专利名称：一种低功耗光谱灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及原子频标领域，特别涉及一种低功耗光谱灯。
背景技术：
光谱灯是指能辐射出某种元素特征谱线的放电灯。以铷原子频标中的光谱灯为例，光谱灯的灯泡常用球型玻璃泡，直径约10_15mm。灯泡中除充有金属铷外，还充有激发电位低、化学性质不活泼的起辉气体，常用Kr气或Ar气，灯泡放在一个振荡线圈中。灯泡启动时，振荡线圈产生的高频强电场使灯泡中惰性气体电离发光。在高频磁场的作用下，离子在灯泡内作高速螺旋运动。当灯泡内的温度在恒温装置和等离子体加热效应的作用下升至120°C左右的恒温点时，灯泡内的金属铷形成铷蒸气，高速运动的惰性气体离子和蒸气状的铷原子发生碰撞，使铷原子获得能量进入高能级，然后从高能级跃迁至低能级，释放出光子。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:光谱灯启动时，由于灯泡内惰性气体从常态到电离态，需要提供较大的激励功率，因此激励功率很高，但当正常工作后，这一过大的激励功率就显得多余，造成高功耗。
实用新型内容为了解决现有技术中光谱灯功耗高的问题，本实用新型实施例提供了一种低功耗光谱灯。所述技 术方案如下:本实用新型实施例提供了一种低功耗光谱灯，所述光谱灯包括:灯泡、射频振荡电路和恒温装置，所述射频振荡电路包括滤波电路、放大电路和振荡选频电路，所述放大电路分别与所述滤波电路和所述振荡选频电路连接，所述振荡选频电路包括设于所述恒温装置中的振荡线圈LI，所述灯泡设于所述振荡线圈LI中，所述放大电路包括晶体管T、以及连接在所述晶体管T的基极和集电极之间的电阻R1、电阻R2和正温度系数电阻Rp，所述电阻R2的一端与所述晶体管T的基极连接，所述电阻R2的另一端通过所述电阻Rl与所述晶体管T的集电极连接，所述正温度系数电阻Rp与所述电阻R2两端并联，且所述正温度系数电阻Rp设于恒温装置中。其中，所述振荡选频电路还包括:电容Cl、电容C2、电容C3和电感L2，所述电容C2连接在所述晶体管T的发射极和基极之间，所述电感L2的一端与所述晶体管T的发射极连接，所述电感L2的另一端接地，所述电容Cl的一端与所述晶体管T的基极连接，所述电容Cl的另一端依次通过所述振荡线圈LI和所述电容C3接地。其中，所述恒温装置包括恒温套和恒温控制电路，所述恒温控制电路与所述恒温套电连接。 进一步地，所述光谱灯还包括设于所述灯泡发光光路上的滤光片。其中，所述滤光片为透明塑料滤光片。[0013]进一步地，所述光谱灯还包设于所述灯泡发光光路上的透镜，所述滤光片设于所述透镜和所述灯泡之间。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过在振荡选频电路加入正温度系数电阻，使得光谱灯启动阶段，激励功率很大，能迅速启动光谱灯；而在正常工作时，激励功率很小，从而保证了较低的功耗。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型实施例提供的低功耗光谱灯的结构示意图；图2是本实用新型实施例提供的低功耗光谱灯的电路图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。实施例本实用新型实施例提供了一种低功耗光谱灯，参见图1，该光谱灯包括:灯泡1、射频振荡电路2和恒温装置3。参见图2，射频振荡电路2包括滤波电路21、放大电路22和振荡选频电路23，放大电路22分别与滤波电路21和振荡选频电路23连接；振荡选频电路23包括设于恒温装置3中的振荡线圈LI，灯泡I设于振荡线圈LI中，放大电路22包括晶体管T、连接在晶体管T的基极和集电极之间的电阻R1、电阻R2和正温度系数电阻Rp，电阻R2的一端与晶体管T的基极连接，电阻R2的另一端通过电阻Rl与晶体管T的集电极连接，正温度系数电阻Rp与电阻R2两端并联，且正温度系数电阻Rp设于恒温装置3中。进一步地，振荡选频电路23还包括:电容Cl、电容C2、电容C3和电感L2，电容C2连接在晶体管T的发射极和基极之间，电感L2的一端与晶体管T的发射极连接，电感L2的另一端接地，电容Cl的一端与晶体管T的基极连接，电容Cl的另一端依次通过振荡线圈LI和电容C3接地。进一步地，滤波电路21包括滤波电容C4，滤波电容C4的一端连接电源Ucc,滤波电容C4的另一端接地。其中，恒温装置3包括恒温套31和恒温控制电路32，恒温控制电路32与恒温套31电连接。正温度系数电阻Rp 是由 PTC(Positive Temperature Coefficient,正温度系数)材料制成，将正温度系数电阻RP置于恒温套31中，正温度系数电阻Rp既用作温度传感器，又用作电流控制执行器件。在常温下正温度系数电阻Rp的电阻值约为20欧姆左右，当光谱灯进入120°C左右的恒温点后，正温度系数电阻Rp的电阻值将迅速升至几十千欧姆。这就使得光谱灯在起辉阶段能迅速启动，在正常工作阶段保持较低功耗。参见图1，光谱 灯还包括设于灯泡I发光光路上的滤光片4。在灯泡I与腔泡系统的集成滤光共振泡之间放置该滤光片4，将光谱灯发出的光衰减到需要的光强。该滤光片4可采用透明塑料，因为透明塑料比较簿，能够方便地置入光谱灯中，而且由于单片透明塑料对光的衰减率比较小，因此可以对光进行比较精细的调节。常见的透明材料有聚碳酸酯、聚甲戊烯、聚砜有机玻璃、聚苯乙烯等，这些透明塑料均有一定的耐磨性，且耐化学试剂。参见图1，光谱灯还包设于灯泡I发光光路上的透镜5，滤光片4设于透镜5和灯泡I之间，使光谱灯发出的光变成平行光，以提高光的利用率。光谱灯处于室温状态，Rp的阻值很小，晶体管T基极电流很大，因此晶体管T激励电流很大，光谱灯可获得很高的激励功率，从而快速启动光谱灯工作。随着光谱灯恒温装置中温度的不断上升，Rp的阻值上升，晶体管T基极电流迅速减小，从而使激励电流也迅速减小，直至120°C左右的恒温点。和传统技术相比，本实施例提供的光谱灯具有以下效果:(1)由于光谱灯启动阶段，Rp阻值很小，激励电流很大，激励功率很大，能迅速启动光谱灯工作。
(2)光谱灯到达恒温点后，Rp阻值很大，激励电流很小，维持光谱灯正常工作的激励功率很小，从而保证了较低的功耗。在通常的条件下，光谱灯的激励频率愈高愈有利于启辉气体和铷发光，但对于射频振荡电路而言，激励频率过高会导致振荡幅度会下降，反而不利于启辉气体和铷发光。因此，我们选择的工作频率大致在IlOMHz附近。本实用新型实施例通过在振荡选频电路加入正温度系数电阻，使得光谱灯启动阶段，激励功率很大，能迅速启动光谱灯；而在正常工作时，激励功率很小，从而保证了较低的功耗。以上所述仅为本 实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种低功耗光谱灯，所述光谱灯包括:灯泡(I)、射频振荡电路(2)和恒温装置(3)，所述射频振荡电路(2)包括滤波电路(21)、放大电路(22)和振荡选频电路(23)，所述放大电路(22)分别与所述滤波电路(21)和所述振荡选频电路(23)连接，所述振荡选频电路(23)包括设于所述恒温装置(3)中的振荡线圈LI，所述灯泡(I)设于所述振荡线圈LI中，所述放大电路(22)包括晶体管T、以及连接在所述晶体管T的基极和集电极之间的电阻R1， 其特征在于，所述放大电路(22)还包括:电阻R2和正温度系数电阻Rp，所述电阻R2的一端与所述晶体管T的基极连接，所述电阻R2的另一端通过所述电阻Rl与所述晶体管T的集电极连接，所述正温度系数电阻Rp与所述电阻R2两端并联，且所述正温度系数电阻Rp设于恒温装置(3)中。
2.根据权利要求1所述的光谱灯，其特征在于，所述振荡选频电路(23)还包括:电容Cl、电容C2、电容C3和电感L2，所述电容C2连接在所述晶体管T的发射极和基极之间，所述电感L2的一端与所述晶体管T的发射极连接，所述电感L2的另一端接地，所述电容Cl的一端与所述晶体管T的基极连接，所述电容Cl的另一端依次通过所述振荡线圈LI和所述电容C3接地。
3.根据权利要求1所述的光谱灯，其特征在于，所述恒温装置(3)包括恒温套(31)和恒温控制电路(32)，所述恒温控制电路(32)与所述恒温套(31)电连接。
4.根据权利要求1所述的光谱灯，其特征在于，所述光谱灯还包括设于所述灯泡(I)发光光路上的滤光片(4)。
5.根据权利要求4所 述的光谱灯，其特征在于，所述滤光片(4)为透明塑料滤光片。
6.根据权利要求4所述的光谱灯，其特征在于，所述光谱灯还包设于所述灯泡(I)发光光路上的透镜(5 )，所述滤光片(4 )设于所述透镜(5 )和所述灯泡(I)之间。
专利摘要本实用新型公开了一种低功耗光谱灯，属于原子频标领域。所述光谱灯包括灯泡、射频振荡电路和恒温装置，所述射频振荡电路包括滤波电路、放大电路和振荡选频电路，所述放大电路包括晶体管T、连接在所述晶体管T的基极和集电极之间的电阻R1、电阻R2和正温度系数电阻Rp，所述电阻R2的一端与所述晶体管T的基极连接，所述电阻R2的另一端通过所述电阻R1与所述晶体管T的集电极连接，所述正温度系数电阻Rp与所述电阻R2两端并联，且所述正温度系数电阻Rp设于恒温装置中。本实用新型通过在振荡选频电路加入正温度系数电阻，使得光谱灯启动阶段，激励功率很大，能迅速启动光谱灯；而在正常工作时，激励功率很小，从而保证了较低的功耗。
文档编号H05B41/36GK203120265SQ20132005938
公开日2013年8月7日 申请日期2013年2月1日 优先权日2013年2月1日
发明者雷海东 申请人:江汉大学