[發(fā)明專利]一種用于微波等離子體燈的介質(zhì)諧振腔

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410027724.5
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN103779177A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 諸葛天祥;黃桃;盧輝;李斌;李建清;金曉林;朱小芳;楊中海
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01J65/04
• 分類號: H01J65/04;H01J61/02
• 代理公司: 四川君士達(dá)律師事務(wù)所 51216
• 代理人: 芶忠義

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于等離子體照明領(lǐng)域，具體涉及由微波輻射激發(fā)的無電極等離子體燈。

背景技術(shù)

微波等離子體燈的工作原理是：微波源連接介質(zhì)諧振腔組成一個射頻回路，諧振腔中心放置一個封閉的含有填充材料和其他氣體的石英燈泡。功率放大器產(chǎn)生微波，并在燈泡內(nèi)壁形成駐波，電場在燈泡的中心處最強(qiáng)，使氣體電離并發(fā)熱。燈內(nèi)氣體電離發(fā)出的熱量使得填充材料升溫和蒸發(fā)，形成等離子體，并在石英外殼中集中并高效的發(fā)光。

其中的介質(zhì)諧振腔，主要起到微波傳輸、模式選擇等作用，其幾何尺寸的確定直接影響等離子體燈的工作頻率，是微波等離子體燈中是最重要的部件之一。目前，介質(zhì)諧振腔多采用一次成型的實(shí)心結(jié)構(gòu)，如圖1所示，它由至少一種介電常數(shù)大于2的介電材料制成，例如陶瓷等固體材料。由于這種實(shí)心結(jié)構(gòu)的介質(zhì)諧振腔體積較大，在高溫?zé)七^程中容易炸裂，因此成品率非常低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的介質(zhì)諧振腔在加工過程中容易炸裂的不足，提供了一種新的介質(zhì)諧振腔結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在不影響諧振腔的電參數(shù)，如電場分布、諧振頻率的情況下，極大提高了介質(zhì)諧振腔加工的成品率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種用于微波等離子體燈的介質(zhì)諧振腔，包括諧振腔前端（1），和諧振腔頂面（2），其特征在于。

所述諧振腔頂面（2）具有燈泡固定填充物（3），該燈泡固定填充物（3）中間具有燈泡放置位置（4）。

所述諧振腔前端（1）左右兩側(cè)各具有三個孔（5），所述孔橫穿諧振腔。

所述穿孔形狀為圓形或者矩形。

所述開孔結(jié)構(gòu)的諧振頻率為400-500MHz，在燈泡放置位置中心處的電場強(qiáng)度為10000-50000V/m。

所述開孔結(jié)構(gòu)的諧振頻率為440.8MHz，微波輸入功率為1W時，在燈泡放置位置中心處的電場強(qiáng)度為17000V/m。

本發(fā)明的有益效果：該穿孔結(jié)構(gòu)可使介質(zhì)諧振腔在加工過程中不易炸裂，極大提高了介質(zhì)諧振腔加工的成品率。同時，穿孔結(jié)構(gòu)可以降低介質(zhì)諧振腔的重量，進(jìn)而降低等離子體燈的重量。另外，該結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步的增大燈泡放置位置的電場，便于燈泡啟動和增強(qiáng)能量交換。

附圖說明

圖1是原有的微波等離子體的介質(zhì)諧振腔結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，現(xiàn)有的微波等離子體燈所用的介質(zhì)諧振腔結(jié)構(gòu)示意圖，其中100為一次成型介質(zhì)諧振腔，101為該諧振腔的前端面，102為燈泡放置位置，103為燈泡固定用填充物。

本發(fā)明專利為一種用于微波等離子體燈的介質(zhì)諧振腔，包括諧振腔前端（1），和諧振腔頂面（2），其特征在于：

所述諧振腔頂面（2）具有燈泡固定填充物（3），該燈泡固定填充物（3）中間具有燈泡放置位置（4）；

所述諧振腔前端（1）左右兩側(cè)各具有三個孔（5），所述孔橫穿諧振腔。

所述穿孔形狀為圓形或者矩形。

所述開孔結(jié)構(gòu)的諧振頻率為440.8MHz，在燈泡放置位置中心處的電場強(qiáng)度為17000V/m。

實(shí)施例1：如圖2所示，開孔為圓形，穿透前端面和后端面，孔半徑3mm，在介質(zhì)諧振腔的兩端各均勻排布3個孔。

我們采用CST?Microwave?Studio對這兩個結(jié)構(gòu)進(jìn)行全三維模擬計算，得出未開孔結(jié)構(gòu)的諧振頻率為438.4MHz，而開孔結(jié)構(gòu)的諧振頻率為440.8MHz，諧振頻率相對變化率為0.55%，對微波等離子體燈工作頻率的影響，幾乎可以忽略。

在燈泡放置位置中心處的電場強(qiáng)度為開孔結(jié)構(gòu)為16000V/m，而開孔結(jié)構(gòu)電場強(qiáng)度有所提高，為17000V/m，這更有利于等離子體燈的啟動和能量交換。