[發明專利]紅外線輻射源和用于制造紅外線輻射源的方法

無效

• 申請號: 201310463820.X
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103794464A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 弗蘭克·R·穆勒;卡爾·費迪南德·舒伯特
• 申請（專利權）人: 科維爾庫斯照明有限公司
• 主分類號: H01J61/12
• 分類號: H01J61/12;H01J61/28
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳敬蓮

技術領域

本發明涉及一種紅外線輻射源和一種用于制造紅外線輻射源的方法。

背景技術

NIR射線(NIR＝近紅外線)特別是被用于照射不運動或運動的物體以及運動過程(優選人或其他生命體，但也包括無生命的運動過程)，從而在視覺上和借助于合適的設備(比如攝像機、顯示器等等)利用儀器進行觀察，其目的在于以經濟以及對于生命體在健康上毫無疑問的方式控制、改變和/或防止人或其他生命體或設備的不受歡迎的、不允許的或者違法的行為。在此關聯意義上，EP154879881公開了一種發射近紅外線的金屬鹵化物燈。但這種燈的缺點在于，在制造上采用反應性較高且昂貴的原材料。此外，此類輻射源在較高的壓力下工作，這需要耗費的安全措施。

US5,837,478A公開了一種具有熱陰極的低壓放電管，其填充物包括汞且發射近紅外線。在此類低壓放電管中，汞被用于強制在此類低壓放電管中所采用的發光物質激發紫外線。通過汞蒸汽產生激發發光材料的紫外線。汞蒸汽發射的波長范圍為大約250nm且由此不位于紅外線區域中。此類低壓放電管的缺點在于，填充物包括汞，這在達到使用壽命而進行廢物處理時很麻煩，特別是會產生很高的費用。此外，此類低壓放電管的效率不希望地較小且其制造上需要使用不常見且由此較貴的原材料。

現有技術中還公知有其他發射近紅外線的輻射源。比如LED發射器、具有發射可見射線部分的白熾燈以及HID發射器。此外，還公知有使用非傳導性阻止氙放電的輻射源。比如Osram公司的產品Xeradex和Planon。

現有技術中公知的輻射源的共同點在于，其或者需要較高的設備上的耗費(其提高了成本)，僅具有較低的效率或較小的輻射功率，或者在廢物處理方面比較麻煩。

發明內容

因此，本發明的目的在于，提出一種紅外線輻射源，其具有制造成本低、環保以及效率較高的特點。本發明的另一個目的在于，提出一種用于制造此類紅外線輻射源的相應的方法。

該目的通過具有權利要求1的特征的紅外線輻射源以及具有權利要求13的特征的方法實現。

本發明的認知在于，在具有熱輻射電極的低壓放電管中，在舍棄汞的情況下在一定的氙氣分壓下根據放電容器的放電容積以出人意料的方式調節出一種效應，該效應導致出人意料大范圍地發射紅外線波長范圍內的射線。根據經驗可以確定，該效應在如下情況下出現：在放電容積小于等于50cm³時采用0.008-0.010mbar之間的氙氣分壓以及在放電容積在于50cm³時采用0.3-2mbar之間的氙氣分壓。按照本發明的紅外線輻射源的放電容器當然如下設計：其對于位于紅外線波長范圍內的射線來說是能夠透射的。特別是在所實施的試驗中可以確定，對于這樣的根據放電容積進行尺寸設計的填充物來說，完全毫無疑問地得到紅外線波長范圍內的輻射最大值。因此，通過本發明得到一種紅外線光源，其產生高強度和高效以及較小帶寬的近紅外線。由于按照本發明的紅外線輻射源的填充物不具有汞，非常有利于環保。

在按照本發明的紅外線輻射源中所采用的低壓放電管的特點在于，電極和氣體溫度幾乎不相互影響。因此，不存在熱平衡。這種放電形式還被稱作具有隨后的脈沖放電的熱電子發射。一種典型的應用是日光燈。在部分抽真空的玻璃管中，在對立的電極上在足夠高的電壓下形成具有隨后的脈沖放電的熱電子發射。在這里，“對立”表示“在放電容器內對立”。這里，電極無需在一個平面上對立，而是分別設置在任意成形的放電容器的端部上。低壓放電管可以利用直接加熱的熱陰極工作，其中，熱陰極在點燃之前大多被加熱且隨后通過電子返回陰極加熱保持其本身的溫度。為了獲得電極的輻射能力，在優選在衰減器(Dimmen)中加熱。可替換的是，取代脈沖放電還可以采用激態原子放電來實現本發明的目的。如對于本領域技術人員公知的那樣，可以在保持壓力和氣體成分的情況下實現激發頻率與電流的匹配。

在提到的試驗中，證實了最大30％的紅外線波長范圍內的射線的產出。借助于此類輻射源照射的物體在沒有可見光的情況下對于激活的紅外線攝像系統可見。因此，本發明的一種可能的應用情況特別是在不希望可見光時(光污染；在安全意義上的昏暗的情況)或可見光比較危險(隧道監控)時進行物體監控。

在優選的實施例中，輻射最大值近似地在下列波長下確定：λ＝825nm、880nm、895nm、905nm、915nm、980nm以及992nm。在所述實施例中，大于90％的小于1000nm的近紅外線在所述波長情況下發射。由此得到了非常高的效率和非常高的效能。