Описание на блясъка на неонова крушка
Какво представлява неоновата лампа
Класическата неонна тръба е разрядна тръба с ниско налягане, пълна с инертен газ неон - лампа, която излъчва равномерна оранжево-червена неонна светлина по цялата си дължина. Инертните газове, използвани в осветителните устройства, включват хелий, ксенон, аргон и криптон, но те имат различни спектри на светене, което позволява комбинирането им и създаването на различни цветове.
Неонът не се различава структурно от другите газоразрядни лампи, включително флуоресцентните лампи. За стартиране на устройството е необходим ток от 0,1-1 милиампер. Благодарение на тази чувствителност е възможно използването на неонови лампи в индикатори за мрежово напрежение, при условие че се използва понижаващ резистор за защита от токов удар.
В същото време напрежението на запалване, в зависимост от дължината, диаметъра и газовия пълнеж на крушката, може да достигне 12 000 волта. Поради това стартирането и поддръжката на устройството изискват инвертор във веригата. Основното приложение на неоновото осветление е в рекламата и развлеченията в Европа и САЩ. В Русия тази мода се разпространява със закъснение от десет до петнадесет години, въпреки че в промишлените устройства технологията на нажежаемия разряд и индикацията се използва от 50-те години на миналия век.
Откъде идва неонът
Първият неон е направен през 1910 г. от Жорж Клод, но за своето изобретение той използва работата на Морис Травърс и Уилям Рамзи, британски химици, които получават неон, като го елиминират от въздуха като страничен продукт. В атмосферния въздух максималната концентрация на Ne достига 0,00182%. Това е много малко в глобален мащаб, но е достатъчно за добиването му в промишлен мащаб.
Начинът за получаване на неон е да се втечнят всички тежки компоненти на въздуха, в резултат на което се получава остатъчен невтечнен компонент - смес от хелий и неон. За разделянето на хелия и неона се използват три метода:
- Адсорбция на неон от охладен активен въглен;
- замръзване с течен водород;
- двойна дестилация в изпарителния кондензатор;
- студена ректификация на сгъстената смес.
Именно последната технология произвежда газ с чистота 99,9% в промишлен мащаб.
Видео: Неонът - най-интересният газ на земята
Видове неон
Всяка светеща цветна тръба, понякога подходящо огъната, погрешно се нарича неон. В класическия си вид обаче тази лампа се състои от стъклена крушка, пълна с инертен неон, с два или три електрода в краищата си. Индикаторните лампи са по-малки от светодиодния елемент, а газоразрядните тръби са с дължина до десет метра и диаметър до 20 мм.
Крушката се оформя чрез нагряване на стъклото на газова горелка, напълнена с неон и добавени няколко капки живак за подсилване на блясъка. Устройството е механично нестабилно и изхвърлянето му изисква специални мерки за безопасност поради токсичността на живачните пари. Въпреки това простотата на устройството ограничава неговата дълготрайност до целостта на крушката, състава на електродите и възможността за обслужване на задействащите елементи. В класическите неонови лампи буквално няма нищо, което да изгори, така че те могат да издържат до 80 000 часа при непрекъсната работа.
Гъвкави .
Трудностите при експлоатацията на стъклените крушки са довели до изобретяването на алтернативни технологии, които имитират неоновото осветление. Вместо това станаха популярни светодиодните ленти, вградени в PVC или силиконови ленти, които разпръскват лъчите на крушките, така че светлината се разпределя равномерно по повърхността на лентата. Така нареченият гъвкав неон:
- лесен монтаж - монтира се в специални закрепващи елементи или жлебове с огъване на 180° и диаметър на огъване 10 mm;
- механично стабилни и запечатани;
- на достъпни цени;
- ниска консумация на енергия - 50-сантиметровата лента се захранва чрез стандартна USB връзка с напрежение от 3 до 4 волта.
Cold
Разнообразие от гъвкави неони, но технологично изпълнени по различен начин. Като източник на светлина се използва луминофор, с който е покрита гъвкава медна жица. Върху слой фосфор и прозрачен диелектрик се навива спираловидно тънка медна жица. Цялата конструкция е с прозрачна пластмасова обвивка. Намотката с пръчката работи на принципа на магнитна намотка и именно магнитното поле възбужда луминесценцията на фосфора.
Работата със студена неона е възможна, когато е свързана към електрическата мрежа чрез специални инвертори, произвеждащи ток с честота до 6000 Hz. Самата лампа представлява гъвкав, здрав и уплътнен кабел с различни цветове в зависимост от вида на луминофора.
Производителите често регулират диаметъра на кабела само чрез дебелината на външната обвивка, а вътрешната част остава непроменена. Затова има смисъл да се използва по-дебел кабел само ако това е оправдано от размера на строителния отвор.
Характерна особеност на студения неон е пълното отсъствие на нагряване на нишката по време на продължителна работа. Единственият недостатък на технологията е, че при чести резки огъвания с малък диаметър фосфорното покритие се нарушава, като се образуват потъмнели участъци върху проводника.
Къде да използваме неонови светлини, примери със снимки
Свойствата на неоновите лампи първоначално определят използването им в областта на електротехниката като:
- индикатори за мрежово напрежение в електрическите уреди;
- контролни и индикаторни устройства за откриване на наличието на напрежение върху проводниците;
- индикатори за електромагнитно излъчване - в Balizor неонът свети, когато е изложен на електромагнитно поле;
- предпазител във веригите за сигнализация.
Понастоящем неоновите лампи се използват главно в търговския сектор, дизайна и развлеченията.
Как работи неоновата лампа
Класическият газов разряд използва способността на неона да излъчва фотони светлина, когато молекулите на газа обменят енергия в разрядна среда под въздействието на електричество. Когато е свързан променлив ток, светенето се разпределя равномерно по цялата крушка. Ако токът е директен, нажежаването се концентрира около катода.
Схема на свързване
Индикаторните лампи се свързват чрез понижаващ резистор в съответствие със следната електрическа схема.
Например осветителните тела с LED елементи изискват по-сложна връзка чрез баласт, както е показано на илюстрацията по-долу.
Свързването на газоразряден неон означава подходящ инвертор на мощност във веригата.
Първата верига се счита за стандартна. Вторият намалява дължината на проводниците и ако едната страна на веригата се повреди, втората продължава да работи.
В зависимост от дължината и диаметъра на изпускателната тръба е необходим повишаващ трансформатор с капацитета, показан в таблицата.
Свързването на електрически осветителни тела към устройства с високо напрежение изисква познания в областта на електричеството и електротехниката. Ако изчислението е неправилно, разрядът може да се превърне в дъга, което ще доведе до спукване на крушката.
Студеният неон се свързва чрез инвертор към 12- или 24-волтово захранване, в зависимост от дължината на светещия кабел.
Светодиодният неон се свързва по подобен на светодиодните ленти начин, но всички връзки се осъществяват чрез съединители, след което съединението се запечатва, както е показано във видеото.
Как да получите различен спектър на светлината
RGB-рибоните с контролер могат да променят цвета, режима и интензивността на осветяване на гъвкавия неон със симулация на светлини или стробоскопични светлини. В газоразрядните лампи се използват различни благородни газове или комбинации от газове с цвета на стъклената крушка, за да се получат различни цветове. Например син ксенон се подава в жълта крушка, за да се получи зелено сияние.
Предимства и недостатъци
Газоразрядният неон излъчва по-мека и, ако мога така да се изразя, по-аналогова светлина в сравнение с другите видове устройства. Предимствата на тези лампи включват:
- равномерност на луминесценцията, както и възможност за концентриране на светлината върху един от електродите при използване на постоянен ток;
- дълготрайност - няма консумативи в конструкцията;
- Работа на малки индикаторни лампи директно от електрическата мрежа 220 V;
- Възможност за производство на различни форми на крушки и катоди;
В същото време конструкцията на газоразрядните лампи не е лишена от недостатъци и се счита за остаряла поради следните причини:
- шум по време на работа от повишаващия трансформатор;
- Крехкостта на стъклената крушка;
- трудно се обезвреждат поради наличието на отровни живачни пари в конструкцията.
Основни разлики от LED лентата
Шнурът, който работи на принципа на фосфорно нажежаване под въздействието на електромагнитно поле по същия начин като газоразрядната тръба, излъчва светлина на 360°, но се огъва във всички посоки и консумира по-малко енергия. Гъвкавата LED лента излъчва светлина на 180° на една страна и се огъва само в една равнина. Предимството на гъвкавата светодиодна лента, имитираща неон, е нейната механична стабилност, лекота на използване и възможност за управление на режима чрез контролер.
Разбира се, системата RGB е ограничена от посоката и радиуса на огъване и тесния вектор на светене, но тези недостатъци се компенсират от възможността за създаване на уникални светлинни шоута с помощта на програмируеми контролери с различни режими на работа. В същото време светещата неонова нишка е по-тънка (до 2 mm) и позволява монтаж в тесни фуги и пролуки, което е важно при автоматичното настройване и декоративното обновяване на различни устройства.
Трябва да се добави, че ретрото, включително аналоговото, сега се завръща, така че старите газоразрядни лампи не са без значение в областта на дизайна и маркетинга. Цената и изтънчеността са превърнали класическите неонови лампи в избор на богатите купувачи, които искат да се открояват със своя статус и добър вкус.