一种基于电子回旋共振原理的微波紫外灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于微波无电极光源技术领域。
【背景技术】
[0002]微波紫外灯是一种新型的高效无电极紫外光源。微波紫外灯的工作原理如下:首先微波源产生的高频率、高功率微波，通过磁控管激励腔，从反光罩的馈入口处进入由反光罩和金属屏蔽网组成的封闭式谐振腔中，在灯管内部(充有氩气和汞)产生较强的电磁场，先击穿灯管中的氩气使其放电。由于氩的亚压稳激励态能比汞的电离能略高，有助于产生潘宁效应，进而有效使汞发生电离，使其成为高能级汞离子，高能级汞离子在跃迀至低能级时，会向外辐射出紫外光。
[0003]然而在现有微波紫外灯产品中，由于在灯的启动过程中，灯管上的微波能量并非均匀分布，而是集中在馈入口附近，只有少部分微波能量集中在灯管中间部分，导致在启动过程中，容易出现灯管在靠近馈入口部分先放电呈等离子态，灯管中间部分仍为气态，从而极大地延长了微波紫外灯的启动时间。而且，灯管在运行时，由于灯管中间部位能量较少，使得灯管中间部位的等离子体密度较低，导致灯管中间部位的发光效率低，影响了紫外固化的效果。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型为了解决现有的微波紫外线灯灯管中间部位启动时间长和发光效率低的问题，也是为了解决这种灯的紫外固化效果差的问题，提出了一种基于电子回旋共振原理的微波紫外灯。
[0005]一种基于电子回旋共振原理的微波紫外灯，它包括磁控管、磁控管激励腔和灯管，磁控管用于通过连通管将其发出的微波注入磁控管激励腔内；它还包括永磁体、永磁体保护壳、反光罩和金属屏蔽网；
[0006]金属屏蔽网固定在反光罩的底部，金属屏蔽网和反光罩构成微波谐振腔；灯管固定在微波谐振腔内，且灯管的中心轴线与反光罩的横向轴线位于同一平面；
[0007]反光罩罩体的上表面的左右两端开有两个馈入口 ；每个馈入口的正上方固定有磁控管激励腔；
[0008]永磁体固定在所述反光罩罩体的正上方，且永磁体与所述灯管处于同一直线上；
[0009]永磁体保护壳包裹在所述永磁体的顶部及侧面。
[0010]有益效果:本实用新型所述的一种基于电子回旋共振原理的微波紫外灯利用电子回旋共振的原理，通过在灯管中间部位中引入恒定磁场，来解决微波紫外灯的灯管中间部位启动时间长、发光效率低等问题。
[0011]永磁体放置在反光罩的外表面上，且永磁体与灯管位于同一直线上，反光罩上开有馈入口，磁控管发出的微波经磁控管激励腔和馈入口进入反光罩内，此时永磁体在灯管周围产生恒定磁场，该恒定磁场与进入反光罩内的微波偶合，使灯管内中间部位产生电子共振加速，从而使灯管中间部位能够在较短时间内启动，解决了微波紫外灯的灯管中间部位启动时间长、发光效率低等问题。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型所述的一种基于电子回旋共振原理的微波紫外灯的结构示意图；
[0013]图2为图1的侧视图；
[0014]图3为反光罩的焦点示意图。
【具体实施方式】
[0015]【具体实施方式】一、参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于电子回旋共振原理的微波紫外灯，它包括磁控管4、磁控管激励腔5和灯管7，磁控管4用于将其发出的微波注入磁控管激励腔5内；它还包括永磁体1、永磁体保护壳2、反光罩6和金属屏蔽网8 ；
[0016]金属屏蔽网8固定在反光罩6的底部，金属屏蔽网8和反光罩6构成微波谐振腔；灯管7固定在微波谐振腔内，且灯管7的中心轴线与反光罩的横向轴线位于同一平面；
[0017]反光罩6罩体的上表面的左右两端开有两个馈入口 ；每个馈入口的正上方固定有磁控管激励腔5 ;
[0018]永磁体I固定在所述反光罩6罩体的正上方，且永磁体I与所述灯管7处于同一直线上；
[0019]永磁体保护壳2包裹在所述永磁体I的顶部及侧面。
[0020]本实施方式中，为了防止永磁体I产生的恒定磁场干扰磁控管4的正常工作，将永磁体保护壳2盖在永磁体I的顶部及其侧面。
[0021]本发明的工作原理是:磁控管4发出的微波，经过磁控管激励腔5，从反光罩6上的馈入口进入由反光罩6和金属屏蔽网8组成的封闭式微波谐振腔中，进而点亮灯管7。永磁体I在灯管7的中间部位产生的恒定磁场与进入微波谐振腔内的微波偶合，使灯管7内中间部位产生电子共振加速，从而使灯管中间部位能够在较短时间内启动，并提高灯管7中间部位的等离子体密度，提高其发光效率。
[0022]与传统的依靠变压器驱动的有电极紫外灯相比，本实用新型所述的微波紫外灯具有如下优点无电极污染；2紫外效率高，紫外光分量可达30%以上；3灯管较小，产生的红外功率较低，热辐射功率小；4使用寿命长，可达8000小时以上；5不存在电极腐蚀现象，光效稳定。
[0023]电子回旋共振原理是指，当电子回旋频率等同于所使用的微波频率时，微波能量可以共振偶合给电子，发生电子的共振加速，从而使电子获得较高的能量去撞击中性粒子，使其电离。应用电子回旋共振原理，可以在较低的气压下产生高密度、高电离度和大体积均匀的等离子体，从而解决现有产品中存在的问题。电子回旋频率的表达式为:
[0024]ωε6= eB/m e
[0025]其中，为电子回旋频率，e为电子电荷量，B为外加恒定磁场，为电子质量。
[0026]作为微波源的磁控管4发出的微波频率为2.45GHz，根据电子回旋频率的表达式可知，当外加恒定磁场B = 875Gs时，可以满足灯管内电子共振加速的条件。
[0027]【具体实施方式】二、本【具体实施方式】是对【具体实施方式】一所述的一种基于电子回旋共振原理的微波紫外灯的进一步说明，本实施方式中，所述永磁体I采用的是钕铁硼永磁体。
[0028]【具体实施方式】三、本【具体实施方式】是对【具体实施方式】一所述的一种基于电子回旋共振原理的微波紫外灯的进一步说明，本实施方式中，所述反光罩6罩体的纵向横截面为椭圆形的一半，且反光罩6罩体的纵向为长半轴，横向为短半轴。
[0029]本实施方式中，根据实施方式一的内容，永磁体I固定在所述反光罩6的正上方，且永磁体I与所述灯管7处于同一直线上；根据椭圆的聚焦原理，可以保证灯管发出的光线经过反光罩内表面反射后聚焦于椭圆的第二焦点处，参见图3。
[0030]从反光罩纵向横截面来看，反光罩6罩体的纵向为长半轴，横向为短半轴。图3中U表示短半轴所在轴线，V表示长半轴所在轴线。
[0031]【具体实施方式】四、本【具体实施方式】是对【具体实施方式】一所述的一种基于电子回旋共振原理的微波紫外灯的进一步说明，本实施方式中，所述反光罩6的罩体的内表面喷涂有氧化铝薄膜。
[0032]本实施方式中，反光罩6的内表面喷涂氧化铝薄膜，并呈光亮镜面特性，其中氧化铝薄膜可吸收部分灯管发出的热辐射分量，保证被辐照材料不会因温度过高而氧化。
【主权项】
1.一种基于电子回旋共振原理的微波紫外灯，它包括磁控管(4)、磁控管激励腔(5)和灯管(7)，磁控管(4)用于将其发出的微波注入磁控管激励腔(5)内；其特征在于，它还包括永磁体(I)、永磁体保护壳(2)、反光罩(6)和金属屏蔽网(8); 金属屏蔽网(8)固定在反光罩(6)的底部，金属屏蔽网(8)和反光罩(6)构成微波谐振腔；灯管(7)固定在微波谐振腔内，且灯管(7)的中心轴线与反光罩的横向轴线位于同一平面； 反光罩(6)罩体的上表面的左右两端开有两个馈入口 ；每个馈入口的正上方固定有磁控管激励腔(5); 永磁体(I)固定在所述反光罩(6)罩体的正上方，且永磁体(I)与所述灯管(7)处于同一直线上； 永磁体保护壳(2)包裹在所述永磁体(I)的顶部及侧面。
2.根据权利要求1所述的一种基于电子回旋共振原理的微波紫外灯，其特征在于，所述永磁体(I)采用的是钕铁硼永磁体。
3.根据权利要求1所述的一种基于电子回旋共振原理的微波紫外灯，其特征在于，所述反光罩(6)罩体的纵向横截面为椭圆形的一半，且反光罩(6)罩体的纵向为长半轴，横向为短半轴。
4.根据权利要求1所述的一种基于电子回旋共振原理的微波紫外灯，其特征在于，所述反光罩￠)的罩体的内表面喷涂有氧化铝薄膜。
【专利摘要】一种基于电子回旋共振原理的微波紫外灯，属于微波无电极光源技术领域。是为了解决现有的微波紫外线灯灯管中间部位启动时间长和发光效率低的问题。通过将灯管放置在由反光罩和金属屏蔽网构成的微波谐振腔内，永磁体放置在反光罩的外表面上，且永磁体与灯管位于同一直线上，反光罩上开有馈入口，磁控管发出的微波经磁控管激励腔和馈入口进入反光罩内，此时永磁体在灯管周围产生恒定磁场，该恒定磁场与进入反光罩内的微波偶合，使灯管内中间部位产生电子共振加速，从而使灯管中间部位能够在较短时间内启动，解决了微波紫外灯的灯管中间部位启动时间长、发光效率低等问题。本实用新型可以用于紫外杀菌、激发荧光和紫外固化等领域。
【IPC分类】H01J61-04, H01J65-04
【公开号】CN204303753
【申请号】CN201520035709
【发明人】赵洪, 陈俊岐, 孙崐
【申请人】哈尔滨理工大学, 哈尔滨哈普电气技术有限责任公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月19日