其操作方法及工艺顺序为，内导丝夹丝后直接与镀镍电极筒及内导丝压制或者焊接牢固，内外导丝均为镀镍铁丝，可直接与钼片点焊，内导丝上预制的（镀镍铁丝被打扁）钩子与灯丝夹丝牢固，再用点焊机对夹丝位置点焊，确保内导丝与阴极之间的电连接，最后还需将镀镍铁筒点焊连接在内导丝上；

4.4.压封工艺过程，在高纯氮气保护下，将4.3.准备好的钼片芯柱+阴极用煤氧火气密性压封在4.1.准备的玻管两端；

4.5.排气与阴极分解、激活工艺过程及要求：灯管上长排车之后先打开机械泵捡漏，剔去漏气灯管，然后打开加热石英管，低功率输出加热电极，使每支灯管两端电极有均匀转红的颜色；之后关断加热管电源，拉下烘箱通电升温，在烘箱温度指示达到300℃以上，系统真空度指示达到10^-1时，转向扩散泵或者分子泵继续抽气；烘箱温度设定在600-650℃，烘箱温度达到设定值持续3-5分钟，用高纯氩气对系统清洗2-3次，对电极加热到900-1100℃并且持续30-45秒后，重复一次高纯氩气对系统清洗；再继续通电加热，上述操作循环持续2-3次；高频火花捡漏之后，用高纯氩气对系统清洗2-3次，充入2-3乇高纯氩气，再次通电加热管激活灯管3-5分钟，此次通电加热管调压器输出开到最高电压输出，满足瞬态稳定达到1200℃为准；然后，排气打开，扩散泵或者分子泵继续对系统和灯管抽气，两位操作师傅各持一把氧气割抢的煤氧火把在排气车两边对灯管用火把快速扫动加热，以肉眼能见灯管有明显红色为准，同时另外一位操作师傅在系统管道下面用高频火花器对管道激活观察颜色，确认上面两位师傅烧烤灯管除气，尤其对灯管两端电极部位时加热时，管道再没有出现淡灰颜色的气体出现为准；标示这车灯管都已经排气干净，不含有任何杂质气体；用高纯氩气对系统清洗2-3次，最后对灯管充入5.5-10乇高纯氩气，灯管连同给汞管烧尖下车。当然，在采用三电极头电极时，阴极的分解与激活也可以采用高频加热的方式，只需要把石英加热管改为高频输出铜管，增加一台高频炉即可，利用高频对镀镍铁筒感应加热，铁筒辐射热给阴极；

4.6.给汞：将液态汞（紫外线灯管行业一直采用液态汞）或者低温汞齐倒入灯管内，二次封离灯管，即把灯管与排气插管各自气密性封离开来；

4.7. 通电老炼灯管，对封离后的灯管捡漏确认良品灯管，上老化架通电老炼2-3个小时；

4.8.粘接灯管，将灯管用节能灯胶泥或者硅胶粘接在塑件下盖上；

4.9.装配成为如图2所示的电子整灯，匹配无灯丝节能灯8W电子镇流器并且组装完成。

实施例2，根据本实用新型技术方案的直管型紫外线灯管制作T4-T5管径12-15.9mm，220V输入功率28W紫外线杀菌消毒灯管，管长1149mm。 

1.设计目的：替代现有技术最常用的空气杀菌消毒T8-T10，管径25.5-32mm，管长1200mm；使用电感镇流器驱动，灯管额定功率36W+镇流器损耗20%，总输入功率在43W左右，额定输出紫外照度145μW/cm²、紫外功率15.5W，有效寿命1000h；次之目标，以上设计的灯管也可以不加镇流器和转换头，直接用于有T5紫外线灯管电子镇流器的支架上使用。 

2.阴极设计：直径8.5-12.2mm、3-4圈电极，涂覆电子粉装夹压封后用下述改进后的灯管制作工艺分解激活。 

3.镇流器配套设计：电感镇流器改为电子镇流器装在灯管一端另配置的塑件内，灯管另一端接一个转换插头，满足灯管接上端头后总长1200mm，端头与原T8-T10管座匹配；如电源输入有一端与镇流器共地连接，使用时只需要给客户另行提供一支电连接装置替代原有的启辉器即可，至于客户愿意或者不愿意去掉原有的电感镇流器都没有关系，只要把本实用新型的灯管装上去，即可替代原有电感镇流器驱动的T8-T10紫外线灯管。 

4.实施步骤： 

4.1.玻管准备，采用管径12-15.9mm脱羟石英玻璃管，长度1129-1131mm，壁厚1.1-1.2mm,羟基含量<5ppm，5-10%碱性水浸泡3-4h后自来水冲洗3-4遍，再用去离子水冲洗2-3遍后烘干，在靠近一端电极部位接上排气管，备用；

4.2.阴极准备，阴极设计形状无需自行设计可直接采用节能灯55-105W三螺旋主辅丝灯丝第二道螺旋绕制之前的全部设计制作方案，仅仅需要更改的是把大螺旋（第三次绕制螺旋）外（直）径扩大为8.5-12.2mm，按照原有螺距不变绕制3-4圈，留一端毛头夹丝；或者把另一端毛头往大螺旋内180°折弯整形，两端毛头并拢便于夹丝；当然也可选用节能灯55-105W中间参数的设计，如65W、85W灯丝以及绕制3-10圈之间的任意圈数，以满足灯管制作获得最佳综合光电参数为宜；另如设计阴极外套熟铁镀镍电极筒外（直）径为8.5-12.2mm，壁厚0.25-0.35mm，高度7-13mm，此种情况下阴极大螺旋（第三次绕制螺旋）外（直）径设计7.9-11.4mm；再浸涂电子粉，备用；

4.3.钼片芯柱+阴极准备，工艺技术要求同实施例一；

4.4.压封工艺过程，工艺技术要求同实施例一；

4.5.在长排车上，只是灯管平行于排气车工作平台和烘箱设置，一层平行并排接上10-25支，与一般长排车不同的是接灯管系统的排插主管与系统主管垂直交叉接在一端或者两端，排气车两端靠近端部位置（高度约与烘箱拉下后在烘箱中部靠上）各加装有两只上下垂直并行的石英加热管，两只上管均能够向上移动，方便接灯管或者下灯管时可以上下移动灯管；一端的两只加热管还能够平行向另一端移动，便于调节加热管同时对准灯管阴极部位；排气工艺操作过程和要求同实施例一；完成整个排气分解与激活工艺制作过程之后对灯管充入3.5-5乇高纯氩气，灯管连同给汞管烧尖下车；

4.6.给汞操作过程及工艺要求同实施例一； 

4.7.装头通电老炼灯管，对封离后的灯管捡漏确认良品灯管，先在灯管两端导丝上再点焊一根镀镍铁丝（即灯管每端引出两根外导丝），然用灯泥把标准T4或者T5的灯头粘接在灯管两端，并且将两端两根外导丝引线分别穿入灯头接线端管内压针电连接，灯泥固化后上老化架通电老炼2-3个小时；

4.8.匹配电子镇流器，对T8-T10支架上用的灯管需匹配电子镇流器，电子镇流器装在灯管一端另配置的塑件内，灯管另一端接一个转换插头，满足灯管接上端头后总长1200mm和端头与原T8-T10管座匹配；如电源输入有一端与原电感镇流器输出端连接（具体请参见发明人张定律先生发明的中国实用新型专利《新型的日光灯电子镇流器》授权公告号CN2753102Y，授权公告日2006年1月18日）使用时只需要给客户另行提供一支电连接装置替代原有的启辉器的跳泡即可，至于客户愿意或者不愿意去掉原有的电感镇流器都没有关系，只要把本实用新型的灯管装上去，即可替代原有的T8-T10紫外线灯管；

 4.9.测试参数：220V输入功率28W，紫外输出照度220μW/cm²、紫外功率23.5W；比较结果：输入功率降低35%，输出效率提高50%以上，有效寿命提高到10000h以上，提高了2-5倍。

本实用新型中的上述事实例仅用于解释说明本实用新型技术方案的构思而非对于本实用新型进行限制，本实用新型的范围由所附权利要求来限定。示图非按照实际比例给出，但本专业人员可以理解，对此本实用新型不作赘述。 

Claims (6)

1.一种直螺旋套筒式电极，其特征在于由灯丝（1）、内导丝（2）、钼片（3）、外导丝（4）和套筒（5）组成；

所述套筒（5）完全覆盖套在灯丝（1）上，组成电极头，所述灯丝（1）的一端伸出套筒（5），同内导丝（2）一端连接，内导丝（2）的另一端同钼片（3）连接，钼片（3）同时同外导丝（4）的一端连接；

所述灯丝（1）为三螺旋主辅灯丝，表面涂覆三元碳酸盐电子粉；其本身为弹簧形螺旋结构，再由内向外依次螺旋环绕三道；

所述内导丝（2）和外导丝（3）为钼杆。

2.根据权利要求1所述的直螺旋套筒式电极，其特征在于所述的套筒（5）的内壁与三螺旋主辅灯丝的第三道灯丝的外径完全贴合。

3.根据权利要求1所述的直螺旋套筒式电极，其特征在于所述三螺旋主辅灯丝的第三道灯丝的弹簧形螺旋结构为灯丝绕制3~10圈。

4.根据权利要求1所述的直螺旋套筒式电极，其特征在于所述三螺旋主辅灯丝的第一道灯丝的外直径与第二道灯丝的外直径比值为2:1~3:1，第三道灯丝的外直径与第二道灯丝的外直径比值为2:1~5:1。

5.根据权利要求1所述的直螺旋套筒式电极，其特征在于所述电极头的数量为1~5个。

6.根据权利要求5所述的直螺旋套筒式电极，其特征在于所述电极头的数量为3个。

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