[发明专利]水银蒸汽放电灯和用于制造该水银蒸汽放电灯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水银蒸汽放电灯，其包括具有发射器管端部的由石英玻璃制成的闭合的发射器管、在发射器管端部的区域中的气密密封、被布置在发射器管内部用于在电极之间的放电区中生成放电的两个电极、以及混汞池。

此外，本发明涉及用于水银蒸汽放电灯的制造的方法，该方法包括以下工序步骤：

（a）提供具有发射器管端部的、由石英玻璃制成的发射器管；

（b）安装用于在电极之间的放电区中生成放电的电极；以及

（c）闭合发射器管端部。

背景技术

通常的水银蒸汽放电灯包括由石英玻璃制成的柱形的发射器管，在发射器管中布置有两个电极。借助于收缩部在发射器管的两个端部处以气密方式闭合发射器管，经收缩部导入电源以用于电极的电接触。发射器管被填充有填充气体，例如惰性气体。此外，将混汞池引入到发射器管中。

具有混汞池的水银蒸汽放电灯示出具有在185 nm（VUV辐射）和/或254 nm（UV-C辐射）处的特征线的发射谱。它们被用于例如液体、空气和表面的消毒。发射UV-C辐射的水银蒸汽放电灯的优选应用例如为饮用水的消毒或包装材料的消毒。发射VUV辐射的水银蒸汽放电灯被有利地在半导体工业中用于超纯处理水的生产或者用于工业提取器罩中的脂肪降解。

水银蒸汽放电灯的辐射功率是放电空间中水银蒸汽压力的函数，并且因此是灯的运转温度的函数。如果在放电空间中生成的水银蒸汽压力是尽可能优化并且尽可能恒定的，则达成高的辐射效率。因此，例如优化的用于生成UV-C辐射（254 nm）的水银蒸汽压力为大约0.8 Pa。

在具有混汞池的水银蒸汽放电灯中，在出现于混汞池中的合金化的水银和发射器管中的“自由”水银之间建立起平衡，并且该平衡限制并定义发射器管内部的水银蒸汽压力。

然而，即使使用混汞池，在发射器管内部的水银蒸汽压力仍然取决于温度，特别是取决于混汞池的温度。运转在不同的功率值下的发射器取决于其运转条件而具有不同的发射器管内壁温度。被布置于在发射器管的内壁上的电极之间的混汞池因此取决于运转条件而具有不同的温度，这与发射器管内部变化的水银蒸汽压力相关联。这引起在不同的功率值或外界条件下运转灯时辐射的生成并不以优化的效率发生。

为使得能够无论如何在优化的水银蒸汽压力下运转水银放电灯，已经建议替代地将放电区中的混汞池布置在电极的死空间中或者死空间附近。在使混汞池如所描述的那样被布置的情况下，例如借助于电极或借助于附加的加热元件的附加加热允许混汞池有优化的温度并且因此允许在放电空间中设定恒定的水银蒸汽压力。

因此，从EP 1984935 B1已知具有混汞池的低压水银蒸汽放电灯，其中混汞池被布置在放电区之外。为了将混汞池加热到优化的温度，提供通过电子电路运转的加热元件。在该情形下加热元件的电加热是借助依据水银蒸汽放电灯的调光级而生成的加热电流来实现的。

然而，水银蒸汽放电灯的电极经常由钨制成。由钨制成的电极的电子功函数很高，在纯钨的情况下为大约6.5 eV。因此为了降低功函数，在生产期间钨电极经常被涂覆有由碳酸盐制成（通常由SrCO₃，BaCO₃和CaCO₃制成）的发射器膏，所述硫酸盐随后通过热部件被转换成碱土氧化物。如所描述的那样被涂覆的钨电极的功函数被减少到大约1.2 eV。这简化了水银蒸汽放电灯的点火并且减少了运转中的电极功率耗散。然而，未被涂覆的并且特别是被涂覆的电极同样倾向于在水银蒸汽放电灯的运转期间经气化或喷溅工艺而释放出电极粒子。这些粒子凝结在电极的死空间中。沉积在被布置于电极的死空间中的混汞池上的电极粒子损害混汞池的功能并且促使水银蒸汽放电灯的使用寿命减少。

US 7,816,849 B2也教导了具有被配置到电极的死空间的混汞池的低压水银蒸汽放电灯。从该文献已知的水银蒸汽放电灯具有采用管状套件形式的外部混汞容器，其被连接至发射器管的、在放电区外部的柱形封套。为了调节混汞的温度，混汞容器被提供有加热和冷却元件，这使得能够以不同的照明强度和调光级来运转放电灯。