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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Ultraviolett-Entladungsquelle
und insbesondere auf eine derartige Entladungsquelle, die quecksilberfrei und
auf Leuchtstofflampen anwendbar ist.
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Die
zwei Hauptgrößen für eine Entladung
als eine Quelle von Ultraviolett(UV)-Strahlung sind Ausstrahlung
bzw. Emittanz (UV Energie pro Flächeneinheit
an der Wand der Entladungsröhre)
und Wirkungsgrad (UV Ausgangsenergie pro elektrischer Eingangsenergie).
Um praktikabel zu sein, muss eine UV Entladungsquelle einen hohen
Wirkungsgrad und eine ausreichend hohe Ausstrahlung haben, so dass eine
Entladungsröhre
praktikabler Größe die gewünschte UV
Abgabe erzeugen kann. Eine solche UV Entladungsquelle, die Quecksilber
enthält,
ist üblicherweise
auf Leuchtstofflampen anwendbar. Quecksilber-basierte Leuchtstofflampen
sorgen für eine
energieeffiziente Beleuchtung in einem breiten Bereich von kommerziellen
und häuslichen
Anwendungen. Es gibt jedoch zunehmende Bedenken bezüglich des
Quecksilbers von verbrauchten Lampen, die in den Abfallstrom eintreten.
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Es
ist dementsprechend wünschenswert, eine
quecksilberfreie Entladungsquelle für UV Strahlung bereitzustellen,
die einen hohen Wirkungsgrad und hohe Ausstrahlung aufweist. Es
ist ferner wünschenswert,
eine Leuchtstofflampe bereitzustellen, die eine derartige quecksilberfreie
Entladungsquelle verwendet.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine quecksilberfreie Ultraviolett-Entladungsquelle
bereit, wie sie in Anspruch 1 beansprucht ist. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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In
einem Ausführungsbeispiel
weist die quecksilberfreie Ultraviolett(UV)-Entladungsquelle einen
langgestreckten Mantel auf, der, wenn er einen kreisförmigen Querschnitt
hat, einen Radius bis zu etwa 5 cm, vorzugsweise 2 bis 3 cm, hat
und eine Xenon- oder Krypton-Gasfüllung (einschließlich Mischungen
von diesen mit anderen Edelgasen) bei einem Druck in einem Bereich
von etwa 10 Millitorr bis etwas 200 Millitorr und eine Energieversorgung
zum Ionisieren der Edelgasfüllung
und Erzeugen eines Entladungsstroms in einem Bereich von etwa 100
bis etwa 500 Milliampere (mA) enthält. Die UV Entladungsquelle
hat einen Wirkungsgrad und eine Abgabe, die mit existierenden Quecksilber-basierten
Niederdruck-Entladungsquellen
vergleichbar sind. Die beabsichtigte Verwendung für die Erfindung
ist als eine UV Quelle in einer Leuchtstofflampe. In dieser Anwendung
wird die Entladung mit einem geeigneten Leuchtstoff kombiniert,
der die UV Strahlung in sichtbares Licht umwandeln kann.
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Die
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung deutlich, wenn
sie zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen gelesen wird, in denen:
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1 eine
UV Entladungsquelle gemäß der vorliegenden
Erfindung schematisch darstellt;
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2 grafisch
gemessene Wirkungsgrad-Energie-Charakteristiken für eine Xenon
UV Entladungsquelle gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt, die einen Mantel mit einem Durchmesser von
2,5 cm hat, wobei die Datenpunkte in Inkrementen von 100 mA, beginnend
bei 100 mA, dargestellt sind;
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3 grafisch
gemessene Wirkungsgrad-Energie-Charakteristiken für eine Xenon
UV Entladungsquelle gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt, die einen Mantel mit einem Durchmesser von
1,3 cm hat, wobei die Datenpunkte in Inkrementen von 100 mA, beginnend
bei 100 mA, dargestellt sind;
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4 grafisch
Wirkungsgrad-Energie-Charakteristiken für Xenon- und Krypton- UV Entladungsquellen
darstellt, wie sie durch ein numerisches Entladungsmodell gemäß der vorliegenden
Erfindung vorausgesagt sind;
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5 grafisch
Ausstrahlungs-Wirkungsgrad-Charakteristiken für eine Lampe gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt, die eine Krypton UV Entladungsquelle und einen
kommerziell erhältlichen Leuchtstoffüberzug auf
der Innenseite des Mantels aufweist, wobei die Datenpunkte in Inkrementen
von 100 mA, beginnend 100 mA, dargestellt sind; und
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6 grafisch
den relativen Wirkungsgrad für
eine UV Entladungsquelle darstellt, die eine Gasmischung von Argon
und Xenon gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält.
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1 stellt
schematisch eine quecksilberfreie UV Entladungsquelle 10 dar,
die einen Wirkungsgrad und eine Lichtabgabe hat, die mit bestehenden
Quecksilber-basierten Niederdruck-Entladungen vergleichbar ist. 1 zeigt
ein eine positive Lichtsäule
aufweisendes Entladungsplasma 12, das in einem langgestreckten
Mantel 14 enthalten ist, der eine Edelgasfüllung enthält. Das
den Mantel 14 bildende Material kann leitend oder isolierend
und durchsichtig oder undurchsichtig sein. Der Mantel 14 kann
einen kreisförmigen
oder nichtkreisförmigen Querschnitt
haben und muss nicht gerade sein. Die positive Säule wird durch thermisch emittierende Elektroden 16 angeregt,
die auf Leiterdrähten 18 angebracht
sind, die aus dem Mantel herausführen. Elektrisch
schwimmende Energieversorgungen 20 liefern Strom an die
Elektroden 16, so dass, in Kombination mit Wärme, die
durch die Entladung geliefert wird, die Elektroden auf einer ausreichenden
Temperatur für
die thermionische Emission von Elektronen gehalten werden. 1 stellt
die Anregung durch einen sinus förmigen
Strom aus einer äußeren Energieversorgung 22 dar;
als solche dienen die zwei Elektroden jeweils als eine Kathode für eine Hälfte der Periode
der sinusförmigen
Anregung und als eine Anode für
die andere Halbperiode.
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Die
Eigenschaften einer positiven Lichtsäule sind unabhängig von
der Anregungsmethode. Ferner sind die Eigenschaften von einer DC
Entladung sehr ähnlich
denjenigen einer AC Entladung, abgesehen von bestimmten AC Frequenzen.
Insbesondere sind die DC und AC Entladungen sehr ähnlich,
wenn die AC Anregungsfrequenz ausreichend hoch ist, damit die Elektronentemperatur über der
AC Schwingung nicht merklich variiert. Bei kleinen AC Frequenzen
erreicht die Entladung einen quasi-stationären Zustand zu jedem Zeitpunkt
in der AC Schwingung, der dem DC Betrieb bei dem gleichen augenblicklichen
Entladungsstrom entspricht. Das in 1 gezeigte
Beispiel ist eine mit Elektroden versehene AC Entladung mit thermionischen
Elektroden identisch denjenigen, die in Standard-Leuchtstofflampen
verwendet sind. Allerdings gelten die Prinzipien der vorliegenden
Erfindung auf sowohl heiße
(thermionische) als auch kalte Kathoden und auf die Verwendung von
sowohl DC als auch verschiedene zeitabhängige Stromkurven (z. B. sinusförmige, rechteckförmige, gepulste). Eine
positive Säule
aufweisende Entladungen können
auch ohne Elektroden durch die Verwendung einer kapazitiven oder
induktiven Energiekopplung oder durch andere Methoden, wie beispielsweise Oberflächenwellenentladungen,
angeregt werden. Obwohl der wahre Wirkungsgrad der positiven Säule nicht
von der Anregungsmethode abhängt,
wird der gesamte Umwandlungswirkungsgrad (d. h. elektrische Energie
in UV Strahlung) durch Verluste in der Anregungsmethode beeinflusst.
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Das
aktive Entladungsmaterial hat einen derartigen Dampfdruck, dass
die geeignete Gasphasendichte ohne übermäßiges Bemühen in einem langgestreckten
Mantel erhalten werden kann, der für eine Leuchtstofflampe, wie
die in 1 gezeigte, geeignet ist, die in einer Raumtemperaturumgebung
arbeitet. Zusätzlich
muss das aktive Entladungsmaterial mit typischen Lampenmaterialien,
wie beispielsweise Glas, Leuchtstoff und metallischen Elektroden,
kompatibel sein, obwohl eine gewisse Anpassung durch die Verwendung
von Schutzüberzügen und/oder
die Verwendung von einem elektrodenlosen Anregungsprinzip gemacht
werden kann. Ferner muss, wenn es in einer Dampfphase ist, das aktive
Entladungsmaterial in der Lage sein, Elektronenaufprallenergie aus der
Entladung in UV Ausstrahlung zu wandeln. Für Leuchtstofflampen ist es
auch wünschenswert,
dass die Wellenlänge
der UV Strahlung nicht viel kürzer
ist als die Wellenlänge
von sichtbarem Licht (400–700 nm).
(Als ein Benchmark regen bestehende Leuchtstofflampen Leuchtstoffe
mit 185 und 254 nm Strahlung an.) Aktive Entladungsmaterialien,
die die obigen Kriterien erfüllen,
sind Xenon und Krypton einschließlich Mischungen von diesen
mit anderen Edelgasen. Ein derartiges aktive Entladungsmaterial
ist in einem langgestreckten Mantel enthalten, der einen Durchmesser
bis zu etwa 5 cm, vorzugsweise 2 bis 3 cm, bei einem Druck in einem
Bereich von etwa 10 Millitorr bis etwa 200 Millitorr hat und mit
einer Energieversorgung betrieben wird, die einen Entladungsstrom
in einem Bereich von etwa 100 bis etwa 500 Milliampere erzeugt.
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Die
Erfinder haben einige Methoden zum Analysieren der Abgabe von einer
UV Entladungsquelle verwendet. Beispielsweise ist Emissions- und Absorptions-Entladungs-Spektroskopie
verwendet worden, um die UV Ausgangsenergie quantitativ und direkt
zu schätzen,
und elektrische Sonden sind verwendet worden, um die Entladungsenergieabgabe zu
schätzen.
Die zwei Werte können
kombiniert werden, um einen elektrischen-in-UV-Umwandlungswirkungsgrad
zu ergeben. Diese Entladungsuntersuchungen sind in „Vacuum
Ultraviolet Radiometry of Xenon Positive Column Discharges" von D. A. Doughty
und D. F. Fobare, Rev. Sci. Instrum. 66(10), Oktober 1995, zusammengefasst.
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Eine
andere Methode, die die Erfinder zum Analysieren der Abgabe von
einer UV Entladungsquelle verwendet haben, bestand darin, Messungen innerhalb
der Lampe mit einem Lichtmessgerät,
elektrischen Lampenmessungen (die die Elektroden einschließen) und
Messungen des elektrischen Feldes der Lichtsäule gemacht worden, wobei ein
eine hohe Impedanz aufweisendes Voltmeter verwendet wurde, das mit
zwei leitenden Bändern
verbunden ist, die jeweils die Röhre
umschließen.
Die Labor-Testlampe war ein Zylinder aus Natronkalkglas, der einen Durchmesser
von etwa 2 cm hatte und 60 cm lang war, wobei an jedem Ende Standard-Leuchtstofflampenelektroden
befestigt waren. Das Innere der Röhre ist mit einer Mischung
von kommerziell erhältlichem Leuchtstoffmaterial überzogen
bzw. beschichtet. Das Lichtmessgerät misst die Augen-korrigierte
Ausgangsstrahlung von sowohl dem Leuchtstoff als auch der Entladung
selbst.
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Eine
noch andere Methode, die die Erfinder zum Analysieren der Abgabe
einer UV Entladung verwendet haben, bestand darin, ein Rechenmodell von
den anatomischen und physikalischen Entladungsprozessen für eine Anwendung
auf Edelgas-Lichtsäulen-Entladungssysteme
zu machen. Dieses Modell ist in „Model of a Weakly Ionized,
Low Pressure Xenon DC Positive Column Discharge" von T. J. Sommerer [J. Phys. D (in
Druck)] zusammengefasst.
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2 stellt
gemessene Wirkungsgrad/Leistungscharakteristiken für eine Xenon-Entladung
in einer UV Entladungsquelle 10 (1) dar.
Wie durch diese Kurven gezeigt ist, können Entladungen in reinem
Xenon Wirkungsgrad-Ausgangskombinationen erzielen, die mit Quecksilber-basierten
Entladungen vergleichbar sind. Beispielsweise erzeugt eine Xenon-Entladung bei etwa
50 Millitorr und 200 mA 15 W/m einer 147 nm Strahlung mit einem
elektrischen-zu-UV-Umwandlungswirkungsgrad von 0,70; bei etwa 25
Millitorr und 500 mA beträgt
die Ausgangsleistung 18 W/m und der Wirkungsgrad beträgt 0,45.
Dieses Leistungsvermögen
ist vergleichbar mit der UV Wirkungsgrad/Ausgangsleistung der Edelgas/Quecksilberentladung
in einer kommerziellen GE F32T8 Leuchtstofflampe, die von der General Elektric
Company verkauft wird.
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Im
Kontext von Xenon-Entladungen ist die hier berichtete UV Abgabe
gleich der charakteristischen Xenon-Emission nahe 147 nm. Xenon
emittiert auch charakteristische UV Strahlung nahe 130 nm, obwohl
die Erfinder gefunden haben, dass die bei 130 nm abgestrahlte Menge
im Allgemeinen ein kleiner Bruchteil (weniger als 25%) der bei 147
nm emittierten Menge ist.
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Es
gibt einen Bereich von optimalen UV Wirkungsgrad-Abgabe-Kombinationen.
Die Daten in 2 geben an, dass man einen Kompromiss
von UV Wirkungsgrad und Lichtabgabe, und umgekehrt, in Abhängigkeit
von der Anwendung finden kann. Beispielsweise kann eine Anwendung
von einer UV Entladungsquelle, die den höchsten Wirkungsgrad benötigt, bei
100 Millitorr und 100 mA erhalten werden, aber die Lichtabgabe würde von
der höchsten erhältlichen
Abgabe vermindert. Umgekehrt kann eine Anwendung von einer UV Entladungsquelle,
die die höchste
Lichtabgabe benötigt,
bei Drucken unter 50 Millitorr und Strömen über 500 mA erhalten werden,
aber der entsprechende Wirkungsgrad wird kleiner als der höchste erhältlich Wirkungsgrad
sein. Ein Kurvenbild der UV Wirkungsgrad-Lichtabgabe in der Art
von 2 dient deshalb dazu, eine charakteristische Linie
(in 2 als eine gestrichelte Linie gezeigt) zu definieren,
die für
einen gegebenen Röhrendurchmesser
den Bereich von physikalisch realisierbaren UV Wirkungsgrad-Lichtabgabe-Kombinationen
(unterhalb und links von der gestrichelten Linie) von den physikalisch
unzugänglichen
UV Wirkungsgrad-Lichtabgabe-Kombinationen (oberhalb und rechts von
der gestrichelten Linie) trennt. Ein bestimmter Arbeitspunkt innerhalb
des physikalisch realisierbaren Bereiches von UV Wirkungsgrad-Lichtabgabe-kombinationen
wird durch geeignete Wahl von Gastyp, Gasdruck und Entladungsstrom
gewählt.
UV Wirkungsgrade und Lichtabgaben entlang der charakteristischen
Linie sind in dem vorliegenden Kontext optimal.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass für
den Fall des höchsten
Wirkungsgrades (100 mA, 100 Millitorr) die gesamte Lichtabgabe von
der Röhre
vergrößert werden
kann, indem die Länge
der Röhre
vergrößert wird
(und sie vielleicht auf sich selbst zurückgefaltet wird, um ihre Gesamtlänge zu verkürzen). Somit kann
der Verlust an Lichtabgabe pro Längeneinheit bei
dem höchsten
Wirkungsgrad zurückgewonnen werden,
indem die Gesamtlänge
der Röhre
eingestellt wird.
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Es
ist unter den in 2 verwendeten Bedingungen beobachtet
worden, dass die Entladung für Drucke
größer als
25 Millitorr nicht ruhend sind. Bei diesen höheren Drucken variieren sowohl
die sichtbaren als auch UV Lichtabgaben als eine Funktion der Position
entlang der Röhre.
Diese räumliche Änderung
wird von zeitlichen Änderungen
begleitet, die eine Frequenz von etwa 2 kHz haben. Dieser Typ von Ungleichförmigkeit
würde für Anwendungen,
wie beispielsweise Leuchtstofflampen, unakzeptabel sein, die unter
diesen Bedingungen zu flackern scheinen. Für Anwendungen, die von der
durchschnittlichen Abgabe über
einer charakteristischen Zeit größer als etwa
10 bis 100 msec abhängen,
würde diese Änderung
nicht wichtig sein. Für
Drucke bei oder unter 25 Millitorr verschwindet die räumliche
Modulation der Entladung (wie sie durch das Auge beobachtet wird); es
gibt dennoch eine temporäre
Modulation, aber bei einer viel höheren Frequenz (etwa 10 kHz),
die kein merkliches Flackern in einer Leuchtstofflampenanwendung
bewirken würde.
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Die
Ergebnisse in 2 gelten für eine zylindrische Röhre mit
einem Durchmesser von etwa 2,5 cm. Röhren mit 1,3 und 5 cm sind
ebenfalls untersucht worden. Bei 1,3 cm sind der Wirkungsgrad und die
Lichtabgabe pro Längeneinheit
kleiner als für
die 2,5 cm Röhre über dem
gleichen Bereich von Drucken und Strömen (3). Bei
einem Röhrendurchmesser
von 5 cm gibt eine extensive räumliche
und zeitliche Modulation der sichtbaren und UV Lichtabgabe für alle untersuchten
Ströme
und Drucke. Es ist beobachtet worden, dass das axiale elektrische
Feld in der einen großen
Durchmesser aufweisenden Röhre
nicht gleichförmig
war, was eine genaue direkte Charakterisierung des UV Wirkungsgrades
in diesen Fällen
verhindert. Somit ist eine Röhre
mit einem Durchmesser von etwa 2 bis 3 cm die optimale Größe für Anwendungen,
wie beispielsweise einer Leuchtstofflampe.
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Krypton
und Xenon haben ähnliche
atomare Eigenschaften. Dementsprechend kann eine UV Quelle, die
Krypton enthält,
unter Verwendung der gleichen Prinzipien konstruiert werden, die
hier für Xenon
beschrieben worden sind. Krypton emittiert wesentliche UV Strahlung
bei 120 nm und 124 nm, wobei sich die abgestrahlte Energie gleichförmiger zwischen
diesen zwei Emissionslinien aufteilt. Es ist deshalb zweckmäßig, die
Summe der Lichtabgabe bei 120 nm und 124 nm anzugeben und dies als
die UV Lichtabgabe anzugeben, wenn Krypton-Entladungen charakterisiert
werden.
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Das
numerische Entladungsmodell sagt voraus (4), dass
in dem interessierenden Bereich vergleichbarer UV Wirkungsgrad und
Lichtabgabe erhalten werden können
aus sowohl Xenon- als auch Krypton-Entladungen über eine geeignete Auswahl von
Röhrendurchmesser,
Gasdruck und Entladungsstrom. Die Modell-Voraussagen geben an, dass Krypton überlegenen
UV Wirkungsgrad in einen kleinen Durchmesser aufweisenden Röhren liefern kann.
Allerdings sind der UV Wirkungsgrad und die Lichtabgabe von Xenon
und Krypton ähnlich,
und die Wahl des Gases hängt
von den Eigenheiten der gewünschten
Anwendung ab. Die Vorhersagen des Entladungsmodell gelten nur für Bedingungen,
wo ein ruhender Entladungsbetrieb erhalten werden kann.
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5 stellt
grafisch die gemessene Lichtabgabe von einer Lampe mit einem Leuchtstoffüberzug auf
der Innenseite des Mantels dar, der zum Umwandeln von UV Strahlung
in sichtbares Licht geeignet ist. Geeignete Leuchtstoffe umfassen
beispielsweise Y2O3:Eu
(Rot-Emitter), LaPO4:Ce:Tb (Grün-Emitter) und BaMgAl10O17:Eu (Blau-Emitter).
Die Lampe wurde an einem Vakuum- und Gashandhabungssystem zum Evakuieren
und anschließenden
Rückfüllen mit einem
gewählten
Druck von einem gewählten
Gas (Xenon oder Krypton) befestigt. Das Lichtmessgerät wurde
verwendet, um die relative Lichtabgabe zu messen, das dann kalibriert
wurde für
ein Gas bei einem bestimmten Druck und Entladungsstrom durch die
Verwendung von einer fotometrischen integrierenden Kugel. Die in 4 gezeigte
Lichtabgabe von Xenon kann aus dem in 1 gezeigten
gemessenen UV Wirkungsgrad und Lichtabgabe, kombiniert mit geeigneter
Kenntnis von dem Prozess abgeleitet werden, durch den der Leuchtstoff
auftreffende UV Strahlung in sichtbare Lichtabgabe wandelt.
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Für Bedingungen
von gleichem UV Wirkungsgrad und Lichtabgabe der Entladung ist zu
erwarten, dass eine Lampe, die auf einer Krypton-Entladung basiert,
einen etwas kleineren sichtbaren Lumen-Wirkungsgrad und Lichtabgabe
im Vergleich zu einer Lampe haben würde, die auf einer Xenon-Entladung
basiert. Dieser Unterschied in der Leistungsfähigkeit kann der Differenz
in dem Stokes-Verschiebungsenergieverlust zugerechnet werden, der
auftritt, wenn der Leuchtstoff ein Photon der UV Strahlung einer
gegebenen Wellenlänge
in ein Photon von sichtbarem Licht umwandelt. Der Stokes-Verschiebungsenergieverlust
ist größer, wenn
Krypton-Strahlung (120 nm und 124 nm) in sichtbares Licht gewandelt
wird im Vergleich zu der Umwandlung von Xenon-Strahlung (130 nm
und 147 nm) in sichtbares Licht. Da der optimale UV Wirkungsgrad
und die Lichtabgabe vergleichbar ist bei sowohl Xenon- als auch
Krypton-Entladungen (4), ist zu erwarten, wie in 5 gezeigt
ist, dass der sichtbare Lumen-Wirkungsgrad und die Lichtabgabe einer
Lampe, die eine Krypton-Entladung enthält, etwas kleiner sein wird
als eine Lampe, die eine Xenon-Entladung enthält. Der Unterschied in der
Leistungsfähigkeit kann
berechnet werden, wenn geeignet gewichtete Wellenlängen für Krypton-UV
Emission, Xenon-UV Emission und die Abgabe von sichtbarem Licht
bekannt sind.
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Für einige
Anwendungen kann es wünschenswert
sein, dass die UV Quelle bei einem höheren gesamten Gasdruck als
etwa 200 Millitorr arbeitet. Beispielsweise nimmt die nutzbare Lebensdauer von
Leuchtstofflampen-Kathodenkonstruktionen, die in existierenden Leuchtstofflampen
verwendet werden, stark ab, wenn der gesamte Gasdruck unter etwa
1 Torr gesenkt wird. Jedoch zeigt 1, dass Xenon-Drucke über etwa
200 Millitorr nicht wünschenswert
sind für
eine hohe UV Abgabe mit gutem Wirkungsgrad. In diesem Fall kann
eine optimierte UV Quelle erhalten werden, wenn eine Mischung von Xenon
und einem Puffergas, wie beispielsweise Argon oder Neon, verwendet
wird. Der Zusatz von einem Puffergas verkleinert die Leistungsfähigkeit
der UV Quelle, wie es in 5 gezeigt ist. Jedoch kann für einen
gegebenen gesamten Gasdruck der UV Wirkungsgrad und die Lichtabgabe
von einer UV Quelle, die ein Gasgemisch enthält, höher sein als sie von einer
UV Quelle erhalten würde,
die reines Xenon bei dem gleichen Gesamtdruck enthält. Die leichteren
Edelgase sind im Allgemeinen eine gute Wahl für Puffergase, weil die Schwellenenergie
für Energieverlust
während
Kollisionen zwischen Elektronen und dem Puffergas größer ist
als der Schwellenwert für
elektronische Anregung von Xenon. Demzufolge sind Argon und Neon
geeignete Puffergase für
Xenon, weil sie in ihrem Grundzustand bleiben und keine wesentliche
UV Strahlung von selbst emittieren. Jedoch emittieren Entladungen
in Mischungen von Xenon und Krypton UV Strahlung aufgrund von sowohl
Xenon als auch Krypton. Helium ist weniger wünschenswert, weil ein überhöhter Bruchteil
der Entladungsenergie in thermische Erwärmung der Heliumatome während elastischer
Kollisionen zwischen Elektronen und im Grundzustand befindliche
Heliumatome verloren geht.
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In ähnlicher
Weise können
Neon und Argon als Puffer verwendet werden, um Krypton-Entladungen zu optimieren.
Helium ist ein ungeeigneter Puffer für Krypton aus den gleichen
Gründen,
wie es für
Xenon ungeeignet ist.
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Es
sind hier der UV Wirkungsgrad und die Lichtabgabe von Mischungen
von Krypton und einem Puffergas beschrieben worden. Die optimale
Wahl der Betriebsbedingungen (Röhrendurchmesser, Gaszusammensetzung,
Gasdruck, Entladungsstrom und Entladungsstromkurve) können auf
der Basis der hier enthaltenen Daten und der Verwendung gewählt werden,
für die
die vorliegende Erfindung benutzt wird.