CN1354827A - 手提式光源装置 - Google Patents
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Abstract
该手提式光源装置将重氢灯10收容在灯箱42内,同时,为了使外部气体温度变化的影响极小,还收容于箱体41内。即,对温度变化敏感的重氢灯10由灯箱42和箱体41围住,以双层屏蔽构造收容。这样,最易受到外部气体影响的箱体41的温度变化不易传递到重氢灯10,可不担心在野外作业时的天气变化和在室内作业时的空调机的影响地加以使用。另外,由于可从上方将重氢灯10***到灯箱42内,所以,即使实现箱体41的紧凑化也可容易地进行灯10的更换作业,从而可在野外和室外容易地移动光源装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种可带入作业现场的手提式光源装置。
背景技术
过去，作为这样的领域的技术，具有日本特开平8-329732号公报。该公报记载的光源装置具有冷却重氢灯的手段。即，在光源块内收容重氢灯，由通风管连接设于该光源块的通风孔和冷却扇，从冷却扇送出的冷却风通过光源块，从而间接地冷却重氢灯。
发明内容
然而，虽然上述现有光源装置进行了由冷却风冷却重氢灯这一项改进，但重氢灯不能通过简单的冷却而稳定工作，过度冷却也不能获得所期望的输出稳定性。这是由重氢灯的构造所带来的，在重氢灯内维持在1/100气压这样的低压状态，具有极易受到外部气体温度变化的影响的特性。因此，过去，虽然重氢灯收容在光源块内，但由于光源块直接接触外部气体地使用，所以，重氢灯在作业现场极易受到外部气体温度变化的影响，存在难以稳定重氢灯的稳定输出特性的问题。其中，在日本特开平8-233659号公报中，公开了在将重氢灯收容于光源室内的状态下由冷却扇间接冷却重氢灯的手段。
本发明就是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供一种手提式光源装置，该手提式光源装置不易受到外部气体的温度变化的影响，可获得极高的输出稳定性。
本手提式光源装置的特征在于：具有灯箱、电源部、及冷却扇，该灯箱固定于箱体内，并收容用于产生规定波长光的重氢灯，具有将从重氢灯射出的光导出到外部的光射出开口，该电源部固定于箱体内，用于驱动重氢灯，该冷却扇固定于箱体，用于在箱体内产生强制的空气流，在灯箱上形成上方开口的灯收容空间部，使重氢灯的底座侧朝上地在灯收容空间部内收容重氢灯。
该手提式光源装置为用于使重氢灯亮灯/闪动发光的装置。该重氢灯不能通过简单的冷却而稳定工作。这是因为在重氢灯内维持为低压状态(例如1/100气体左右)而引起的，此时具有对温度变化极为敏感的输出特性。因此，这样的重氢灯在收容于灯箱内的同时，为了使外部气体的温度变化的影响极小，还收容于箱体内。即，对温度变化敏感的重氢灯由灯箱和箱体围住，以双层屏蔽构造收容。这样，最易受到外部气体影响的箱体的温度变化不易传递到重氢灯，可不担心在野外作业时的天气变化和在室内作业时的空调机的影响地加以使用。另外，在本发明中，由于可从上方将重氢灯***到灯箱内，所以，即使实现箱体的紧凑化也可容易地进行灯的更换作业，从而可在野外和室外容易地移动光源装置。
在上述手提式光源装置中，最好在箱体的对着灯箱开口的位置设置可自由装拆的上盖。在该场合，通过采用上盖，可仅在灯的更换作业时打开箱体。另外，由于可在拆下上盖时从上方观察着灯箱进行灯的更换作业，所以，可安全地进行易裂的灯的更换。
在上述手提式光源装置中，最好在重氢灯的底座侧设置朝相对管轴垂直的方向凸出的金属制的凸缘部，使凸缘部接触于灯箱的上端，在灯箱的灯收容空间部内保持重氢灯。在该场合，可在悬空状态下简单地将重氢灯收容于灯箱内。而且，可由手指夹着灯的凸缘部进行灯的更换作业，所以，手指不接触到玻璃灯泡部分，可消除由指纹等污垢导致的辉度不均。另外，由灯箱与重氢灯的凸缘部的接触，可由凸缘部在灯收容空间部构成适当的盖，适当地阻止冷却风侵入到灯收容空间部内。
附图的简单说明
图1为示出适用于手提式光源装置的重氢灯的一实施形式的透视图。
图2为图1的横断面图。
图3为示出本发明的手提式光源装置的一实施形式的透视图。
图4为图3所示光源装置的断面图。
图5为图3所示光源装置的断面图。
图6为示出在灯箱内安装重氢灯的状态的放大断面图。
图7为灯箱的平面图。
图8为灯箱的侧面图。
图9为沿图7的IX-IX线的断面图。
图10为灯箱的正面图。
图11为沿图10的XI-XI线的断面图。
图12为示出导光筒的正面图。
图13为沿着图12的XII-XII线的断面图。
图14为导光筒、绝热板、及适配器的分解透视图。
图15为示出散热翅片的平面图。
图16为示出散热翅片的侧面图。
图17为沿着图16的XVII-XVII线的断面图。
图18为示出散热翅片的正面图。
实施发明的最佳形式
下面参照附图说明本发明的实施形式。在附图的说明中，相同要素采用相同的符号，省略重复的说明。
图1为示出适用于本发明的手提式光源装置的重氢灯的透视图。该图所示重氢灯10为从侧面射出紫外线的被称为侧开型的重氢灯，在该重氢放电管10中，将发光部组装体20收容于玻璃制的圆筒状容器11的内部，并封入数个torr左右的重氢气(图中未示出)。在容器11的底部形成玻璃制的底座12。另外，容器11由具有良好的紫外线透过率的紫外线透过玻璃和石英玻璃等形成。
在底座12以一直线状并列固定4根导销13-16，各导销13-16贯通底座12并分别由绝缘材料覆盖，作为导线17引出，连接到外部电源(图中未示出)。另外，发光部组装体20具有配置于前部的金属(Ni或SUS)制或陶瓷制的前面罩23、配置于后部的陶瓷制的阳极支承构件22、及配置于该阳极支承构件22与前面罩23之间的金属制(Ni或SUS)的聚焦电极支承构件21。
下面，详细说明发光部组装体20的构成。
如图1和图2所示，在导销14的前端固定金属制的阳极部24。该阳极部24由固定于导销14前端的矩形阳极固定板24a和固定于阳极固定板24a的前面24aB的板状阳极24b构成。另外，在构成断面大体为凸字形的棱柱的阳极支承构件22的前部形成用于收容阳极固定板24a的阳极收容凹部25和用于收容位于阳极部24后方的导销14前端部分的导销收容凹部26。因此，在将阳极部24固定于导销14的状态下，通过将导销14收容于导销收容凹部26内，可由导销14在容器11内保持阳极支承构件22。另外，在阳极收容凹部25的底面25a接触支承阳极固定板24a的背面24aA。
阳极支承构件22由具有电绝缘性和高导热性的陶瓷一体形成。因此，阳极支承构件22对于成为高温的阳极部24起到散热器的作用，可有效地使积蓄在发光部组装体20的热散发到外部。
另外，在配置于阳极部22前方的板状的聚焦电极支承构件21设置矩形的开口部27，该开口部27设置在与阳极24b相向的位置。另外，在聚焦电极支承构件21接触配置金属制的聚焦电极固定板28。在该聚焦电极固定板28的前面28a固定金属制的聚焦电极部29。聚焦电极固定板28固定于聚焦电极支承构件21的前面21a，聚焦电极部29的聚焦开口29a对着聚焦电极支承构件21的开口部27配置，并与阳极24b呈相向关系。
另外，前面罩23的断面大体形成为U字状，同时，固定于聚焦电极支承构件21的前面21a。在该前面罩23的中央形成与聚焦开口29a和阳极24b呈相向关系的紫外线投光用的开口孔30。在由前面罩23和聚焦电极支承构件21形成的空间S内配置用于产生热电子的螺旋状的热阴极31。该热阴极31配置在离开光路的位置即前面罩23内的侧方。
另外，在热阴极31与聚焦电极部29之间的离开光路的位置配置金属(Ni或SUS)制或陶瓷制的放电整流板32。该放电整流板32的一端固定在聚焦电极支承构件21的前面21a，其另一端接触在前面罩23的内壁面。另外，在放电整流板32形成连通热阴极31与聚焦电极部29之间的狭缝32a，由该狭缝32a对从热阴极31产生的热电子进行整流。
在聚焦电极支承构件21与阳极部24的阳极固定板24b之间配置2根陶瓷制成的圆柱状的隔离件35。各隔离件35在阳极收容凹部25内的两侧方的位置接触配置于聚焦电极支承构件21的背面21b和阳极固定板24a的前面24aB，通过利用隔离件35，可时常将聚焦电极部29与阳极部24之间的间隔保持为一定。
下面，说明上述侧开型重氢放电管10的动作。
首先，在放电前20秒左右的期间从外部电源(图中未示出)向热阴极31供给10W左右的电力，对热阴极31进行预热。之后，在热阴极31与阳极24b之间加150V左右的直流开路电压，完成电弧放电的准备。
完成该准备后，在热阴极31与阳极24b之间加350-500V的触发电压。此时，从热阴极31放出的热电子通过放电整流板32的细长的狭缝32a，一边由聚焦电极部29的聚焦开口29a收敛一边到达阳极24b。在聚焦开口29a的前方发生电弧放电，从该电弧放电产生的电弧球发出的紫外线通过开口孔30后，透过玻璃制的容器11的周面，放出到外部。
另外，阳极部24和聚焦电极部29由于成为超过数百℃的高温，所以，该热通过由陶瓷制成的上述构件适时地散发到外部。阳极部24由阳极支承构件22牢牢地保持住，聚焦电极部29由聚焦电极支承构件21牢牢地保持住，所以，即使在长时间连续发光产生的高温下，也不易产生变形，可良好地保持阳极部24与聚焦电极部29的位置精度。
下面，说明利用上述重氢灯10的手提式光源装置。
图3-图5所示那样的光源装置40为长约26cm、宽约16cm、高约12cm、重约3kg左右的非常小而且轻的、携带方便的装置。该光源装置40具有长方形的钢制箱体41，在该箱体41内的前部，将收容重氢灯10的铝制灯箱42固定在底面板41a，在后部，将用于在箱体41内形成强制空气流的冷却扇43固定于背面板41b。
另外，在灯箱42与冷却扇43之间将电源部44固定于底面板41a，电源部44按AC-DC变流器44A和灯驱动用电源回路44B分开到左右。当接通设于箱体41的背面板41b的电源开关45时，通过电源部44向重氢灯10供给所期望的电流，冷却扇43开始回转。
其中，考虑到野外和室内的携带和使用，在该光源装置40安装把手46和橡胶制的脚部47。另外，在箱体41设置告知电源的开/关的LED灯48和告知重氢灯10的开/关的LED灯49，以方便作业者使用。
这样，手提式光源装置40为用于使重氢灯10亮灯/闪动发光的装置。可是，上述重氢灯10并不是通过简单的冷却即可稳定工作。这是因为，在重氢灯10内维持为低压状态(例如1/100气压左右)，此时具有对温度变化极为敏感的输出特性。
因此，这样的重氢灯10在收容于灯箱42的同时，为了使外部气体的温度变化的影响极小，还收容于箱体41内。即，重氢灯10由灯箱42和箱体41围在内部，以双重屏蔽构造收容。结果，最易受到外部气体影响的箱体41的温度变化难以传递到重氢灯10，可不用担心受到在野外作业时的天气变化和室内作业时的空调机等的影响地长期使用。
另外，在本发明的光源装置40中，除进行了上述改进以外，还对多处进行了改进，以十二分地获得高性能的重氢灯10具有的特性，下面对其进行说明。
在箱体41设置吸气孔50，该吸气孔50使得可由配置于后侧的冷却扇43进行适当的吸引，用于在箱体41内产生适当的冷却风。吸气孔50位于电源部44的前方，并相对连接灯箱42和冷却扇43的线设置于左右对象的位置。作为设于箱体41的具体场所，在左右的侧面板41c形成与灯箱42相向的多个狭缝构成的侧面吸气孔51(参照图3和图5)，在前面板41d左右形成由多个狭缝构成的前面吸气孔52(参照图3)，在底面板41a形成由位于灯箱42两侧那样的多个狭缝构成的底面吸气孔53(参照图5)。
这样，各吸气孔51、52、53位于电源部44的前方，结果，可适当冷却电源部44。因此，可向重氢灯10供给稳定的电压，可与上述双层屏蔽构造一起使重氢灯10的输出特性极为稳定。
另外，各吸气孔51、52、53形成于左右对象的位置，结果，在从左右的吸气孔50到冷却扇43之间可在箱体41内产生左右均匀的冷却风。因此，可进行灯箱42的左右均匀的冷却，实现重氢灯10的输出特性的进一步稳定化。如空气的吸气量充分，则也可仅留下底面吸气孔53，取消侧面吸气孔51和前面吸气孔52，使外观整洁。在该场合，可适当防止从外部侵入杂物和灰尘。
如图6所示，固定于箱体41内的灯箱42考虑到导热，由铝制的中空块形成为长方形。在该灯箱42，以使底座12侧处于上方的状态，从上方将重氢灯10***到圆柱形的灯收容空间部S内。因此，通过使各导线17在上方，使得容易在箱体41内对各端子进行连线作业，而且，在换灯时，可从上方观察着灯箱42的灯***开口55进行作业，可安全地进行易裂的灯10的更换。
如图7-图11所示，在灯箱42的顶部设置有圆形的灯***开口55，该灯箱42具有直径比重氢灯10的容器11大的灯收容空间部S。灯收容空间部S的壁面与容器11的表面考虑到各材质的热膨胀的不同而稍微离开。
在这里，如图1和图6所示，在重氢灯10由粘结剂等固定金属制的凸缘部56，以使得容易安装到灯箱42。该凸缘部56从用于包围重氢灯10的底座12侧的筒体57的端部相对灯10的管轴L朝垂直方向凸出。设置这样的凸缘部56使得可由手指夹着凸缘部56进行更换灯的作业，所以，手指不接触到容器11的玻璃部分，可消除由指纹等污垢导致的辉度不均。
另外，凸缘部56接触于灯箱42的上端42A。结果，可在悬空状态下简单地将重氢灯10收容到灯箱42。而且，通过使灯箱42与重氢灯10的凸缘部56接触，可由凸缘部56在灯收容空间部S构成适当的盖，适当地阻止冷却风侵入到灯收容空间部S内。
另外，在灯箱42内，需要时常使重氢灯10的安装位置为一定。因此，使定位销57凸出到灯箱42的上端42A，该定位销57***到凸缘部56的切槽58内。因此，可不会弄错重氢灯10的前后地确实进行灯的更换作业。
另外，当将重氢灯10固定于灯箱42时，在凸缘部57设置螺钉***孔59，与此相应地在灯箱42的上端42A形成螺钉孔60(参照图7和图8)。因此，穿过螺钉***孔59将螺钉61螺旋接合到螺钉孔60，从而牢固地将凸缘部57固定到灯箱42。
为了使灯更换作业容易进行，如图3和图4所示那样，对着灯箱42的灯***开口55地在箱体41设置可自由装拆的上盖62。上盖62可由滚花螺钉63的装拆开闭。通过采用这样的上盖62，可在灯更换作业时简单地拆下上盖62，可从上方观察着灯箱42进行作业，所以，可安全地进行易裂的灯10的更换。
下面，说明用于将对温度变化极为敏感的重氢灯10时常维持为一定的输出特性的方法。如图4和图6所示，灯箱42离开箱体41的底面板41a地固定。具体地说，在底面板41a与灯箱42的底面42B之间设置板状的陶瓷制绝热构件(第1绝热板)65。结果，将直接接触外部气体的箱体41和直接收容重氢灯10的灯箱42进行热隔断，使箱体41的温度变化不易传递到灯箱42。
因此，使灯箱42与受到外部气体温度变化影响最大的箱体41热隔绝，箱体41的温度变化不易影响到重氢灯10的输出特性，与上述双重屏蔽构造一起，使得可长时间维持重氢灯10的稳定动作特性。这样，可实现不受野外和室内的使用环境左右的通用性高的装置。例如，可用于野外的水质检查用分光光度计、车间和工厂的各场所的化学物质的定期检查等。
另外，在绝热构件65与箱体41的底面板41a之间配置板状的橡胶制防振构件66。防振构件66、绝热构件65、及灯箱42由4个螺钉67固定于箱体41的底面板41a。在该场合，各螺钉67从底面板41a的下方***，拧入到灯箱42的螺钉孔68(参照图9)内。这样，通过采用防振构件66，使得箱体41从外部受到的振动不易传递到灯箱42，防止重氢灯10的适当的晃动，使输出特性稳定。
下面，说明确实地射出重氢灯10产生的紫外线的方法。
如图6所示，在灯箱42的前壁42a以贯通状态设置与紫外线投光用的开口孔30相向的光射出开口69。另外，在灯箱42的前壁42a朝前方凸出地固定用于使光射出开口69延长的铝制导光筒70。如图12和图13所示，在该导光筒70的中央形成与光射出开口69同心地配置的延长开口71，使紫外线通过其中。另外，导光筒70由4个螺钉73固定于灯箱42。具体地说，通过设于延长开口71周围的4个螺钉插通孔72，由螺钉73将导光筒70固定于灯箱42。
采用这样的导光筒70的原因在于，当在空气中照射紫外线时，已知会产生臭氧，所以采用这样的导光筒70以尽可能地防止紫外线与空气接触。即，在箱体41内由冷却扇43强制地产生空气流动，当紫外线通过这样的部分时，向存在紫外线的场所时常不断地供给新的空气，从而导致大量臭氧的发生，这使得发生紫外线的臭氧晃动。
因此，由导光筒70围住紫外线通过的区域，并使导光筒70延伸到前面板41d，尽可能地使冷却风不接触紫外线。因此，通过采用这样的导光筒70，在箱体41内抑制在紫外线通过的部分产生臭氧，适当地避免臭氧的发生导致的射出光的晃动。
另外，使导光筒70延伸到前面板41d附近，结果使导光筒70接近箱体41，从而可能通过导光筒70使箱体41的热变动传递到灯箱42。因此，在导光筒70的前端面固定圆板状的陶瓷制绝热构件(第2绝热板)74。该绝热构件74如图14所示那样由2个螺钉75固定到导光筒70。通过采用这样的绝热构件74，可尽可能地使导光筒70接近箱体41。
另外，在导光筒70的延长开口71内从其前端侧***光连接器用适配器76的后端。从箱体41的前面板41d露出适配器的前端。结果，由该适配器76使得在箱体41的外部的图中未示出的光纤的光连接容易进行。而且，在箱体41内，通过与导光筒70一起产生作用，使得紫外线极为不容易受到冷气风的影响，所以，可使光输出特性具有极高的稳定性。
另外，在适配器76设置有凸缘部76a，在导光筒70设置有2个螺钉孔77。因此，由上述2个螺钉75将绝热构件74与适配器76一起固定到导光筒70。
在这里，如图6所示，在灯箱42的光射出开口69内固定聚光透镜80。该聚光透镜80靠近重氢灯10，可使更多的光汇聚，增大光强度。该聚光透镜80隔着垫圈81由导光筒70和灯箱42夹着固定。采用这样的构成，可简单组装与重氢灯的输出相符的那样的聚光透镜80，增大作业的效率和聚光透镜80的选择自由度。
为了实现导光筒70和聚光透镜80的一体化，也可将聚光透镜80固定到导光筒70的延长开口71内。在该场合，由于聚光透镜80成为预先组装到导光筒70的状态，所以，可进一步提高组装作业性。
下面，说明使箱体41内的空气流动稳定化、提高冷却效率的方法。如图4和图5所示，在箱体41内，使断面T字状的散热翅片83延伸到灯箱42与冷却扇43之间，由铝材形成该散热翅片83。
另外，散热翅片83固定于灯箱42，不与箱体41接触地稍离开底面板41a，并延伸到冷却扇43附近。另外，使散热翅片83的后端与冷却扇43相向。因此，当产生沿着散热翅片83的冷却风时，冷却风由冷却扇43迅速地排出到外部，提高了箱体41内空气的置换效率，当灯起动时，可缩短输出稳定所需暖气运行的时间。
如图15-图18所示，散热翅片83具有在灯箱42与冷却扇43之间相对箱体41的底面板41a垂直延伸的分隔板83a和设置于分隔板83a上部并在相对分隔板83a直交的方向(与底面板41a平行)延伸的顶板41b。散热翅片83的前端接触于灯箱42，其另一端位于冷却扇43的近旁。这样，散热翅片83形成为T字状断面，结果，冷却风由顶板41b从上方压入地流动，冷却风难以接触箱体41的上面板41e和上盖62，而且，可有效而且迅速地将冷却风排出。
另外，由在灯箱42表面发生的热交换使冷却风变暖，该冷却风一边上升一边由冷却扇43吸引，沿着由分隔板83a和顶板83b形成的断面L字形的通道有效地排气。另外，为了提高冷却风的排气效率，在箱体41的底面板41a设置位于分隔板83a两侧的多个吸气孔84，各吸气孔84沿着分隔板83a排成一列(参照图5)。结果，在紧靠散热翅片83的位置从下方吸气，所以，可沿着散热翅片83有效地将冷却风诱导至冷却扇43。
另外，在散热翅片83的前端一体地设置与灯箱42外表面接触的断面U字状的散热部85，由该散热部85提高灯箱42与散热翅片83之间的导热效率。因此，可实现灯箱42的散热面积的扩大化，提高灯箱42的冷却效率。另外，为了将散热翅片83固定于灯箱42，在散热部85设置螺钉***孔85a，在灯箱42设置螺钉孔87(参照图11)。在将螺钉***孔85a和螺钉孔87对齐位置后，由螺钉86将散热部85安装到灯箱42(参照图5)。
如图4和图5所示，顶板83b位于上盖62的近旁，结果，可将互锁机构90安装到顶板83b。该互锁机构90为在拆下上盖62的场合用于断开电源的安全机构。
按照本发明的手提式光源装置由于如上述那样构成，所以可获得如下那样的效果。即，具有灯箱、电源部、及冷却扇，该灯箱固定于箱体内，并收容产生规定波长光的重氢灯，具有将从重氢灯射出的光导出到外部的光射出开口，该电源部固定于箱体内，用于驱动重氢灯，该冷却扇固定于箱体，在箱体内产生强制的空气流，在灯箱形成上方开口的灯收容空间部，使重氢灯的底座侧朝上地在灯收容空间部内收容重氢灯。这样，不易受到外部气体的温度变化的影响，可获得极高的输出稳定性。
产业上利用的可能性
本发明可用于手提式光源装置。
Claims (4)
1.一种手提式光源装置，其特征在于：具有灯箱、电源部、及冷却扇，该灯箱固定于箱体内，并收容用于产生规定波长光的重氢灯，具有将从上述重氢灯射出的光导出到外部的光射出开口，该电源部固定于上述箱体内，用于驱动上述重氢灯，该冷却扇固定于上述箱体，用于在上述箱体内产生强制的空气流，在上述灯箱形成上方开口的灯收容空间部，使重氢灯的底座侧朝上地在上述灯收容空间部内收容上述重氢灯。
2.根据权利要求1所述的手提式光源装置，其特征在于：在上述箱体的对着上述灯箱的上述开口的位置设置可自由装拆的上盖。
3.根据权利要求1所述的手提式光源装置，其特征在于：在上述重氢灯的上述底座侧上设置朝相对管轴垂直的方向凸出的金属制的凸缘部，使上述凸缘部接触于上述灯箱的上端，在上述灯箱的上述灯收容空间部内保持上述重氢灯。
4.根据权利要求2所述的手提式光源装置，其特征在于：在上述重氢灯的上述底座侧设置朝相对管轴垂直的方向凸出的金属制的凸缘部，使上述凸缘部接触于上述灯箱的上端，在上述灯箱的上述灯收容空间部内保持上述重氢灯。
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