【技术实现步骤摘要】
一种基于微波激励的大功率微波无极紫外灯及其制备方法
本专利技术涉及基于微波激励的大功率微波无极紫外灯及其制备方法。
技术介绍
紫外光固化技术是一种先进的材料处理技术,利用紫外光进行照射,可将涂料等材料快速固化。由于紫外辐照的穿透性弱,所以,对于大厚度透明材料的紫外固化,需要采用大功率紫外灯。现有的大功率紫外灯有两种,即为大功率有极紫外灯和大功率无极紫外灯。其中,无极紫外灯相比于有极紫外灯,采用微波激励的发光方式,具有体积小、启动速度快、光效高、光色稳定、寿命长等特点。已经较为广泛的应用于汽车车灯涂料、液晶封装、高压电缆、光纤涂料到电子产品、医疗器械、光盘制造及光学薄膜等领域。大功率无极紫外灯的辐照效率主要体现在两个方面:1.紫外光线在待加工产品生产线上的聚焦效果;2.微波对无极紫外灯管的激发效果。而二者都受到灯中谐振腔结构的影响,前者体现在谐振腔的聚焦特性,后者体现在谐振腔的微波谐振特性。由于不同待加工产品有着不同的辐照需求,因此需要对大功率微波无极紫外灯的结构进行重新设计,方能满足不同产品的紫外辐照要求。而目前国内外还没有关于微波无极紫外灯的制备,因此提出微波无极紫外灯的制备方法十分有意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是目前还没有针对于不同待加工产品所需的辐照需求而制备的大功率微波无极紫外灯,而提出了一种基于微波激励的大功率微波无极紫外灯及其制备方法。上述的专利技术目的是通过以下技术方案实现的:一种基于微波激励的大功率微波无极紫外灯,其特征在于,所述大功率微波无极紫外灯包括无极紫外灯管、两个磁控管、两个波导管和微波谐振腔;所述微波谐振腔由反光罩和金属屏蔽 ...
【技术保护点】
一种基于微波激励的大功率微波无极紫外灯,其特征在于,所述大功率微波无极紫外灯包括无极紫外灯管(1)、两个磁控管(2)、两个波导管(3)和微波谐振腔;所述微波谐振腔由反光罩(4)和金属屏蔽网(5)组成,金属屏蔽网(5)为下底面,反光罩(4)由半个椭圆柱面(4‑1)和与所述柱面(4‑1)两端分别连接的两个端盖(4‑2)构成,反光罩(4)开口扣装于金属屏蔽网(5)上且反光罩(4)与金属屏蔽网(5)的周边连接,二者围合的空腔为微波谐振腔;无极紫外灯管(1)设置于微波谐振腔内,反光罩(4)上表面的两端分别设置一个波导管(3),两个波导管(3)的相对侧分别设置一个磁控管(2)。
【技术特征摘要】
1.一种基于微波激励的大功率微波无极紫外灯制备方法,其特征在于,一种基于微波激励的大功率微波无极紫外灯制备方法具体是按照以下步骤进行的:步骤一、根据辐照试样的辐照功率选择无极紫外灯管,并根据选择的无极紫外灯管以及待加工产品所需的辐照光强及光强分布要求确定反光罩Y方向的长度、反光罩Z方向的长度和反光罩X方向的长度;其中,以反光罩平面中心为原点0,以反光罩平面延长方向为X方向,与反光罩平面垂直方向为Y方向,与X方向和Y方向垂直方向为Z方向;步骤二、根据步骤一中无极紫外灯管确定磁控管,并根据磁控管选择波导管;根据对微波谐振腔进行的电磁仿真结果,确定波导管与步骤一中反光罩的连接以及金属屏蔽网的位置;所述步骤一中根据辐照试样的辐照功率选择无极紫外灯管,并根据选择的无极紫外灯管以及待加工产品所需的辐照光强及光强分布要求确定反光罩Y方向的长度、反光罩Z方向的长度和反光罩X方向的长度;其中,以反光罩平面中心为原点0,以反光罩平面延长方向为X方向,与反光罩平面垂直方向为Y方向,与X方向和Y方向垂直方向为Z方向;具体过程为:步骤一一、根据辐照试样的辐照功率选择无极紫外灯管,即可确定无极紫外灯管的长度及直径;具体方法为:根据辐照试样的功率w,选择无极紫外灯管型号,其无极紫外灯管功率为w′,且w′≥1.5w,即可确定无极紫外灯管的长度及直径;无极紫外灯管的长度即为反光罩的X方向的长度;步骤一二、根据步骤一一中无极紫外灯管的长度及直径即可确定反光罩Y方向的长度、反光罩Z方向的长度;具体方法为:A、设置反光罩的形状为半椭圆柱体,无极紫外灯管放置于反光罩的焦点处;B、成像的边界点为无极紫外灯管在反光罩焦平面上的边界点经反光罩反射成像形成;像的高度与物的高度的商即为反光罩的放大倍数β,如公式(1)所示:式中,a为反光罩Y方向的长度;c为反光罩的焦距;L为像的高度;H为所选灯管直径;即得出了(a+c)/(a-c)的值;C、根据反光罩的金属材料、反光罩内表面涂层的热辐射吸收特性和反光罩所需的散热条件,确定无极紫外灯管与反光罩的距离,即a-c的值;具体计算方法如下:式中,h为冷却反光罩的对流换热的换热系数;θ为反光罩的最高允许温度;θ0为环境温度;为灯管中心与反光罩顶端之间的夹角,λ为灯管热辐射功率占灯管总功率百分比,λ<1;α为反光罩内壁涂层热辐射吸收率;w′为无极紫外灯管功率;m为无极紫外灯管长度;为反光罩的吸收的热辐射功率;为散热损失的功率;根据公式(2)得公式(3)与公式(1)的(a+c)/(a-c)的值进行联立求解,即可得出a与c的值;a为反光罩Y方向的长度;根据公式(4)即可求出反光罩Z方向的长度b;反光罩厚度取值范围为0.6~1.0mm;所述步骤二中根据步骤一中无极紫外灯管确定...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵洪,陈俊岐,孙崐,
申请(专利权)人:哈尔滨理工大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
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