专利名称：大功率矩形外耦合无极紫外灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低气压汞蒸气放电紫外线杀菌灯，尤其是一种大功率矩形外耦合无极紫外灯。
背景技术：
现有技术中的电极紫外线灯使用寿命短(国家标准GB 19258-2003规定为平均寿命不低于5000小时)，功率做不大，主要是受灯管长度的限制。以40W紫外灯为例，它的长度是120cm，功率再做大，长度就会需要增加，点火电压和工作电压相应需要提高，因而限制了灯管长度的随意增长。所以在40W基础上功率不可能增大很多。现有单端有灯丝的紫外灯，国标列出的最大功率为^W，功率无法增大进而造成紫外光辐射强度不够，不能满足用户的需求。另外，目前的单端和双端紫外灯属于低气压汞蒸气放电产生以253. 7nm为主的紫外光，为了维持放电，它们都设有电极，这种电极由钨丝和涂在钨丝上的发射电子的三元氧化物组成。工作时电极发射电子维持汞蒸气放电产生紫外线。当三元氧化物耗尽时，灯管就报废，灯的工作寿命也就停止了。根据技术人员长期研究表明，不用灯丝和电极是延长低气压汞蒸气放电紫外灯寿命的根本办法。利用电磁感应放电原理开发出的紫外灯就是没有灯丝和电极的。现有公开的专利中提及的无电极紫外灯是将耦合器放置于灯泡内，即内耦合式，高频发生器输出的高频电流经耦合器产生高频电磁场耦合进灯泡内使泡内物质原子被激发而发出紫外光，或是利用微波注入灯泡内使灯泡内的物质原子被激发而发出紫外光。内耦合式无电极紫外灯由于耦合器置于泡壳内，耦合器随功率增大发热量相应增加，如果不能及时散热温度升高至230摄氏度以上会造成耦合器或驱动器损坏，所以散热是内耦合式无电极紫外灯功率不容易做到150W以上的主要问题之一。现有微波紫外灯系统体积大，磁控管寿命短(额定 2000小时)，500瓦以下功率实现困难。但是，现有用于空气、水、食品、餐具等的消毒杀菌紫外灯市场需求，越来越趋向于大功率和长寿命，用户需要杀菌快、辐照时间短、节能且寿命长的紫外灯。现有紫外灯均不能满足用户需求，因此，现有紫外灯存在缺陷，需要进行改进。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种功率能显著增大，且长寿命的大功率矩形外耦合无极紫外灯。本实用新型的大功率矩形外耦合无极紫外灯，包括剖面为环形的闭合灯管、耦合器和高频驱动器，其特征是所述闭合灯管为外形呈矩形的矩形闭合灯管，所述矩形闭合灯管的管径为46mm到56mm，所述耦合器由第一耦合器单元和第二耦合器单元构成，所述第一耦合器单元和第二耦合器单元分别套置在矩形闭合灯管外壁，并分别位于矩形闭合灯管对称的两条短边上，所述第一耦合器单元和第二耦合器单元均与高频驱动器相连通。[0008]本实用新型中所述矩形闭合灯管的管径可以为46mm到56mm，即可以是灯管外径 46mm的矩形闭合灯管、灯管外径50mm的矩形闭合灯管、或灯管外径56mm的矩形闭合灯管等等。当然，所述矩形闭合灯管的管径只要是在46mm到56mm之间，能与高频驱动器相连通的耦合器进行耦合且激发矩形闭合灯管内汞原子发出253. 7nm紫外光即可。本实用新型的基本构思是该大功率矩形外耦合无极紫外灯属于低气压汞蒸气放电紫外线杀菌灯。可用于空气、水、食品、餐具等的消毒杀菌。该大功率矩形外耦合无极紫外灯没有灯丝和电极，它以电磁耦合的方式将能量耦合到剖面为环形的矩形闭合灯管内， 激发汞原子发出以253. 7nm为主紫外光，高频驱动器产生200KHz-250KHz的高频电流通过环绕在灯管上的闭合磁环上的线圈产生高频电磁场，将能量耦合进灯管内，激发汞原子发出以253. 7nm为主紫外光。外耦合无极紫外灯可以实现的功率从十几瓦到三百瓦或更大， 和内耦合式相比，由于耦合器外置，利于耦合器的散热，功率可以做得比内耦合式的大。同时由于工作频率比内耦合式的低(约为一般内耦合式2. 65MHz的十分之一)，元器件选取容易，高频驱动器易于生产且成本低廉。本实用新型的大功率矩形外耦合无极紫外灯由1.灯管(矩形)，2.耦合器为环绕在灯管上的绕有线圈的闭合磁环，3.高频驱动器组成。灯管为闭合的矩形透紫外光玻管、管径为46mm到56mm大小。灯管内充入压力低于2乇的汞蒸汽和惰性气体。耦合器为绕有线圈的闭合磁环，线圈总电感量控制在0.45mH左右。矩形灯管需要两个耦合器。高频驱动器采用具有自适应特点的高频驱动器。高频驱动器产生的交变电磁场耦合进灯管内，激发汞原子到S3P1激发态，再从激发态返回基态，产生253. 7nm紫外光。本实用新型中所述的绕有线圈的闭合磁环(耦合器)，具有自适应特点的高频驱动器元件和透紫外线玻管均为现有市售产品。其产生253. 7nm紫外光原理也与现有紫外光发光原理相似，此处不再赘述。本实用新型中大功率矩形外耦合无极紫外灯的矩形闭合灯管内的充气量和充汞量决定外耦合无极紫外灯能否工作和253. 7nm紫外光的辐射能量。可以实现的功率从十几瓦到300瓦或更大。辐射能量可以做到一米处一千微瓦/平方厘米以上。本实用新型的大功率矩形外耦合无极紫外灯寿命很长。因为它是闭合灯管，除了惰性气体和微量汞元素之外没有别的添加物，一旦做好只要不损坏，灯管就是半永久性的， 决定它寿命的因素就只是高频驱动器。由于是外耦合形式不用担心散热问题，功率可以做到300W或更大，比现有内耦合式无极紫外灯功率大、在消毒杀菌场合可以减少辐照时间， 相应可以节能。比现有的有极紫外灯寿命更长，降低了用户的生产成本。与前述现有同类产品相比，本实用新型的大功率矩形外耦合无极紫外灯功率能显著增大、可以减少辐照时间、节能且寿命长。本实用新型的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本实用新型的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。
图1是实施例中1大功率矩形外耦合无极紫外灯的结构示意图。图2是实施例中2大功率矩形外耦合无极紫外灯的结构示意图。图3是实施例中3大功率矩形外耦合无极紫外灯的结构示意图。
具体实施方式
实施例1 如图1所示，本实施例中所述的大功率矩形外耦合无极紫外灯包括剖面为环形的闭合灯管、耦合器和高频驱动器1，其特征是所述闭合灯管为外形呈矩形的矩形闭合灯管2，所述矩形闭合灯管2的管径为46mm，所述耦合器由第一耦合器单元3和第二耦合器单元4构成，所述第一耦合器单元3和第二耦合器单元4分别套置在矩形闭合灯管2外壁，并分别位于矩形闭合灯管2对称的两条短边上，所述第一耦合器单元3和第二耦合器单元4均与高频驱动器1相连通。本实施例中所述矩形闭合灯管2为灯管外径46mm的矩形闭合灯管。本实施例为 150W外耦合无极紫外灯，矩形闭合灯管2长350mm、宽80mm、外径46mm，灯管内充入0. 1乇的氩气，充汞量20mg，配上150W的高频驱动器1。本例实现的电功率为152. 3W，以253. 7nm 紫外线为主的辐射照度为1米处500 μ ff/cm2, 50厘米处1600 μ W/cm2。实施例2 如图2所示，本实施例与实施例1相似，所不同的是所述闭合环形灯管 2为灯管外径50mm的闭合环形灯管。本实施例为100W外耦合无极紫外灯，矩形闭合灯管2 长270mm、宽140mm、灯管外径50mm，灯管内充入0. 16乇氩气，充汞量18mg，配上100W的高
频驱动器1。实现电功率104W，紫外线辐射照度1米处为280 μ ff/cm2, 50厘米处为900 μ W/
2
cm ο实施例3 如图3所示，本实施例与实施例1相似，所不同的是所述闭合环形灯管 2为灯管外径56mm的闭合环形灯管。本实施例为220W外耦合无极紫外灯，矩形闭合灯管2 长440mm、宽160mm、灯管外径56mm，灯管内充入0. 09乇氩气，充汞量35mg，配上220W的高频驱动器1。实现电功率217W，紫外线辐射照度1米处为900 μ W/cm2。
权利要求1.一种大功率矩形外耦合无极紫外灯，包括剖面为环形的闭合灯管、耦合器和高频驱动器，其特征是所述闭合灯管为外形呈矩形的矩形闭合灯管，所述矩形闭合灯管的管径为 46mm到56mm，所述耦合器由第一耦合器单元和第二耦合器单元构成，所述第一耦合器单元和第二耦合器单元分别套置在矩形闭合灯管外壁，并分别位于矩形闭合灯管对称的两条短边上，所述第一耦合器单元和第二耦合器单元均与高频驱动器相连通。
2.如权利要求1所述的大功率矩形外耦合无极紫外灯，其特征是所述矩形闭合灯管为灯管长350mm、宽80mm、外径46mm的矩形闭合灯管。
3.如权利要求1所述的大功率矩形外耦合无极紫外灯，其特征是所述矩形闭合灯管为灯管长270mm、宽140mm、外径50mm的矩形闭合灯管。
4.如权利要求1所述的大功率矩形外耦合无极紫外灯，其特征是所述矩形闭合灯管为灯管长440mm、宽160mm、外径56mm的矩形闭合灯管。
专利摘要本实用新型涉及一种低气压汞蒸气放电紫外线杀菌灯，尤其是一种大功率矩形外耦合无极紫外灯。该紫外灯包括剖面为环形的闭合灯管、耦合器和高频驱动器，其特征是闭合灯管为外形呈矩形的矩形闭合灯管，矩形闭合灯管的管径为46mm到56mm，所述耦合器由第一耦合器单元和第二耦合器单元构成，第一耦合器单元和第二耦合器单元分别套置在矩形闭合灯管外壁，并分别位于矩形闭合灯管对称的两条短边上，第一耦合器单元和第二耦合器单元均与高频驱动器相连通。本产品功率能显著增大、可以减少辐照时间、节能且寿命长。
文档编号H01J61/30GK202230979SQ201120354690
公开日2012年5月23日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者王佳模, 王家诚 申请人:王佳模, 王家诚