一種基于微波激勵(lì)的大功率微波無(wú)極紫外燈及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及基于微波激勵(lì)的大功率微波無(wú)極紫外燈及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 紫外光固化技術(shù)是一種先進(jìn)的材料處理技術(shù)，利用紫外光進(jìn)行照射，可將涂料等 材料快速固化。由于紫外福照的穿透性弱，所W，對(duì)于大厚度透明材料的紫外固化，需要采 用大功率紫外燈。現(xiàn)有的大功率紫外燈有兩種，即為大功率有極紫外燈和大功率無(wú)極紫外 燈。其中，無(wú)極紫外燈相比于有極紫外燈，采用微波激勵(lì)的發(fā)光方式，具有體積小、啟動(dòng)速度 快、光效高、光色穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。已經(jīng)較為廣泛的應(yīng)用于汽車車燈涂料、液晶封裝、高 壓電纜、光纖涂料到電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械、光盤制造及光學(xué)薄膜等領(lǐng)域。
[0003] 大功率無(wú)極紫外燈的福照效率主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面；1.紫外光線在待加工產(chǎn)品 生產(chǎn)線上的聚焦效果；2.微波對(duì)無(wú)極紫外燈管的激發(fā)效果。而二者都受到燈中諧振腔結(jié)構(gòu) 的影響，前者體現(xiàn)在諧振腔的聚焦特性，后者體現(xiàn)在諧振腔的微波諧振特性。由于不同待加 工產(chǎn)品有著不同的福照需求，因此需要對(duì)大功率微波無(wú)極紫外燈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，方 能滿足不同產(chǎn)品的紫外福照要求。而目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有關(guān)于微波無(wú)極紫外燈的制備，因此 提出微波無(wú)極紫外燈的制備方法十分有意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是目前還沒(méi)有針對(duì)于不同待加工產(chǎn)品所需的福照需求而制備的大 功率微波無(wú)極紫外燈，而提出了一種基于微波激勵(lì)的大功率微波無(wú)極紫外燈及其制備方 法。
[0005] 上述的發(fā)明目的是通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 一種基于微波激勵(lì)的大功率微波無(wú)極紫外燈，其特征在于，所述大功率微波無(wú)極 紫外燈包括無(wú)極紫外燈管、兩個(gè)磁控管、兩個(gè)波導(dǎo)管和微波諧振腔；
[0007] 所述微波諧振腔由反光罩和金屬屏蔽網(wǎng)組成，金屬屏蔽網(wǎng)為下底面，反光罩由半 個(gè)楠圓柱面和與所述柱面兩端分別連接的兩個(gè)端蓋構(gòu)成，反光罩開(kāi)口扣裝于金屬屏蔽網(wǎng)上 且反光罩與金屬屏蔽網(wǎng)的周邊連接，二者圍合的空腔為微波諧振腔；無(wú)極紫外燈管設(shè)置于 微波諧振腔內(nèi)，反光罩上表面的兩端分別設(shè)置一個(gè)波導(dǎo)管，兩個(gè)波導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)分別設(shè)置 一個(gè)磁控管。
[000引一種基于微波激勵(lì)的大功率微波無(wú)極紫外燈制備方法具體是按照W下步驟進(jìn)行 的：
[0009] 步驟一、根據(jù)福照試樣的福照功率選擇無(wú)極紫外燈管，并根據(jù)選擇的無(wú)極紫外燈 管W及待加工產(chǎn)品所需的福照光強(qiáng)及光強(qiáng)分布要求確定反光罩Y方向的長(zhǎng)度、反光罩Z方 向的長(zhǎng)度和反光罩X方向的長(zhǎng)度；其中，W反光罩平面中屯、為原點(diǎn)〇，W反光罩平面延長(zhǎng)方 向?yàn)閄方向，與反光罩平面垂直方向?yàn)閅方向，與X方向和Y方向垂直方向?yàn)閆方向；
[0010] 步驟二、根據(jù)步驟一中無(wú)極紫外燈管確定磁控管，并根據(jù)磁控管選擇波導(dǎo)管；根據(jù) 對(duì)微波諧振腔進(jìn)行的電磁仿真結(jié)果，確定波導(dǎo)管與步驟一中反光罩的連接w及金屬屏蔽網(wǎng) 的位置；
[0011] 至此，完成了基于微波激勵(lì)的大功率微波無(wú)極紫外燈的制備。
[001引發(fā)明效果
[0013] 采用本發(fā)明的一種基于微波激勵(lì)的大功率微波無(wú)極紫外燈及其制備方法。
[0014] 首先，W所需的福照能量為依據(jù)進(jìn)行無(wú)極燈燈管選擇及磁控管的選擇；其次，W福 照固化對(duì)象所需要的福照光強(qiáng)及其分布為依據(jù)對(duì)反射腔體（諧振腔體）進(jìn)行設(shè)計(jì)；再其次， 針對(duì)設(shè)計(jì)的反射腔體的模型，應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真軟件進(jìn)行電場(chǎng)模式仿真，選擇最佳模式，W最 佳模式對(duì)應(yīng)的壁面電流的分布及波導(dǎo)管的電場(chǎng)方向?yàn)橐罁?jù)，對(duì)其波導(dǎo)管與反光罩連接的饋 入口的進(jìn)行設(shè)計(jì)；最后，通過(guò)屏蔽網(wǎng)的位置調(diào)整諧振腔體內(nèi)的電場(chǎng)位置，使其在無(wú)極燈燈管 處的場(chǎng)強(qiáng)最大，從而使無(wú)極燈的發(fā)光效率最大。由于不同待加工產(chǎn)品有著不同的福照需求， 因此需要對(duì)大功率微波無(wú)極紫外燈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同待加工產(chǎn)品的不同福 照需求制備不同結(jié)構(gòu)的大功率無(wú)極紫外燈，滿足各領(lǐng)域?qū)Υ蠊β薀o(wú)極紫外燈發(fā)光效率的需 求。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為大功率微波無(wú)極紫外燈的制備流程圖；
[0016]圖2為大功率微波無(wú)極紫外燈結(jié)構(gòu)示意圖，X為坐標(biāo)系X軸，Y為坐標(biāo)系Y軸，Z為 坐標(biāo)系Z軸；
[0017] 圖3為【具體實(shí)施方式】走中反光罩一個(gè)焦平面上的發(fā)光物體在另一個(gè)焦平面上的 成像圖，E為第一焦點(diǎn)，F(xiàn)為第二焦點(diǎn)平面，G為無(wú)極紫外燈，Y為坐標(biāo)系Y軸，Z為坐標(biāo)系Z 軸，0為楠圓的中屯、；
[0018] 圖4a為實(shí)施例中諧振頻率在2. 4-2. 5GHz下形成的電場(chǎng)1在第一焦點(diǎn)平面處的分 布圖；
[0019] 圖4b為實(shí)施例中諧振頻率在2. 4-2. 5GHz下分別形成的電場(chǎng)2在第一焦點(diǎn)平面處 的的分布圖；
[0020] 圖4c為實(shí)施例中諧振頻率在2. 4-2. 5GHz下分別形成的電場(chǎng)3在第一焦點(diǎn)平面處 的的分布圖；
[0021] 圖4d為實(shí)施例中諧振頻率在2. 4-2. 5GHz下分別形成的電場(chǎng)4在第一焦點(diǎn)平面處 的的分布圖；
[0022] 圖5為實(shí)施例中在最佳諧振模式條件下，諧振腔內(nèi)部的壁面電流分布圖，A為整體 電流分布圖，B為局部電流分布圖；
[0023] 圖6為實(shí)施例中選擇的饋入口形狀與尺寸示意圖；
[0024] 圖7為實(shí)施例中波導(dǎo)管與諧振腔的連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]
【具體實(shí)施方式】一；結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，一種基于微波激勵(lì)的大功率微波無(wú) 極紫外燈，其特征在于，所述大功率微波無(wú)極紫外燈包括無(wú)極紫外燈管1、兩個(gè)磁控管2、兩 個(gè)波導(dǎo)管3和微波諧振腔；所述微波諧振腔由反光罩4和金屬屏蔽網(wǎng)5組成，金屬屏蔽網(wǎng)5 為下底面，反光罩4由半個(gè)楠圓柱面4-1和與所述柱面4-1兩端分別連接的兩個(gè)端蓋4-2 構(gòu)成，反光罩4開(kāi)口扣裝于金屬屏蔽網(wǎng)5上且反光罩4與金屬屏蔽網(wǎng)5的周邊連接，二者圍 合的空腔為微波諧振腔；無(wú)極紫外燈管1設(shè)置于微波諧振腔內(nèi)，反光罩4上表面的兩端分別 設(shè)置一個(gè)波導(dǎo)管3,兩個(gè)波導(dǎo)管3的相對(duì)側(cè)分別設(shè)置一個(gè)磁控管2 ;
[0026] 大功率范圍為1~6kW。
【具體實(shí)施方式】 [0027] 二；本實(shí)施方式與一不同的是；所述無(wú)極紫外燈管1 為圓柱形，無(wú)極紫外燈管長(zhǎng)度方向?yàn)榻饘倨帘尉W(wǎng)5延長(zhǎng)方向，直徑為圓形截面直徑。
[002引其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0029] 本實(shí)施方式與一或二不同的是；所述反光罩4的 兩端上各開(kāi)有一個(gè)微波饋入口 6,波導(dǎo)管3與微波諧振腔通過(guò)微波饋入口 6進(jìn)行連接；微波 饋入口 6安裝于反光罩4的上方。
[0030] 其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
【具體實(shí)施方式】 [0031] 四：本實(shí)施方式與一、二或=不同的是；所述磁控管2 安裝于波導(dǎo)管3的中上方。
[0032] 其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一、二或=相同。
【具體實(shí)施方式】 [0033] 五：本實(shí)施方式與一、二、=或四不同的是：所述無(wú)極 紫外燈管1的軸屯、與微波諧振腔的軸屯、平行。
[0034] 其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一、二、=或四相同。
【具體實(shí)施方式】 [0035] 六；結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，一種基于微波激勵(lì)的大功率微波無(wú) 極紫外燈制備方法，其特征在于，一種基于微波激勵(lì)的大功率微波無(wú)極紫外燈制備方法具 體是按照W下步驟進(jìn)行的：
[0036] 步驟一、根據(jù)福照試樣的福照功率選擇無(wú)極紫外燈管，并根據(jù)選擇的無(wú)極紫外燈 管W及待加工產(chǎn)品所需的福照光強(qiáng)及光強(qiáng)分布要求確定反光罩Y方向的長(zhǎng)度、反光罩Z方 向的長(zhǎng)度和反光罩X方向的長(zhǎng)度；其中，W反光罩平面中屯、為原點(diǎn)〇，W反光罩平面延長(zhǎng)方 向?yàn)閄方向，與反光罩平面垂直方向?yàn)閅方向，與X方向和Y方向垂直方向?yàn)閆方向；
[0037] 步驟二、根據(jù)步驟一中無(wú)極紫外燈管確定磁控管，并根據(jù)磁控管選擇波導(dǎo)管；根據(jù) 對(duì)微波諧振腔進(jìn)行的電磁仿真結(jié)果，確定波導(dǎo)管與步驟一中反光罩的連接W及金屬屏蔽網(wǎng) 的位置；
[003引至此，完成了基于微波激勵(lì)的大功率微波無(wú)極紫外燈的制備。
【具體實(shí)施方式】 [0039] 走；本實(shí)施方式與六不同的是；所述步驟一中根據(jù)福 照試樣的福照功率選擇無(wú)極紫外燈管，并根據(jù)選擇的無(wú)極紫外燈管W及待加工產(chǎn)品所需的 福照光強(qiáng)及光強(qiáng)分布要求確定反光罩Y方向的長(zhǎng)度、反光罩Z方向的長(zhǎng)度和反光罩X方向 的長(zhǎng)度；其中，W反光罩平面