一种标准波导及微波等离子体装置的制作方法

本发明实施例涉及能源领域，尤其涉及一种标准波导及微波等离子体装置。

背景技术

微波等离子体装置，是一种高效全光谱无极灯。能够产生连续光谱，用于照明，无灯丝、无电极的灯泡不仅光效强、低能耗，使用寿命长，光通量可几近持之以恒，整个寿命期限基本无衰减。

微波等离子体装置包含一个大约30mm左右石英球，石英球中含有氩气和其他填充物质。石英球置于一个金属网的微波谐振腔中。一个磁控管发射特定频率的微波，通过波导耦合进入微波谐振腔，使石英球所处位置的电场场强达到最大，足以电离石英球中的氩气，激发等离子体。现有技术中的微波等离子体装置在波导的单侧内部放置固定调谐方块，起到调制的作用。现有技术中的波导制造尺寸千差万别，不易批量生产。同时，现有技术中的微波等离子体装置在结构上存在冗余，上述这些因素均不利于微波等离子体装置在社会上的推广和应用。因此，如何找到一种能够精确有效锁定微波反射损耗最小的期望微波电场的频率，又能够进行批量生产的标准波导及微波等离子体装置，就成为业界亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种标准波导及微波等离子体装置。

一方面，本发明实施例提供了一种标准波导，包括：

波导壁、微波耦合装置及耦合孔；所述波导壁，包裹所述微波耦合装置，用于构成所述标准波导；所述微波耦合装置，安装在所述波导壁内部，用于产生微波电场；所述耦合孔，安装在所述波导壁表面，用于传输所述微波耦合装置产生的微波电场；其中，波导壁的宽度及高度为标准尺寸，波导壁的长度根据所述波导壁的宽度及高度进行设定，用于减小所述标准波导的微波电场发射损耗。所述波导壁的长度范围包括：大于等于120mm小于等于160mm，所述波导壁的宽度包括86.36mm，所述波导壁的高度包括43.18mm，所述耦合孔的口径范围包括：大于等于46mm小于等于50mm。

另一方面，本发明实施例提供了一种微波等离子体装置，包括：

微波谐振腔及上述的标准波导；

所述微波谐振腔，通过所述耦合孔与上述的标准波导连接，用于接收上述的标准波导产生的微波电场，并在所述微波电场中对等离子体进行电离。所述微波谐振腔包括：

谐振腔壁、石英球及支撑棒；

所述谐振腔壁，包裹所述石英球及支撑棒，用于形成所述微波谐振腔；所述石英球，与所述支撑棒连接，用于产生等离子体；所述支撑棒，与所述石英球连接，用于支撑并固定所述石英球。

本发明实施例提供了一种标准波导及微波等离子体装置，通过标准化定制标准波导的宽度和高度，在此基础上得到理想的波导长度，再去除波导上的冗余部件，不但可以检测到微波电场损耗最小的期望微波电场的频率，而且可以标准化波导及微波等离子体装置的制造流程，从而提高波导及微波等离子体装置的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明第一实施例中标准波导的结构示意图；

图2是本发明第二实施例中微波等离子体装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种标准波导及微波等离子体装置。参见图1，图1是本发明第一实施例中标准波导的结构示意图，包括：

波导壁101、微波耦合装置103、耦合孔102、波导壁的长度104、波导壁的宽度105及波导壁的高度106；

所述波导壁101，包裹所述微波耦合装置103，用于构成所述标准波导；

所述微波耦合装置103，安装在所述波导壁101内部，用于产生微波电场；

所述耦合孔102，安装在所述波导壁101表面，用于传输所述微波耦合装置103产生的微波电场；

其中，波导壁的宽度105及波导壁的高度106为标准尺寸，波导壁的长度104根据所述波导壁的宽度105及波导壁的高度106进行设定，用于减小所述标准波导的微波电场发射损耗。优选地，在另一实施例中，所述波导壁的长度104的长度范围包括：大于等于120mm小于等于160mm(例如取150mm)，所述波导壁的宽度105包括86.36mm，所述波导壁的高度106包括43.18mm，所述耦合孔102的口径范围包括：大于等于46mm小于等于50mm(例如取46.5mm)。

参见图2，图2是本发明第二实施例中微波等离子体装置结构示意图，包括：

谐振腔壁204、石英球203、支撑棒202、第一实施例中的的标准波导201及耦合孔205。其中，所述谐振腔壁204、石英球203及支撑棒202构成微波谐振腔。

所述谐振腔壁204，包裹所述石英球203及支撑棒202，用于形成所述微波谐振腔，微波谐振腔的组成原理及功能在第一实施例中已经得到充分的阐述，在此不再赘述；

所述石英球203，与所述支撑棒202连接，用于产生等离子体；

所述支撑棒202，与所述石英球203连接，用于支撑并固定所述石英球203；

所述微波谐振腔，通过所述耦合孔205与上述的标准波导201连接，用于接收上述的标准波导产生的微波电场，并在所述微波电场中对等离子体进行电离。

取波导长度为150mm，对应的波导宽度为86.36mm(bj26标准)，波导高度为43.18mm(bj26标准)，石英球的高度保持在78mm，耦合孔的口径保持在46.5mm。在设定上述数据的情况下，可以精确高效地定位频率为2.45ghz的微波电场的最小反射损耗点，即电场最强的点(亮度最高)。

最后，根据大量仿真实验可以知道，调谐装置对本发明方案几乎无影响，所以最终方案去掉了调谐装置，使得整个装置结构简单，精简了加工流程，提高了波导及微波等离子体装置的生产效率。本发明的技术方案，经过大量仿真结果验证可以得知，石英球所在位置的电场场强值与现有技术方案相比较大，利于微波激发等离子体。

与现有技术相比，本发明实施例提出的技术方案中波导尺寸易加工，去掉了调谐装置，微波等离子体装置架构更加简单，并且微波能量更多的耦合进入微波谐振腔，石英球所在位置的电场场强数值较大。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。