Спосіб збудження безелектродної нвч лампи

Реферат: Спосіб збудження безелектродної НВЧ лампи полягає у тому, що за допомогою електромагнітного поля, що утворюється завдяки джерела НВЧ енергії, відбувається збудження газу, який заповнює безелектродну лампу, з подальшою підтримкою горіння розряду під впливом НВЧ випромінювання. За допомогою вводу НВЧ енергії з обох кінців хвилеводу, поверхні якого перфоровані отворами для проходження випромінювання світла від розташованої всередині безелектродної лампи з наповнювачем, формується випромінювання плазми у видимій області, завдяки утвореній стоячій хвилі внаслідок інтерференції двох зустрічних електромагнітних хвиль, що збуджує розряд в лампі, який рівномірно заповнює увесь внутрішній її об'єм і підтримує його протягом всього періоду роботи. UA 94842 U (12) UA 94842 U UA 94842 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до освітлювальної техніки, а саме до газорозрядних ламп, у яких джерелом світіння є плазма, яка утворюється за допомогою НВЧ енергії. Ефективне збудження розряду і його підтримання є передумовами для широкого практичного застосування безелектродної НВЧ лампи для освітлення промислових приміщень, складів, тунелів, спортивних залів та інших приміщень великої площі. Відомий пристрій для збудження безелектродної лампи (Патент США № 5594303, МПК H01J 65/04, опубл. 14.01.1997), який використовує спосіб збільшення напруженості електричного поля, яке змінюється синусоїдально уздовж осі циліндричного резонатора, що утворюється за допомогою джерела НВЧ випромінювання, яке приєднане до резонатора. Цей спосіб збудження безелектродної лампи здійснюють за допомогою утримування лампи при обертанні в циліндричному резонаторі біля осі резонатора, який має завдяки вибору довжини і діаметра розподіл електромагнітного поля, який підтримує ТЕ112 резонансний режим. Циліндричний резонатор має перфоровану поверхню, крізь яку випромінюється утворене світло, що збуджується в безелектродній лампі за допомогою мікрохвильової енергії. При цьому способі збудження висхідна частина електричного поля розташована суміжно з частиною безелектродної лампи, яка зазвичай залишається холодною, та, збільшуючи напруженість електричного поля, тим самим підвищується температура в холодній частині лампи. При такому способі збудження безелектродної лампи також отримують більш інтенсивну величину видимого світла. Недоліком такого способу збудження безелектродної лампи є те, що при генеруванні НВЧ випромінювання лампа може спотворити зв'язок полів між резонатором і джерелом мікрохвильової енергії і, як наслідок, отримати втрати потужності та зниження ефективності системи. Найбільш близьким по сукупності істотних ознак є спосіб збудження і підтримки розряду в безелектродній лампі за допомогою електромагнітного поля НВЧ діапазону (Патент RU № 2156517 С1, МПК H01J 65/04, опубл. 20.09.2000), який полягає в використанні об'ємного резонатора і збудженні коливань на частоті, яка відповідає резонансній частоті системи, що складається з джерела НВЧ випромінювання, резонатора і безелектродної лампи, яка розташована всередині резонатора, збільшенні напруженості електромагнітного поля до величини, яка перебільшує пробійну напруженість для газу, який заповнює безелектродну лампу, збудженні тим самим розряду з подальшою підтримкою горіння розряду під впливом НВЧ випромінювання, для чого встановлюють сильний зв'язок між НВЧ випромінюванням і резонатором, збуджують коливання на частоті, яка відповідає резонансній частоті системи, знаходять області пучності стоячої хвилі, яка установлюється в резонаторі, і напрямок коливань електричного вектору, розташовують в області пучності безелектродну лампу, після чого підтримують горіння розряду, впливаючи НВЧ випромінюванням на чистоті, яка відповідає робочій частоті джерела НВЧ випромінювання. Недоліком такого способу збудження безелектродної лампи є те, що виникає проблема налаштування джерела НВЧ випромінювання на резонансну частоту об'ємного резонатора і при неузгодженості резонансної частоти магнетрона виникає можливість зменшення його потужності і гасіння розряду в безелектродній лампі, а також існує зворотній зв'язок між джерелом НВЧ і резонатором, що приведе магнетрон при такій експлуатації до зниження терміну його працездатності. В основу корисної моделі поставлено задачу створити спосіб збудження безелектродної НВЧ лампи при розташуванні її в хвилеводі, поверхні якого перфоровані отворами, шляхом створення стоячої хвилі завдяки інтерференції двох зустрічних електромагнітних хвиль, що забезпечить стабільний і стійкий розряд в безелектродній лампі. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб збудження безелектродної НВЧ лампи, який полягає в тому, що за допомогою електромагнітного поля, що утворюється завдяки джерела НВЧ енергії, відбувається збудження газу, який заповнює безелектродну лампу, з подальшою підтримкою горіння розряду під впливом НВЧ випромінювання, згідно з корисною моделлю, за допомогою вводу НВЧ енергії з обох кінців хвилеводу, поверхні якого перфоровані отворами для проходження випромінювання світла від розташованої всередині безелектродної лампи з наповнювачем, формується випромінювання плазми у видимій області завдяки утвореній стоячої хвилі внаслідок інтерференції двох зустрічних електромагнітних хвиль, що збуджує розряд в лампі, який рівномірно заповнює увесь внутрішній її об'єм і підтримує його на всьому періоді роботи. Запропонований спосіб збудження безелектродної НВЧ лампи дозволяє забезпечити регульований по потужності розподіл НВЧ поля в області розташування безелектродної лампи для забезпечення стабільного підпалу НВЧ лампи. 1 UA 94842 U 5 10 15 20 25 30 Спосіб збудження безелектродної НВЧ лампи реалізується за допомогою пристрою, який зображено на фіг. 1. Пристрій має безелектродну лампу 1, хвилевід 2, поверхні якого перфоровані отворами, електромагнітні хвилі 3. На фіг. 2 зображено розподіл потужності НВЧ енергії Р1 і Р2 вздовж хвилеводу, яка вводиться з різних кінців хвилеводу, де Pmin потужність електромагнітного поля, яка необхідна для підтримки горіння розряду газу в безелектродній лампі. Збудження стабільного і тривалого розряду в безелектродній лампі 1 з наповнювачем, який складається з буферного газу та речовини, що утворює світіння в видимій області, виконують шляхом створення стоячої хвилі в хвилеводі 2 довільної довжини L, поверхні якого перфоровані отворами. Стояча хвиля утворюється завдяки інтерференції двох зустрічних електромагнітних ~ ~ хвиль E1  Emax cost  1 і E2  Emax cost  2  , що генеруються джерелом НВЧвипромінювання (магнетроном), тобто: ~ ~ ~ ~   2   2  .  E  E1  E2  Emax cos 1 cos t  1  2 2   Для стабілізації запуску і горіння наповнювача у безелектродній лампі використовують різні ~ ~ ~ ~ ~ ~ фази 1 і  2 електромагнітних хвиль E1 та E 2 . При цьому   1  2 повинна бути    , 6 для утворення стоячої сумарної електромагнітної хвилі E в хвилеводі. Завдяки вводу електромагнітної хвилі з обох кінців у хвилевід, поверхні якого перфоровані отворами, збудження часток наповнювача в безелектродній лампі відбувається швидше, набираючи високі значення енергії, і отримуємо підпал плазми в лампі з наповнювачем. Для вирішення поставленої задачі використовують хвилевід, поверхні якого перфоровані отворами, і введення в нього другої електромагнітної хвилі, що дає можливість більш рівномірного розподілу електромагнітної енергії в безелектродній лампі з наповнювачем і, як наслідок, отримання рівномірного по спектральному складу випромінювання плазми. Це дозволить створювати розряд при більш низьких тисках наповнювача в лампі, тому що зсув фази електромагнітної хвилі забезпечить обмеження дифузії електронів і нагрів без зіткнень електронів без втрат енергії, пов'язаних з пружними і непружними зіткненнями. Всередині лампи не будуть виникати місця з локальним розрядом наповнювача, що створить рівномірний розподіл НВЧ-поля в області розташування безелектродної лампи з наповнювачем. Таким чином, використання такого способу збудження безелектродної НВЧ лампи дозволяє отримати більш простий спосіб для реалізації стабільного, надійного та тривалого режиму роботи освітлювальної системи. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Спосіб збудження безелектродної НВЧ лампи, який полягає у тому, що за допомогою електромагнітного поля, що утворюється завдяки джерелу НВЧ енергії, відбувається збудження газу, який заповнює безелектродну лампу, з подальшою підтримкою горіння розряду під впливом НВЧ випромінювання, який відрізняється тим, що за допомогою вводу НВЧ енергії з обох кінців хвилеводу, поверхні якого перфоровані отворами для проходження випромінювання світла від розташованої всередині безелектродної лампи з наповнювачем, формується випромінювання плазми у видимій області, завдяки утвореній стоячій хвилі в наслідок інтерференції двох зустрічних електромагнітних хвиль, що збуджує розряд в лампі, який рівномірно заповнює увесь внутрішній її об'єм і підтримує його протягом всього періоду роботи. 2 UA 94842 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3