同軸諧振腔微波光源的制作方法
【專利摘要】一種同軸諧振腔微波光源，包括產(chǎn)生微波的磁控管(1)，與磁控管(1)相連的磁控管天線(5)，固定于磁控管(1)上并位于磁控管天線(5)外圍的圓錐波導(dǎo)(7)，固定于圓錐波導(dǎo)(7)上面的屏蔽罩，磁控管天線(5)、圓錐波導(dǎo)(7)、屏蔽罩構(gòu)成同軸諧振腔(8)，同軸諧振腔(8)中裝有無(wú)極燈泡(3)。無(wú)極燈泡(3)為石英小球，石英小球內(nèi)充有發(fā)光物質(zhì)和啟動(dòng)氣體。無(wú)極燈泡(3)、圓錐波導(dǎo)(7)、磁控管天線(5)、屏蔽罩的中心線均處于同一中軸線上，其特征在于：同軸諧振腔為λ/4同軸諧振腔；屏蔽罩頂部開(kāi)有透光孔(14)，且透光孔(14)的中心位于中軸線上。屏蔽罩是網(wǎng)眼屏蔽罩(4)或者是無(wú)網(wǎng)眼屏蔽罩(16)。
【專利說(shuō)明】同軸諧振腔微波光源
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)極燈電光源領(lǐng)域，特別是一種微波等離子體光源技術(shù)。
二、【背景技術(shù)】
[0002]1994年由美國(guó)人發(fā)明的3400W大功率微波硫燈(無(wú)極燈)問(wèn)世，由于這種新型光源光效高、節(jié)能、環(huán)保，近似太陽(yáng)光色彩，曾一度轟動(dòng)照明界，此后一段時(shí)間大功率微波硫燈充滿國(guó)際市場(chǎng)。20世紀(jì)初，我國(guó)就有數(shù)十家企業(yè)相繼推出1000W以上大功率微波硫燈，但是到了現(xiàn)在，大功率微波硫燈的生產(chǎn)、使用已大幅下降了。究其原因，主要是由于大功率微波硫燈的安全可靠性差、價(jià)格高、壽命短等原因，阻礙了這種燈的推廣使用。實(shí)踐表明，采用小功率的微波光源，既可以克服上述缺點(diǎn)，又能保持高效、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。但目前，市面上最低也只能做到700W。
[0003]微波光源的核心技術(shù)就是微波諧振腔技術(shù)。設(shè)計(jì)一臺(tái)性能好的微波光源，就要設(shè)計(jì)一臺(tái)高品質(zhì)因數(shù)Q值、高透光率的微波諧振腔。美國(guó)人在本世紀(jì)初，將大功率微波硫燈技術(shù)高價(jià)轉(zhuǎn)讓給了 LG公司，同時(shí)又著手研發(fā)半導(dǎo)體微波源驅(qū)動(dòng)介質(zhì)諧振腔的微波光源，獲得成功，推出了 150W?500W的LEP產(chǎn)品。但是這種微波光源也有不足之處:1、半導(dǎo)體微波源技術(shù)，目前價(jià)格較高，因此整機(jī)價(jià)格也偏高，一般一臺(tái)300W的LEP燈售價(jià)為6000元左右；2、因采用介質(zhì)陶瓷做微波諧振腔，帶來(lái)介質(zhì)損耗，影響光效的提高；3、燈泡內(nèi)含汞和85Kr放射性，不是真正的環(huán)保產(chǎn)品。
[0004]大功率微波光源一般采用圓柱形或矩形微波諧振腔，但在發(fā)展小功率的微波光源時(shí)，這二類微波諧振腔就不大適宜。近幾年來(lái)也相繼推出一些同軸諧振腔應(yīng)用于微波光源上，如中國(guó)專利ZL200720078798.7公開(kāi)一種緊湊型無(wú)極燈，采用的是喇叭型同軸諧振腔，光效很高，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)諧振腔腔體表面透光部分僅占1/5，燈具效率不高。中國(guó)專利ZL201120072612.3公開(kāi)了一種雙圓錐微波諧振腔。腔體透光表面積約占1/2，燈具效率有所提高，但還不能滿足要求。
[0005]LED光源目前被稱為第四代照明光源或綠色光源，已被人們廣為推廣和使用。由于它具有光效高、節(jié)能環(huán)保、工作電壓低、壽命長(zhǎng)、體積小等突出優(yōu)點(diǎn)。但是LED在光源品質(zhì)特征方面不如微波光源(硫燈)，這些不足之處主要表現(xiàn)在:
[0006]光效不及微波硫燈高。
[0007]LED是原子光譜比不上微波硫燈的分子光譜好。LED光源通過(guò)采用藍(lán)光LED或紫外LED+激光熒光粉的熒光光譜，或多晶體藍(lán)、紅、綠多種光譜組合而成，光源顯色指數(shù)在75左右，LED的光譜是不連續(xù)的。而微波硫燈顯色指數(shù)一般在85左右，光譜是連續(xù)的，非常接近太陽(yáng)光光譜。
[0008]LED產(chǎn)品對(duì)溫度比較敏感，大功率的LED產(chǎn)品的散熱問(wèn)題目前是個(gè)難題。
[0009]LED產(chǎn)品的光衰大，10000小時(shí)后光衰大于20%，微波硫燈10000小時(shí)后光衰小于2%。
[0010]綜合上述，一般認(rèn)為小功率200w以下的照明采用LED光源較為適宜，因?yàn)槟壳耙慌_(tái)大功率的LED產(chǎn)品比如300w的LED售價(jià)在6000元左右，這很難被用戶接受。
[0011]所以在200w以上一般采用LEP光源或者小功率微波硫燈(LSL)為好。但現(xiàn)階段LEP產(chǎn)品在價(jià)格上還是太貴，因此發(fā)展廉價(jià)小功率微波硫燈(LSL)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品更有現(xiàn)實(shí)意義。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種具有高品質(zhì)因數(shù)Q值、高透光率的小功率同軸諧振腔微波光源。
[0013]本發(fā)明的基本思路是:利于λ /4同軸諧振腔不是全封閉的(即一端是開(kāi)口的)這一原理，采用緊湊的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)具有高品質(zhì)因數(shù)Q值、高透光率的小功率同軸諧振腔微波光源。
[0014]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種同軸諧振腔微波光源，包括產(chǎn)生微波的磁控管，與磁控管相連的磁控管天線，固定于磁控管上并位于磁控管天線外圍的圓錐波導(dǎo)，固定于圓錐波導(dǎo)上面的屏蔽罩。磁控管天線、圓錐波導(dǎo)、屏蔽罩構(gòu)成同軸諧振腔，同軸諧振腔中裝有無(wú)極燈泡，無(wú)極燈泡為石英小球，石英小球內(nèi)充有發(fā)光物質(zhì)和啟動(dòng)氣體，無(wú)極燈泡、圓錐波導(dǎo)、磁控管天線、屏蔽罩的中心線均處于同一中軸線上，其特征在于:
[0015]同軸諧振腔為λ /4同軸諧振腔；
[0016]屏蔽罩頂部開(kāi)有透光孔，且透光孔的中心位于中軸線上。
[0017]進(jìn)一步的方案是:磁控管天線側(cè)壁裝有云母套。
[0018]進(jìn)一步的方案是:屏蔽罩是網(wǎng)眼屏蔽罩；
[0019]磁控管天線頂部固定有反射材料層，無(wú)極燈泡通過(guò)粘接層固定在反射材料層上。
[0020]進(jìn)一步的方案是:屏蔽罩是無(wú)網(wǎng)眼屏蔽罩；
[0021]透光孔內(nèi)壁上固定有孔環(huán)，孔環(huán)內(nèi)壁上攻有內(nèi)螺紋；
[0022]有一石英杯杯口外壁上固定有調(diào)節(jié)環(huán)，調(diào)節(jié)環(huán)外壁上攻有外螺紋，石英杯內(nèi)裝有反射材料層，無(wú)極燈泡通過(guò)粘接層固定在反射材料層上；
[0023]孔環(huán)的內(nèi)螺紋與調(diào)節(jié)環(huán)的外螺紋相配合。
[0024]磁控管天線頂部與反射材料層之間還可設(shè)有云母墊片
[0025]本發(fā)明中:反射材料層可以采用封裝的二氧化硅粉末等。無(wú)極燈泡內(nèi)可充有高純硫等發(fā)光物質(zhì)，且充有一定的啟動(dòng)氣體例如氬氣。圓錐波導(dǎo)可由鋁材制成，屏蔽罩由鋁網(wǎng)經(jīng)拋光后編織而成(網(wǎng)眼屏蔽罩)或者鋁板卷制而成(無(wú)網(wǎng)眼屏蔽罩)。屏蔽罩座與圓錐波導(dǎo)可整體制作，也可以分體制作。粘接層一般是耐高溫膠。
[0026]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:采用本發(fā)明設(shè)計(jì)的緊湊的結(jié)構(gòu)的同軸諧振腔微波光源，具有高品質(zhì)因數(shù)Q值、高透光率，可做到300W?400W的小功率。特別是本發(fā)明省掉了傳統(tǒng)技術(shù)中帶動(dòng)無(wú)極燈泡不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)及控制系統(tǒng)，制作、維護(hù)成本都大大降低?？篆h(huán)的內(nèi)螺紋與調(diào)節(jié)環(huán)的外螺紋相配合，能有效移動(dòng)同軸諧振腔內(nèi)無(wú)極燈泡的位置，從而實(shí)施諧振頻率可調(diào)，以便達(dá)到最佳效果。屏蔽網(wǎng)罩頂部的透光孔大大增加了透光面。
四、【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例主體結(jié)構(gòu)示意圖。[0028]圖2是圖1中C區(qū)域的局部放大圖。
[0029]圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例主體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中:1.磁控管，2.屏蔽罩座，3.無(wú)極燈泡，4.網(wǎng)眼屏蔽罩，5.磁控管天線，6.云母套，7.圓錐波導(dǎo)，8.同軸諧振腔，9.粘接層，10.石英杯，11.反射材料層，12.調(diào)節(jié)環(huán)，
13.孔環(huán)，14.透光孔，15.云母墊片，16.無(wú)網(wǎng)眼屏蔽罩。
五、【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。但本發(fā)明的實(shí)施不限于下列實(shí)施例。
[0032]第一實(shí)施例:如圖1和圖2, —種同軸諧振腔微波光源,包括產(chǎn)生微波的磁控管I,與磁控管I相連的磁控管天線5，固定于磁控管I上并位于磁控管天線5外圍的圓錐波導(dǎo)7，固定于圓錐波導(dǎo)7上面的屏蔽罩，磁控管天線5、圓錐波導(dǎo)7、屏蔽罩構(gòu)成同軸諧振腔8，同軸諧振腔8中裝有無(wú)極燈泡3，無(wú)極燈泡3為石英小球，石英小球內(nèi)充有發(fā)光物質(zhì)和啟動(dòng)氣體，無(wú)極燈泡3、圓錐波導(dǎo)7、磁控管天線5、屏蔽罩的中心線均處于同一中軸線上，其特征在于:
[0033]同軸諧振腔為λ /4同軸諧振腔；
[0034]屏蔽罩頂部開(kāi)有透光孔14，且透光孔14的中心位于中軸線上。
[0035]磁控管天線5側(cè)壁裝有云母套6。
[0036]屏蔽罩是網(wǎng)眼屏蔽罩4 ；
[0037]磁控管天線5頂部固定有反射材料層11，無(wú)極燈泡3通過(guò)粘接層9固定在反射材料層11上。
[0038]磁控管天線5頂部與反射材料層11之間還設(shè)有云母墊片15。
[0039]第二實(shí)施例:如圖3，一種同軸諧振腔微波光源，包括產(chǎn)生微波的磁控管1，與磁控管I相連的磁控管天線5，固定于磁控管I上并位于磁控管天線5外圍的圓錐波導(dǎo)7，固定于圓錐波導(dǎo)7上面的屏蔽罩，磁控管天線5、圓錐波導(dǎo)7、屏蔽罩構(gòu)成同軸諧振腔8，同軸諧振腔8中裝有無(wú)極燈泡3，無(wú)極燈泡3為石英小球，石英小球內(nèi)充有發(fā)光物質(zhì)和啟動(dòng)氣體，無(wú)極燈泡3、圓錐波導(dǎo)7、磁控管天線5、屏蔽罩的中心線均處于同一中軸線上，其特征在于:
[0040]同軸諧振腔為λ /4同軸諧振腔；
[0041]屏蔽罩頂部開(kāi)有透光孔14，且透光孔14的中心位于中軸線上。
[0042]磁控管天線5側(cè)壁裝有云母套6。
[0043]屏蔽罩是無(wú)網(wǎng)眼屏蔽罩16 ；
[0044]透光孔14內(nèi)壁上固定有孔環(huán)13，孔環(huán)13內(nèi)壁上攻有內(nèi)螺紋；
[0045]有一石英杯杯口外壁上固定有調(diào)節(jié)環(huán)12，調(diào)節(jié)環(huán)12外壁上攻有外螺紋，石英杯內(nèi)裝有反射材料層11，無(wú)極燈泡3通過(guò)粘接層9固定在反射材料層11上；
[0046]孔環(huán)13的內(nèi)螺紋與調(diào)節(jié)環(huán)12的外螺紋相配合。
[0047]屏蔽罩座2與圓錐波導(dǎo)7可整體制作。
[0048]按上述兩種方法設(shè)計(jì)的典型同軸無(wú)極燈，當(dāng)輸入功率為300w?400w時(shí)，可獲得光效1201m/w，色溫5000k?6000k，顯色指數(shù)高于80的微波光源。
【權(quán)利要求】
1.一種同軸諧振腔微波光源，包括產(chǎn)生微波的磁控管(1)，與磁控管(I)相連的磁控管天線(5)，固定于磁控管(I)上并位于磁控管天線(5)外圍的圓錐波導(dǎo)(7)，固定于圓錐波導(dǎo)(7)上面的屏蔽罩，磁控管天線(5)、圓錐波導(dǎo)(7)、屏蔽罩構(gòu)成同軸諧振腔(8)，同軸諧振腔(8)中裝有無(wú)極燈泡(3)，無(wú)極燈泡(3)為石英小球，石英小球內(nèi)充有發(fā)光物質(zhì)和啟動(dòng)氣體。無(wú)極燈泡(3)、圓錐波導(dǎo)(7)、磁控管天線(5)、屏蔽罩的中心線均處于同一中軸線上，其特征在于: 同軸諧振腔⑶為λ /4同軸諧振腔； 屏蔽罩頂部開(kāi)有透光孔(14)，且透光孔(14)的中心位于中軸線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸諧振腔微波光源，其特征在于:磁控管天線(5)側(cè)壁裝有云母套(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸諧振腔微波光源，其特征在于: 屏蔽罩是網(wǎng)眼屏蔽罩(4)； 磁控管天線(5)頂部固定有反射材料層(11)，無(wú)極燈泡(3)通過(guò)粘接層(9)固定在反射材料層(11)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸諧振腔微波光源，其特征在于: 屏蔽罩是無(wú)網(wǎng)眼屏蔽罩(16)； 透光孔(14)內(nèi)壁上固定有孔環(huán)(13)，孔環(huán)(13)內(nèi)壁上攻有內(nèi)螺紋； 有一石英杯(10)杯口外壁上固定有調(diào)節(jié)環(huán)(12)，調(diào)節(jié)環(huán)(12)外壁上攻有外螺紋，石英杯(10)內(nèi)裝有反射材料層(11)，無(wú)極燈泡(3)通過(guò)粘接層(9)固定在反射材料層(11)上； 孔環(huán)(13)的內(nèi)螺紋與調(diào)節(jié)環(huán)(12)的外螺紋相配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的同軸諧振腔微波光源，其特征在于:磁控管天線(5)頂部與反射材料層(11)之間還設(shè)有云母墊片(15)。
【文檔編號(hào)】H01J65/04GK103915313SQ201410166712
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】李碧霞, 張雷, 雷彩云, 金行星 申請(qǐng)人:李碧霞