[发明专利]无水银填充气的低压气体放电灯

说明书

技术领域

本发明涉及到低压气体放电灯，它包含带有填充气的气体放电容器，也包含电极和用来产生并维持低压气体放电的设备。

背景技术

低压气体放电灯中的发光是根据下面的原理：电荷载流子尤其是电子以及离子通过电灯电极之间的电场大大加速，以致与电灯填充气中的气体分子或原子的碰撞使这些气体原子或者分子受到激发或者被电离。当填充气的原子或者分子返回到基态时，激发能量或多或少有一部分转化成辐射。

通常低压气体放电灯在填充气中包含水银，并在气体放电容器的内部带有荧光涂层。水银低压气体放电灯的缺点在于水银蒸气主要产生高能辐射，而它在电磁波谱不可见的紫外线C范围内，这些辐射必须首先被荧光物质转换为能级低很多的可见辐射。在这一过程中，能量差转化成不希望的热辐射。

此外，在填充气中的水银越来越被认为是对环境有害的有毒物质，在当前大规模生产的时候应该尽可能避免，因为它的使用、生产和处理对环境造成了威胁。

众所周知通过将填充气中的水银换为其它物质会影响低压气体放电灯的光谱。

例如，GB2014358A中公开了一种低压气体放电灯，该灯包含放电容器、电极以及含有至少一种铜卤化物的填充气，用作紫外线辐射器。这种含铜卤化物的低压气体放电灯在可见光的范围内以及大约324.75和327.4nm的紫外线范围内发光。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种低压气体放电灯，它的辐射尽可能接近电磁波谱的可见范围。

根据本发明，这一目标通过低压气体放电灯来实现，该灯包括带有元素周期表第四主族元素硫族化物的填充气以及缓冲气体的气体放电容器，还包括内外电极、和用来产生并维持低压气体放电的设备。

在根据本发明的电灯中，在低压的时候分子气体放电，气体放电产生了在电磁波谱可见范围并在紫外线长波范围附近的辐射。由于这种辐射源自分子放电，硫族化合物的类型，可能用的另外的添加剂以及电灯的内部压力和工作温度决定了要控制的连续光谱的准确位置。

根据本发明中和荧光物质一起使用的电灯具有比传统低压水银放电灯高很多的视觉效率。以流明/瓦特为单位表征的视觉效率是在特定可见波长范围中辐射的亮度与用来产生辐射的能量的比值。根据本发明电灯的高视觉效率意味着对于一定的发光质量可以用更小的功率消耗来获得。

元素周期表中第四主族元素例如硅、锗、锡和铅的硫族化物，具有很高的离解能。因此，在气体放电期间在气相中只有一小部分分子被电子的冲击电离作用拆分开，在气体放电期间几乎很少有硫族元素的离子。这对电灯的视觉效果会产生有利的影响。

此外，避免了水银的使用。

作为紫外线A灯，根据本发明的电灯最好用在太阳灯浴中，并作为消毒灯和照射治疗灯。如果用作通常的照明目的，这种灯必须带有适当的荧光物质。由于由斯托克斯位移产生的损失是很小的，因此可获得超过100流明/瓦特的高照明效率的可见光。

在本发明的范围内，硫族化物最好在由硫化物、硒化物、碲化物构成的一组中选择。

在本发明的范围内，元素周期表中第四主族元素最好在由硅、锗、锡、铅构成的一组中选择。

硫族化物最好在由SiS，GeS，GeSe，GeTe，SnS，SnSe以及SnTe组成的一组中选择。

如果填充气包含锡化硅GeSe可以取得和本技术说明相关的特别有利的效果。在这种情况下，可以获得具有大范围连续光谱的气体放电。

作为选择填充气最好包含硫化锗GeS。包含硫化锗的填充气特征为很高的蒸气压力。

如果填充气包含两种或多种硅、锗、锡和铅的硫族化物混合物，可以取得进一步改善的效率。

在硫族化物中，硫族元素和元素周期表中第四主族元素的摩尔比n最好为0.8≤n≤1.2。

作为缓冲气体，填充气体可以包含从氦、氖、氩、氪、氙构成的一组中选择的惰性气体。

在本发明的范围内，气体放电容器在外表面上最好包含荧光涂层。根据本发明由低压气体放电灯产生的紫外线长波辐射不会被普通玻璃型的容器所吸收，而是通过放电容器壁几乎没有损失。因此，荧光涂层在气体放电容器的外部提供。这就带来了制造过程的简化。

同时气体放电容器最好在内表面包含荧光涂层。

本发明的这些和其它方面是显而易见的，并且将参照后面描述的实施例进行介绍。

附图说明

在这些附图中：