高頻無極燈真空系統的研究

2010-01-01 楊一平許昌職業技術學院

　　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, 燈泡真空系統的設計和抽真空系統的抽真空過程是燈泡生產工藝的關鍵環節, 本文以典型的高頻無極燈的高空系統抽氣為例, 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、高效節能, 因此它必將成為21世紀最有發展前景的綠色節能照明光源的換代產品。

　　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: 高頻發生器產生頻率為2.65 MHz 的高頻波, 并同時產生一個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) 發生氣體雪崩電離成等離子體, 等離子體受激, 原子返回基態時自發輻射出254nm 的紫外線, 紫外線使燈泡內壁稀土熒光粉受到激發而發出可見光。

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, 燈泡真空系統的設計和真空系統的操作過程是燈泡生產工藝的關鍵環節。

　　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裝入主汞齊— 重金屬元素固態汞合金, 內管上已經熔焊了輔助汞齊, 所設計的真空系統及真空測量儀器和元件工作時必須能抵抗揮發的重金屬污染, 再加上抽真空系統管道為玻璃管道, 閥門為玻璃閥門器件,密封難于處理, 系統工作環境的溫度不能太高,也不能太低, 否則, 重金屬容易揮發, 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。