专利名称：一种感应耦合高强度紫外光源的制作方法
技术领域：
本发明属于特种光源技术领域，具体涉及一种感应耦合高强度紫外光源。
背景技术：
紫外光源是特种光源中的一种，其辐射主要为紫外线。根据紫外辐射波长的不同，紫外线可以分为短波紫外UVC (200-290 nm)、中波UVB (290-320 nm)、长波UVA (320-380nm)。不同波长的紫外线具有不同的功能，短波紫外主要用来杀菌消毒或降解有机污染物，中波和长波紫外线主要用来进行材料固化和表面处理等。常见的紫外光源主要是气体放电光源，多采用稀有气体-汞作为放电体系，外观与普通直管荧光灯类似的，灯管采用熔融石英或透紫外玻璃等对紫外线吸收较少的材料制成。这类光源辐射的紫外线主要来自激发态的汞原子，波长主要有185 nm、254 nm、365 nm, 根据应用场合的不同，灯管所用材质也有所不同，有时也会涂覆一些紫外荧光粉。这种基于低气压辉光放电的光源主要缺点在于其功率密度较低，灯管的功率不大。如果需要高功率的辐射输出，通常需要用多根灯管来实现。而且，由于灯管内含汞，可能会对环境造成污染。另一种紫外光源为介质阻挡放电灯(又叫准分子放电灯)。与基于低气压辉光放电的紫外光源不同，介质阻挡放电光源的气压高，功率大，紫外输出强，主要通过激发准分子来实现紫外辐射输出。但介质阻挡放电光源的工作电压高，电源体积大，设计难度高，加工成本也高。感应耦合放电也可用来产生紫外辐射。感应耦合放电是通过电磁感应效应,通过磁芯和线圈产生的磁场在放电腔中感生出电场,从而实现放电。感应耦合放电主要有E放电(静电场主导)和H放电(感应场主导)。在H放电模式下，放电腔中的放电电流可以达到普通辉光放电的几倍甚至十几倍，因此，其相应的辐射输出也比普通辉光放电高出许多。而且，感应耦合放电不需要借助电极来注入能量，光源的理论寿命可以达到无限大，频繁开关，调光等操作也不会影响灯的寿命。另外，基于感应耦合放电的光源功率范围比较宽，从十几瓦到几百瓦，能够适应不同场合的需要。与介质阻挡放电光源相比，感应耦合紫外光源的工作电压低，因此电源设计较为简单，加工成本也不高。另外，介质阻挡放电是大面积的丝状放电，各个方向上紫外光的输出容易受到局部放电的影响。而感应耦合放电是弥漫在整个放电空间中的，各方向的紫外输出相对均匀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种寿命长、紫外辐射效率高的感应耦合高强度紫外光源。本发明提供的感应耦合高强度紫外光源，由泡壳、排气杆、空心磁芯、线圈组成；所述泡壳上预留有空腔，以供磁芯线圈的插入；排气杆在上述预留空腔一端与泡壳连接，放电所需的气体等均通过排气杆充入泡壳中；磁芯线圈由线圈紧密绕在空心磁芯上组成，绕制好的空心磁芯穿过排气杆插入泡壳上所预留的空腔中。进一步的，所述的感应耦合高强度紫外光源的泡壳为球泡状、管状或其他形状；由石英或透紫外玻璃制成。进一步的，所述的感应耦合高强度紫外光源的空心磁芯为锰锌铁氧体。进一步的，所述的感应耦合高强度紫外光源的工作频率为200kHz-13. 56MHz。进一步的，所述的感应耦合高强度紫外光源的泡壳中填充氩气和少量汞，或氪气和少量汞，或氙气和少量氯气，或氪气和少量溴。进一步的，所述的感应耦合高强度紫外光源工作在感应耦合放电的H放电模式下。本发明所涉及的感应耦合高强度紫外光源的寿命长、紫外辐射效率高，调光或频繁开关不会影响灯的寿命，性能稳定。
图I为本感应耦合高强度紫外光源(管状外观)构成示意图。图2为本感应耦合高强度紫外光源(球状外观)构成示意图。图3为本感应耦合高强度紫外光源泡壳构成部件图。图4为本感应耦合高强度紫外光源(管状外观)的各部分尺寸图。其中，D为泡壳直径，d为腔体直径，dl为磁芯直径，d2为排气杆直径，L为泡壳长度，I为预留腔体长度，11为线圈长度。
具体实施例方式下面结合图I和图3对本发明的具体实施方式
做详细的说明。将石英管一端烧结封闭，形成图3中的石英管101 ;将石英料和排气管等烧在一起形成图3中的喇叭口 102。将石英管101和喇叭口 102拼合在一起，拼接处用火烧熔，形成一个整体的泡壳I。将泡壳I的排气杆2与真空系统连接，待抽至高真空后填充所需的放电物质(氩-汞体系、氪-汞体系、氙-氯体系、氪-溴体系等)。将充气完成的泡壳从真空系统上割接下来，放电管便加工完成。根据放电电流和功率的需要，在空心磁芯3上绕上合适匝数的线圈4，使磁芯线圈的电感量符合设计需要。将绕制好的磁芯线圈穿过排气杆1，插入到泡壳I所预留的空腔中。磁芯的直径和线圈所用导线的直径应确保磁芯插入后，线圈与泡壳I的管壁接触较为紧密。下列表I为两个不同尺寸的本感应耦合高强度紫外光源的例子。
权利要求
1.一种感应耦合高强度紫外光源，其特征在于由泡壳(I)、排气杆(2)、空心磁芯(3)、线圈(4)组成；所述泡壳(I)上预留有空腔，以供磁芯线圈的插入；所述排气杆(2)在上述预留空腔一端与泡壳(I)连接，放电所需的气体通过排气杆(2)充入泡壳(I)中；线圈(4)紧密绕在空心磁芯(3)上组成磁芯线圈，绕制好的空心磁芯(3)穿过排气杆(2)插入泡壳(I)上所预留的空腔中。
2.根据权利要求I所述的感应耦合高强度紫外光源，其特征在于所述的泡壳(I)为球泡状或管状；由石英或透紫外玻璃制成。
3.根据权利要求I所述的感应耦合高强度紫外光源，其特征在于所述的空心磁芯(3)为锰锌铁氧体。
4.根据权利要求I所述的感应耦合高强度紫外光源，其特征在于工作频率为.200kHz-13. 56MHz ο
5.根据权利要求I所述的感应耦合高强度紫外光源，其特征在于所述的泡壳(I)中填充氩气和少量汞，或氪气和少量汞，或氙气和少量氯气，或氪气和少量溴。
6.根据权利要求I所述的感应耦合高强度紫外光源，其特征在于工作在感应耦合放电的H放电模式下。
全文摘要
本发明属于特种光源技术领域，具体为一种感应耦合高强度紫外光源。该光源由泡壳、排气杆、空心磁芯、线圈组成；所述泡壳上预留有空腔，以供磁芯线圈的插入；排气杆在上述预留空腔一端与泡壳连接，放电所需的气体等均通过排气杆充入泡壳中；磁芯线圈由线圈紧密绕在空心磁芯上组成，绕制好的空心磁芯穿过排气杆插入泡壳上所预留的空腔中。本发明感应耦合高强度紫外光源的寿命长、紫外辐射效率高，调光或频繁开关不会影响灯的寿命，性能稳定。
文档编号H01J61/36GK102664135SQ20121016496
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月25日 优先权日2012年5月25日
发明者刘洋, 陈育明 申请人:复旦大学