专利名称：一种陶瓷无极等离子体光源的制作方法
技术领域：
本发明属于陶瓷光源领域，尤其涉及一种陶瓷无极等离子体光源。
背景技术：
等离子光源是利用等离子体中的受激发原子或分子的辐射提供流明的。其中，电 场用来产生和维护原子或分子的激发态，而激发的原分子以不同的几率和速率跃迁回到低 能级态，其亏损的能量转变成光子，进而完成电能到光能或流明的转化。而一般的等离子光 源，如荧光灯，石英金商灯，陶瓷金商灯等，利用电极将电磁场传递到等离子腔体(电弧管) 内。电极既是等离子体的两个终端，又为等离子体提供电子，所以它除了受到欧姆加热而且 要受到离子和电子轰击，导致电极材料的损失。电极的破坏是等离子体光源的主要损坏模 式之一，而且游离的电极材料，如钨，沉积在电弧管上阻挡了光线的输出，因而导致光衰。发明内容针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种发光效率高、寿命更长的陶瓷无 极等离子体光源。为实现上述目的，本发明的技术方案为一种陶瓷无极等离子体光源，其包括微波 谐振腔及陶瓷电弧管，该陶瓷电弧管由透明或透光材料构成，该陶瓷电弧管包括填充发光 物质的等离子腔体及设于等离子腔体一端的连接管，连接管内插装有一陶瓷塞杆，该陶瓷 塞杆通过焊料与连接管实现气密封接，该微波谐振腔上设有通孔，该陶瓷电弧管设于通孔 内，该微波谐振腔还连接有微波输入源。本方案中，由于不会产生电极损坏，灯具有更长寿命，另外没有电极材料污染电弧 管，能有效减少光源光衰；由于不用电极定义电场，等离子体不再终结在电极端面上，等离 子体更均勻地充满整个腔体，所以更充分地利用所有发光物质，因而有更高光效，同时也不 用担心发光物质与电极反应，因而有更多发光物质选择。另外，陶瓷材料制成的电弧管，其与石英电弧管相比，具有如下优点1、陶瓷比石英更耐高温，有利于提高等离子体气压，提高光效；2、陶瓷可以耐更高气压，可以在更高气压下工作，提高光效；3、由于陶瓷比石英更导热，陶瓷表面温度更均勻，有效消除冷点，提高光效和颜色 一致性；4、由于陶瓷比石英高频电磁波损耗更小，降低电磁场损耗，提高电光转换效率，或 流明每瓦数。为了提高出光效果，该等离子腔体一部分露出至微波谐振腔外。该连接管末端设有焊接槽，焊接槽内径大于连接管内径，焊接槽通过填充焊料实 现陶瓷电弧管的气密密封。本方案在连接管末端设有焊接槽，这里的端面焊接比起在连接管内焊接的优点是 使焊料最大限度的远离高温等离子区，有利提高焊料的使用性能和寿命。同时，焊料槽可以更可靠地保证焊料的数量和质量，以确保电弧管在高压条件下的气密性。焊料可以在焊料 槽原地融化焊接，而不要焊料在毛细管里流动，到达一定深度，然后再完成焊接。焊料在焊 料槽里原地焊接简化了封接过程和减少了封接时间。为了精确定位陶瓷塞杆的位置，该陶瓷塞杆顶端设有与焊接槽固定配合的定位结 构，且焊料填充在该定位结构上。为了精确定位陶瓷电弧管的位置，该连接管形成有一凸位结构，该凸位结构与通 孔定位配合。进一步地，该焊接槽与连接管一体成型，或者该焊接槽是由设于通孔内的凹槽形 成。为了实现更好的密封效果，该陶瓷塞杆外径与连接管内径相当。该陶瓷塞杆的膨胀系数与连接管一致，能有效避免由于连接管与陶瓷塞杆的膨胀 系数不一致，而导致的连接管破裂或存在间隙。较小的间隙有效地防止了发光物质进入间 隙而带来的发光物质的流失和由此引起的光效减低和光的颜色的变化。进一步地，该微波谐振腔为中央位置具有一弧形凹槽的回转体结构，该通孔设于 回转体的中心轴位置，该陶瓷电弧管穿过该通孔，且等离子腔体一部分露出至弧形凹槽上。 中心轴位置是整个微波谐振腔能量最大的部位，将陶瓷电弧管设置在此位置，使其内发光 物质得到最大的能量，发光效果最佳。为了更进一步提供出光效果，该微波谐振腔由金属壳体及设于金属壳体内的陶瓷 介质构成，且该弧形凹槽的外侧面为一反射面。进一步地，该陶瓷塞杆底端呈弧形凹状结构，该等离子腔体远离陶瓷塞杆的一端 也呈弧形凹状结构，该陶瓷塞杆可以由反光陶瓷材料构成。进一步地，该微波谐振腔还连接有微波检测源，其根据微波谐振腔内的微波能量 大小调整微波输入源的输入能量。
图1为本发明实施例1的剖面示意图。图2为图1焊接槽部分的放大结构示意图。图3为本发明实施例2的剖面示意图。图4为本发明实施例2另一种结构的剖面示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明进行详细的描述。实施例1。如图1及图2所示，本发明公开了一种陶瓷无极等离子体光源，其包括微波谐振腔 1及陶瓷电弧管2，该陶瓷电弧管2包括填充发光物质的等离子腔体21及设于等离子腔体 21 一端的连接管22，连接管22内插装有一陶瓷塞杆23，该陶瓷塞杆23通过焊料M与连 接管22实现气密封接，该微波谐振腔1上设有通孔，该陶瓷电弧管2设于通孔内，当然，该 等离子腔体21也可以一部分露出至微波谐振腔1外，该微波谐振腔1还连接有微波输入源 3。[0030] 该电弧管2为透明或透光陶瓷材料做成，该微波输入源3为与微波发生器相连接 的金属棒，该金属棒插入到微波谐振腔1内。本发明的制作过程中，先做成电弧管，加发光 物质和启动气体，如氩气，氪气，氙气等，再将陶瓷塞杆放置到通孔中，加焊料加热完成封 接。工作时，该微波输入源向微波谐振腔传输微波能量信号，微波能量信号在谐振腔内进行 能量重组，并传输至陶瓷电弧管处，能量穿过陶瓷制作而成的连接管后进入等离子腔体，从 而激发发光物质发光。[0031 ] 该连接管22末端设有焊接槽25，焊接槽25内径大于连接管22内径，焊接槽25通 过填充焊料M实现陶瓷电弧管2的气密密封；该陶瓷塞杆23顶端设有与焊接槽25固定配 合的定位结构26，且焊料M填充在该定位结构沈上，封装时，仅需将陶瓷塞杆23塞进电弧 管2中，定位结构沈与焊接槽25定位配合，能有效精确定位陶瓷塞杆23的位置，最后再填 充焊料M，实现封接过程。该定位结构沈可以凸起或定位片。该定位结构沈顶部形成有若干种锥面，使焊料更容易润湿焊接槽。进一步地，为 防止焊料M老化后由焊料槽25脱落，该焊接槽25呈一向外缩口结构，缩口结构给焊料的 整体结构施加一轴向的压力，能有效防止其脱落。进一步地，该焊接槽可呈圆台结构或圆锥 台或球形结构。同样地，该焊接槽侧面上也可设有若干凹/凸槽结构，凹槽/凸槽结构对焊 料整体具有抓紧力，能有效防止焊料老化后由焊料槽脱落。为了精确定位陶瓷电弧管2的位置，该连接管22形成有一凸位结构27，该凸位结 构27与通孔定位配合。具体配合方式可为，该通孔为等径结构，该凸位结构27与通孔的顶 端端面配合固定。除此之外，该通孔可为非等径结构，通孔顶部处具有一凹槽，该凸位结构 27置于该凹槽内。本实施例中，该焊接槽25与连接管22为一体成型。为了减小陶瓷塞杆23与连接管22之间的间隙，提高密封效果，该陶瓷塞杆23外 径与连接管22内径相当，而且两者经过精加工使间隙可以在5微米以下，甚至2微米以下。进一步地，该微波谐振腔1为中央位置具有一弧形凹槽11的回转体结构，该通孔 设于回转体的中心轴位置，该陶瓷电弧管2穿过该通孔，且等离子腔体21露出至弧形凹槽 11上。中心轴位置是整个微波谐振腔1能量最大的部位，将陶瓷电弧管2设置在此位置，使 其内发光物质得到最大的能量，发光效果最佳。进一步地，该微波谐振腔1由金属壳体12及设于金属壳体12内的陶瓷介质13构 成，且该弧形凹槽11的外侧面为一反射面。该陶瓷塞杆23可以由反光陶瓷材料构成，以提 高电弧管2的定向发光能力。进一步地，该陶瓷塞杆23底端呈弧形凹状结构，该等离子腔体21远离陶瓷塞杆23 的一端也呈弧形凹状结构。进一步地，该微波谐振腔1还连接有微波检测源4，其根据微波谐振腔1内的微波 能量大小调整微波输入源3的输入能量。该微波检测源4也为一与微波检测器相连接的金 属棒，该金属棒也插设在微波谐振腔1内。实施例2。如图3及图4所示，本实施例与实施例1结构类似，其区别在于，该焊接槽25为设 于通孔内的凹槽形成。该陶瓷电弧管2置于该通孔中，并通过其凸位结构27与焊接槽25 配合定位，再通过往该凹槽内填充焊料M实现密封。[0042] 该陶瓷塞杆23顶端同样也可以设有与焊接槽25固定配合的定位结构沈，且焊料 M填充在该定位结构26上，封装时，仅需将陶瓷塞杆23塞进电弧管2中，定位结构沈与 焊接槽25定位配合，能有效精确定位陶瓷塞杆23的位置，最后再填充焊料M，实现封接过 程。该定位结构沈可以凸起或定位片。
权利要求1.一种陶瓷无极等离子体光源，其特征在于，包括微波谐振腔及陶瓷电弧管，该陶瓷电 弧管由透明或透光材料构成，该陶瓷电弧管包括填充发光物质的等离子腔体及设于等离子 腔体一端的连接管，连接管内插装有一陶瓷塞杆，该陶瓷塞杆通过焊料与连接管实现气密 封接，该微波谐振腔上设有通孔，该陶瓷电弧管设于通孔内，该微波谐振腔还连接有微波输 入源。
2.根据权利要求1所述的陶瓷无极等离子体光源，其特征在于，该等离子腔体一部分 露出至微波谐振腔外。
3.根据权利要求2所述的陶瓷无极等离子体光源，其特征在于，该连接管末端设有焊 接槽，焊接槽内径大于连接管内径，焊接槽通过填充焊料实现陶瓷电弧管的气密密封。
4.根据权利要求3所述的陶瓷无极等离子体光源，其特征在于，该陶瓷塞杆顶端设有 与焊接槽固定配合的定位结构，且焊料填充在该定位结构上。
5.根据权利要求3所述的陶瓷无极等离子体光源，其特征在于，该连接管形成有一凸 位结构，该凸位结构与通孔定位配合。
6.根据权利要求3或4或5所述的陶瓷无极等离子体光源，其特征在于，该焊接槽与连 接管一体成型，或者焊接槽是由设于通孔内的凹槽形成。
7.根据权利要求2所述的陶瓷无极等离子体光源，其特征在于，该陶瓷塞杆外径与连 接管内径相当。
8.根据权利要求2所述的陶瓷无极等离子体光源，其特征在于，该微波谐振腔为中央 位置具有一弧形凹槽的回转体结构，该通孔设于回转体的中心轴位置，该陶瓷电弧管设于 该通孔内，且等离子腔体一部分露出至弧形凹槽上。
9.根据权利要求8所述的陶瓷无极等离子体光源，其特征在于，该微波谐振腔由金属 壳体及设于金属壳体内的陶瓷介质构成，且该弧形凹槽的外侧面为一反射面。
10.根据权利要求1所述的陶瓷无极等离子体光源，其特征在于，该陶瓷塞杆底端呈弧 形凹状结构，该等离子腔体远离陶瓷塞杆的一端也呈弧形凹状结构，该陶瓷塞杆由反光陶 瓷材料构成。
11.根据权利要求1所述的陶瓷无极等离子体光源，其特征在于，该微波谐振腔还连接 有微波检测源，其根据微波谐振腔内的微波能量大小调整微波输入源的输入能量。
专利摘要本实用新型公开了一种陶瓷无极等离子体光源，其包括微波谐振腔及陶瓷电弧管，该陶瓷电弧管由透明或透光材料构成，该陶瓷电弧管包括填充发光物质的等离子腔体及设于等离子腔体一端的连接管，连接管内插装有一陶瓷塞杆，该陶瓷塞杆通过焊料与连接管实现气密封接，该微波谐振腔上设有通孔，该陶瓷电弧管设于通孔内，该微波谐振腔还连接有微波输入源。本实用新型具有发光效率高、寿命更长等优点。
文档编号H01J61/36GK201829464SQ20102021742
公开日2011年5月11日 申请日期2010年6月7日 优先权日2010年6月7日
发明者张万镇, 谢灿生, 高鞠 申请人:潮州市灿源电光源有限公司