一种基于微波激励的大功率微波无极紫外灯及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及基于微波激励的大功率微波无极紫外灯及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 紫外光固化技术是一种先进的材料处理技术，利用紫外光进行照射，可将涂料等 材料快速固化。由于紫外福照的穿透性弱，所W，对于大厚度透明材料的紫外固化，需要采 用大功率紫外灯。现有的大功率紫外灯有两种，即为大功率有极紫外灯和大功率无极紫外 灯。其中，无极紫外灯相比于有极紫外灯，采用微波激励的发光方式，具有体积小、启动速度 快、光效高、光色稳定、寿命长等特点。已经较为广泛的应用于汽车车灯涂料、液晶封装、高 压电缆、光纤涂料到电子产品、医疗器械、光盘制造及光学薄膜等领域。
[0003] 大功率无极紫外灯的福照效率主要体现在两个方面；1.紫外光线在待加工产品 生产线上的聚焦效果；2.微波对无极紫外灯管的激发效果。而二者都受到灯中谐振腔结构 的影响，前者体现在谐振腔的聚焦特性，后者体现在谐振腔的微波谐振特性。由于不同待加 工产品有着不同的福照需求，因此需要对大功率微波无极紫外灯的结构进行重新设计，方 能满足不同产品的紫外福照要求。而目前国内外还没有关于微波无极紫外灯的制备，因此 提出微波无极紫外灯的制备方法十分有意义。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是目前还没有针对于不同待加工产品所需的福照需求而制备的大 功率微波无极紫外灯，而提出了一种基于微波激励的大功率微波无极紫外灯及其制备方 法。
[0005] 上述的发明目的是通过W下技术方案实现的：
[0006] 一种基于微波激励的大功率微波无极紫外灯，其特征在于，所述大功率微波无极 紫外灯包括无极紫外灯管、两个磁控管、两个波导管和微波谐振腔；
[0007] 所述微波谐振腔由反光罩和金属屏蔽网组成，金属屏蔽网为下底面，反光罩由半 个楠圆柱面和与所述柱面两端分别连接的两个端盖构成，反光罩开口扣装于金属屏蔽网上 且反光罩与金属屏蔽网的周边连接，二者围合的空腔为微波谐振腔；无极紫外灯管设置于 微波谐振腔内，反光罩上表面的两端分别设置一个波导管，两个波导管的相对侧分别设置 一个磁控管。
[000引一种基于微波激励的大功率微波无极紫外灯制备方法具体是按照W下步骤进行 的：
[0009] 步骤一、根据福照试样的福照功率选择无极紫外灯管，并根据选择的无极紫外灯 管W及待加工产品所需的福照光强及光强分布要求确定反光罩Y方向的长度、反光罩Z方 向的长度和反光罩X方向的长度；其中，W反光罩平面中屯、为原点〇，W反光罩平面延长方 向为X方向，与反光罩平面垂直方向为Y方向，与X方向和Y方向垂直方向为Z方向；
[0010] 步骤二、根据步骤一中无极紫外灯管确定磁控管，并根据磁控管选择波导管；根据 对微波谐振腔进行的电磁仿真结果，确定波导管与步骤一中反光罩的连接w及金属屏蔽网 的位置；
[0011] 至此，完成了基于微波激励的大功率微波无极紫外灯的制备。
[001引发明效果
[0013] 采用本发明的一种基于微波激励的大功率微波无极紫外灯及其制备方法。
[0014] 首先，W所需的福照能量为依据进行无极灯灯管选择及磁控管的选择；其次，W福 照固化对象所需要的福照光强及其分布为依据对反射腔体（谐振腔体）进行设计；再其次， 针对设计的反射腔体的模型，应用计算机仿真软件进行电场模式仿真，选择最佳模式，W最 佳模式对应的壁面电流的分布及波导管的电场方向为依据，对其波导管与反光罩连接的馈 入口的进行设计；最后，通过屏蔽网的位置调整谐振腔体内的电场位置，使其在无极灯灯管 处的场强最大，从而使无极灯的发光效率最大。由于不同待加工产品有着不同的福照需求， 因此需要对大功率微波无极紫外灯的结构进行重新设计，可根据不同待加工产品的不同福 照需求制备不同结构的大功率无极紫外灯，满足各领域对大功率无极紫外灯发光效率的需 求。
【附图说明】
[0015] 图1为大功率微波无极紫外灯的制备流程图；
[0016]图2为大功率微波无极紫外灯结构示意图，X为坐标系X轴，Y为坐标系Y轴，Z为 坐标系Z轴；
[0017] 图3为【具体实施方式】走中反光罩一个焦平面上的发光物体在另一个焦平面上的 成像图，E为第一焦点，F为第二焦点平面，G为无极紫外灯，Y为坐标系Y轴，Z为坐标系Z 轴，0为楠圆的中屯、；
[0018] 图4a为实施例中谐振频率在2. 4-2. 5GHz下形成的电场1在第一焦点平面处的分 布图；
[0019] 图4b为实施例中谐振频率在2. 4-2. 5GHz下分别形成的电场2在第一焦点平面处 的的分布图；
[0020] 图4c为实施例中谐振频率在2. 4-2. 5GHz下分别形成的电场3在第一焦点平面处 的的分布图；
[0021] 图4d为实施例中谐振频率在2. 4-2. 5GHz下分别形成的电场4在第一焦点平面处 的的分布图；
[0022] 图5为实施例中在最佳谐振模式条件下，谐振腔内部的壁面电流分布图，A为整体 电流分布图，B为局部电流分布图；
[0023] 图6为实施例中选择的馈入口形状与尺寸示意图；
[0024] 图7为实施例中波导管与谐振腔的连接图。
【具体实施方式】
[0025]
【具体实施方式】一；结合图2说明本实施方式，一种基于微波激励的大功率微波无 极紫外灯，其特征在于，所述大功率微波无极紫外灯包括无极紫外灯管1、两个磁控管2、两 个波导管3和微波谐振腔；所述微波谐振腔由反光罩4和金属屏蔽网5组成，金属屏蔽网5 为下底面，反光罩4由半个楠圆柱面4-1和与所述柱面4-1两端分别连接的两个端盖4-2 构成，反光罩4开口扣装于金属屏蔽网5上且反光罩4与金属屏蔽网5的周边连接，二者围 合的空腔为微波谐振腔；无极紫外灯管1设置于微波谐振腔内，反光罩4上表面的两端分别 设置一个波导管3,两个波导管3的相对侧分别设置一个磁控管2 ;
[0026] 大功率范围为1~6kW。
【具体实施方式】 [0027] 二；本实施方式与一不同的是；所述无极紫外灯管1 为圆柱形，无极紫外灯管长度方向为金属屏蔽网5延长方向，直径为圆形截面直径。
[002引其它步骤及参数与【具体实施方式】一相同。
【具体实施方式】 [0029] 本实施方式与一或二不同的是；所述反光罩4的 两端上各开有一个微波馈入口 6,波导管3与微波谐振腔通过微波馈入口 6进行连接；微波 馈入口 6安装于反光罩4的上方。
[0030] 其它步骤及参数与【具体实施方式】一或二相同。
【具体实施方式】 [0031] 四：本实施方式与一、二或=不同的是；所述磁控管2 安装于波导管3的中上方。
[0032] 其它步骤及参数与【具体实施方式】一、二或=相同。
【具体实施方式】 [0033] 五：本实施方式与一、二、=或四不同的是：所述无极 紫外灯管1的轴屯、与微波谐振腔的轴屯、平行。
[0034] 其它步骤及参数与【具体实施方式】一、二、=或四相同。
【具体实施方式】 [0035] 六；结合图1说明本实施方式，一种基于微波激励的大功率微波无 极紫外灯制备方法，其特征在于，一种基于微波激励的大功率微波无极紫外灯制备方法具 体是按照W下步骤进行的：
[0036] 步骤一、根据福照试样的福照功率选择无极紫外灯管，并根据选择的无极紫外灯 管W及待加工产品所需的福照光强及光强分布要求确定反光罩Y方向的长度、反光罩Z方 向的长度和反光罩X方向的长度；其中，W反光罩平面中屯、为原点〇，W反光罩平面延长方 向为X方向，与反光罩平面垂直方向为Y方向，与X方向和Y方向垂直方向为Z方向；
[0037] 步骤二、根据步骤一中无极紫外灯管确定磁控管，并根据磁控管选择波导管；根据 对微波谐振腔进行的电磁仿真结果，确定波导管与步骤一中反光罩的连接W及金属屏蔽网 的位置；
[003引至此，完成了基于微波激励的大功率微波无极紫外灯的制备。
【具体实施方式】 [0039] 走；本实施方式与六不同的是；所述步骤一中根据福 照试样的福照功率选择无极紫外灯管，并根据选择的无极紫外灯管W及待加工产品所需的 福照光强及光强分布要求确定反光罩Y方向的长度、反光罩Z方向的长度和反光罩X方向 的长度；其中，W反光罩平面