高頻無極燈真空系統(tǒng)的研究

2010-01-01 楊一平許昌職業(yè)技術學院

　　高頻無極燈的燈泡真空度高低, 不僅關系燈光效的高低, 而且影響燈的使用壽命, 因此, 燈泡真空系統(tǒng)的設計和抽真空系統(tǒng)的抽真空過程是燈泡生產(chǎn)工藝的關鍵環(huán)節(jié), 本文以典型的高頻無極燈的高空系統(tǒng)抽氣為例, 介紹了燈泡真空的抽氣設備和抽真空的全部過程。

　　高頻無極放電燈, 簡稱高頻無極燈, 燈內無燈絲, 又稱電子燈泡, 是一種代表照明技術高光效、長壽命、高顯色性及未來發(fā)展方向的新型光源。該燈可廣泛應用于廠房、大廳、廣場、公路、燈光工程等照明場所, 是工廠、機關、學校、場館、車站、碼頭、機場、高速公路、隧道、市政道路等首選的照明產(chǎn)品, 尤其適合在照明可靠性要求較高,需要長期照明而維修、更換燈具困難的場所使用。由于它的壽命長、高效節(jié)能, 因此它必將成為21世紀最有發(fā)展前景的綠色節(jié)能照明光源的換代產(chǎn)品。

　　如圖1 所示為高頻無極燈的完整結構。整個光源由燈泡1; 功率耦合器2; 高頻發(fā)生器3 三部分組成。由圖1 還可以看到, 高頻無極燈燈泡主要由內壁涂有三基色熒光粉的玻殼、外壁涂有三基色熒光粉的內管、汞齊、輔助汞齊四部分組成。

1、高頻無極放電燈的工作原理

　　無極燈工作原理是: 高頻發(fā)生器產(chǎn)生頻率為2.65 MHz 的高頻波, 并同時產(chǎn)生一個3000 V 左右的點火電壓, 高頻波通過最長不得超過0.5 m的高頻饋線( 條件許可時, 越短越好, 減少高頻能量消耗) 與耦合器連接, 耦合器裝在燈泡內, 高頻電磁場的能量以感應方式耦合進燈泡內, 燈泡通過功率耦合器在玻璃泡殼內瞬間建立一個高頻磁場, 在高頻磁場的作用下, 燈泡內部的惰性氣體( 氪氣和氬氣的混合氣體) 發(fā)生氣體雪崩電離成等離子體, 等離子體受激, 原子返回基態(tài)時自發(fā)輻射出254nm 的紫外線, 紫外線使燈泡內壁稀土熒光粉受到激發(fā)而發(fā)出可見光。

高頻無極放電燈結構

圖1 高頻無極放電燈結構

2、燈泡抽高真空系統(tǒng)的研究

　　燈泡真空度的高低, 不僅決定燈泡光效的高低, 而且影響燈泡的使用壽命, 真空度達不到5×10^-3 Pa 以上, 在高電壓啟動時難以點亮, 即使勉強點亮燈泡, 但燈泡亮度不高, 熒光粉光效衰減過快, 壽命不長, 因此, 燈泡真空系統(tǒng)的設計和真空系統(tǒng)的操作過程是燈泡生產(chǎn)工藝的關鍵環(huán)節(jié)。

　　高頻無極放電燈抽真空時難度較大, 燈泡排氣前, 燈泡的一個排氣管內已經(jīng)裝入主汞齊— 重金屬元素固態(tài)汞合金, 內管上已經(jīng)熔焊了輔助汞齊, 所設計的真空系統(tǒng)及真空測量儀器和元件工作時必須能抵抗揮發(fā)的重金屬污染, 再加上抽真空系統(tǒng)管道為玻璃管道, 閥門為玻璃閥門器件,密封難于處理, 系統(tǒng)工作環(huán)境的溫度不能太高,也不能太低, 否則, 重金屬容易揮發(fā), 造成真空管道污染; 密封材料— 真空脂會變成液體或凝固,密封性能難于保證, 抽真空的時間會很長, 真空度很難達到5×10^-3Pa以上, 影響燈泡光效的高低、壽命的長短, 甚至燈泡要報廢, 前功盡棄。