一种同轴腔式微波无极紫外装置的制作方法

1.本实用新型涉及紫外灯技术领域，尤其涉及一种同轴腔式微波无极紫外装置。


背景技术：

2.相关技术中，打孔圆波导的主模是te11模式，在径向上电场分布并不均匀，故现有的基于打孔圆波导设计的微波无极紫外装置会出现多根灯管之间紫外光强并不均匀的现象。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供一种同轴腔式微波无极紫外装置，旨在改打孔圆波导结构为同轴腔式结构，优化电场分布的均匀性，使微波无极紫外装置的多根灯管之间以及整个结构在轴向上的紫外光强更加均匀。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种同轴腔室微波无极紫外激发装置，包括：
6.微波发生器；
7.径向功分器，所述径向功分器的一端与所述微波发生器连接；
8.同轴紫外灯，所述同轴紫外灯通过同轴线缆与所述径向功分器的输出端连接；
9.所述同轴线缆的内导体伸入所述同轴紫外灯内部，且所述内导体与所述同轴紫外灯的中轴线重合。
10.可选地，所述同轴紫外灯有多根，所述径向功分器有多个同轴输出端口；
11.每根所述同轴紫外灯通过一根所述同轴线缆连接一个所述同轴输出端口。
12.可选地，所述同轴腔式微波无极紫外装置还包括支撑板，所述同轴紫外灯固定在所述支撑板上。
13.可选地，所述同轴紫外灯包括打孔圆波导、紫外灯管和同轴馈口；
14.所述打孔圆波导的一端连接所述同轴馈口，所述同轴线缆穿过所述同轴馈口和所述打孔圆波导的端部，所述同轴线缆的内导体伸入所述打孔圆波导内部；
15.所述紫外灯管设置在所述打孔圆波导内部，且所述紫外灯管与所述内导体平行。
16.可选地，所述紫外灯管有多根，多根所述紫外灯管均匀分布在所述内导体的周围。
17.可选地，所述同轴紫外灯还包括金属支撑环，所述金属支撑环设置在所述打孔圆波导内部；
18.所述金属支撑环上设置有与所述紫外灯管相配合的支撑孔。
19.可选地，所述金属支撑环有两个，分别设置在所述打孔圆波导内的两端。
20.可选地，所述支撑板的数量和所述同轴紫外灯的数量相同；
21.所述支撑板上开设有卡槽，所述打孔圆波导的一端卡接在所述卡槽内；
22.所述同轴馈口穿过所述支撑板，与所述打孔圆波导连接。
23.可选地，所述支撑板的数量为一个，所述支撑板上开设有多个卡槽，所述卡槽的数
量与所述打孔圆波导的数量相同；
24.所述打孔圆波导的一端卡接在所述卡槽内；
25.所述同轴馈口穿过所述支撑板，与所述打孔圆波导连接。
26.可选地，所述打孔圆波导的侧面均匀开设有多个紫外孔。
27.采用本技术提供的同轴腔式微波无极紫外装置，包括：微波发生器、径向功分器、同轴紫外灯和同轴线缆，其中，径向功分器的一端与微波发生器连接，同轴紫外灯通过同轴线缆与功分器的输出端连接，同轴线缆的内导体伸入同轴紫外灯内部，且内导体与同轴紫外灯的中轴线重合。通过使用同轴线缆将同轴紫外灯和微波发生器的输出端连接，能够避免径向功分器和同轴紫外灯之间使用成本较高的矩圆波导转换器，同轴线缆的内导体伸入同轴紫外灯内部，且内导体与同轴紫外灯的中轴线重合，微波同轴传播的模式属于 tem模，在圆周方向上电场分布均匀，加上同轴结构对电场分布均匀的鲁棒性更高，提高了多根灯管之间紫外光强的均匀性。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本实用新型实施例中一种同轴腔式微波无极紫外装置的结构示意图；
30.图2是本实用新型实施例中一种同轴紫外灯的内部结构示意图；
31.图3是本实用新型实施例中一种同轴腔式微波无极紫外装置的电场分布图。
32.附图标记说明：
33.1-微波发生器、2-径向功分器、21-同轴输出端口、3-同轴紫外灯、31
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打孔圆波导、32-紫外灯管、33-同轴馈口、34-支撑环、4-同轴线缆、41-内导体、5-支撑板。
具体实施方式
34.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.相关技术中，径向功分器和打孔圆波导之间需要设置矩圆波导转换器，但矩圆波导转换器设计复杂、加工困难，成本较高，且打孔圆波导的主模是 te11模式，在径向上电场分布并不均匀，故现有的基于打孔圆波导设计的微波无极紫外装置会出现多根灯管之间紫外光强并不均匀以及在轴向上紫外光强逐渐衰减的现象。
36.为克服上述问题，本技术提出一种同轴腔式微波无极紫外装置，旨在通过同轴线缆和同轴紫外灯的配合，提高多根灯管之间紫外光强的均匀性。
37.参考图1，图1是本实用新型实施例中一种同轴腔室微波无极紫外激发装置的结构示意图，如图1所示，所述同轴腔室微波无极紫外激发装置，包括：
38.微波发生器1；
39.径向功分器2，所述径向功分器2的一端与所述微波发生器1连接；
40.同轴紫外灯3，所述同轴紫外灯3通过同轴线缆4与所述径向功分器2 的输出端连接；
41.所述同轴线缆4的内导体41伸入所述同轴紫外灯3内部，且所述内导体41与所述同轴紫外灯3的中轴线重合。
42.在本实施方式中，微波发生器1用于产生微波，具体地，可通过磁控管天线发出微波，径向功分器2的一端与微波发生器1连接，以便使发出的微波通过径向功分器2进行功率分配，从而提高磁控管的功率的利用效率。同轴紫外灯3通过同轴线缆4与径向功分器2的输出端连接，能够避免径向功分器2和同轴紫外灯3之间使用矩圆波导转换器，从而降低成本和制造难度，同轴线缆4的内导体41伸入同轴紫外灯3内部，且内导体41与同轴紫外灯 3的中轴线重合，微波同轴传播的模式属于tem模，在圆周方向和轴向上电场分布均匀，加上同轴结构对电场分布均匀的鲁棒性更高，提高了多根灯管之间紫外光强的均匀性。
43.基于上述同轴腔式微波无极紫外装置，本技术提供以下一些具体可实施方式的示例，在互不抵触的前提下，各个示例之间可任意组合，以形成一种新的同轴腔式微波无极紫外装置。应当理解的，对于由任意示例所组合形成的一种新的同轴腔式微波无极紫外装置，均应落入本技术的保护范围。
44.参考图1和图2，图2是本实用新型实施例中一种同轴紫外灯3的内部结构示意图，在一种可行的实施方式中，所述同轴紫外灯3有多根，所述径向功分器2有多个同轴输出端口21；
45.每根所述同轴紫外灯3通过一根所述同轴线缆4连接一个所述同轴输出端口21。
46.在本实施方式中，径向功分器2有多个同轴输出端口21，能够进行功率的分配并从同轴输出端口21输出，同轴紫外灯3有多根，每根同轴紫外灯3 通过一根同轴线缆4连接一个同轴输出端口21，从而将微波分为多份传输到同轴紫外灯3，提高磁控管的功率的利用效率，且同时避免径向功分器2和同轴紫外灯3之间使用矩圆波导转换器，从而降低成本和制造难度，并解决了传统的矩形波导功分器设计以及加工成本高的问题。
47.在一种可行的实施方式中，同轴腔式微波无极紫外装置还包括支撑板5，同轴紫外灯3固定在支撑板5上，以便能够通过支撑板5对同轴紫外灯3进行支撑。
48.在一种可行的实施方式中，所述同轴紫外灯3包括打孔圆波导31、紫外灯管32和同轴馈口33；
49.所述打孔圆波导31的一端连接所述同轴馈口33，所述同轴线缆4穿过所述同轴馈口33和所述打孔圆波导31的端部，所述同轴线缆4的内导体41 伸入所述打孔圆波导31内部；
50.所述紫外灯管32设置在所述打孔圆波导31内部，且所述紫外灯管32 与所述内导体41平行。
51.在本实施方式中，同轴紫外灯3包括打孔圆波导31、紫外灯管32和同轴馈口33，其中，打孔圆波导31的一端连接同轴馈口33，同轴线缆4穿过同轴馈口33和打孔圆波导31的端部，同轴线缆4的内导体41伸入打孔圆波导31内部，从而将微波通过内导体41传入打孔圆波导31的内部。紫外灯管32设置在打孔圆波导31内部，构成同轴腔式紫外灯结构，以便使紫外灯管32在微波的作用下发出紫外光，且紫外灯管32与内导体41平行，从而使紫外灯管32受
到微波的辐射更加均匀，提高灯管之间以及整根灯管轴向上的紫外光强的均匀性。
52.在一种可行的实施方式中，所述紫外灯管32有多根，多根所述紫外灯管32均匀分布在所述内导体41的周围，从而使多根紫外灯管32受到微波的辐射更加均匀，提高多根灯管之间紫外光强的均匀性，具体地，内导体41 贯穿整个同轴紫外灯3的打孔圆波导31的内部空间，多根紫外灯管32在内导体41的周围呈圆形阵列分布。紫外灯管32内部填充氩气和汞，同轴线缆 4的内导体41向四周辐射微波能量，激发等离子体，辐射紫外光。
53.在一种可行的实施方式中，所述同轴紫外灯3还包括金属支撑环34，所述金属支撑环34设置在所述打孔圆波导31内部；
54.所述金属支撑环34上设置有与所述紫外灯管32相配合的支撑孔。
55.在本实施方式中，同轴紫外灯3还包括金属支撑环34，金属支撑环34 用于支撑紫外灯管32，使用金属支撑环34，能够解决聚四氟乙烯支撑架不耐强紫外的问题。具体地，金属支撑环34设置在打孔圆波导31内部，金属支撑环34上设置有与紫外灯管32相配合的支撑孔，紫外灯管32穿过支撑孔，从而对紫外灯管32进行支撑，金属支撑环34的个数可根据实际情况进行确定，可为一个，也可为两个或两个以上，金属支撑环34在打孔圆波导 31内部均匀分布。
56.在一种可行的实施方式中，所述金属支撑环34有两个，分别设置在所述打孔圆波导31内的两端，从而能够对紫外灯管32进行很好的固定支撑。
57.在一种可行的实施方式中，所述支撑板5的数量和所述同轴紫外灯3的数量相同；
58.所述支撑板5上开设有卡槽，所述打孔圆波导31的一端卡接在所述卡槽内；
59.所述同轴馈口33穿过所述支撑板5，与所述打孔圆波导31连接。
60.在本实施方式中，支撑板5的数量和同轴紫外灯3的数量相同，即，每一个同轴紫外灯3均适配一个支撑板5，从而能够使多个同轴紫外灯3分散开来，安装于不同的地点，具体地，支撑板5上开设有卡槽，打孔圆波导31 的一端卡接在卡槽内，以便通过支撑板5对打孔圆波导31进行支撑，同轴馈口33穿过支撑板5，与打孔圆波导31连接，以便同轴线缆4内部的内导体41穿过打孔圆波导31的一端而伸入打孔圆波导31的内部。
61.在一种可行的实施方式中，所述支撑板5的数量为一个，所述支撑板5 上开设有多个卡槽，所述卡槽的数量与所述打孔圆波导31的数量相同；
62.所述打孔圆波导31的一端卡接在所述卡槽内；
63.所述同轴馈口33穿过所述支撑板5，与所述打孔圆波导31连接。
64.在本实施方式中，支撑板5的数量为一个，整个支撑板5上开设有多个卡槽，且卡槽的数量与打孔圆波导31的数量相同，打孔圆波导31的一端卡接在卡槽内，同轴馈口33穿过支撑板5，与打孔圆波导31连接，从而将打孔圆波导31固定在同一个支撑板5上。
65.在一种可行的实施方式中，打孔圆波导31的侧面均匀开设有多个紫外孔，以便紫外灯管32的紫外光能够更好地从紫外孔照射出来。
66.参考图3，图3是本实用新型实施例中一种同轴腔式微波无极紫外装置的电场分布图，输入功率为100w，紫外灯管32处的电场强度在轴向和径向两个方向上相对均匀。
67.上述同轴腔式微波无极紫外装置，通过改矩形波导激励为同轴激励方式，可省掉现有微波紫外装置中的矩圆波导转换器，降低装置的复杂性，加工的困难性，以及加工的成本。同时解决了矩形波导功分器功分困难的问题。改打孔圆波导31为同轴腔式结构，由于同
轴传播的模式属于tem模，在圆周方向上电场分布均匀，加上同轴结构对电场分布均匀的鲁棒性高于打孔圆波导31结构，故这一设计改善了光强的均匀性。在同轴腔内部加金属支撑架，可省去聚四氟乙烯支撑架，解决聚四氟乙烯不耐强紫外的问题。
68.应当理解地，本技术说明书尽管已描述了本技术实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术实施例范围的所有变更和修改。
69.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
70.以上对本技术所提供的一种同轴腔式微波无极紫外装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。