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GLED综述[2]

2009-12-18  来源:  作者:陈索然  有6625人阅读

本文综合论述GLED的工作机理、制程工艺、点灯配置及其实质性的特征。笔者在做正晕放电和空心阴极放电的综合试验中偶然发现了一个浑然一体的弧光放电球。这个梦幻般的弧光放电球是那样地强壮饱满、光芒四射,就象当年的烛光,灯芯虽小,灯焰却相当宏大。

  GLED-Ω为了能使电子和汞离子沿灯芯轴向长行程地相向运动,充分有效地产生e旋进放电,要求电子必须从Ω形阴极螺旋的顶部圆弧部分的热点发射出来。其电子粉涂敷的特征在于:当Ω阴极灯丝总长为M时,电子粉仅涂敷在Ω阴极灯丝的顶部,其有效长度C滿足:1/6M〈C〈1/3M(如图7)。

  直流工作的放电灯,阳极杆若没有充分除气,将出现阳极耗散问题,阳极出气还会使阴极中毒。在这种状况下点灯,轻则仅出现两粒黄豆一般的小光斑,重则阳极杆发红、甚至熔化!

  GLED-Ω为了保证柱状阳极除气充分、泡壳内真空优良,其特征在于:在GLED的Ω阴极灯丝的两侧脚S和L上涂敷电真空锆粉,S或L的区间是上端接触已涂电子粉C区的尾部、下端接触内导丝顶部(如图8)。

  之所以在Ω形的阴极螺旋的顶部圆弧部分涂氧化物电子粉、Ω形的阴极螺旋的两侧脚涂电真空锆粉,还因为电真空锆粉的激活温度与氧化物电子粉的分解温度相近,可同时分解、排气和激活,简化制程,提高量产能力。

  二、点灯配置
  GLED的点灯配置如图9、图10所示:

  GLED采用直流点灯,柱状阳极的一根外导丝与电源的正极联接,Ω阴极的两根外导丝同时与电源的负极联接。

  GLED的电极间滿足正晕放电的条件(主要是顶部区间),正极到负极具备辐射状的非匀强电埸,柱状阳极周边产生正电晕,参与放电的主要是正电晕,柱状阳极仅起传导电流的作用,这就大大缓解了柱状阳极发热的现象;正电晕的厚度与电离的强度成正比,放电具有正阻特性。GLED点灯中不需要电弧平衡电阻,仅用电容镇流器,放电灯工作稳定,且能效较高。

  GLED的柱状阳极和Ω阴极组成e旋进放电系统。电子从热点出来后,大部分电子的速度方向并不指向柱状阳极,它们将沿e旋进轨道:在朝向柱状阳极的空间受到电埸的加速,在背离柱状阳极的空间受到电埸的减速,结果将绕着柱状阳极做来回往复的振动;带正电的阳离子绕着环形阴极的热点将遵循同样的机理进行着来回往复的振动;这就实现了直流供电交流工作的潜在效果,不会出现整流效应和汞泳现象。

  GLED由于采用了e旋进放电这种有别于正柱放电的工作模式,首先正柱放电所特有的一系列明暗相间的区域没有了,取而代之的是浑然一体的弧光放电;由于它特有的e旋进放电,可以有很高的放电电流密度、很低的电极位降。而提高放电灯的灯电流可以获得更高的辐射输出。这就为提高光效、增大功率创造了不可替代的条件。

  由于支撑阴极灯丝螺旋的两根导丝的管外部分同时与电源的负极联接,阴极螺旋的电位基本上处处相等,点灯中可能出现两个或两个以上的热点,阴极的零埸发射电流较大。当灯的工作电流取值在阴极零场发射电流的80%以下时,灯的工作稳定可靠,而且灯的管压基本恒定,灯功率与管流同步变化;GLED实现了恒压做功的目的。

  正柱放电的双阴极灯不宜“一点就亮”,要想瞬时启动必须在灯内设置一个启动电极。GLED的柱状阳极起了很好的启动电极的作用,能在四分之一秒内点亮灯,起动损伤是非常小、非常轻的。由于不需预热启动,点灯中也不需对灯丝加热,减少了许多无功损耗;对紫外杀菌灯而言,紫外线是杀伤细菌,可见光和红外线是培养细菌,减少杀菌灯内的热辐射将提升紫外线的杀菌效果;对于荧光灯而言,显然对提高光效有益。



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