專利名稱：分段的介質(zhì)阻擋放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生和發(fā)射紫外輻射的介質(zhì)阻擋放電(dielectric barrier discharge) ( DBD-)燈，它包括封裝的放 電間隙，借此所說外殼具有至少兩個壁，其中至少一個壁是介質(zhì)壁， 至少一個壁具有至少部分透明的部分；定位在放電間隙中的填充物； 至少兩個電接觸裝置，用于實現(xiàn)分別與至少兩個壁相關(guān)的電接觸；本 發(fā)明還涉及產(chǎn)生這樣一種介質(zhì)阻擋放電燈的方法。介質(zhì)阻擋放電燈一般來說是已知的，它的應(yīng)用領(lǐng)域很寬，在應(yīng)用 中必須產(chǎn)生一定波長的光波以便用于各種不同的目的。某些應(yīng)用例如 要產(chǎn)生波長約為180納米到380納米的紫外輻射以便用于工業(yè)目的， 例如廢水處理、飲用水的消毒、超純水的脫氯或生產(chǎn)。眾所周知的介質(zhì)阻擋放電燈例如用在液晶顯示器(LCD)背光照 明的平面燈(flat lamp)中，如用于影印機的圓筒形燈、以及用于表面 處理目的和水處理目的的同軸燈。
背景技術(shù)：
介質(zhì)阻擋放電燈一般說來可以具有任意形式?，F(xiàn)有技術(shù)公開的燈 通常是同軸形式的，它包括外管和內(nèi)管，外管和內(nèi)管在兩側(cè)熔化在一 起，形成一個環(huán)形放電間隙，并且相對于放電間隙的寬度來說具有相 對較大的直徑。其它類型的燈是屋頂形式，所說的燈由外管和內(nèi)管構(gòu) 成，外管在一側(cè)是封閉，燈的內(nèi)管在一側(cè)也是封閉的，在非封閉側(cè)所 說外管和內(nèi)管熔合在一起，形成環(huán)形的放電間隙，并且相對于放電間 隙的寬度來說具有相當大的尺寸。EP1048620、 EP1154461、 DE10209191示出了同軸的介質(zhì)阻擋放電 燈，具有適合的磷光層涂層，用于產(chǎn)生VUV光或UVC光。EP1048620B1描述一種介質(zhì)阻擋放電燈，它適合于流體消毒，并 且包括發(fā)光層，在這種情況下是磷光層，發(fā)光層淀積在燈外殼的內(nèi)表 面上，在這種情況下由兩個石英管制成，它們確定了放電體積或放電 間隙。在這種情況下，用一定壓力的氙氣填充放電間隙， 一旦在放電間隙內(nèi)啟動氣體放電，尤其是介質(zhì)阻擋放電，氙氣就放射出一次輻射。發(fā)射最大值約為172納米的這種等離子體一次輻射通過發(fā)光層轉(zhuǎn)換成 期望的波長范圍，例如約為180納米到約為380納米。按照特定的應(yīng) 用，這個波長范圍在生產(chǎn)超純水的情況下可以減小到180納米-190納 米的范圍，在用于消毒水、空氣、表面、等等的條件下可以減小到200 納米-280納米的范圍。磷光層在UV-C范圍發(fā)射一次輻射。在DE10209191A1和EP1154461A1中示出的是類似的結(jié)構(gòu)和裝 置。這些專利共同地具有發(fā)光層或磷光層只發(fā)出一種輻射，即一次 輻射。發(fā)光層通常是由磷涂層實現(xiàn)的，磷涂層將在放電間隙中產(chǎn)生的準 分子輻射(所謂的體積輻射)轉(zhuǎn)換成磷的特定發(fā)射光譜，例如VUV光 譜、UVC光譜、UVA光譜、可見光光譜或紅外光譜。US5557H2公開了具有多個區(qū)域的 一種熒光燈，多個區(qū)域沿燈的長 度方向具有不同的紫外輻射特征，所說熒光燈具有一個電子管，所說 的管具有第一熒光涂層和第二熒光涂層，笫一熒光涂層用于產(chǎn)生沿靠 近管的一端的管的第一有限長度延伸的基本上均勻強度的紫外輻射， 第二熒光涂層用于產(chǎn)生沿靠近管的另一端的管的第二有限長度延伸的 基本上均勻強度的紫外輻射，第二熒光涂層具有的輻射的特征不同于 在第一有限長度上產(chǎn)生的輻射的特征。在一般情況下，提高了 UVB強 度和UVB/UVA之比。這種燈按理想適合于用在鞣革(tanning)室， 通過在頭部區(qū)域提供較高的強度和較大的UVB/IJVA之比的輻射來提 供均勻的鞣革。這種眾所周知的熒光燈的缺點是它把低壓放電燈的磷光層分割為 具有不同的磷光材料的兩個部分。這種燈確切地說就是低壓燈型的放 電燈，完全不同于象本發(fā)明的介質(zhì)阻擋放電燈這樣的高壓放電燈。進 而，這種分割只在燈的長度方向是可能的。還有，UVC輻射是不可能 出現(xiàn)的。US6633109公開了 一種用在流體處理系統(tǒng)中的介質(zhì)阻擋放電燈，在 這里使用照射的流體作為低壓外電極來代替金屬絲網(wǎng)，并且可以通過 外加的電壓頻率和形狀、氣體壓力、氣體組分、和氣體間隙距離進行控制。這種眾所周知的介質(zhì)阻擋放電燈的缺點是，它只利用要進行處理的導電流體進行工作，因為這種流體是作為接地的反電極工作的。進 而，這種介質(zhì)阻擋放電燈只發(fā)出一種窄帶的或準單色的紫外光，并不能在一個燈內(nèi)實現(xiàn)至少兩個主發(fā)射方式(dominant emission regimes )。 DE92n438U公開了一種氖管，它在長度方向具有至少兩個部分。兩個部分具有不同的磷光層。這種眾所周知的氖管以及US5557112的缺點是，這種燈是一種低壓燈型的放電燈，因此完全不同于本發(fā)明的介質(zhì)阻擋放電燈這樣的高壓》文電燈。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的是提供一種高效的介質(zhì)阻擋放電(DBD)燈，它 具有在單個的介質(zhì)阻擋放電燈中實現(xiàn)的兩個或多個主發(fā)射方式。這個問題是通過用于產(chǎn)生和發(fā)射紫外輻射的介質(zhì)阻擋放電燈解決 的，所說燈包括封裝的放電間隙，借此外殼具有至少兩個壁，其中 至少一個壁是介質(zhì)壁，至少一個壁具有至少部分透明的部分；定位在放電間隙中的填充物；至少兩個電接觸裝置，用于實現(xiàn)分別與至少兩 個壁相關(guān)的電接觸；所說的放電間隙是通過至少一個放電參數(shù)不同的 至少兩個放電子體積和/或放電子區(qū)形成的，用于實現(xiàn)至少兩個主發(fā) 射方式和/或具有不同的輻射強度的一個發(fā)射方式(emission regime)。按照本發(fā)明的放電子體積是通過填充氣體壓力、填充氣體組分、 包括長度、直徑、寬度、間隙距離、玻璃厚度、和外部電極在內(nèi)的幾 何形狀定義的。所有這些參數(shù)都能夠改變燈的特定子體積中的體積放 電。按照本發(fā)明的放電子區(qū)是通過它的熒光層或包括長度、直徑、寬 度的幾何形狀定義的。所有這些參數(shù)都能夠改變間隙內(nèi)體積輻射到發(fā) 光層(一層或多層)內(nèi)的表面輻射的轉(zhuǎn)換。按照本發(fā)明的介質(zhì)阻擋放電燈包括至少兩個或者多個單個的放電 子體積或子體積和/或放電子區(qū)或子區(qū)。燈的幾何形狀可以是任何形狀，但優(yōu)選是圓筒形的，尤其是共軸 形式的，平直的，或者是對于特定的應(yīng)用實用的任何的任意形狀。按照本發(fā)明的介質(zhì)阻擋放電燈包括外部和內(nèi)部。外部包括內(nèi)部的外殼，內(nèi)部包括用于產(chǎn)生輻射和發(fā)出介質(zhì)阻擋放電燈的光的裝置。按照本發(fā)明的介質(zhì)阻擋放電燈的內(nèi)部在結(jié)構(gòu)上從內(nèi)到外的安排如下介質(zhì)阻擋放電燈的核心是具有填充物的放電間隙。這個放電間隙 是由周圍的壁形成的，由此至少一個這樣的壁是由介質(zhì)材料制成的， 至少一個這樣的壁至少是部分透明的。這些壁的內(nèi)表面用發(fā)光層覆 蓋，尤其是用發(fā)光涂層覆蓋，以便將放電間隙內(nèi)產(chǎn)生的輻射轉(zhuǎn)換成不 同波長尤其是較長波長的輻射，然后這個輻射發(fā)射到介質(zhì)阻擋放電燈 的周圍。在壁的外表面，所說的壁具有兩個對應(yīng)的裝置，用于電接觸 以提供能量，以便在放電間隙內(nèi)產(chǎn)生氣體放電，并且因此在放電間隙 內(nèi)產(chǎn)生輻射。為了產(chǎn)生紫外光或者更加一般的輻射，需要一個放電體積或者放 電間隙，放電體積或者放電間隙由至少 一 個介質(zhì)壁包圍和/或形成。 介質(zhì)壁(一個或多個)的材料是從介質(zhì)材料組選擇出來的，這個介質(zhì) 材料組優(yōu)選有石英、玻璃、或陶瓷。介質(zhì)壁的材料必須這樣安排所 需的輻射可以通過外和/或內(nèi)介質(zhì)壁的至少一部分，以便將所說輻射 施加到介質(zhì)阻擋放電燈的周圍，并且所需的輻射可以照射環(huán)繞外燈表 面的體積或介質(zhì)。每個壁具有內(nèi)表面和外表面。每個壁的內(nèi)表面朝向 并且面向放電間隙。 一個壁的內(nèi)表面和外表面之間的距離確定了壁 厚，在某些特殊的情況下壁厚可以改變。在外表面或者在外表面附近， 應(yīng)用或定位用于電接觸的裝置或者電極。它們以電的形式供給或提供 能量，以便在放電間隙內(nèi)部產(chǎn)生氣體放電，并且因此在放電間隙內(nèi)部 產(chǎn)生輻射。為了應(yīng)用所說的輻射，在至少一個壁上的電極或電接觸裝置，優(yōu) 選是在外壁上的或外壁附近的電接觸裝置，必須這樣安排來自內(nèi)部 的輻射可以通過相應(yīng)的電極。因此，所說的電極必須至少部分透明例 如采用網(wǎng)格的形式，尤其是當所說的這個電極安排鄰近外壁的外表面 時更是如此。在這種情況下，例如在水處理的情況下，如果電極與外 壁的外表面隔開，為了在相應(yīng)的環(huán)境供電，電極可以取任何合適的材 料。當然，例如如果介質(zhì)阻擋放電燈用于流體或水處理，還可以4吏用 除電極外的其它裝置。在這種情況下，介質(zhì)阻擋放電燈至少在一側(cè)(內(nèi) 壁側(cè)或外壁側(cè))由所說的水或者流體部分地包圍。周圍的水或流體這時用作電接觸裝置，電極借此將電傳送到水或流體。還可能借助于感 應(yīng)和/或甚至于使用微波產(chǎn)生等離子體或者通過非電容性裝置最后產(chǎn) 生輻射。所以本發(fā)明不限于使用電極作為電接觸裝置。因此電接觸裝 置與相應(yīng)的壁相關(guān)聯(lián)。按照本發(fā)明，外部和/或內(nèi)部電極可以是分段的，對于每個電極 段有一個單獨的電連接。因此，確定了具有不同子區(qū)或放電子區(qū)的一個介質(zhì)阻擋放電燈。每個子區(qū)可以有它自已單獨的電驅(qū)動方案，以便 可以實現(xiàn)不同的放電特征，并且因此在每個子區(qū)下面的間隙內(nèi)可以實 現(xiàn)不同的等離子體條件。通過調(diào)整驅(qū)動方案，可以改變燈的輻射強度， 并且根據(jù)氣體填充物改變放射特征。優(yōu)選地，從包括平面燈幾何形狀、同軸燈幾何形狀、屋頂形燈幾 何形狀、平面燈幾何形狀等在內(nèi)的幾何形狀組中選擇燈的幾何形狀。 對于工業(yè)應(yīng)用，優(yōu)選使用與放電間隙的直徑或者對應(yīng)的內(nèi)和外壁的內(nèi) 表面之間的距離相比具有相對較大直徑的同軸介質(zhì)阻擋放電燈或屋頂 形同軸燈，來實現(xiàn)具有用于流體和表面處理的較大有效面積的燈。本發(fā)明的一種優(yōu)選的應(yīng)用是，燈的幾何形狀基本上是根據(jù)兩個圓筒形主體(body)確定的，兩個圓筒形體設(shè)置成 一個圓筒形主體包圍 另一個圓筒形主體。更加優(yōu)選地，兩個主體都由石英玻璃制成，但對 于其中的至少一個圓筒形主體，還可以使用其它材料，其中包括玻璃、 陶瓷、和/或金屬。在一個主體對于燈的輻射不是透明材料的情況下， 不透明的主體具有一個導向裝置，優(yōu)選是反射涂層的形式。進而，外 圓筒形主體或圓筒形管由包含石英玻璃的材料或者由石英玻璃材料制 成，或者至少主要由包含石英玻璃的材料或者由石英玻璃材料制成， 而內(nèi)圓筒形主體主要由具有反射涂層的金屬或含金屬的材料制成。這 就意味著，本發(fā)明還可以應(yīng)用到只有一個用于形成放電間隙的介質(zhì)壁 的介質(zhì)阻擋放電燈。優(yōu)選地，介質(zhì)阻擋放電燈具有電接觸裝置，電接觸裝置包括一個 反電極，這個反電極至少部分地由金屬材料制成，金屬材料使電接地。介質(zhì)阻擋放電燈利用一個電極和一個反電極進行工作。如以上所 述，反電極可以由任何導電材料構(gòu)成，所說的導電材料用于通過電極 的引入而使電接地。優(yōu)選地，反電極是金屬的，或者至少包含金屬材 料。本發(fā)明的一個優(yōu)點是，介質(zhì)阻擋放電燈的至少兩個子體積的差別 在于它們的至少一個特征參數(shù)，這些特征參數(shù)能夠改變這個子體積中 的體積放電。按照本發(fā)明的介質(zhì)阻擋放電燈包括至少兩個子體積或至 少兩個子區(qū)。至少兩個子體積彼此的差別在于至少一個參數(shù)可以確定 所說子體積，因而，例如在一個介質(zhì)阻擋放電燈中可以實現(xiàn)兩個主發(fā) 射方式，或者可以實現(xiàn)具有不同輻射密度的一個發(fā)射方式。這樣的主發(fā)射方式可以是VUV(波長172納米左右)和UV-C、或者UV-C和 UV-A。當然，其它的變型也是可能的，并且，多于兩主發(fā)射方式也是 可能的?？赡艿闹靼l(fā)射方式的數(shù)目受到合適的氣體填充物的可利用性 和熒光層的限制。不存在可能的主發(fā)射方式的數(shù)目的其它限制，因此 離開上述限制的任意組合都是可能的。子體積的區(qū)別在于它們的特征參數(shù)之一。確定子體積的特征參數(shù) 包括填充氣體壓力、填充氣體組分、包括子體積長度、子體積直徑、 子體積寬度、子體積形式、子體積間隙距離、子體積壁厚、和子體積 外部電極在內(nèi)的子體積幾何形狀。通常，介質(zhì)阻擋放電燈只有一個放 電間隙，放電間隙只有一個主發(fā)射方式，因此只有一個體積、放電體 積或間隙。通過使放電子體積的至少一個參數(shù)有區(qū)別，幾個主發(fā)射方 式是可以調(diào)節(jié)的，或者一個發(fā)射區(qū)域的幾輻射密度是可以調(diào)節(jié)的。子 體積可以是嚴密封閉的，或者可以是開放的。當然，通過封閉子體積， 只能實現(xiàn)不同的氣體壓力和組分。按照本發(fā)明的介質(zhì)阻擋放電燈還可以包括幾個放電子區(qū)。優(yōu)選 地，介質(zhì)阻擋放電燈具有至少兩個放電子區(qū)，其中放電子區(qū)的區(qū)別是 它們的至少一個特征參數(shù)，這些特征參數(shù)能夠改變間隙內(nèi)的體積輻射 到熒光層(一個或多個)內(nèi)的表面輻射的轉(zhuǎn)換。如結(jié)合所說的放電子體積所提到的，按照本發(fā)明的介質(zhì)阻擋放電 燈還可以包括至少兩個子區(qū)。所說至少兩個子區(qū)彼此的差別在于確定 這個子區(qū)的至少一個參數(shù)，因此在一個介質(zhì)阻擋放電燈內(nèi)可以實現(xiàn)兩 個主發(fā)射方式。如以前提到過的，這樣的主發(fā)射方式可以是VUV(波長 H2納米左右)和UV-C、或者UV-C和UV-A。當然，其它的變型也是 可能的，并且，多于兩個主發(fā)射方式也是可能的?？赡艿闹靼l(fā)射方式 的數(shù)目受到合適的氣體填充物的可利用性和熒光層的限制。不存在可 能的主發(fā)射方式的數(shù)目的其它限制，因此離開上述限制的任意組合都是可能的。特征參數(shù)確定了放電子區(qū)。優(yōu)選地，特征參數(shù)就是熒光層的類型 和包括子區(qū)長度、子區(qū)直徑、和子區(qū)寬度的子區(qū)幾何形狀。通常，介質(zhì)阻擋放電燈只有一個放電間隙，只有一個主發(fā)射方式， 因此只有一個體積、放電體積或間隙。通過使放電子區(qū)在至少一個參 數(shù)上存在差異，使幾個主發(fā)射方式是可以調(diào)節(jié)的。當然，放電子體積(一個或多個)和放電子區(qū)(一個或多個)可 以組合，從而使介質(zhì)阻擋放電燈例如包括兩個放電子體積和一個放電 子區(qū)，或者一個放電子體積和兩個放電子區(qū)，或者兩個放電子體積和 兩個放電子區(qū)，如此等等。本發(fā)明的另一個目的是提供用于產(chǎn)生高效介質(zhì)阻擋放電燈的方 法，所說的燈在一個單獨的介質(zhì)阻擋放電燈中具有兩個或多個主發(fā)射 方式。通過用于產(chǎn)生介質(zhì)阻擋放電燈的方法可以解決這個問題，所說的方法包括如下步驟產(chǎn)生并安排所有的單個部件在一起，其中產(chǎn)生并 安排所有的單個部件在一起的步驟還包括確定步驟確定放電子體積 和/或放電子區(qū)，用于實現(xiàn)至少兩個主發(fā)射方式，從而實現(xiàn)分段的介 質(zhì)阻擋放電燈。產(chǎn)生非分段的介質(zhì)阻擋放電燈的方法通常是已知的。 這種眾所周知的方法包括如下步驟產(chǎn)生并安排所有的單個部件在一 起。通過確定放電子體積和/或放電子區(qū)的附加步驟，可以實現(xiàn)分段 的介質(zhì)阻擋放電燈。優(yōu)選地，所說確定步驟包括從下述的技術(shù)組選擇的用于確定放電 子體積和/或放電子區(qū)的合適的方法將不同尺寸的石英部件放在一起以便建立用于放電的一個體積；使用部分涂敷技術(shù)；在燈內(nèi)實現(xiàn)封體積；在燈、體上實現(xiàn)、4構(gòu)金屬化;/:在燈體上實現(xiàn)結(jié)構(gòu)電極。當然，按照本發(fā)明的介質(zhì)阻擋放電燈可用在很寬的各種不同的應(yīng)用中。 按照本發(fā)明的介質(zhì)阻擋放電燈的一種可能的應(yīng)用領(lǐng)域是產(chǎn)生和發(fā)射一 種輻射，尤其是紫外范圍的輻射，用于水、空氣、和/或表面的處理， 尤其是用于消毒、去污和/或提純處理。按照本發(fā)明的燈例如包括兩 個放電子區(qū)，兩個放電子區(qū)由同軸燈的部分涂敷確定，燈中用氙氣作為主要的填充組分。部分涂敷包括磷，主發(fā)射在uv-c的波長范圍。燈的未涂敷子區(qū)輻射的波長約為172納米，涂敷部分輻射的波長在 UV-C的范圍或其附近。優(yōu)選地，將介質(zhì)阻擋放電燈加入一個系統(tǒng)中，用在下述的一個或 多個應(yīng)用領(lǐng)域硬和/或軟表面的流體和/或表面處理，優(yōu)選是清潔、 消毒、和/或提純；液體的消毒和/或提純，食品和/或飲料的處理 和/或消毒，水的處理和/或消毒，廢水的處理和/或消毒，飲用水 的處理和/或消毒，自來水的處理和/或消毒，超純水的生產(chǎn)，降低 液體或氣體的有機碳總含量，氣體的處理和/或消毒，空氣的處理和 /或消毒，排放氣體的處理和/或清潔，部件的裂解和/或清除(優(yōu) 選是無機的和/或有機的部件)，半導體表面的清潔，從半導體表面 裂解和/或清除各種成分，食品供應(yīng)的清潔和/或消毒，藥品的清潔 和/或消毒。制造這樣一種介質(zhì)阻擋放電燈和/或確定分段的方法可包括如下 步驟在玻璃表面局部加熱以后，其中加熱時需要幾何形狀發(fā)生變化， 用阻熱工具推入玻璃壁。按照另一種方式，例如在內(nèi)管上，通過向外 推動玻璃還可以使幾何形狀發(fā)生改變。在這種情況下，內(nèi)管將在內(nèi)部 接觸外管。參考下面描述的實施例，本發(fā)明的這些和其它方面將是顯而易見 的并且得到說明。


圖la用縱向和橫向剖面圖示意地表示同軸的介質(zhì)阻擋放電燈的外殼；圖lb用縱向和橫向剖面圖示意地表示按照圖la的所說石英管上 的典型金屬化；圖lc用縱向和橫向剖面圖示意地表示內(nèi)管的外部和外管的內(nèi)部的 發(fā)光磷光層；圖2用縱向剖面圖示意地表示具有三個分段的介質(zhì)阻擋放電燈， 這三個分段通過由一個壁分開的三個放電子體積確定，每個子體積有 它單獨的填充氣體壓力和/或組分；圖3用縱向剖面圖示意地表示具有由一個壁分開的兩個子體積的介質(zhì)阻擋放電燈，其特征在于不同的厚度的內(nèi)燈管；圖4用縱向剖面圖示意地表示具有兩個子體積的介質(zhì)阻擋放電 燈，這兩個子體積不是由一個壁分開，而是具有不同的外燈管直徑；圖5用縱向剖面圖示意地表示具有三個不同的放電子區(qū)的介質(zhì)阻 擋放電燈；圖6用縱向和橫向剖面圖示意地表示具有由兩個不同的發(fā)光層確 定的兩個子區(qū)的介質(zhì)阻擋放電燈；圖7用縱向和橫向剖面圖示意地表示具有兩個子區(qū)的介質(zhì)阻擋放 電燈，這兩個子區(qū)由兩個不同的發(fā)光層確定，兩個發(fā)光層在徑向不對 稱；圖8用橫向剖面圖示意地表示具有兩個子體積的介質(zhì)阻擋放電 燈，這兩個子體積在燈的整個長度上延伸；圖9用縱向剖面圖示意地表示具有三個子體積的介質(zhì)阻擋放電 燈，這三個子體積由涂敷在外管上的電極的結(jié)構(gòu)確定。
具體實施方式
圖2-9表示按照本發(fā)明的介質(zhì)阻擋放電燈的典型實施例。為簡單 起見，在所有的圖中將使用如圖la-lc中所示的包括內(nèi)和外石英管的同 軸介質(zhì)阻擋放電燈來說明典型的應(yīng)用。可以采用能夠在一個或兩個透 明的壁材料之間實現(xiàn)充氣間隙的任何形狀來形成介質(zhì)阻擋放電燈，其 中的至少一個壁是電絕緣的。將本發(fā)明的相關(guān)特征轉(zhuǎn)移到除同軸的介 質(zhì)阻擋放電燈以外的放電燈上是很簡單的事情。在圖2-6中展示的是徑向?qū)ΨQ的燈。在圖7-9中表示的是沒有 徑向?qū)ΨQ性的分段的介質(zhì)阻擋放電燈。圖la用縱向(左)和橫向(右)剖面圖示意地表示具有外殼的介 質(zhì)阻擋放電燈1，其中包括內(nèi)管2、放電間隙3、和外管4。內(nèi)管2或 外管4，或者內(nèi)管2和外管4由石英玻璃制成，因此可以透過在燈內(nèi)產(chǎn) 生的輻射。外壁或外管4和內(nèi)壁或內(nèi)管2二者形成放電間隙3，并且對 它們進行彼此相對的安排，使它們具有一個恒定的距離d。外管4的壁 厚和內(nèi)管2的壁厚是大致相等的。圖lb用縱向和橫向剖面圖示意地表示一個典型的電接觸裝置5。 電接觸裝置采用在圖la的兩個石英管上的金屬化的形式，更加準確地說，是涂敷在兩個管即內(nèi)管2和外管4上的金屬圖案的形式。金屬化 用作電極和/或反電極，或者更加一般地說，用作電接觸裝置5。金屬 化用于連接電源(未示出)到介質(zhì)阻擋放電燈l。在金屬電極的情況下， 還可以使用液體電極，例如在水處理中使用介質(zhì)阻擋放電燈的情況下 所用的處理水。圖lc用縱向和橫向剖面圖示意地表示按照圖la的具有發(fā)光層6 的介質(zhì)阻擋放電燈l，或者更加準確地說，發(fā)光磷光層在內(nèi)管2的外部 并且在外管4的內(nèi)部，即接近放電間隙3或放電體積。通過在放電間 隙3內(nèi)的體積放電使這兩層發(fā)出輻射，從而將至少一部分體積輻射轉(zhuǎn) 換成表面輻射。圖2用縱向剖面圖示意地表示具有三個分段的介質(zhì)阻擋放電燈1。 三個子體積7的寬度是wl、 w2、和w3，在這種情況下它們是不同的。 三個子體積7是嚴格封閉的或密封的，這是通過分開三個子體積7的 壁達到的。每個子體積7有一個單獨的填充物。在每個子體積7中可 以單獨地調(diào)節(jié)填充物(即氣體填充物)、氣體壓力和/或發(fā)光涂層。圖3用縱向剖面圖示意地表示具有兩個子體積的介質(zhì)阻擋放電燈 1。兩個子體積7是通過一個壁分開的。每個子體積7有一個不同的間 隙幾何形狀，這是通過改變所說介質(zhì)阻擋放電燈1的內(nèi)管的壁厚實現(xiàn) 的。還可以通過改變外管的壁厚來實現(xiàn)每個子體積7內(nèi)間隙幾何形狀 的改變。圖4用縱向剖面圖示意地表示具有兩個子體積的介質(zhì)阻擋放電燈 1。兩個子體積7不是通過壁分開，因此兩個子體積7彼此相連。所說 兩個子體積7是通過改變外管4的直徑確定的。內(nèi)管2的直徑可以按 照相同的方式改變以確定燈內(nèi)部的子體積7。因此，每個子體積7的特 征在于有一個單獨的間隙幾何形狀。圖5用縱向剖面圖示意地表示具有三個不同的子區(qū)8的介質(zhì)阻擋 放電燈l。在間隙或體積內(nèi)的狀態(tài)，例如放電的體積輻射，在整個燈的 軸線上是相同的。然而，在從左邊開始的寬度為wl的笫一子區(qū)8，涂敷 第一發(fā)光層。在寬度為w2的第二子區(qū)8，不涂敷發(fā)光層6a。在第三子 區(qū)8，涂敷第二發(fā)光層6b。第二發(fā)光層在類型、材料、等方面可以不同于第一發(fā)光層。圖6用縱向和橫向剖面圖示意地表示具有兩個子區(qū)8的介質(zhì)阻擋放電燈l，所說的兩個子區(qū)8由兩個不同的發(fā)光層6a和6b確定。第一 發(fā)光層"涂敷在外管的內(nèi)部。第二發(fā)光層6b涂敷在內(nèi)管的外部。圖7用縱向和橫向剖面圖示意地表示具有兩個子區(qū)8的介質(zhì)阻擋 放電燈l。在燈的上半部，更加準確地說，在兩個圓筒的上半部，有第 一發(fā)光層6a。在燈的下半部，更加準確地說，在兩個圓筒的下半部， 有第二發(fā)光層6b。兩個發(fā)光層的區(qū)別至少是一個特有性能，即類型、 材料、等。圖8用橫向剖面圖示意地表示具有兩個子體積7的介質(zhì)阻擋放電 燈l。子體積7是通過密封材料9確定的，要求所說密封材料9能夠嚴格密封介質(zhì)阻擋放電燈1。子體積還可以通過限制電極(或者更加一般地說是電接觸裝置) 到燈表面的某一部分或外管表面的某一部分來確定。以此方式，例如 在每個電極下面的放電狀態(tài)例如可以發(fā)生變化以調(diào)節(jié)體積放電的功率 密度。如果電極設(shè)置在外管以及內(nèi)管上，則多個電極結(jié)構(gòu)和驅(qū)動模式 也是可能的。圖9用縱向剖面圖示意地表示具有三個子體積7的介質(zhì)阻擋放電 燈l。第一個子體積(從左邊開始計算)具有寬度wl，第二個子體積具 有寬度w2，第三個子體積具有寬度w3。三個子體積7是通過電接觸 裝置的結(jié)構(gòu)確定的，在這里電極涂敷在外管上。在外管上的電極借助 于在外管上的材料突起相互分開的。參考標記列表1 介質(zhì)阻擋放電燈(DBD-燈)2 內(nèi)管3 放電間隙或體積4 外管5 電接觸裝置6 發(fā)光層6a第一發(fā)光層 6b第二發(fā)光層7 (放電)子體積8 (放電)子區(qū) 9密封材料W子體積/子區(qū)的寬度
權(quán)利要求
1. 一種用于產(chǎn)生和發(fā)射紫外輻射的介質(zhì)阻擋放電燈(1)，所說燈包括-封裝的放電間隙(3)，借此外殼具有至少兩個壁，其中至少一個壁是介質(zhì)壁，至少一個壁具有至少部分透明的部分；-定位在放電間隙(3)中的填充物；-至少兩個電接觸裝置(5)，用于實現(xiàn)分別與至少兩個壁相關(guān)的電接觸；所說的放電間隙(3)是通過至少一個放電參數(shù)不同的至少兩個放電子體積(7)和/或放電子區(qū)(8)形成的，用于實現(xiàn)至少兩個主發(fā)射方式和/或具有不同的輻射強度的一個發(fā)射方式。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)阻擋放電燈(1)，其中電接觸 裝置(5)包括一個反電極，這個反電極至少部分地由金屬材料制成， 用于使電接地。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的介質(zhì)阻擋放電燈(1)，其中至 少兩個子體積(7)彼此的差別在于至少一個特征參數(shù)，這些特征參數(shù) 能夠改變子體積(7)內(nèi)的體積放電。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的介質(zhì)阻擋放電燈(1)，其中特征參 數(shù)包括填充氣體壓力、填充氣體組分、包括子體積長度、子體積直徑、 子體積寬度(w)、子體積形式、子體積間隙距離、子體積壁厚、和子 體積外部電極在內(nèi)的子體積幾何形狀。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)阻擋放電燈(1)，其中至少兩 個放電子區(qū)(8)的區(qū)別是它們的至少一個特征參數(shù)，這些特征參數(shù)能 夠改變放電間隙(3)內(nèi)的體積輻射到發(fā)光層(一個或多個)(6)內(nèi) 的表面輻射的轉(zhuǎn)換。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的介質(zhì)阻擋放電燈(1)，其中特征參 數(shù)包括發(fā)光層(6)和包括子區(qū)長度、子區(qū)直徑、和子區(qū)寬度的子區(qū)幾 何形狀。
7、 一種用于產(chǎn)生介質(zhì)阻擋放電燈的方法，所說的方法包括如下步 驟產(chǎn)生并安排所有的單個部件在一起，其中產(chǎn)生并安排所有的單個 部件在一起的步驟還包括確定步驟確定放電子體積(7)和/或放電 子區(qū)(8)，用于實現(xiàn)至少兩個主發(fā)射方式和/或具有不同的輻射強度 的一個發(fā)射方式，從而實現(xiàn)分段的介質(zhì)阻擋放電燈(1)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，所說確定步驟包括從下述的技術(shù) 組選擇的用于確定放電子體積(7)和/或放電子區(qū)(8)的合適的方 法將不同尺寸的石英部件放在一起以便建立用于放電的一個體積； 使用部分涂敷技術(shù)；在燈內(nèi)實現(xiàn)封閉的子體積(7)并且用不同組分和/或不同壓力的 氣體填充所說封閉的子體積(7);在燈體上實現(xiàn)結(jié)構(gòu)金屬化和/或在燈體上實現(xiàn)結(jié)構(gòu)電極。
9、 一種加入根據(jù)權(quán)利要求1-8中任何一個所述的介質(zhì)阻擋放電 燈(l)的系統(tǒng)，所說的系統(tǒng)用于下述的一種或多種應(yīng)用硬和/或軟表面的流體和/或表面處理，優(yōu)選是清潔、消毒和/ 或提純；液體的消毒和/或提純，食品和/或飲料的處理和/或消毒，水的處理和/或消毒，廢水的處理和/或消毒，飲用水的處理和/或消毒，自來水的處理和/或消毒，超純水的生產(chǎn)，降低液體或氣體的有機碳總含量， 氣體的處理和/或消毒， 空氣的處理和/或消毒， 排放氣體的處理和/或清潔，部件的裂解和/或清除，優(yōu)選是無機的和/或有機的部件， 半導體表面的清潔，從半導體表面裂解和/或清除多種成分， 食品供應(yīng)的清潔和/或消毒， 藥品的清潔和/或消毒。
全文摘要
本發(fā)明的主題是一種用于產(chǎn)生和發(fā)射紫外輻射的介質(zhì)阻擋放電燈(1)和制造所說介質(zhì)阻擋放電燈(1)的方法，所說燈包括封裝的放電間隙(3)，借此外殼具有至少兩個壁，其中至少一個壁是介質(zhì)壁，至少一個壁具有至少部分透明的部分；定位在放電間隙(3)中的填充物；至少兩個電接觸裝置，用于實現(xiàn)分別與至少兩個壁相關(guān)的電接觸；所說的放電間隙(3)是通過至少一個放電參數(shù)不同的至少兩個放電子體積(7)和/或放電子區(qū)(8)形成的，用于實現(xiàn)至少兩主發(fā)射方式和/或具有不同的輻射強度的一個發(fā)射方式。
文檔編號H01J65/00GK101238548SQ200680001984
公開日2008年8月6日 申請日期2006年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者G·格魯爾, N·布勞恩, W·希恩 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司