低压汞放电灯及紫外线消毒灭菌装置 技术领域

本发明涉及放电灯领域， 特别涉及一种低压汞放电灯以及一种采用上述 低 压汞放电灯的紫外线消毒灭菌装置。 背景技术

低压汞放电灯内， 汞蒸气压 P _Hg 和汞原子浓度成正比， 随 P _Hg 升高， 汞原子 浓度升高， 汞原子与电子碰撞的机会增多， 汞原子被激发到 6 ³ 态的机会逐渐 增多， 253.7nm的辐射效率 η _υν 也就逐渐提高。 但是， 汞原子浓度升高， 除了汞 原子激发到 6 ³ 态的机会增多以外， 还会产生相反的影响， 原子发射出的 253.7nm辐射， 照射到邻近的基态汞原子上， 邻近的原子就有可能吸收这一辐射 而跃迁到 6 ³ 态， 产生共振吸收。 当汞蒸气压 4艮低时， 这个共振吸收并不会造 成明显的光损失， 因为吸收光子的原子很快又将这些光子重新辐 射出来， 而后 返回基态。 当汞蒸气压上升到较高值时， 这种共振吸收的影响就不可忽略， 因 为这时汞原子的浓度可以达到 10 ¹⁴ /cm ³ 数量级，一个原子发射的 253.7nm的光子 从灯中辐射出来， 平均要经过 10 ² ~10 ³ 次的吸收和重新发射过程。 由于这个过程 非常频繁， 吸收光子的原子还来不及产生辐射就和电子或 其他原子发生碰撞， 这个原子就可能被激发到更高的能级， 辐射出可见光来， 或者这个原子的能量 因碰撞而损耗掉， 从而导致 253.7nm紫外转换效率降低， η _υν 就降低。 因此， 低 压汞放电灯内存在一最佳汞蒸气压 （以 Ρ ₀ 表示） ， 当灯内汞蒸气压为 Ρ ₀ 时， 253.7nm紫外转换效率最高， 当灯内实际汞蒸气压偏离 P ₀ 时， 灯管的电压降低， 253.7nm紫外转换效率降低。 不同的灯， 如管径不同、 管电流密度不同， 其最佳 汞蒸气压值 P ₀ 不同。 管径越小， P ₀ 值越大。 当灯电流为 100-300mA时， 0l2mm 低压汞灯， P ₀ =1.2 Pa; 而 08mm低压汞灯， P ₀ =1.7 Pa。 此外， AT90 (光输出从 90%到 100%波动对应的连续的工作温度区域）、 AT95 (光输出从 95%到 100% 波动对应的连续的工作温度区域）与固汞特性 有关， 也与管径、 管电流密度有 关。

对于灯管管壁温度较高的低压汞放电灯， 如低压高强大功率紫外线灯或具 有封闭灯罩的一体化紧凑型荧光灯， 灯管各处的温度均远高于最佳汞蒸气压对 应的液汞温度， 如果不采取措施， 灯内汞蒸气压就会超过最佳值， 导致光效降 低。 一般而言， 使用汞合金是控制灯内汞蒸气压的常用有效手 段。

为了提高光效， 低压汞放电灯要求灯内汞合金控制的蒸气压值 为灯所对应 的最佳汞蒸气压 P ₀ ; 为了减少灯的离散性、 提高对环境温度的适应性、 减少光 输出的波动， 要求汞合金在一定温度范围内， 控制的蒸气压值在灯所需的最佳 汞蒸气压 Po附近很窄的范围内波动， 即 AT95值越大越好。

资料介绍， 铟汞合金或铟汞多元合金可控制汞蒸气压， 汞在汞合金中的质 量百分比为 3-20%。典型的有 In-Hg ( Hg 的质量百分比为 12% ),对应于 038mm 荧光灯， AT90为 72-130°C ; In-Hg( Hg 的质量百分比为 6% ), AT90为 83-156°C。 经过仔细的研究发现 In-Hg ( Hg 的质量百分比为 6% )合金约在 140°C时汞蒸气 压下降， 即存在汞蒸气压下降的拐点。 随着含汞比例的降低， 如 In-Hg ( Hg 的 质量百分比为 5% )、 In-Hg ( Hg 的质量百分比为 4% ), 拐点处汞蒸气压会进一 步下降。 其次， 含汞比例为 12-20%的铟汞合金或铟汞多元合金， 其控制汞蒸气 压的温度小于 130°C ,含汞比例为 6-12%的铟汞合金或铟汞多元合金控制汞蒸气 压的温度小于 155°C , 含汞比例为 3-6%的铟汞合金或铟汞多元合金控制汞蒸气 压的温度小于 170°C。 某些类型的大管径大电流密度的低压汞放电灯 ， 其管壁温 度大于 170°C , P ₀ 为 1.0Pa -2.0Pa, 且相对光输出 ηυν会随着汞蒸气压变化而快速 变化， 即对汞蒸气压值敏感， 这就要求汞蒸气压围绕在中心值为 Ρ。较窄的范围 内波动， 提高 ΑΤ95值， 减少灯的离散性、 提高对环境温度的适应性、 减少光输 出的波动。显然，含汞比例为 3-20%铟汞合金或铟汞多元合金无法满足这些要� ��。

现有典型的 Bi-In-Hg ( Hg 的质量百分比为 3.5% )汞合金的汞蒸气压波动 大， 光输出波动大。 该汞合金在温度为 100-105°C (拐点） 时出现拐点， 汞蒸气 压大幅下降。 对于最佳汞蒸气压为 1.2Pa的 012mm节能灯 AT95有两个温度区 域，温度范围分别为 15 °C ( 78-93 °C ), 16°C ( 110-126°C ),缺乏连续较大的 AT95 范围；对于最佳汞蒸气压为 1.5Pa的 010mm节能灯 AT95约为 13°C( 115-128 °C ); 对于最佳汞蒸气压为 1.7Pa的 08mm节能灯， AT95约为 12°C( 118-130°C ), ΔΤ95 值均较小。 因此， Bi-In-Hg ( Hg 的质量百分比为 3.5% )汞合金只适用于早期研 究的粗管径、 小电流密度的低压汞放电灯。

现有典型的 Bi-Pb-Sn-Hg ( Hg 的质量百分比小于 1% ) 合金可工作于 170°C-240°C , 但在该温度区域内， 汞合金不能稳定控制汞蒸气压， 汞蒸气压波 动大， AT95小。

此外， 传统照明用荧光灯管电流密度为 0.03-0.13A/cm ² , 随着紧凑型荧光灯 的发展， 部分小功率紧凑型荧光灯的管电流密度设计到 0.25A/cm ² 。

此外， 在紫外线灯领域， 低压高强紫外线灯在水消毒、 空气消毒方面同样 期望提高紫外输出， 减小消毒腔体的截面积或体积。 现有市场上的低压高强紫 外线灯： 直径（外径） 32mm、 管电流密度为 0.78 A/cm ² 、 汞合金内置于管内壁， 环境温度 25°C时测试显示 253.7nm紫外转换效率小于 25%, 温度升高 10°C时， 253.7nm紫外转换效率大幅下降。 当选择汞合金外置于排气管中， 由于排气管中 各处温度差异大， 加之环境温度的变化， 每支灯的一致性难以保证， 灯的光输 出随环境温度变化波动大。

因此， 通过上述现有技术描述不难得出， 通过提高电流密度来提高功率的 方法受到两方面的制约： 一是随电流的增加光输出将趋于饱和（即不增 加）， 灯 电流增加， 电子碰撞损失和管壁复合损失加大， 低压汞放电灯中电能转化为 253.7nm紫外线能量的效率降低， 253.7nm紫外输出随电流的增加逐渐趋于饱和， 对于特定管径， 管电流密度有一个优化的取值范围， 不能无限增加。 二是缺乏 高温性能优越的汞合金。

也就是说， 现有技术存在以下的不足： 1、 目前的低压汞放电灯， 当管电流 密度上升到使管壁超过 170°C工作时，现有的汞合金不能在此高温条件 下稳定控 制灯内汞蒸气压在合适的范围， 灯的光输出大幅降低， 光效低， 使得无法进一 步减小灯的体积， 降低制灯成本。 2、 现有低压汞放电灯管电流密度升高时， 环 境适应性差， 灯的光输出 （包括可见光、 紫外光） 大幅波动。 3、 现有的低压汞 放电灯不能满足紫外线消毒灭菌的需要。 发明内容

本发明所要解决的技术问题在于， 提供一种低压汞放电灯， 所述低压汞放 电灯在保持小体积的前提下， 仍能在超过 170°C温度下稳定控制汞蒸气压， 光输 出稳定， 并具有高光效。

本发明所要解决的技术问题在于， 提供一种包含上述低压汞放电灯的紫外 线消毒灭菌装置， 所述紫外线消毒灭菌装置在减小消毒腔体的截 面积或体积的 前提下， 仍能提高紫外输出， 光输出稳定。

为达到上述技术效果， 本发明提供了一种低压汞放电灯， 所述低压汞放电 灯包括密封腔体， 所述密封腔体含有铟汞合金或铟汞多元合金， 所述铟汞合金 或铟汞多元合金中有效的铟汞质量比例为 In: Hg=97.05:2.95-98.8:1.2。

作为上述方案的改进， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比 例 为 以 下参数 中 的任一种 ： In： Hg=97.05:2.95-97.15:2.85 、 In： Hg=97.15:2.85-97.3:2.7、 In: Hg=97.3:2.7-97.4:2.6、 In: Hg=97.4:2.6-97.5:2.5、 In: Hg=97.5:2.5-97.6:2.4、 In: Hg=97.6:2.4-97.7:2.3、 In: Hg=97.7:2.3-97.8:2.2、 In: Hg=97.8:2.2-97.9:2.1、 In: Hg=97.9:2.1-98.0:2.0、 In: Hg=98.0:2.0-98.1:1.9、 In: Hg=98.1:1.9-98.2: 1.8、 In: Hg=98.2:1.8-98.3:1.7、 In: Hg=98.3:1.7-98.4:1.6、 In: Hg=98.4:1.6-98.5: 1.5。

根据低压汞放电灯的管径范围、 管电流密度范围、 环境特性要求， 当低压 汞放电灯的放电管内径为 3mm-36mm, 电流密度为 0.35-1.2A / cm ² 时，所述铟汞 合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质量比例为 In: Hg=97.05:2.95- 98.5:1.5。

进一步，当低压汞放电灯的放电管内径为 03-5mm,电流密度为 0.380- 1.000 A / cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In: Hg=97.05:2.95-98.0:2.0;

当低压汞放电灯的放电管内径为 05-8mm, 电流密度为 0.350- 0.900 A / cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In： Hg=97.05:2.95-98.1:1.9;

当低压汞放电灯的放电管内径为 08-lOmm,电流密度为 0.400- 1.000 A / cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In： Hg=97.1:2.9-98.2: 1.8;

当低压汞放电灯的放电管内径为 01O-12mm,电流密度为 0.400-1.100 A / cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In： Hg=97.1:2.9-98.25 :1.75;

当低压汞放电灯的放电管内径为 012-15mm, 电流密度为 0.435- 0.105 A I cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In： Hg=97.1:2.9-98.5: 1.7;

当低压汞放电灯的放电管内径为 015-2Omm,电流密度为 0.440- 1.15 A / cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In： Hg=97.2:2.8-98.35:1.65;

当低压汞放电灯的放电管内径为 02O-26mm, 电流密度为 0.400- 1.150 A I cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In： Hg=97.3:2.7-98.4: 1.6;

当低压汞放电灯的放电管内径为 026-3Omm, 电流密度为 0.400- 1.000 A I cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In： Hg=97.4:2.6-98.45:1.55;

当低压汞放电灯的放电管内径为 03O-36mm, 电流密度为 0.380- 0.950 A I cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In： Hg=97.4:2.6-98.5: 1.5。

作为上述方案的改进， 所述铟汞合金或铟汞多元合金含有组分 A, 所述组 分 A为除铟、 汞之外的其他金属， 其中， 所述组分 A占合金总质量的 0.5-20%。

作为上述方案的改进， 所述组分 A为铥、 镥、 钪、 铽、 钇、 镝、 钬、 银、 金、 铋、 锑、 铜、 铁、 铝、 锗中的一种或多种。

作为上述方案的改进， 所述铟汞合金或铟汞多元合金采用分步熔融合 金法 制成， 包括：

将除汞以外的金属按质量比混合， 置于低压汞放电灯密封腔体内或固定在 管壁上， 加温熔融制成铟合金；

依比例加入汞， 所述铟合金吸收汞在加温或工作状态下生成铟 汞合金或铟 汞多元合金；

或者， 所述铟汞合金或铟汞多元合金采用一步熔融合 金法制成， 包括： 将制备铟汞合金或铟汞多元合金所需的各种组 分按质量比混合， 加温熔融 制成铟汞合金或铟汞多元合金。

作为上述方案的改进， 所述低压汞放电灯为热阴极荧光灯或低压紫外 线灯。 作为上述方案的改进， 所述热阴极荧光灯或低压紫外线灯的电极安装 方式 采用与灯管管轴平行的结构。 作为上述方案的改进， 所述低压汞放电灯为无电极荧光灯或无电极紫 外线 灯。

相应的， 本发明还提供了一种紫外线消毒灭菌装置， 所述紫外线消毒灭菌 装置包括上述任意实施例所述的低压汞放电灯 。

实施本发明具有如下有益效果：

本发明提供一种低压汞放电灯， 其密封腔体含有铟汞合金或铟汞多元合金， 所述铟汞合金或铟汞多 元合金中有效的铟汞质量比例为 In： Hg=97.05:2.95-98.8:1.2。 含有有效的铟汞质量比例为 In: Hg=97.05:2.95-98.8:1.2 的铟汞合金或铟汞多元合金，可以在超过 170°C高温下稳定控制汞蒸气压。因此， 本发明低压汞放电灯通过调整该铟汞合金或铟 汞多元合金的组分， 控制汞蒸气 压在灯所需的最佳汞蒸气压值附近， 使管壁温度高的低压汞放电灯 253.7nm 紫 外线能量转换效率高。

本发明低压汞放电灯采用 所述有效的铟汞质量比例为 In： Hg=97.05:2.95-98.8:1.2的铟汞合金或铟汞多元合金� �通过调节铟、汞的有效质量 比， 使汞蒸气压与管径、 管电流密度匹配， 可以提高灯电流密度， 提高了单位 面积的光输出、 照度， 实现低压汞放电灯的大功率化或同功率的紧凑 化， 减少 灯和灯具的体积， 降低灯和灯具的系统成本， 减少资源的浪费， 降低汞污染。

本发明低压汞放电灯采用 所述有效的铟汞质量比例为 In： Hg=97.05:2.95-98.8:1.2的铟汞合金或铟汞多元合金� �由于所述铟汞合金或铟汞多 元合金在超过 170°C的高温工作温度区域内的汞蒸气压稳定， 无明显下降的拐 点， 汞合金工作温度 Δ Τ90大于 30°C , 环境温度 Δ Τ90大于 35°C , 因此， 本发 明低压汞放电灯的光输出效率高且稳定， 环境适应性好。

进一步， 本发明还提供了一种包含上述低压汞放电灯的 紫外线消毒灭菌装 置， 其中， 低压汞放电灯包含有效的铟汞质量比例为 97.05:2.95-98.8:1.2的铟汞 合金或铟汞多元合金。由于所述铟汞合金或铟 汞多元合金在超过 170°C的高温工 作温度区域内的汞蒸气压稳定， 无明显下降的拐点， 使得在超过 170°C高温下的 低压汞放电灯 253.7nm 紫外线能量转换效率高且稳定， 环境适应性好， 进而使 紫外线消毒灭菌装置实现提高紫外输出， 光输出稳定。 同时， 由于所述铟汞合 金或铟汞多元合金可以提高灯电流密度， 提高了单位面积的光输出、 和紫外照 度， 实现低压汞放电灯的大功率化或同功率的紧凑 化， 减少灯和镇流器的数量， 减小消毒腔体的截面积或体积。 因此， 所述紫外线消毒灭菌装置在减小消毒腔 体的截面积或体积的前提下， 仍能提高紫外输出， 光输出稳定， 满足紫外线消 毒灭菌的市场需求， 既可以减少体积、 降低成本， 又可以提高消毒灭菌效果。 具体实施方式

为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将对本发明作进一步 地详细描述。

低压汞放电灯中的热阴极荧光灯和低压紫外线 灯结构类似， 荧光灯通过在 玻璃管内壁涂上荧光粉， 荧光粉将 253.7nm 紫外线转化为可见光用于照明。 低 压紫外线灯放电腔体由透紫外线的石英玻璃构 成， 直接利用紫外线消毒灭菌， 既透 185nm紫外线，又透 253.7nm紫外线灯为有臭氧型，透 253.7nm、不透 185nm 的紫外线灯为无臭氧型。 为了叙述筒便， 本发明以低压紫外线灯为例作出说明， 低压紫外线灯典型的结构主要包括用于形成的 放电腔体的石英玻璃管、 电极、 惰性气体、 液汞或汞合金。 其中， 电极由灯丝和涂覆在灯丝上的电子粉组成。

低压汞放电灯管电流密度上升时， 管壁上升， 管壁超过 170°C工作时， 现有 的汞合金不能在此高温条件下稳定控制灯内汞 蒸气压在灯所需要的最佳汞蒸气 压附近（如： 1.2 Pa, 1.5 Pa, 1.7 Pa、 2.0 Pa、 2.5 Pa ), 灯的输出大幅降低， 灯 的输出随环境温度变化大幅变化。

为此， 本发明提供了一种低压汞放电灯的一实施例， 所述低压汞放电灯包 括密封腔体， 所述密封腔体含有铟汞合金或铟汞多元合金， 所述铟汞合金或铟 汞多元合金中有效的铟汞质量比例为 In: Hg=97.05:2.95-98.8: 1.2。

其中， 所述有效的铟汞质量比例是指对控制汞蒸气压 起作用的铟汞质量比 例。 当铟汞合金为铟、 汞二元合金时， 铟、 汞的质量均为有效质量。 当铟汞合 金为三元或多元合金时， 除铟、 汞之外的其他金属可能与铟、 汞反应生成工作 温度下（如 200°C )不分解的铟化合物、 汞化合物， 这些化合物对控制汞蒸气压 不起作用， 其消耗的铟、 汞质量均为非有效质量， 而控制汞蒸气压的性能取决 于有效的铟汞质量比。 举例 1 : In: Tm: Hg=93: 5: 2铟铥汞合金中形成铟铥 化合物 Tmln ₃ , 铟铥化合物中消耗铟量为 5* ( 3*114.82/168.93 ) =10.2, 铟铥汞 合金中有效的铟汞质量比例为： In: Hg= ( 93-10.2 ) :2=82.8:2=97.6:2.4。 举例 2: In: Tm: Hg=88.9: 10: 1.1 铟铥汞合金中形成铟铥化合物 Tmln ₃ , 铟铥化合物 中消耗铟量为 10* ( 3*114.82/168.93 ) =20.4, 铟铥汞合金中有效的铟汞质量比例 为： In: Hg=68.5: l.1=98.4:1.6。

所述有效的铟汞质量比例为 In: Hg=97.05:2.95-98.8: 1.2 的铟汞合金或铟汞 多元合金可以在超过 170°C高温下稳定控制汞蒸气压。 因此， 本发明低压汞放电 灯通过调整该铟汞合金或铟汞多元合金的组分 ， 控制汞蒸气压在灯所需的最佳 汞蒸气压值附近， 使管壁温度高的低压汞放电灯 253.7nm紫外线能量转换效率 高。

本发明低压汞放电灯采用有效的铟汞质量比例 为 In: Hg=97.05:2.95-98.8:1.2 的铟汞合金或铟汞多元合金， 可以提高灯电流密度， 提高了单位面积的光输出、 照度， 实现低压汞放电灯的大功率化或同功率的紧凑 化， 减少灯和灯具的体积， 降低灯和灯具的系统成本， 减少资源的浪费， 降低汞污染。

由于所述铟汞合金或铟汞多元合金在超过 170°C的高温工作温度区域内的 汞蒸气压稳定， 无明显下降的拐点， 汞合金工作温度 Δ Τ90大于 30°C , 环境温 度 Δ Τ90大于 35 °C , 因此， 本发明低压汞放电灯的光输出效率高且稳定， 环境 适应性好。 具体的， 所述汞合金工作温度 Δ Τ90 可以包含 140-175 °C、 145-180 °C、 150-185 °C、 155-188 °C、 160-192 °C、 165-198 °C、 170-200 °C、 175-205 °C的 温度区域， 但不限于此。 另一方面， 当汞合金采用内置固定在放电正柱区的方 式， 且采用恒电流镇流器工作时， 由于环境温度的变化引起汞合金温度变化值 较小， 环境温度 Δ Τ90可以达到 35 °C、 38 °C、 42°C、 45 °C、 50°C、 60 °C , 甚至 更高， 环境适应性强， 光输出稳定。

需要说明的是， 汞合金工作温度 Δ Τ90是指灯的光输出在 90%到 100%波动 对应的连续的汞合金工作温度区域， 环境温度 Δ Τ90是指灯的光输出在 90%到 100%波动对应的连续的环境工作温度区域。

本发明有效的铟汞质量比例为 In: Hg=97.05:2.95-98.8:1.2, 当铟汞质量比例 大于 98.8:1.2或小于 97.05:2.95时， 具有以下特点：

1、 当铟汞质量比小于 32.9 ( 97.05:2.95 )时， 汞的有效质量含量太高， 所述 铟汞合金或铟汞多元合金控制汞蒸气压的性能 不好， 铟汞合金工作温度低， 工 作温度区域内汞蒸气压值存在明显下降的拐点 ， 某些高电流密度的低压汞放电 灯在环境温度变化时光输出会大幅波动。

2、 当铟汞质量比大于 82.3 ( 98.8:1.2 )时， 汞的有效质量含量太低， 所述铟 汞合金或铟汞多元合金工作温度区域内控制的 汞蒸气压值偏低， 对于很多类型 的低压汞放电灯不适合； 另一方面加入的合金量多， 不方便放置， 成本高。

有效的铟汞质量比决定了工作温度范围的汞蒸 气压范围， 需要根据灯的管 径、 管电流调节， 253.7nm紫外线能量转换效率才能做到最佳。

低压汞放电灯的管径不同， 其所需的最佳汞蒸气压值不同； 同一管径、 管 电流密度不同， 其所需的最佳汞蒸气压值也略有不同； 填充气体影响热传导， 影响管壁温度， 也间接影响汞蒸气压； 环境特性要求不同即是对汞合金的工作 温度及范围要求不同。

更佳地， 根据低压汞放电灯的管径、 管电流密度、 填充气体、 环境特性要 求， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例优选为以下参数中的 任一种:

In: Hg= =97.05:2.95-97.15:2.85、

In: Hg= =97.15:2.85-97.3:2.7、

In: Hg= =97.3:2.7-97.4:2.6、

In: Hg= =97.4:2.6-97.5:2.5、

In: Hg= =97.5:2.5-97.6:2.4、

In: Hg= =97.6:2.4-97.7:2.3、

In: Hg= =97.7:2.3-97.8:2.2、

In: Hg= =97.8:2.2-97.9:2.1、

In: Hg= =97.9:2.1-98.0:2.0、

In: Hg= =98.0:2.0-98.1:1.9、

In: Hg= =98.1:1.9-98.2:1.8、

In: Hg= =98.2:1.8-98.3:1.7、

In: Hg= =98.3:1.7-98.4:1.6、

In: Hg= =98.4:1.6-98.5:1.5。

作为本实施例进一步的优选方案， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的 铟汞质量比可以根据灯的管径、 管电流密度选取。 当低压汞放电灯的放电管内 径为 3mm-36mm, 电流密度为 0.35A/ cm ² -1.2A/ cm ² 时，所述铟汞合金或铟汞多 元合金中有效的铟汞质量比例优选为 In: Hg=97.05:2.95- 98.5:1.5。

对于不同管径、 电流密度， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比具有不同的最佳值。 有效的铟汞质量比决定了工作温度范围的汞蒸 气压范 围， 汞蒸气压需要与管径、 管电流密度匹配， 253.7nm紫外线能量转换效率才能 做到最佳。 因此， 针对不同管径、 电流密度， 本发明所述铟汞合金或铟汞多元 合金中有效的铟汞质量比的优选范围如下：

( 1 )、当低压汞放电灯的放电管内径为 03-5mm, 电流密度为 0.380- 1.000 A / cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In : Hg=97.05:2.95-98.0:2.0;

( 2 )、当低压汞放电灯的放电管内径为 05-8mm,电流密度为 0.350- 0.900 A / cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In : Hg=97.05:2.95-98.1:1.9;

( 3 )、 当低压汞放电灯的放电管内径为 08-lOmm, 电流密度为 0.400- 1.000 A / cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In: Hg=97.1:2.9-98.2: 1.8;

( 4 )、 当低压汞放电灯的放电管内径为 01O-12mm, 电流密度为 0.400-1.100 A / cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In: Hg=97.1:2.9-98.25 :1.75;

( 5 )、当低压汞放电灯的放电管内径为 012-15mm,电流密度为 0.435- 0.105 A / cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In: Hg=97.1:2.9-98.5: 1.7;

( 6 )、 当低压汞放电灯的放电管内径为 015-2Omm, 电流密度为 0.440- 1.15 A / cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In: Hg=97.2:2.8-98.35:1.65;

( 7 )、当低压汞放电灯的放电管内径为 02O-26mm,电流密度为 0.400- 1.150 A / cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In: Hg=97.3:2.7-98.4: 1.6;

( 8 )、当低压汞放电灯的放电管内径为 026-3Omm,电流密度为 0.400- 1.000 A / cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In: Hg=97.4:2.6-98.45:1.55;

( 9 )、当低压汞放电灯的放电管内径为 03O-36mm,电流密度为 0.380- 0.950 A / cm ² 时， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In: Hg=97.4:2.6-98.5:1.5。

为进一步优化本发明的技术方案， 本发明提供了一种低压汞放电灯的又一 实施例， 所述低压汞放电灯包括密封腔体， 所述密封腔体含有铟汞合金或铟汞 多元合金， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In : Hg=97.05:2.95-98.8:1.2。 其中， 所述铟汞合金或铟汞多元合金含有组分 A, 所述 组分 A为除铟、 汞之外的其他金属。 本实施例中， 所述组分 A为铥（ Tm )、 镥 ( Lu )、 钪（Sc )、 铽（Tb )、 钇（Y )、 镝（Dy )、 钬（Ho ) 中的一种或多种。 这 些金属加入有助于改善与玻璃的浸润性和附着 力， 提高合金的熔融温度。

其中， 含有所述组分 A的铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质� �比例 为 In: Hg=97.05:2.95-98.8:1.2, 所述组分 A占合金总质量的 0.5-20%。

优选地， 含有所述组分 A的铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质� �比 例为 In: Hg=97.05:2.95 - 99.5:1.5, 所述组分 A占合金总质量可根据实际需要， 选取 1%, 1%、 4%, 6%, 8%, 10%, 12%, 15%, 18%, 20%, 为进一步提高 合金的熔融温度， 也可以选取 25%、 28%, 30%, 并不以此为限。

有效的铟汞质量比例为 In: Hg= 97.05:2.95 - 99.5:1.5含有组分 A的铟汞合金 或铟汞多元合金， 其不但具有超过 170°C温度下还能稳定控制汞蒸气压， 光输出 稳定、 单位面积的光输出、 照度高等优点， 而且还改善与玻璃的浸润性和附着 力， 提高合金的熔融温度。

本发明还提供了一种低压汞放电灯的再一实施 例， 所述低压汞放电灯包括 密封腔体， 所述密封腔体含有铟汞合金或铟汞多元合金， 所述铟汞合金或铟汞 多元合金中有效的铟汞质量比例为 In: Hg=97.05:2.95-98.8:1.2。 其中， 所述铟汞 合金或铟汞多元合金含有组分 A, 所述组分 A为除铟、 汞之外的其他金属。 本 实施例中， 所述组分 A为铥（Tm )、 镥（Lu )、 钪（Sc )、 铽（Tb )、 钇（Y )、 镝 ( Dy )、 钬 ( Ho )、 银（ Ag )、金（ Au )、铋 ( Bi )、锑 ( Sb )、铜 ( Cu )、铁 ( Fe )、 铝 （Al )、 锗（Ge ) 中的一种或多种。

与低压汞放电灯的又一实施例相比， 本实施例在铟汞的基础上还可以添加 其他金属（如银、 金、 铋、 锑、 铜、 铁、 铝、 锗）， 由于控制汞蒸气压的特性是 由工作温度下有效的铟汞质量比决定， 因此， 该其他金属不影响低压汞放电灯 的特性， 同样具有上述的各类功能， 所述功能主要是指具有超过 170°C温度下还 能稳定控制汞蒸气压， 光输出稳定、 单位面积的光输出、 照度高， 改善与玻璃 /D/:/ O S668020¾1£ Ϊ60ε3£ϊ0ίAV

^K._ 。

：卜 。 线灯， 其中， 所述热阴极荧光灯或低压紫外线灯的灯管内径 优选为 3-36mm。 更 佳地， 所述热阴极荧光灯或低压紫外线灯的灯管内径 为 8-10mm、 10-12mm、 12-15mm、 15-20mm、 20-26mm、 26- 30mm ^ 30-36mm。

所述热阴极荧光灯、 低压紫外线灯采用氧化物电极。 所述热阴极荧光灯、 低压紫外线灯的发射材料选用由氧化钙、 氧化锶、 氧化钡组成的氧化物电极， 通过调整氧化物的含量， 提高发射性能。 优选地， 所述氧化物电极含有氧化钙、 氧化锶、 氧化钡、 锆酸钡， 增加锆酸钡， 增强电极的抗轰击能力。 更优地， 氧 化物电极由金属钨与氧化钙、 氧化锶、 氧化钡、 锆酸钡烧结成陶瓷化电极， 保 证足够的发射物质， 同时可减小电极尺寸， 便于安装。

所述热阴极荧光灯或低压紫外线灯的电极安装 方式采用与灯管管轴平行的 结构。 对于小管径灯， 阴极安装方式采用与灯管管轴平行的结构， 两导丝也可 以并接， 也可以断开一边导丝， 有利于玻璃封接。

所述热阴极荧光灯或低压紫外线灯设置为直管 型、 U型、 Π型、 H型、 双 U 型、 双 Π型、 双 H型、 三 U型、 三 Π型、 三 H型、 四 U型、 四 Γ [型、 四 H型、 W型、 M型、 U-H连接型或 Π-Η连接型。

设置为 U型、 Π型、 H型、 双 U型、 双 Π型、 双 H型、 三 U型、 三 Γ [型、 三 H型、 四 U型、 四 Π型、 四 H型、 W型、 M型、 U-H连接型或 Π-Η连接型 等各种形状的灯管， 可以进一步缩小灯占用的空间面积， 以满足占用空间小的 要求。

在上述任一实施例中， 所述低压汞放电灯也可以为无电极荧光灯或无 电极 紫外线灯。 其中， 所述无电极荧光灯或无电极紫外线灯的灯管内 径优选为 10-50mm。 更佳地， 所述无电极荧光灯或无电极紫外线灯的灯管内 径优选为 15-50mm。

优选地， 所述无电极低压汞放电灯设置为圆环型、 长方型、 正方型、 椭圆 型或其他闭环型。

而无电极荧光灯、 无电极紫外线灯由于无电极， 没有电极损耗问题， 寿命 长。 制备方法， 其可以采用一步熔融合金法制成， 包括： 将制备铟汞合金或铟汞多 元合金所需的各种组分按质量比混合， 加温熔融制成铟汞合金或铟汞多元合金。 其中， 可以将铟汞合金或铟汞多元合金放置于排气管 中， 或排气后将铟汞 合金或铟汞多元合金倒入灯内， 也可以将铟汞合金或铟汞多元合金熔融固定在 玻璃管内壁。

所述铟汞合金或铟汞多元合金的制备方法也可 以采用分步熔融合金法制 成， 包括： 将除汞以外的金属按质量比混合， 置于低压汞放电灯密封腔体内或 固定在管壁上， 加温熔融制成铟合金； 依比例加入汞， 所述铟合金吸收汞在加 温或工作状态下生成铟汞合金或铟汞多元合金 。

其中， 除汞以外的金属可以先置于低压汞放电灯密封 腔体内或固定在管壁 上， 形成铟合金； 后加入汞形成铟汞合金或铟汞多元合金。 除汞以外的金属一 般选择固定于低压汞放电灯电极附近， 比如电极与正柱区之间。

所述铟汞合金或铟汞多元合金的制备方法也可 以将除汞外的金属涂覆在网 状或片状基材上， 安放在电极附近。

下面以具体实施例进一步阐述本发明

实施例 1: T5 (内径 0l5mm ) 荧光灯长 1.2m, 功率 90W, 灯电流 0.8 A, 管电流密度 0.45A/cm ² , 采用铟铥合金片固定于电极前端， 加入汞后， 形成铟铥 汞三元合金， 其中铟： 汞： 铥 =94:3.4:2.6 , 有效的铟汞质量比为铟： 汞= ( 94.0-3.4*2.04 ) :2.6=97.1:2.9, 荧光粉为抗高温、 光衰小的稀土三基色荧光粉， 光效 95Lm /W,用于冷冻车间等低温环境，环境温度适应性 强。与传统的 T5-28W 荧光灯相比， 既解决了灯的低温光输出低、 效率低的问题， 同时大幅提高了单 只灯的光输出， 一只灯可取代传统的 3 只灯， 减少稀土三基色粉的用量， 减少 了资源消耗， 减少了用汞量， 有利于环境保护， 大幅降低了灯和灯具的成本。

实施例 2: T6 (内径 0l7mm ) 荧光灯长 1.2m, 功率 220W, 灯电流 2.0 A, 管电流密度 0.88A/cm ² , 采用铟铥合金片固定于电极前端， 加入汞后， 形成铟铥 汞三元合金， 其中铟： 汞： 铥 =88:2:10, 荧光粉为抗高温、 光衰小的稀土三基色 荧光粉， 光效 90Lm /W。

实施例 3: T8 (内径 023.6mm )荧光灯长 1.2m, 功率 160W, 灯电流 1.53A, 管电流密度 0.35A/cm ² , 采用镀铟片固定于电极前端， 加入汞后， 形成铟汞二元 合金， 其中铟： 汞 =98.2:1.8, 荧光粉为抗高温、 光衰小的稀土三基色荧光粉， 光 效 98Lm /W。

实施例 4: T4 (内径 010mm )紧凑螺旋型节能灯， 功率 45W, 灯电流 0.785 A, 管电流密度 l.OA/cm ² , 采用铟钪合金片固定于电极前端， 加入汞后， 形成铟 钪汞三元合金， 其中铟： 汞： 钪 =96:2.5:1.5 , 荧光粉为抗高温、 光衰小的稀土三 基色荧光粉， 光效 70Lm /W。

实施例 5: T2 (内径 08mm )紧凑螺旋型节能灯， 功率 20W, 灯电流 0.30 A, 管电流密度 0.60A/cm ² , 电极为氧化物电极， 阴极安装方式采用与灯管管轴平行 的结构， 采用铟铥合金片固定于电极前端， 加入汞后， 形成铟铥汞三元合金， 其 中 铟 ： 汞： 铥 =92.6:5:2.4 , 有效 的 铟汞质 量 比 为 铟 ： 汞 = ( 92.6-5*2.04 ) :2.5=97.15:2.85 , 荧光粉为抗高温、 光衰小的稀土三基色荧光粉， 光效 63Lm /W。

实施例 6: 低压紫外线灯石英管内径 3mm, 灯电流 0.05A, 灯电流密度约为 0.70 A/cm ² , 灯管电弧总长 400mm, 灯电压 60V, 灯功率 5.1W, 采用铟： 汞 =97.05:2.95的汞合金， 空气环境温度 0-50°C范围内， 253.7nm紫外辐射功率大于 1.4W。

实施例 7: 低压紫外线灯石英管内径 4mm, 灯电流 0.1A, 灯电流密度约为 0.8 A/cm ² , 灯管电弧总长 500mm, 灯电压 60V, 灯功率 6.0W, 采用铟： 汞： 铥 =93.0: 4.5: 2.5的汞合金，铟铥汞合金中有效的铟汞质量比 例为 In: Hg=97.1:2.9, 空气环境温度 0-50°C范围内， 253.7nm紫外辐射功率大于 1.8W。

实施例 8: 低压紫外线灯石英管内径 10mm, 灯电流 0.70A, 灯电流密度约 为 0.90 A/cm ² , 灯管电弧总长 785mm, 灯电压 70V, 灯功率 60W, 其采用铟： 汞： 镥 =85.2: 1.8:13.0的汞合金， 空气环境温度 0-85 °C范围内， 253.7nm紫外辐 射功率大于 18W。

实施例 9: 低压紫外线灯石英管内径 11mm, 灯电流 1.0A, 灯电流密度约为 1.05 A/cm ² , 灯管电弧总长 785mm, 灯电压 78V, 灯功率 76W, 其采用铟： 汞 =97.7:2.3 的汞合金， 空气环境温度 0-50°C范围内， 253.7nm紫外辐射效率大于 34%。

实施例 10: 低压紫外线灯石英管内径 012mm, 灯电流 1.30A, 灯电流密度 约为 1.15A/cm ² , 灯管电弧总长 785mm, 灯电压 70V, 灯功率 90W, 其采用铟： 汞 =97.2:2.8的汞合金， 空气环境温度 0-50°C范围内， 253.7nm紫外辐射效率大 于 31%。

实施例 11 : 低压紫外线灯石英管内径 0l2mm, 灯电流 1.19A, 灯电流密度 约为 1.05 A/cm ² , 灯管电弧总长 785mm, 灯电压 72V, 灯功率 82W, 其采用铟： 汞 =97.3:2.7的汞合金， 空气环境温度 0-55 °C范围内， 253.7nm紫外辐射效率大 于 32%。

实施例 12: 低压紫外线灯石英管内径 012mm,灯电流 1.02A, 灯电流密度约 为 0.90A/cm ² , 灯管电弧总长 785mm, 灯电压 75V, 灯功率 75W, 其采用铟： 汞 =97.4:2.6的汞合金， 空气环境温度 0-60°C范围内， 253.7nm紫外辐射效率大 于 33%。

实施例 13: 低压紫外线灯石英管内径 012mm, 灯电流 0.85 A, 灯电流密度 约为 0.75A/cm ² , 灯管电弧总长 785mm, 灯电压 78V, 灯功率 65W, 其采用铟： 汞 =97.5:2.5的汞合金， 空气环境温度 0-65 °C范围内， 253.7nm紫外辐射效率大 于 34%。

实施例 14: 低压紫外线灯石英管内径 013.2mm, 灯电流 1.64A, 灯电流密度 约为 1.2 A/cm ² , 灯管电弧总长 785mm, 灯电压 75V, 灯功率 120W, 其采用铟： 汞 =97.3:2.7的汞合金， 空气环境温度 0-55 °C范围内， 253.7nm紫外辐射效率大 于 30%。

实施例 15: 低压紫外线灯石英管内径 013.2mm, 灯电流 1.4A, 灯电流密度 约为 1.02A/cm ² , 灯管电弧总长 785mm, 灯电压 78V, 灯功率 105W, 其采用铟： 汞 =97.9:2.1的汞合金， 空气环境温度 0-65 °C范围内， 253.7nm紫外辐射效率大 于 33%。

实施例 16: 低压紫外线灯石英管内径 017mm, 灯电流 2.3 A, 灯电流密度 约为 1.01 A/cm ² , 灯管电弧总长 1440mm, 灯电压 140V, 灯功率 320W, 其采用 铟： 汞 =98.9: 1.9的汞合金， 空气环境温度 0-50 °C范围内， 253.7nm紫外辐射 效率大于 32%。

实施例 17: 低压紫外线灯石英管内径 017mm, 灯电流 1.5 A, 灯电流密度为 0.65 A/cm ² , 灯管电弧总长 1440mm, 灯电压 150V, 灯功率 220W, 其采用铟： 汞 =98.5: 1.5 的汞合金， 环境温度 0-55 °C范围内， 253.7nm 紫外辐射效率大于

35%。

实施例 18:低压紫外线灯石英管内径 029mm,灯电流 5.5 A, 灯电流密度 0.83 A/cm ² , 灯管电弧总长 1440mm, 灯电压 92V, 灯功率 500W, 其采用铟： 汞： 钪 =96.5:2.0:1.5 的汞合金， 用于水处理， 水温 5-40°C范围内， 253.7nm紫外辐 射效率均大于 30%。 灯的功率比现有同尺寸低压高强紫外线灯 365W增加 37%, 紫外辐射效率由 25%增加到 30%, 单位面积紫外照度增加 40% , 可以减少消毒 腔体的体积或减少灯的数量， 同时灯的环境适应性更强。

实施例 19:低压紫外线灯石英管内径 35mm,灯电流 4.8A, 灯电流密度 0.50 A/cm ² ,灯管电弧总长 1440mm,灯电压 110V,灯功率 520W,其采用铟：汞 =98.8:1.2 汞合金， 用于水处理， 水温 5-40°C范围内， 253.7nm紫外辐射效率大于 30%。

实施例 20: 无极紫外线灯石英管内径 038mm, 灯电流 10A, 灯电流密度约 为 0.99 A/cm ² ,灯管电弧总长 1000mm, 弯成圆弧型，灯电压 50V,灯功率 500W, 其采用铟： 汞 =98.5:1.5的汞合金， 环境温度 0-55 °C范围内， 253.7nm紫外辐射 效率均大于 33%。 置于圆柱形消毒腔墙体内用于气体消毒， 提高了单位面积的 紫外照度， 减少圆柱体腔体的高度， 使大流量的消毒腔体管道大大缩短。

实施例 21 : 无极紫外线灯石英管内径 052mm, 灯电流密度约为 0.80 A/cm ² , 灯管电弧总长 800mm, 弯成长方型， 灯功率 600W, 其采用铟： 汞 =98.2: 1.8的 汞合金， 环境温度 0-55 °C范围内， 253.7nm紫外辐射效率均大于 30%。 置于长 方形消毒腔体内用于气体消毒， 提高了单位面积的紫外照度， 减少长方体腔体 的高度， 使大流量的消毒腔体管道大大缩短。

将实施例 1-21的低压汞放电灯做技术检测， 相关技术参数如表一所示: 实施例 合金 有效铟汞 ΔΤ90 内径 电 流 效率

质量比 mm 密 度

A/cm ²

实施例 1 铟二 汞二 铟 ： 汞 工作 AT90=31 °C ; 015 0.45 光 效

T5 荧光 铥 =97.1:2.9 环境 AT90= 37 °C 95Lm 灯 =94:3.4: AV

2.6

实施例 2 铟二 汞二 铟 ： 汞 工作 AT90=32°C ; 017 0.88 光 效

T6 荧光 金 =97.13:2. 环境 AT90 =35 °C 90Lm 灯 =88:2:10 87 AV 实施例 3 铟： 汞 铟 ： 汞 工作 AT90=30°C ; 023.6 0.35 光 效

T8 荧光 =98.2:1. =98.2: 1.8 环境 AT90= 36 °C 98Lm 灯 8 AV 实施例 4 铟二 汞二 铟 ： 汞 工作 AT90=31 °C ; 010 1.0 光 效

T4 螺旋 被 =97.12:2. 环境 AT90 =35 °C 70Lm 型节能灯 =96:2.5: 88 AV

1.5 实施例 5 铟二 汞二 铟 ： 汞 工作 AT90=30°C ; 08 0.60 光 效

Τ2 螺旋 铥 =97.15:2. 环境 AT90= 35°C 63Lm 型节能灯 =92.6:5: 85 AV

2.4

实施例 6 铟： 汞 铟 ： 汞 工作 AT90=30°C ; 03 0.7 253.7nm 低压紫外 =97.05:2 =97.05:2. 环境 AT90 =50°C 紫外辐 线灯 .95 95 射功率

> 1.4W 实施例 7 铟二 汞二 铟 ： 汞 工作 AT90=33°C ; 04 0.8 253.7nm 低压紫外 铥 =97.1:2.9 环境 AT90=50°C 紫外辐 线灯 =93.0 ： 射功率

4.5: 2.5 > 1.8W 实施例 8 铟二 汞二 铟 ： 汞 工作 AT90=32°C ; 010 0.9 253.7nm 低压紫外 镥 =97.57 ： 环境 AT90= 85 °C 紫外辐 线灯 =85.2 ： 2.43 射功率

1.8:13.0 > 18W 实施例 9 铟： 汞 铟 ： 汞 工作 AT90=30°C ; 011 1.05 253.7nm 低压紫外 =97.7:2. =97.7:2.3 环境 AT90 =50°C 紫外辐 线灯 3 射效率

> 34% 实施例 10 铟： 汞 铟 ： 汞 工作 AT90=31 °C ; 012 1.15 253.7nm 低压紫外 =97.2:2. =97.2:2.8 环境 AT90=50°C 紫外辐 线灯 8 射效率

> 31% 实施例 11 铟： 汞 铟 ： 汞 工作 AT90=31 °C ; 012 1.05 253.7nm 低压紫外 =97.3:2. =97.3:2.7 环境 AT90=55°C 紫外辐 线灯 7 射效率

>32% 实施例 12 铟： 汞 铟 ： 汞 工作 AT90=32°C; 012 0.90 253.7nm 低压紫外 =97.4:2. =97.4:2.6 环境 AT90=60°C 紫外辐 线灯 6 射效率

>33% 实施例 13 铟： 汞 铟 ： 汞 工作 AT90=33°C; 012 0.75 253.7nm 低压紫外 =97.5:2. =97.5:2.5 环境 AT90= 65 °C 紫外辐 线灯 5 射效率

> 34% 实施例 14 铟： 汞 铟 ： 汞 工作 AT90=32°C; 013.2 1.2 253.7nm 低压紫外 =97.3:2. =97.3:2.7 环境 AT90 =55 °C 紫外辐 线灯 7 射效率

>30% 实施例 15 铟： 汞 铟 ： 汞 工作 AT90=31°C; 013.2 1.02 253.7nm 低压紫外 =97.9:2. =97.9:2.1 环境 AT90= 65 °C 紫外辐 线灯 1 射效率

>33% 实施例 16 铟： 汞 铟 ： 汞 工作 AT90=32°C; 017 1.01 253.7nm 低压紫外 =98.9 ： =98.9: 1.9 环境 AT90= 50°C 紫外辐 线灯 1.9 射效率

> 32% 实施例 17 铟： 汞 铟 ： 汞 工作 AT90=31°C; 017 0.65 253.7nm 低压紫外 =98.5:1. =98.5:1.5 环境 AT90=55°C 紫外辐 线灯 5 射效率

>35% 实施例 18 铟二 汞二 铟 ： 汞 工作 AT90=32°C; 029 0.83 253.7nm 低压紫外 被 =97.75:2. 环境 AT90=35°C 紫外辐 线灯 =96.5:2. 25 射效率 0:1.5 >30% 实施例 19 铟： 汞 铟 ： 汞 工作 AT90=31°C; 035 0.50 253.7nm 低压紫外 =98.8:1. =98.8:1.2 环境 AT90=35°C 紫外辐 线灯 2 射效率

>30% 实施例 20 铟： 汞 铟 ： 汞 工作 AT90=31°C; 038 0.99 253.7nm 无极紫外 =98.5:1. =98.5:1.5 环境 AT90=55°C 紫外辐 线灯 5 射效率

>33% 实施例 21 铟： 汞 铟 ： 汞 工作 AT90=32°C; 052 0.80 253.7nm 无极紫外 =98.2:1. =98.2:1.8 环境 AT90=55°C 紫外辐 线灯 8 射效率

>30% 由表一可知，本发明低压汞放电灯的灯内含在 超过 170°C高温下稳定控制汞 蒸气压的铟汞合金或铟汞多元合金， 铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In: Hg=97.05:2.95-98.8:1.2, 不难看出：

( 1)实施例 1-21中， 各灯的内径均较小， 管电流密度均较高， 其中管电流 密度平均达 0.8 A/cm ² , 可以证明， 本发明低压汞放电灯结构紧凑， 体积小。

(2)实施例 1-21中， 各灯的汞合金的平均工作温度 ΔΤ90大于 30°C, 平均 环境温度 ΔΤ90大于 35°C, 可以证明， 本发明低压汞放电灯在保持小体积的前 提下， 仍能保持稳定的光输出效率， 环境适应性好。

(3) 实施例 1-21中， 无论从光效、 253.7nm紫外辐射功率或者 253.7nm紫 外辐射效率等角度来评价， 本发明的效率均保持在较高的水平， 可以证明， 本 发明低压汞放电灯在保持小体积的前提下， 仍能保持高的光输出效率， 具有高 光效。

需要说明的是， 本发明还有其他多种实施方式， 无法穷尽， 在此不——例 举。

相应的， 本发明还提供了一种紫外线消毒灭菌装置， 所述紫外线消毒灭菌 装置包括上述任一实施例的低压汞放电灯， 所述低压汞放电灯用作低压紫外线 灯。由于所述铟汞合金或铟汞多元合金在超过 170°C的高温工作温度区域内的汞 蒸气压稳定， 无明显下降的拐点， 使得在超过 170°C高温下的低压汞放电灯 253.7nm紫外线能量转换效率高、 光输出效率高且稳定， 环境适应性好， 进而使 紫外线消毒灭菌装置实现提高紫外输出， 光输出稳定。 同时， 由于所述铟汞合 金或铟汞多元合金可以提高灯电流密度， 提高了单位面积的光输出、 照度， 实 现低压汞放电灯的大功率化或同功率的紧凑化 ， 减少灯和灯具的体积， 减小消 毒腔体的截面积或体积。 因此， 所述紫外线消毒灭菌装置在减小消毒腔体的截 面积或体积的前提下， 仍能提高紫外输出， 光输出稳定， 满足紫外线消毒灭菌 的市场需求， 既可以减少体积降低成本， 又可以提高消毒灭菌效果。

综上所述， 本发明提供一种低压汞放电灯， 其密封腔体含有铟汞合金或铟 汞多元合金， 所述铟汞合金或铟汞多元合金中有效的铟汞质 量比例为 In: Hg=97.05:2.95-98.8:1.2。 含有有效的铟汞质量比例为 97.05:2.95-98.8:1.2的铟汞 合金或铟汞多元合金可以在超过 170°C高温下稳定控制汞蒸气压。 因此， 本发明 低压汞放电灯通过调整该铟汞合金或铟汞多元 合金的组分， 控制汞蒸气压在灯 所需的最佳汞蒸气压值附近， 使管壁温度高的低压汞放电灯 253.7nm 紫外线能 量转换效率高。

本发明低压汞放电灯采用所述铟汞质量比例为 In: Hg=97.05:2.95-98.8:1.2 的铟汞合金或铟汞多元合金， 通过铟汞合金或铟汞多元合金对铟汞合金控制 汞 蒸气压的特性与管径进行优化配置和设计， 可以提高灯电流密度， 提高了单位 面积的光输出、 照度， 实现低压汞放电灯的大功率化或同功率的紧凑 化， 减少 灯和灯具的体积， 降低灯和灯具的系统成本， 减少资源的浪费， 降低汞污染。

本发明低压汞放电灯采用所述铟汞质量比例为 In: Hg=97.05:2.95-98.8:1.2 的铟汞合金或铟汞多元合金，由于所述铟汞合 金或铟汞多元合金在超过 170°C的 高温工作温度区域内的汞蒸气压稳定， 无明显下降的拐点， 汞合金工作温度 Δ T90大于 30°C , 环境温度 Δ Τ90大于 35°C , 因此， 本发明低压汞放电灯的光输 出效率高且稳定， 环境适应性好。

进一步， 本发明还提供了一种包含上述低压汞放电灯的 紫外线消毒灭菌装 置， 其中， 低压汞放电灯包含有效的铟汞质量比例为 97.05:2.95-98.8:1.2的铟汞 合金或铟汞多元合金。由于所述铟汞合金或铟 汞多元合金在超过 170°C的高温工 作温度区域内的汞蒸气压稳定， 无明显下降的拐点， 使得在超过 170°C高温下的 低压汞放电灯 253.7nm紫外线能量转换效率高且稳定， 环境适应性好， 进而使 紫外线消毒灭菌装置实现提高紫外输出， 光输出稳定。 同时， 由于所述铟汞合 金或铟汞多元合金可以提高灯电流密度， 提高了单位面积的光输出、 照度， 实 现低压汞放电灯的大功率化或同功率的紧凑化 ， 减少灯和灯具的体积， 减小消 毒腔体的截面积或体积。 因此， 所述紫外线消毒灭菌装置在减小消毒腔体的截 面积或体积的前提下， 仍能提高紫外输出， 光输出稳定， 满足紫外线消毒灭菌 的市场需求， 既可以减少体积、 降低成本， 又可以提高消毒灭菌效果。

以上所述是本发明的优选实施方式， 应当指出， 本发明尽管只给出了以上 实施例， 但也给出诸多不需要经过创造性劳动而得出的 可能的变体， 虽依然无 法穷举， 但本领域内普通技术人员在通读本说明书后， 结合公知常识， 应能联 想到更多的具体实施方式， 此类具体实施方式并不超脱本发明权利要求的 精 神， 任何形式的等同替换或若干改进和润饰均应视 为被本发明所包括的实施 例， 属于本发明的保护范围。