專利名稱：無(wú)電極低壓放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)電極低壓放電燈，它設(shè)置有燈殼，燈殼用氣密式密封，它圍繞放電空間，含有汞和稀有氣體填料，并有空腔和管周頸圈，所述空腔是朝外的開口，放電空間內(nèi)設(shè)有裝在所述空腔中的電線圈和帶汞齊的支架。
這種燈已由US 4622 495公開。燈工作時(shí)電線圈產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，保持燈殼內(nèi)放電。用玻璃管整體構(gòu)成空腔和管周頸圈。燈殼環(huán)繞空腔的部分熔接到管周頸圈的外周邊。汞齊設(shè)置于金屬網(wǎng)上，并用桿固定到空腔。燈點(diǎn)燃后開始放電加熱帶汞齊的支架，因而，后者釋放粘附其上的汞齊。燃燒到正常工作的需要量時(shí)，釋放出的汞蒸汽使光輸出迅速升高。但是，在燈的使用時(shí)期內(nèi)汞齊急劇變質(zhì)。
本發(fā)明的目的是，提供本文開始的一段中所述的無(wú)電極低壓放電燈，這種燈的結(jié)構(gòu)能防止汞齊變質(zhì)。
按本發(fā)明的無(wú)電極放電燈的特征是，用金屬制造管周頸圈，支架固定到管周頸圈。
汞齊溫度只與放電溫度相關(guān)，但也與固定到燈殼的汞齊支架位置處的溫度部分相關(guān)?，F(xiàn)有的燈中，固定有汞齊支架的空腔溫度從室溫慢慢地升到200℃以上。結(jié)果，汞齊溫度在最初急劇升高后，再逐漸上升，而且該溫度一直上升，直至腔體溫度達(dá)到它的平衡溫度為止。當(dāng)汞齊具有的溫度高于汞釋放所必需的溫度時(shí)，汞齊急劇變壞。
按本發(fā)明的燈，當(dāng)燈點(diǎn)火時(shí)，固定汞齊的金屬管周頸圈的溫度升高很小。因此，使汞齊所處位置的溫度迅速達(dá)到汞釋放所必需的溫度，而隨后的溫升有限，使汞齊變質(zhì)所需的時(shí)間延長(zhǎng)。
可用熱膨脹系數(shù)與燈殼玻璃的熱膨脹系數(shù)相當(dāng)?shù)慕饘僦圃旃苤茴i圈，例如，用堿石灰玻璃燈殼時(shí)，可用CrNiFe合金，其中Cr占6wt％，Ni占42wt％，剩余量為Fe。用硬質(zhì)玻璃燈殼時(shí)，例如，硼硅酸鹽玻璃時(shí)，可用Ni/Fe或NiCoFe制造管周頸圈，其中含Ni占29wt％，Co占17wt％，剩余量為Fe。
構(gòu)成帶汞的汞齊的合適材料，例如，有銦或鉛錫合金。汞齊例如可設(shè)置在開口容器中。但是，當(dāng)汞齊構(gòu)成支架表面上的層時(shí)，是有利的。適合于設(shè)置汞齊的材料例如有不銹鋼、鐵、鎳。在汞齊與設(shè)置它的支架表面之間可以設(shè)置中間層，以有助于汞齊粘接在支架表面上。中間層可以是鈷，或構(gòu)成汞齊的材料與支架材料的合金。
支架例如可以是單體，如一端固定在管周頸圈而另一端設(shè)置有汞齊的條。在一優(yōu)選實(shí)施例中，支架包括其上設(shè)置有汞齊的網(wǎng)條的第一部分，和將第一部分固定到管周頸圈上用的金屬桿第二部分。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，支架第一部分支承的汞齊與放電空間之間相互作用的表面積較大，可通過第2部分單獨(dú)控制傳到管周頸圈的熱量。
在優(yōu)選實(shí)施例中，至少一部分汞齊設(shè)置在彎曲的薄片形體的內(nèi)表面上。本例中，彎曲的薄片形體保護(hù)所述表面上的汞齊不受放電而濺射出的高能離子的影響。例如，薄片形體可彎曲成螺旋形。該實(shí)施例的改型中，泵齊從所述表面伸出并覆蓋露出表面。一方面，該露出表面上的汞齊可很容易地將汞蒸汽釋放進(jìn)放電空間。另一方面，從內(nèi)表面遷移出的汞齊可以補(bǔ)充因?yàn)R射而從暴露面消失的汞齊。
優(yōu)選實(shí)施例中，用焊接法將汞齊支架固定到管周頸圈。例如可用電阻加熱焊或電弧焊?？捎眉す夂笇⒅С袟U固定到管周頸圈。這使得有可能在管周頸圈上設(shè)置了發(fā)光層(非電導(dǎo)的)后再焊支承桿。
放電空間中除有汞齊外，燈還包括(例如)氣壓控制汞齊，該氣壓控制汞齊設(shè)置在溫度較低的位置上，目的在于限制環(huán)境溫度對(duì)汞蒸汽壓的影響。但是，也可以不設(shè)置氣壓控制汞齊，這時(shí)，用管殼壁最低溫度點(diǎn)的溫度來(lái)確定正常工作中的汞蒸汽壓力。
按本發(fā)明的燈的實(shí)施例的特征是，燈殼中面向放電空間的表面上載有透光電導(dǎo)層，該層以管周頸圈上伸到至少是燈管的另一部分上。管周頸圈可用作引線穿通件，用于將導(dǎo)電層與外部導(dǎo)體連接。管周頸圈與主導(dǎo)體連接，這有可能以簡(jiǎn)單方式抑制燈工作時(shí)燈的射頻干擾。
以下將參見附圖詳細(xì)說(shuō)明按本發(fā)明的燈的其它方案。


圖1是按本發(fā)明第1實(shí)施例的無(wú)電極低壓放電燈的局部正面縱剖視圖；圖2是上述實(shí)施例的按圖1中II線所示的燈部件圖；圖3是按本發(fā)明第2實(shí)施例的圖1中線III所示的部件圖。
圖1所示無(wú)電極低壓放電燈設(shè)置有燈殼1，燈殼1用氣密式密封，它圍繞放電空間10，并設(shè)置有可離子化的填料。填料包含汞和體積比為95/5的氪/氬混合氣體。燈殼1有空腔11和管周頸圈13，空腔11是朝外的開口。管周頸圈13有開口13a，開口13a是裝有電線圈2的空腔11中的空間11a的進(jìn)入口。線圈圍繞軟磁材料構(gòu)成的空心磁芯20。磁芯20長(zhǎng)45mm，內(nèi)徑是7.5mm，外徑是12.5mm。帶汞齊30(以下稱作輔助汞齊)的支架3設(shè)置于放電空間10中。抽氣管14在離開管周頸圈13的空腔末端11b中有開口端14a，14還伸出線圈2的磁芯20中的空腔21。抽氣管14的與開口端14a相對(duì)的另一端是管部14b，設(shè)置有汞與鉍銦合金制成的氣壓控制汞齊4，并裝入容器40中。用IR吸收玻璃制成容器40，它有開40a。
將燈殼1固定到帶燈帽50的外殼5上。外殼5中裝有給線圈2供電的供電器25，并與燈帽50的接點(diǎn)51，52相連。
用金屬制造的管周頸圈，此處是用含Cr6wt％，Ni42wt％，和Fe52wt％的CrNiFe合金制成。輔助汞齊30的支架3固定到管周頸圈13上。用堿石灰玻璃制造空腔11和燈殼1包封空腔11的部分。
如實(shí)施例所示，輔助汞齊30的支架3(圖2中放大部分所示)有用片形體構(gòu)成的第1部分31和用桿構(gòu)成的第2部分32。桿32的第1端32a用焊點(diǎn)33固定到管周頸圈13上，桿32的第2端32b支承其上設(shè)置有輔助汞齊30的片形體31。桿32用與燈殼1的管周頸圈13相同的合金制造，其直徑是0.6mm，長(zhǎng)22mm。片形體31用鐵制造，長(zhǎng)9mm，寬16.mm。片形體31按其縱向垂直于桿的末端固定。端部31a長(zhǎng)3mm并離開桿，片形體上涂覆0.1mg的銦。
燈殼1面向放電空間10的表面支承的透光導(dǎo)電層15(粗虛線所示)用含氟的氧化錫制成，并從管周頸圈13伸到至少燈殼的另一部分上，這時(shí)是包封部分12。導(dǎo)電層15上和空腔11面向放電空間10的表面上設(shè)置熒光層16(細(xì)虛線所示)。管周頸圈13通過導(dǎo)體26與燈帽的接點(diǎn)52連接。
圖1所示燈的制造如下。首先，使燈殼1的包封部分12熔接到管周頸圈13上。然后，依次設(shè)置導(dǎo)電層15和熒光層16。然后，用工具通過管周頸圈13中的開口13a將裝有輔助汞齊30的支架3送入放電空間10中。支架3的桿32用其第1端32a對(duì)著管周頸圈13的接點(diǎn)壓到支架上。然后，激光束瞄準(zhǔn)放電空間10外邊的管周頸圈13的表面與桿32的第1端32a之間的接點(diǎn)，使桿32的第1端32a自己熔接到管周頸圈上。用脈沖式Nd玻璃激光器。脈沖周期和能量分別是6ms和6.5J。激光束直徑是600μm。已覆蓋有熒光層6的燈殼1的腔體11隨后熔接到管周頸圈13上。裝有汞和鉍銦合金的容器 40隨后裝入抽氣管14中，并固定在缺口14c之間。然后，燈殼1充入所述的稀有氣體的混合氣，并熔封抽氣管14。最后，容器40固定在抽氣管中，并按比利時(shí)專利申請(qǐng)9500896所述方法斷開。燈工作時(shí)，汞與構(gòu)成汞齊4的鉍銦合金一起作為主汞齊。
按本發(fā)明的燈的第2實(shí)施例的支架示于圖3中。與圖2的元件相應(yīng)的元件用高100的數(shù)字表示。至少一部分汞齊30(虛線)設(shè)置在彎曲的片形體131的內(nèi)表面135上。這里片形體繞成螺旋形，汞齊130整個(gè)設(shè)置于它的內(nèi)表面135上。像燈的第1實(shí)施例一樣，用0.1mg銦作為汞齊形成體。片形體131固定到43mm長(zhǎng)的桿上。
按本發(fā)明的燈在工作時(shí)管周頸圈13所具有的溫度是120℃至130℃。該100℃以上的溫度低于不是按本發(fā)明的燈的空腔的流行溫度。
測(cè)試燈使用壽命中輔助汞齊的作用，第1和第2實(shí)施例的燈(分別為I和II)經(jīng)耐久性試驗(yàn)。從燈點(diǎn)火后光輸出斜率來(lái)確定輔助汞齊的作用。輔助汞齊釋放出的沒被主汞齊即時(shí)吸收的一點(diǎn)多余的汞均會(huì)使該斜率下降，該下降中光輸出下降90％的時(shí)間間隔t90中、測(cè)試輔助汞齊還能吸收的汞量。燈I和II工作100，1000，2000，3000和4000小時(shí)后，時(shí)間間隔t90的測(cè)試結(jié)果列于下表中。
測(cè)試結(jié)果表明，在燈工作4000小時(shí)后，輔助汞齊在兩個(gè)實(shí)施例中仍能滿意地起作用，燈I和II達(dá)到最大光輸出的80％所需時(shí)間分別是5和10秒。用載有5mg Pb Sn合金作汞齊形成體的支架也能獲得好的結(jié)果。用US 46 22 495的燈，汞齊支架固定在空腔上，在2000小時(shí)后汞齊完全變壞。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)電極低壓放電燈，設(shè)置有燈殼(1)，燈殼(1)用氣密式密封，它圍成放電空間(10)，含有汞和稀有氣體填料，有空腔(11)和管周頸圈(13)，所述空腔(11)是朝外的開口，電線圈(2)安裝在所述空腔(11)中，且有汞齊(30)的一支架(3)設(shè)置在放電空間(10)中，其特征是，管周頸圈(13)用金屬制成，汞齊(30)的支架(30)固定到管周頸圈(13)上。
2.按權(quán)利要求1的無(wú)電極低壓放電燈，其特征是，汞齊(30)的所述支架(3)用焊點(diǎn)(33)固定到管周頸圈(13)上。
3.按權(quán)利要求1或2的無(wú)電極低壓放電燈，其特征是，支架(3)包括第1部分(31)和第2部分(32)，第1部分(31)上設(shè)置汞齊，借助第2部分(32)第1部分(31)固定到燈管(1)的管周頸圈(13)上。
4.按前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的無(wú)電極低壓放電燈，其特征是，至少一部分汞齊(130)設(shè)置在彎曲的片形體(131)的內(nèi)表面(135)上。
5.按前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的無(wú)電極低壓放電燈，其特征是，燈殼(1)面向放電空間(10)的表面上載有透光導(dǎo)電層(15)，該層從管周頸圈(13)伸至燈殼(1)的至少另一部分(12)上。
全文摘要
按本發(fā)明的低壓放電燈設(shè)置有燈殼(1)，它用氣密式密封，它圍繞放電空間(10)，包含汞和稀有氣體填料，燈殼有空腔(11)和管周頸圈(13)，空腔(11)是向外的開口，空腔(11)中裝有電線圈(2)，有汞齊(30)的支架(3)設(shè)置在放電空間內(nèi)。管周頸圈(13)用金屬制造，汞齊(30)的支架(3)固定在管周頸圈(13)上。這種結(jié)構(gòu)能防止汞齊(30)變質(zhì)。
文檔編號(hào)H01J9/26GK1154762SQ96190553
公開日1997年7月16日 申請(qǐng)日期1996年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月24日
發(fā)明者A·J·施珀彭, J·T·J·范哈斯特雷特, T·J·M·J·范根尼普 申請(qǐng)人:菲利浦電子有限公司