CN2679965Y - 一种微波等离子光源 - Google Patents

Abstract

一种微波等离子光源，由变频电源供电而产生微波的磁控管，与磁控管相连的一段喇叭形波导，连接波导的金属屏蔽网和无极灯泡等组成。微波的耦合、传输、激励放电仅仅是一段喇叭形波导，两块电感性调谐器固定在喇叭形波导两侧，在调谐器上安有介质云母片和反射镜。所述的波导，一端与磁控管相连，且端面短路，而另一端开口，并带有与金属屏蔽网相连的法兰盘，波导的短路面处的横截面为矩形，从短路面处开始呈E面扇形喇叭状，又呈H面扇形喇叭状延伸，终端的横截面为正方形。

Description

一种微波等离子光源

一、技术领域

本实用新型涉及无极灯电光源领域，特别是一种微波等离子光源技术。

二、背景技术

目前，微波硫灯技术(微波等离子光源)取得了很大的进展。它利用一只工作在2.45GHz的磁控管产生的微波，经波导传输，在微波腔内，被灯泡内的发光物质吸收而发光。通常，在高频微波激励放电中主要是依靠一段波导或者一个微波谐振腔来实现的。99115180.1号专利申请介绍了一种采用波导放电的微波硫灯装置，图3是这种光源的结构示意图(图中省略了供电系统和灯泡转动机构)，被激励的灯泡置于矩形波导口，即由波导、法兰盘和金属屏蔽网所组成的微波腔中，灯泡内的发光物质被激励而发光，图中波导与法兰盘构成的微波腔壁凸出部分(下称激励角)实现了高频微波激励放电。由图3可知，现有技术采用的是激励角等于90°的矩形波导。但是，该技术没注意到90°激励角所带来的一些不足之处。首先，是灯泡发射的部分光(射向波导方向)得不到有效的反射，而被矩形波导所吸收，另外，微波激励的效果与激励角的大小有很大的关系，通过改变激励角可更好地实现微波系统的阻抗匹配。因此，从矩形波导改为喇叭形波导，不仅能提高光源的反射能力，而且也提高了光效。

三、发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，设计一种不仅能提高光源的反射能力，而且也提高了光效的微波等离子光源。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种微波等离子光源，由变频电源供电而产生微波的磁控管，与磁控管相连的一段喇叭形波导，连接波导的金属屏蔽网和无极灯泡等组成。微波的耦合、传输、激励放电仅仅是一段喇叭形波导，两块电感性调谐器固定在喇叭形波导两侧，在调谐器上安有介质云母片和反射镜。

所述的波导，一端与磁控管相连，且端面短路，而另一端开口，并带有与金属屏蔽网相连的法兰盘，波导的短路面处的横截面为矩形，从短路面处开始呈E面扇形喇叭状，又呈H面扇形喇叭状延伸，终端的横截面为正方形。

作为一种特例，喇叭形波导仅有E面或H面扇形喇叭状变化，而另一面仍然是矩形，也属本实用新型的范围。

所述的金属屏蔽网，呈球冠状结构，由铝丝编织而成。

所述的电感性调谐器为置于波导两侧的两块条状铝块，并在调谐器上安有介质云母片和反射镜。

所述的介质云母片和反射镜为耐高温的方形介质云母片和介质反射镜。

磁控管的供电为频率≥100Hz的变频电源。

通过选择喇叭形波导的长度，金属屏蔽网球冠的高度以及介质云母片的量，实现微波系统的阻抗匹配，灯泡在由喇叭形波导、法兰盘和金属屏蔽网所组成的微波腔中，被有效地激励而发光。

本实用新型与现有技术相比，具有光利用率高，光效高，经济实用等优点。

四、附图及说明

图1是本实用新型实施例的侧视(+剖面)主体结构示意图。

图2是本实用新型实施例的俯视(+剖面)主体结构示意图。

图3是现有技术的侧视(+剖面)主体结构示意图。

图中：1—灯泡，2—磁控管，3—波导，4—电感性调谐器，5—金属屏蔽网，6—反射镜，7—法兰盘，8—石英棒，9—过渡接头，10—微电机。

五、实现方式

下面结合附图对本实用新型做详尽描述。

如图1，一种采用喇叭形波导激励的微波等离子光源，其主体结构包括产生微波的磁控管2，与磁控管2相连的一段半波长(波导波长)的喇叭形波导3，固定在喇叭形波导3两侧的两块电感性调谐器4，波导3开口端焊有法兰盘7，法兰盘7上固定有金属屏蔽网5，无极灯泡1置于由波导3、法兰盘7和金属屏蔽网5所组成的微波腔中，喇叭形波导3与磁控管2相连且端面短路，在调谐器4上安有介质云母片和反射镜。

磁控管2产生的微波，通过同轴波导变换，由磁控管2的发射天线发送微波并耦合到喇叭形波导3内，在喇叭形波导3内产生H10模数的微波，最后微波被金属屏蔽网5所终止，在波导3、法兰盘7和金属屏蔽网5所组成的微波腔中产生驻波，灯泡1内的发光物质被这驻波场激励而发光。

如图2，为确保微波等离子光源能稳定地工作，并使灯泡1冷却均匀，无极灯泡1通过石英棒8，过渡接头9与微电机10相连，微电机10带动无极灯泡1以2000RPM转动，微电机10采用12V直流供电，无极灯泡1为石英小球，无极灯泡1充有发光物质硫或铟等，并充有一定量氩气作启动气体。

磁控管2可采用在微波炉中经常使用的磁控管，如松下公司生产的2M210-M1，用螺钉将其固定在喇叭形波导3上，磁控管2的供电为一台高压变压器和全波倍压整流电路组成的频率为100Hz的变频电源。另设有12V直流风扇为磁控管2和高压变压器冷却。

喇叭形波导3由铝材制成，喇叭形波导3短路面处的横截面为矩形，从短路面处开始呈E面扇形喇叭状，又呈H面扇形喇叭状延伸，终端的横截面为正方形。法兰盘7也由铝材制成。

金属屏蔽网5由铝丝编织而成，为增强发射光的透过率，铝网先用酸抛光液处理，最后用铝环将金属屏蔽网5固定在法兰盘7上，电感性调谐器4为置于喇叭形波导3两侧的两块条状铝块，分别固定在离喇叭形波导3的短路面约62mm处的两侧，为保护磁控管2(红外辐射)和微波系统的阻抗匹配，在调谐器4上安有介质云母片，同时在介质云母片上镀有氧化物介质反射膜。

按图1和图2设计的一个典型的微波等离子光源装置，当输入功率为1200W，以硫作发光物质时，可获得光效110lm/w、色温6000K、显色指数82的光源特性。

Claims (6)

1、一种微波等离子光源，其主体结构包括产生微波的磁控管(2)，与磁控管(2)相连的波导(3)，波导(3)开口端设有法兰盘(7)，法兰盘(7)上固定有金属屏蔽网(5)，无极灯泡(1)置于由波导(3)、法兰盘(7)和金属屏蔽网(5)所组成的微波腔中，且波导(3)与磁控管(2)相连的端面短路，其特征是所述波导(3)为喇叭形波导(3)。

2、根据权利要求1所述的一种微波等离子光源，其特征是在喇叭形波导(3)两侧固定有两块电感性调谐器(4)。

3、根据权利要求1所述的一种微波等离子光源，其特征是喇叭形波导(3)的短路面处的横截面为矩形，从短路面处开始呈E面扇形喇叭状，又呈H面扇形喇叭状延伸，终端的横截面为正方形。

4、根据权利要求2所述的一种微波等离子光源，其特征是所述的电感性调谐器(4)为置于波导两侧的两块条状铝块。

5、根据权利要求2或4所述的一种微波等离子光源，其特征是所述调谐器(4)上安有介质云母片和反射镜(6)。

6、根据权利要求5所述的一种微波等离子光源，其特征是所述的介质云母片和反射镜(6)为耐高温的方形介质云母片和介质反射镜(6)。

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