CN205177783U - 一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯，该微波硫灯包括双圆锥同轴腔、带有发射天线的磁控管、介质反光罩和无极灯泡，双圆锥同轴腔包括外导体和内导体，所述外导体由第一圆锥波导和位于第一圆锥上同轴叠置的第二圆锥波导构成，所述内导体由磁控管天线和天线延伸段构成，适当延伸天线延伸段的高度以满足1/4λ同轴腔的谐振条件；第二圆锥波导的安置，超高反光率的镜面铝的引入一方面有效地提高了无极泡灯处放电的电场强度，进而增强了等离子体的发光效率，另一方面配合介质反光罩能使90％以上的光从腔内引出，极大地提高了灯具的效率。

Description

一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯

技术领域

本实用新型涉及无极灯电光源领域，尤其涉及一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯。

背景技术

微波光源的核心技术就是微波谐振腔技术，设计一台性能好的微波光源就要设计一台高品质因数Q值、高透光率的微波谐振腔。美国人在本世纪初将大功率微波硫灯技术高价转让给LG公司，同时又着手研发半导体微波源驱动介质谐振腔的微波光源，获得成功，推出了150W-500W的LEP产品。但是这种微波光源也有不足之处，主要如下：1、半导体微波光源技术目前价格较高，因此整机价格也偏高，一般一台300W的LEP灯售价为6000元左右；2、因采用介质陶瓷做微波谐振腔，带来介质损耗，影响光效的提高；3、灯泡内含汞和⁸⁵Kr这类放射性物质，不是真正的环保产品。

大功率微波光源一般采用圆柱形或矩形微波谐振腔，但在发展小功率的微波光源时，这二类微波谐振腔就不大适宜。近几年来也相继推出一些同轴谐振腔应用于微波光源上，但一般的同轴腔表面透光部分仅占1/5，灯具效率不高。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯，有效地提高了无极泡灯处放电的电场强度，进而增强了等离子体的发光效率，同时使同轴腔的透光率从20％提升到90％以上。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯，包括磁控管、第一圆锥波导、第二圆锥波导、无极灯泡、石英棒、过渡接头和微电机，所述第一圆锥波导由小口端向大口端依次渐增形成喇叭形状，第一圆锥波导的小口端设有第一圆锥底座，所述磁控管中心具有磁控管天线，该磁控管天线穿过第一圆锥波导的第一圆锥底座并置于第一圆锥波导内部；所述第二圆锥波导由小口端向大口端依次渐增形成喇叭形状，第二圆锥波导的小口端设有第二圆锥底座，所述第一圆锥波导的大口端与第二圆锥波导的第二圆锥底座通过第一圆锥法兰盘连接；所述无极灯泡置于第二圆锥波导内部，所述无极灯泡、石英棒、过渡接头和微电机依次连接；所述磁控管天线端部延伸设有天线延伸段，在所述磁控管天线、天线延伸段外部设有介质反光罩，所述介质反光罩全部或部分罩住磁控管天线或/和天线延伸段，所述介质反光罩对应第二圆锥波导的第二圆锥底座设置；所述第一圆锥波导和第二圆锥波导共同形成双圆锥同轴腔内的外导体，磁控管天线和天线延伸段共同构成双圆锥同轴腔内的内导体。

为了更好地实现本实用新型，所述第一圆锥波导和第二圆锥波导的中心轴线相同。

进一步的技术方案是：所述第一圆锥波导侧部设有从外部穿入内腔、可调节阻抗的调节螺钉。

本实用新型优选的介质反光罩结构技术方案是：所述介质反光罩由圆柱形罩和平面反光镜组成，所述圆柱形罩整体呈圆柱体形状，圆柱形罩全部或部分罩住磁控管天线或/和天线延伸段，所述平面反光镜设置于圆柱形罩上并且平面反光镜表面涂有反光率大于96％、可耐300℃高温的纳米金属氧化物反光涂层制成，平面反光镜正对第二圆锥波导的小口端。

本实用新型提供一种优选的第二圆锥与第一圆锥布置结构技术方案是：所述第二圆锥波导的小口端部分置于第一圆锥波导的大口端一部分。

本实用新型优选的第二圆锥波导技术方案是：所述第二圆锥波导由反光率大于96％的镜面铝制成。

本实用新型优选的无极灯泡技术方案是：所述无极灯泡为石英小球，石英小球内部填充有高纯硫或高纯硒等发光物质，并且石英小球内还填充有氩气或氙气。

作为优选，所述磁控管的供电电源为恒功率型开关电源。

作为优选，所述过渡接头和微电机设置于第一圆锥波导外部，所述石英棒设置于第一圆锥波导内部。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型包括双圆锥同轴腔、带有发射天线的磁控管、介质反光罩和无极灯泡，双圆锥同轴腔包括外导体和内导体，所述外导体由第一圆锥波导和位于第一圆锥上同轴叠置的第二圆锥波导构成，所述内导体由磁控管天线和天线延伸段为腔构成。适当延伸天线延伸段的高度以满足1/4λ同轴腔的谐振条件，第二圆锥波导的安置，使得超高反光率镜面铝的引入，一方面有效地提高了无极泡灯处放电的电场强度，进而增强了等离子体的发光效率，另一方面配合介质反光罩能使同轴腔的透光率从20％提升到90％以上，极大地提高了灯具的效率。本实用新型具有结构紧凑、光效高、实用性强等优点。

(2)通过本实用新型基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的等离子体无极光源，当输入功率400W时可获得光效100Lm/W，色温6000K，显色指数＞80的微波光源。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的一种实施方式。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1-无极灯泡，2-磁控管，3-第一圆锥底座，4-第一圆锥波导，5-第一圆锥法兰盘，6-磁控管天线，7-天线延伸段，8-第二圆锥底座，9-介质反光罩，91-圆柱形罩，92-平面反光镜，10-第二圆锥波导，11-石英棒，12-过渡接头，13-微电机，14-调节螺钉，15-介质固定圆盘，16-1/2波长导电柱。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明：

实施例

如图1所示，一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯，包括磁控管2、第一圆锥波导4、第二圆锥波导10、无极灯泡1、石英棒11、过渡接头12和微电机13，第一圆锥波导4由小口端向大口端依次渐增形成喇叭形状，第一圆锥波导4的小口端设有第一圆锥底座3，磁控管2中心具有磁控管天线6，该磁控管天线6穿过第一圆锥波导4的第一圆锥底座3并置于第一圆锥波导4内部。第二圆锥波导10由小口端向大口端依次渐增形成喇叭形状，第二圆锥波导10的小口端设有第二圆锥底座8，第一圆锥波导4的大口端与第二圆锥波导10的第二圆锥底座8通过第一圆锥法兰盘5连接。无极灯泡1置于第二圆锥波导10内部，无极灯泡1、石英棒11、过渡接头12和微电机13依次连接。本实用新型的无极灯泡1为石英小球，石英小球内部填充有高纯硫等发光物质，并且石英小球内还填充有氩气。无极灯泡1为石英小球，石英小球内充有高纯硫、金属硒化物、金属硫化物等发光物质，并且充有一定量的启动气体(如氩气等)。无极灯泡1通过石英棒11、过渡接头12与微电机13相连，工作时，无极灯泡1需要高速转动。

根据本实用新型的一个优选实施例，磁控管天线6端部延伸设有天线延伸段7，在磁控管天线6、天线延伸段7外部设有介质反光罩9，介质反光罩9全部或部分罩住磁控管天线6或/和天线延伸段7，介质反光罩9对应第二圆锥波导10的第二圆锥底座8设置。第一圆锥波导4和第二圆锥波导10共同形成双圆锥同轴腔内的外导体，磁控管天线6和天线延伸段7共同构成双圆锥同轴腔内的内导体。本实施例的介质反光罩9可用云母片、石英玻璃或氧化铝陶瓷等。

根据本实用新型的一个实施例，介质反光罩9由圆柱形罩91和平面反光镜92组成，圆柱形罩91整体呈圆柱体形状，圆柱形罩91全部或部分罩住磁控管天线6或/和天线延伸段7，平面反光镜92设置于圆柱形罩91上并且平面反光镜92表面涂有反光率大于96％、可耐300℃高温的纳米金属氧化物反光涂层制成，平面反光镜92正对第二圆锥波导10的小口端。

本实用新型优选的第一圆锥波导4和第二圆锥波导10的中心轴线相同。

根据本实用新型的一个优选实施方式，第一圆锥波导4侧部设有从外部穿入内腔、可调节阻抗的调节螺钉14，该调节螺钉14用以调节整个无极灯系统的阻抗匹配。

根据本实用新型的一个优选实施方式，第二圆锥波导10的小口端部分置于第一圆锥波导4的大口端一部分。

根据本实用新型的一个优选实施方式，第二圆锥波导10由反光率大于96％的镜面铝制成。

根据本实用新型的一个优选实施方式，磁控管2的供电电源为恒功率型开关电源。本实施例的磁控管2采用美的公司生产的2M219J。

根据本实用新型的一个优选实施方式，过渡接头12和微电机13设置于第一圆锥波导4外部，石英棒11设置于第一圆锥波导4内部。

图2是在图1基础上在天线延伸段上安有1/2波长的导电柱16，即成3/4λ双圆锥同轴腔，导电柱16面向无极灯泡一端的端面弧度与无极灯泡外壳的弧度一致。图2中15为介质固定圆盘，它将导电柱16同轴地固定在第二圆锥波导10上，其面向无极灯泡的一面涂有纳米金属氧化物反光涂层。无极灯泡1通过石英棒11从第二圆锥波导引出，与在第二圆锥波导10外的过渡接头12和微电机13相连，带动无极灯泡1高速转动。

图1适合于采用大直径无极灯泡的微波硫灯。

图2适合于采用小直径无极灯泡的微波硫灯，进而可发展一种额定功率为200W左右的微波硫灯或微波硒灯。

通过本实用新型基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的等离子体无极光源，当输入功率400W时可获得光效100Lm/W，色温6000K，显色指数＞80的微波光源。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯，其特征在于：包括磁控管(2)、第一圆锥波导(4)、第二圆锥波导(10)、无极灯泡(1)、石英棒(11)、过渡接头(12)和微电机(13)，所述第一圆锥波导(4)由小口端向大口端依次渐增形成喇叭形状，第一圆锥波导(4)的小口端设有第一圆锥底座(3)，所述磁控管(2)中心具有磁控管天线(6)，该磁控管天线(6)穿过第一圆锥波导(4)的第一圆锥底座(3)并置于第一圆锥波导(4)内部；所述第二圆锥波导(10)由小口端向大口端依次渐增形成喇叭形状，第二圆锥波导(10)的小口端设有第二圆锥底座(8)，所述第一圆锥波导(4)的大口端与第二圆锥波导(10)的第二圆锥底座(8)通过第一圆锥法兰盘(5)连接；所述无极灯泡(1)置于第二圆锥波导(10)内部，所述无极灯泡(1)、石英棒(11)、过渡接头(12)和微电机(13)依次连接；所述磁控管天线(6)端部延伸设有天线延伸段(7)，在所述磁控管天线(6)、天线延伸段(7)外部设有介质反光罩(9)，所述介质反光罩(9)全部或部分罩住磁控管天线(6)或/和天线延伸段(7)，所述介质反光罩(9)对应第二圆锥波导(10)的第二圆锥底座(8)设置；所述第一圆锥波导(4)和第二圆锥波导(10)共同形成双圆锥同轴腔内的外导体，磁控管天线(6)和天线延伸段(7)共同构成双圆锥同轴腔内的内导体。

2.按照权利要求1所述的一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯，其特征在于：所述第一圆锥波导(4)和第二圆锥波导(10)的中心轴线相同。

3.按照权利要求1或2所述的一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯，其特征在于：所述第一圆锥波导(4)侧部设有从外部穿入内腔、可调节阻抗的调节螺钉(14)。

4.按照权利要求1所述的一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯，其特征在于：所述介质反光罩(9)由圆柱形罩(91)和平面反光镜(92)组成，所述圆柱形罩(91)整体呈圆柱体形状，圆柱形罩(91)全部或部分罩住磁控管天线(6)或/和天线延伸段(7)，所述平面反光镜(92)设置于圆柱形罩(91)上并且平面反光镜(92)表面涂有反光率大于96％、可耐300℃高温的纳米金属氧化物反光涂层制成，平面反光镜(92)正对第二圆锥波导(10)的小口端。

5.按照权利要求1或2所述的一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯，其特征在于：所述第二圆锥波导(10)的小口端部分置于第一圆锥波导(4)的大口端一部分。

6.按照权利要求1或2所述的一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯，其特征在于：所述第二圆锥波导(10)由反光率大于96％的镜面铝制成。

7.按照权利要求1所述的一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯，其特征在于：所述无极灯泡(1)为石英小球，石英小球内部填充有高纯硫或高纯硒，并且石英小球内还填充有氩气或氙气。

8.按照权利要求1所述的一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯，其特征在于：所述磁控管(2)的供电电源为恒功率型开关电源。

9.按照权利要求1所述的一种基于1/4λ双圆锥同轴谐振腔放电的微波硫灯，其特征在于：所述过渡接头(12)和微电机(13)设置于第一圆锥波导(4)外部，所述石英棒(11)设置于第一圆锥波导(4)内部。