一種高185nm輻射效率的紫外線燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及紫外裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高185nm輻射效率的紫外線燈。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常低壓紫外汞燈，其可產(chǎn)生253.7nm(以下簡(jiǎn)稱254nm)和185 nm的輻射，分別處 于UV-C波段和VUV波段。由于VUV波段紫外線在不同環(huán)境下分別可以產(chǎn)生自由基和臭氧這兩 種強(qiáng)氧化劑，其作為一種處理技術(shù)在水處理和空氣處理等環(huán)保領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注、深 入的研究和應(yīng)用，是一種很有前景的技術(shù)。
[0003] 針對(duì)水處理應(yīng)用時(shí)，由于水對(duì)VUV波段紫外線有強(qiáng)烈的吸收，對(duì)于185 nm輻射，經(jīng) 過5.5 mm水體后，90%的185 nm福射被吸收。這種吸收伴隨著一系列光化學(xué)反應(yīng)，其中最值 得注意的是氫氧根自由基·〇Η的產(chǎn)生(見以下反應(yīng)）。
[0004] H2OChv)^ · OH+ · H H2OChv)^ · 0H+H++e_aq 這種自由基的直接產(chǎn)生使得VUV輻射被認(rèn)為是一種高級(jí)氧化技術(shù)的可選方案。
[0005] 針對(duì)空氣處理應(yīng)用時(shí)，由于氧氣對(duì)VUV也有吸收，并可通過光化學(xué)反應(yīng)生成臭氧。 這種吸收導(dǎo)致了氧分子的光解為兩個(gè)氧原子，氧原子和另一個(gè)氧分子形成臭氧分子。這個(gè) 反應(yīng)需要其他的分子存在，以吸收多余的能量。
[0006] 02(hv)^20 o+o2+m^ o3+m 然而254 nm輻射會(huì)使臭氧分解，這顯然不利于臭氧的產(chǎn)生。
[0007] O3Chv)^ 0+〇2 現(xiàn)有的臭氧型紫外線燈(可同時(shí)福射254nm和185nm紫外線燈的俗稱），并未針對(duì)185 nm 輸出進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，通常是沿用254 nm輸出的設(shè)計(jì)方案，僅通過選用可以透過185 nm輻射 的石英管材而使185 nm輻射得到輸出。低壓汞燈正常工作條件下工作時(shí)，254 nm的輻射效 率通常為25-45%，而185 nm的輻射效率（指紫外線燈185nm輻射通量與紫外線電功率的比 值)在不同報(bào)道中差異較大，通常認(rèn)為185 nm的輻射效率是254 nm的1/10左右。為進(jìn)一步擴(kuò) 大185nm(VUV波段）紫外技術(shù)在水處理和空氣處理中的應(yīng)用，提升其高級(jí)氧化應(yīng)用效果，需 要進(jìn)一步提升現(xiàn)有輻射185nm紫外線燈中185nm輻射效率。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種高185nm輻射效率的紫外線燈，其正常 工作環(huán)境中，與現(xiàn)有的臭氧燈技術(shù)相比，紫外線燈的185nm輻射效率提高25%以上。
[0010]為達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供了一種高185nm輻射效率的紫外線燈，包括燈 管、設(shè)于燈管端部的電極、設(shè)于燈管兩端的燈頭以及填充在燈管內(nèi)的汞和惰性氣體，所述紫 外線燈工作時(shí)的汞蒸汽壓為1.7-11.8Pa，燈管壁厚為0.5-1.5mm，其中， 所述紫外線燈的燈管外徑為6-8mm時(shí)，燈管電流密度為0.22-0.9A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為8. Ol-IOmm時(shí)，燈管電流密度為0.23-1. OA/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為1〇.〇1-12111111時(shí)，燈管電流密度為0.24-1.認(rèn)/(^2; 所述紫外線燈的燈管外徑為12. Ol-Hmm時(shí)，燈管電流密度為0.3-1.3A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為14.01_16mm時(shí)，燈管電流密度為0.43-1.4A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為16.01_19mm時(shí)，燈管電流密度為0.45-1.5A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為19.01_22mm時(shí)，燈管電流密度為0.5-1.6A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為22.01-26mm時(shí)，燈管電流密度為0.6-1.8A/cm2。
[0011] 作為上述方案的改進(jìn)，所述的汞采用液汞， 所述紫外線燈的燈管外徑為6_8mm時(shí)，燈管電流密度為0.22-0.5A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為8. Ol-IOmm時(shí)，燈管電流密度為0.23-0.6A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為10. 〇l_12mm時(shí)，燈管電流密度為0.24-0.7A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為12. Ol-Hmm時(shí)，燈管電流密度為0.3-0.8A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為14.01_16mm時(shí)，燈管電流密度為0.43-0.9A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為16.01_19mm時(shí)，燈管電流密度為0.45-1. OA/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為19.01_22mm時(shí)，燈管電流密度為0.5-1. lA/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為22.01-26mm時(shí)，燈管電流密度為0.6-1.2A/cm2。
[0012] 作為上述方案的改進(jìn)，所述汞采用汞齊， 所述紫外線燈的燈管外徑為6_8mm時(shí)，燈管電流密度為0.4-0.9A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為8. Ol-IOmm時(shí)，燈管電流密度為0.45-1. OA/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為1〇.〇1-12111111時(shí)，燈管電流密度為0.45-1.認(rèn)/(^2; 所述紫外線燈的燈管外徑為12. Ol-Hmm時(shí)，燈管電流密度為0.5-1.3A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為14.01_16mm時(shí)，燈管電流密度為0.55-1.4A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為16.01_19mm時(shí)，燈管電流密度為0.6-1.5A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為19.01_22mm時(shí)，燈管電流密度為0.7-1.6A/cm2; 所述紫外線燈的燈管外徑為22.01-26mm時(shí)，燈管電流密度為0.8-1.8A/cm2。
[0013] 作為上述方案的改進(jìn)，所述汞齊為含有Bi和Te的Bi-Te-Hg、含有Bi和Pb的Bi-Pb- Hg、含有 Bi、In 和 Ga 的 Bi-In-Ga-Hg、含有 Sn 的 Sn-Hg 中的一種。
[0014]作為上述方案的改進(jìn)，所述Bi-Te-Hg中Bi的重量百分比為50_70%，Te的重量百分 比為20-40%，Hg的重量百分比為6-12%; 所述Bi-Pb-Hg中Bi的重量百分比為45-60%，Pb的重量百分比為30-48%，Hg的重量百分 比為 0.5-10%; 所述Bi-In-Ga-Hg中Bi的重量百分比為15-25%，In的重量百分比為12-18%，Ga的重量 百分比為60-70%，Hg的重量百分比為0 · 6-2%; 所述Sn-Hg中Sn的重量百分比為98-99.8%，Hg的重量百分比為0.2-2%。
[0015] 作為上述方案的改進(jìn)，含有Bi和Pb的Bi-Pb-Hg汞齊為Bi-Pb-Sn-Hg，其中Bi的重量 百分比為45-60%，Pb的重量百分比為30-48%，Sn的重量百分比為3-10%，Hg的重量百分比 為1-5%; 含有Bi和Pb的Bi-Pb-Hg汞齊為Bi- Pb -Au-Hg，其中Bi的重量百分比為45-60%，Pb的 重量百分比為30-48%，Au的重量百分比為2-10%，Hg的重量百分比為1-5%; 含有Bi和Pb的Bi-Pb-Hg汞齊為Bi- Pb -Mg-Hg，其中Bi的重量百分比為45-60%，Pb的 重量百分比為30_48%，Mg的重量百分比為5-15%，Hg的重量百分比為1-5%。
[0016] 應(yīng)該說明的是上述各汞齊是汞齊種類，包括并不限于上述配方，各汞齊類型中也 可以含有其它金屬，不影響其控制汞蒸氣壓的特性，甚至可以起到提高熔融溫度等輔助作 用。如Bi-Pb-Hg汞齊含有Bi、Pb、Hg，還可以含有Sn、Au、Mg等金屬，Bi-In-Ga-Hg汞齊還可以 含有Ag，同樣具有在某一溫度區(qū)域控制汞蒸氣壓在1.7-11.SPa的作用。
[0017] 作為上述方案的改進(jìn)，所述惰性氣體為氖氣、氬氣的一種或兩種。
[0018] 作為上述方案的改進(jìn)，所述紫外線燈內(nèi)壁還設(shè)有涂膜，所述涂膜由氧化硅、氧化鋁 中的一種或兩種材料制成。
[0019] 作為上述方案的改進(jìn)，所述紫外線燈外還設(shè)置有與外界空氣氣密的透紫外的外套 管，外套管與紫外線燈管之間填充不含氧的氣體。
[0020] 作為上述方案的改進(jìn)，所述外套管設(shè)置由管外延伸向管內(nèi)的凹點(diǎn)結(jié)構(gòu)，紫外線燈 管與外套管熔封時(shí)，凹點(diǎn)結(jié)構(gòu)起到內(nèi)外管支撐緩沖作用。