[发明专利]流体处理系统和操作灯组件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及介电屏障放电灯。具体地，本发明涉及用于流体处理系统、发光系统和其它用途的介电屏障放电灯。

背景技术

介电屏障放电灯是众所周知的，并且用于其中期望提供特定波长电磁辐射的多种用途。例如，一些用途包括废水处理和/或饮用水的消毒。这些用途可以需要波长在约100 nm至280 nm之间的紫外辐射。其它用途包括产生用于一般照明的要求波长在约380 nm和750 nm之间的可见光。

介电屏障放电灯通常可以具有任何形态。一种最简单形态的介电屏障放电灯包括外管和同轴内管，在外管与同轴内管之间形成环状放电室。环状放电室将内管内的电极与在外管外部附近的对电极隔开。该环状放电室通常包含惰性气体或稀有气体（例如氙气），一旦在放电室内引发气体放电（特别是介电屏障放电），则该惰性气体或稀有气体放出初级辐射。在介电屏障放电期间，氙气分子分离成离子和电子并且变成氙气等离子体。当氙气等离子体被激发到特定的能级时，在等离子体内形成准分子。该准分子在一定寿命后分开，释放出氙气等离子体的峰值波长约为172 nm的光子。可利用沉积在外管的内部上的发光层将此能量转变到175 nm至280 nm的范围内。至少外管可以由半透明材料（例如石英）形成，以传输用于水或空气消毒或者其它用途的紫外辐射。

现有技术的系统还可以包括缠绕在公用磁芯周围的升压变压器，该升压变压器将电源电压或第一电压转变成施加在电极和对电极上的第二电压。然而，升压变压器通常必须包括连接到电源和灯体的物理连接。在使用中，变压器与灯体之间的连接（例如，电接触）易受流体和腐蚀的影响。另外，现有技术的介电屏障放电灯对流体高效处理的主要问题是：对流体的辐射水平高于或低于进行充分处理所需的水平。

发明内容

本发明提供一种用于流体处理系统的介电屏障放电灯组件。该灯组件可以包括感应次级绕组（inductive secondary）、耦合到感应次级绕组的第一和第二电极、以及包括介于第一电极与第二电极之间的介电屏障的灯。该介电屏障可以限定包含放电气体的放电室，并且第一电极和第二电极中的一个可以在放电室内延伸。感应次级绕组可以适合于接收来自附近的感应初级绕组（inductive primary）的功率从而促进放电室中的介电屏障放电。所产生的介电屏障放电可以产生用于空气或水处理或者其它用途的紫外光。

在一个实施例中，灯包括与外管间隔的内管，以限定它们之间的放电间隙。在第一电极与第二电极之间施加高电压可以导致放电间隙中的放电，从而穿过灯的外部将光发射到周围的流体。周围的流体（例如水）可以任选地起电极的延伸的作用。任选地，灯组件可以包括导电网，该导电网耦合到电极并被施加到灯外部。进而任选地，灯组件可以包括电可容构件，该电可容构件与灯间隔以便在两者之间容纳流体。例如，电可容构件通常可以将流体与第一电极和第二电极中的一个或两个电极分隔开从而防止流体的电离化。

在另一个实施例中，提供一种基站。灯组件可以被可移除地接收在基站内，并且基站可以包括为灯组件提供无线功率源的感应初级绕组。基站还可以包括初级电路，该初级电路具有控制器、灯脉冲驱动器、灯传感器、和水流量传感器。控制器可以电耦合到灯脉冲驱动器，以便用一系列短时间脉冲驱动感应初级绕组。控制器可以监测来自灯传感器和水流量传感器的反馈，以便控制灯脉冲驱动器的性能。

在又一个实施例中，感应次级绕组和灯可以是同轴的，并且感应次级绕组可以在灯的至少一部分附近延伸。可以彼此同轴关系来布置感应初级绕组和感应次级绕组，感应次级绕组包括磁芯并且限定小于由感应初级绕组所限定的内半径的外直径。替代地，感应次级绕组可以限定大于由感应初级绕组所限定的外直径的内半径，感应初级绕组包括磁芯。灯组件可以包括次级壳体，次级壳体至少部分地封装感应次级绕组并且与基站至少部分地相互配合。

在再一个实施例中，基站可以包括流体质量传感器。该流体质量传感器可以具有电连接到控制器的输出，并且该流体质量传感器可构造成确定被处理流体的特性，包括例如流体浊度、pH值或温度。基于流体质量传感器的输出，控制器可以控制或改变从灯组件中发出的紫外光的强度。任选地，灯可以包括发光层以将所辐射的光转变到紫外波长，或者灯可以包括气体，以在没有发光层的帮助的情况下发射紫外辐射。