专利名称：气体放电灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子工程，尤其涉及改进的高压电弧放电照明装置。
背景技术：
已知电弧放电照明装置包括充有气体混合物的透光燃烧器。在燃烧器的对面，安装有两个由高熔点金属制成并包含活化剂(碱土金属氧化物)存储器的电极[1]。在灯的工作过程中，电弧放电在电极之间燃烧，使之加热至约1500K的温度。电极表面上形成的活化剂薄膜使其逸出功降低。结果，在较低温度下从电极辐射出必要的电子流，增加了其使用寿命[2]。
数十年来，许多种灯中都采用电极，这些灯由其上缠绕有高熔点金属丝螺旋线的高熔点金属杆构成，在其线圈之间置有活化剂[1]。这种电极的缺陷在于由于制造的复杂性导致的高成本和由于活化剂从内线圈的间隙剥落导致的相对较短的使用寿命，活化剂剥落是因为在照明装置开和关状态中电极温度不同。
近来，建议使用包含高熔点金属杆、高熔点金属和固定于其上的活化剂粉末的的圆柱形烧结体电极[2]。这种电极的制造方法省时，且烧结体具有更高的强度。该电极的缺陷在于由于电极元件相对尺寸的试错选择导致的灯点火不稳定。
为确保放电点火的稳定性，建议使用一种灯[3]，其电极由高熔点金属杆和置于该金属杆上的圆柱形烧结体构成，该烧结体孔隙率Π、长度L，在烧结体上延伸的杆部分的长度l，杆的延伸部分和烧结体的质量mc和mb，杆的直径dc、放电电流I满足条件10,0≥ΠLlmbmcId2K≥3.4,]]>其中K＝1.0毫米2/A。该灯的优点在于使用寿命期间灯点火的稳定性。
这种灯的缺点是在具有其侧表面和圆柱底面之间的圆柱形烧结体的电极上的锐利边缘的存在从而导致从接近于边缘部分的活化剂的蒸发有所增加以及寿命减少。
发明内容
因此，本实用新型的目的是提供具有通过烧结体形状的优化实现的寿命延长和活化剂蒸发最小的灯。
以下将给出本实用新型的详细描述。
图中图1是灯的示意图图2是电极的放大示意图。
具体实施方式
电弧放电照明灯装置的工作机制可以如下描述。在打开灯以后，电压作用于其电极之间，导致充满气体的电极间空隙被击穿，并产生电弧放电。在放电电流值、高压弧光灯的特性下，放电位于一半径为几十个微米的斑点(阴极斑点)内的电极表面上[4]。在放电的阴极半周期中，当电极执行阴极功能时，斑点通常位于圆柱形烧结体侧表面和其底边之间的边缘上(这样的斑点位置降低来自斑点区域的热传导，这在能量方面有利于放电)。如通过计算所给出和实验所证实的那样，与在具有位于边缘上的斑点的烧结体表面的主要部分的值相比，在斑点中心的温度增加超过对应位于圆柱侧表面上的斑点的相应温度增加几百度。烧结体温度增加300K导致活化剂从其表面的蒸发率成倍增加[5]。加速蒸发导致由活化剂的烧结体的损耗和电极寿命的降低。
所建议实用新型的要素如图2所示，它显示一灯燃烧器，其电极包含高熔点金属杆1的电极和置于其上的圆柱形烧结体2。为了增加从烧结体表面的阴极斑点部分来的热传导并减少它的活化剂蒸发，烧结体侧表面和圆柱底面之间的边缘以半径rc形成圆。
可接受的rc值的范围可以根据以下考虑得到。研究显示，当边缘的圆半径rc至少五倍于斑点半径r0，即5r0≤rc时，相对于具有位于烧结体边缘的斑点的烧结体表面主要部分的值，在斑点中心的烧结体表面温度增加仅稍微超过在位于其表面平滑部分上的斑点中心的温度增加。另一方面，圆柱边缘圆半径rc的增加导致烧结体体积的减少，结果，活化剂量减少，可能导致破坏参考文献[3]中所建议的稳定放电点火条件。如果不超过10％，由于边缘倒圆造成的烧结体体积的减少就无关紧要，根据计算，如果圆半径rc满足不等式rc≤rL/8]]>就能保证这种情况。因此，如果边缘倒圆半径满足条件5r0≤rc≤rL/8,]]>就能实现烧结体边缘阴极斑点部分的热传导有实质增加而不产生活化剂量的明显减少。
本实用新型的实施例在250瓦功率的高压汞电弧放电灯中，使用包含具有圆柱形钨烧结体的钨杆和置于于金属杆上的半径r＝1.35毫米长度L＝3.5毫米的碱土金属氧化粉末混合物烧结体的电极。在灯中的阴极斑点半径为r0＝40-60微米[6]。对于这种电极尺寸，烧结体边缘倒圆的可接受值的范围通过不等式0.30毫米≤rc≤0.77毫米确定。制造了包含具有指定尺寸的圆形烧结体边缘(rc＝0.5毫米)的电极的灯。测试显示它们的寿命增加了15％。
参考文献1.Waymouth J.F.Electric discharge lamps.莫斯科Energia，1977，pp.169-174.
2.Reshenov S.P.Cathodic processes in arc-di scharge light sources.莫斯科MEI，1991，pp.223-225.
3.Minaev V.I.A gas-discharge lamp.俄罗斯专利No2158043.
4.Raiser J.P.Physics of gas-discharge processes.莫斯科Nauka，1987，pp.426-431.
5.Koudintseva G.A.，Melnikov A.I.，Morozov A.V.，Nikonov B.P.Thermioniccathodes.莫斯科Energia，1966，pp.223-234.
6.Btticher R.，Btticher W.Numerical modeling of arc attachment tocathodes of high-intensity dischargelamps//J.Phys.DAppl.Phys.，2000，V.33，pp.367-375.
权利要求1.一种气体放电照明灯，它包含由光学透明材料制成的燃烧器和电极，所述电极由烧结体置于其上的高熔点金属杆，其特征在于，包括在所述侧表面和烧结体底面之间的倒圆边缘，所述边缘的半径rc满足条件5r0≤rc≤rL/8,]]>其中r0是弧光放电阴极斑点的半径，r和L是烧结体圆柱的半径和长度。
专利摘要所揭示的是高压电弧放电照明灯，它含有一个燃烧器，所述燃烧器由透光材料和由带有烧结在其上的烧结体的高熔点金属杆制成。为抑制活化剂的快速蒸发而延长灯的寿命，使烧结体成圆柱形，并且在圆柱形的侧面和底面之间带有倒圆，边缘倒圆的半径r
文档编号H01J61/82GK2679842SQ20032010390
公开日2005年2月16日 申请日期2003年10月17日 优先权日2003年10月17日
发明者V·V·普拉西兹基, V·I·蔡, L·R·田, R·I·哈比布林 申请人:威罗班克佛罗里达股份有限公司