高频无极灯的充气配方及其计算方法组成比例

本发明专利技术提供一种高频无极灯充气配方及其计算方法，所述无极灯灯泡体内填充有惰性混合气体，所述的惰性混合气体为两种电离电位差值大于５ｅＶ的惰性气体，根据帕邢定律Ｐ.Ｒ＝Ｃ，其气压比为：［１００－４００／（Ｄ－２５）］∶［４００／（Ｄ－２５）］，其中电离电位低的气体的比例值小，Ｄ为灯泡体直径。本发明专利技术根据高频无极灯放电的最佳工作点及发明专利技术人的大量实验数据，确定混合气体种类、比例、充气量，使得无极灯气体放电工作电压最低、放电最稳定，从而达到最高的放电效率。本发明专利技术使用混合气体进行气体放电，使放电过程中处于电离态和激发态的气体原子数量受到控制，在维持正常支持放电的基础上，有效地提高激发态原子数量，提高了发光效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
高频无极灯是基于荧光灯气体放电和高频电磁感应原理相结合的一种新型电光源。现有的高频无极灯主要有低压气体高频无极灯、微波灯、环形日光灯式电磁感应灯及 HID高压气体无极放电灯。通常低压气体放电高频无极灯是低压汞和稀有气体混合放电 产生的紫外辐射撞击泡壁三基色粉转换成可见光，所使用的工作频率为2. 5 3. OMHz,也 就是说，高频无极灯的工作频率比普通白炽灯和日常使用的电感式日光灯、金卤灯、高压 钠灯等灯种的工作频率(50Hz)高出5万 6万倍，比普通节能灯或电子镇流器的工作频 率(30 60KHz)高出约250倍。微波灯由磁控管微波发生器通过微波谐振腔，激发有特 定填充剂的石英球泡，石英泡内由10大气压(atm)的硫蒸气分子辐射产生白光，工作频率 2450MHz，功率达1000W，光效120Lm/W。环形日光灯式电磁感应灯，工作频率250KHz。HID 高压气体无极放电灯，例如金属卤化物无极灯，工作频率13. 56MHz,目前仍在研发阶段，未 有产品上市。现有的无极灯由于气体放电区间(气体的种类、压力)选择不当，放电电压高 或难于放电；致使灯泡表面亮度很差或者难于充亮灯泡。尤其是对于灯泡直径小的无极灯， 就更难于充气放电。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种。采用该配方填 充混合气体，使放电过程中处于电离态和激发态的气体原子数量受到控制，对于小直径的 灯泡体，不仅可以充亮灯泡且提高灯泡发光效率。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的本专利技术一种高频无极灯充气配方，所述无极灯灯泡体内填充有惰性混合气体， 所述的惰性混合气体为两种电离电位差值大于5eV的惰性气体，其气压比为 ，其中电离电位低的气体的比例值小，D为灯泡体直径。所述混合气体的充气数量为充气压力P = 1800/(D_25)Pa，其中D为灯泡体直径。本专利技术高频无极灯充气配方的计算方法，包括以下步骤1)确定高频无极灯混合气体放电的最低着火点或点燃电压值，从而确定混合气体 的最佳工作点；2)根据帕邢定律P · R = C得出P = C/R，从而确定充气种类、比例和数量，其中P 为气体压力，单位为Pa，R为灯泡的极间距，R = (D-d)/2，D为灯泡外径尺寸，d为灯泡内芯 柱管外径尺寸，C为常数；充气种类选择两种原子电离电位差值大于5eV的惰性混合气体，以维持正常支 持放电，电离电位高的气体为大比例气体；充气比例根据电子对于气体分子的自由程长计算公式f(x)dx = ie~~2dx其中e为常数，_为气体分子平均自由程长；则气体放电中电子 的平均自由程长疋《I，气体放电中电子从阴极飞向阳极的过程中，碰撞气体分子的次数 n=R/I，R为灯泡极间距；当碰撞次数η —定时，气体比例与R成反比，且当R = 50mm,充 气压力P = 18Pa,电离电位低的气体占4%时，电子对气体的电离碰撞次数足以满足正常的自持放电，则低电离电位气体气体所占的比例为，其中Rtl为所求灯泡的极间距， 为灯泡体直径，d为灯泡体内芯柱管直径，标准规格的芯柱管直径d = 25mm ； 从而确定两种混合气体的气压比为高电离电位气体低电离电位气体=(l-4%x#): (4%x^-)RoRo简化为高电离电位气体低电离电位气体= 本专利技术所述步骤2)中所述的充气数量的计算方法为充气压力P = C/R，即Ρ=18/ ()，其中c = 18Pa, R = 50匪，R为求得的灯泡极间距， d为标准规 kO2格的芯柱管直径d = 25mm，从而简化为充气压力P = 1800/(D-25) Pa，其中D为灯泡体直径。本专利技术的有益效果为本专利技术给出了各种规格高频无极灯辉光放电的最佳工作点及专利技术人的大量实验 数据，从而确定混合气体种类、比例、充气量(充气压力)，使得无极灯的气体放电工作电压 最低(最容易放电)、放电最稳定(充分满足自持放电条件)，从而达到最高的放电效率。本专利技术在高频无极灯中使用混合气体进行气体放电，使放电过程中处于电离态和 激发态的气体原子数量(比例)受到控制，在维持正常支持放电的基础上，有效地提高激发 态原子数量，提高了发光效率。附图说明图1为本专利技术中灯泡体尺寸示意图。图2为本专利技术确定最佳工作点的曲线图。具体实施例方式下面通过实施例和附图对本专利技术作进一步详述。实施例本专利技术一种高频无极灯充气配方，所述无极灯灯泡体1内填充有惰性混合气体， 所述的惰性混合气体为两种电离电位差值大于5eV的惰性气体，其气压比为 ，其中电离电位低的气体比例值小，充气数量为充气压力P = 1800/(D-25)Pa，其中D为灯泡体1直径，如图1所示，d为芯柱管2外径，标准芯柱管的外径为25mm。上述高频无极灯充气配方的计算方法，包括以下步骤1)确定高频无极灯混合气体放电的最低着火点或点燃电压值，从而确定混合气体 的最佳工作点；如图2所示，不同规格无极灯最低着火(点燃)电压Vmin-A点所对应最佳 工作点的充气压力(Pa)，不论PXR值是大是小，只要离开A点(最佳工作点)，Vs (充气压 力)都增大(如图B1、B2)。2)根据帕邢定律P · R = C得出P = C/R，从而确定充气种类、比例和数量，其中P 为气体压力，单位为Pa，R为灯泡的极间距，R = (D-d)/2，D为灯泡外径尺寸，d为灯泡内芯 柱外径尺寸，C为通过实验得到的常数。本专利技术人经大量的试验得知，不同的充气气体种类 (含混合气体)，对应最低着火(点燃)电压Vmin的PXR值(常数C)对应的数值列表如 下表1。表1 — 由pXR = C，得出P = C/R，算出填充氩气+氪气、氖气+氪气(单气体算法类同， 不详细列算)各常用规格无极灯的充气压力，如下表2 表2: 3)气体放电使用混合气体，是使放电过程中处于电离态和激发态的气体原子数量 (比例)受到控制，在维持正常支持放电的基础上，有效地提高激发态原子数量一发光效 率。由此可知，选择混合气体，应当选择两种原子电离电位差值大的气体，本专利技术选择两种 气体原子电离电位差值大于5eV的惰性气体，并以电离电位高的气体为大比例气体，以保 证高的激发态一灯的放电过程目的是光转换。根据电子对于气体分子(原子)的自由程 长计算公式 其中e为常数，X为气体分子平均自由程长；计算出灯体内参与气体放电的分子平 均自由程长I，则气体放电中电子的平均自由程长，疋》 。气体放电中电子从阴极飞向阳 极的过程中，碰撞气体分子的次数n=R/I，R为模型灯泡的极间距。碰撞次数的多少决定了 电子被加速的能量大小，决定了电子碰撞气体电离率的多少。由于要求电离态的气体分子比例能保证正常气体自持放电，而激发态为发光过 程，激发态的气体分子越多越好。因此，在气体放电过程中起电离态作用的气体为低电离电 位气体，在混合气体中占的比例小。本专利技术人经多次实验得出当R = 50mm，充气压力P= 18Pa，电离电位低的气体占 4%时，放电中电子对气体的电离碰撞次数足以满足正常的自持放电。当放电中从阴极到阳 极电子对气体的碰撞次数一定时，气体比例与R成反比，则低电离电位气体气体所占的比 例为4% X ι，其中R为所求灯泡的极间距，Rq为求得的灯泡极间距，Ra=:^，D为灯 泡体直径，d为灯泡体内芯柱管直径，标准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频无极灯充气配方，所述无极灯灯泡体内填充有惰性混合气体，其特征在于：所述的惰性混合气体为两种电离电位差值大于５ｅＶ的惰性气体，其气压比为：［１００－４００／（Ｄ－２５）］∶［４００／（Ｄ－２５）］，其中电离电位低的气体的比例值小，Ｄ为灯泡体直径。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许树良，
申请(专利权)人：辽宁宝林集团节能科技有限公司，许树良，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]