Beskrivelse af gløden fra en neonpære
Hvad er en neonlampe?
Et lavtryksudladningsrør fyldt med den inaktive gas neon er det klassiske neonrør, en lampe, der giver et ensartet orange-rødt neonlys i hele sin længde. De inerte gasser, der anvendes i belysningsudstyr, omfatter helium, xenon, argon og krypton, men de har forskellige glødspektrer, hvilket gør det muligt at kombinere dem og skabe forskellige farver.
Neon er ikke strukturelt forskellig fra andre udladningslamper, herunder lysstofrør. En strøm på 0,1-1 milliampere er nødvendig for at starte enheden. Denne følsomhed har gjort det muligt at anvende neonlamper i netspændingsindikatorer, forudsat at der anvendes en nedtrapningsmodstand for at beskytte mod elektrisk stød.
Samtidig kan tændingsspændingen, afhængigt af pærens længde, diameter og gasfyldning, nå op på 12.000 volt. Derfor kræver start og vedligeholdelse af enheden en inverter i kredsløbet. Neonlys anvendes primært til reklame og underholdning i Europa og USA. I Rusland spredte denne mode sig med en forsinkelse på ti til femten år, selv om glødeudladnings- og indikationsteknologi har været anvendt i industrielle apparater siden 50'erne.
Hvor kommer neon fra
Det første neon blev fremstillet i 1910 af Georges Claude, men til sin opfindelse brugte han Maurice Travers og William Ramsay, britiske kemikere, som fremstillede neon ved at fjerne det fra luften som et biprodukt. I atmosfærisk luft når den maksimale koncentration af Ne op på 0,00182 %. Dette er meget lavt på globalt plan, men tilstrækkeligt til at udvinde det i industriel målestok.
Måden at fremstille neon på er at gøre alle de tunge komponenter i luften flydende, hvilket resulterer i en resterende uforløst komponent, helium-neon-blandingen. Der anvendes tre metoder til at adskille helium og neon:
- Neon adsorption af afkølet aktivt kul;
- frysning med flydende brint;
- dobbelt destillation i en fordamperkondensator;
- kold rektificering af den komprimerede blanding.
Det er sidstnævnte teknologi, der producerer gas med en renhed på 99,9 % i industriel målestok.
Video: Neon - den mest INERTE gas på jorden
Typer af neon
Alle lysende farvede rør, der undertiden er passende bøjet, kaldes fejlagtigt neon. I sin klassiske form består en sådan lampe imidlertid af en glaskolbe fyldt med inert neon med to eller tre elektroder i enderne. Indikatorlamperne er mindre end LED-elementet, og udladningsrørene er op til 10 meter lange og 20 mm i diameter.
Pæren formes ved at opvarme glasset på en gasbrænder, der er fyldt med neon og tilsat et par dråber kviksølv for at gøre gløden klarere. Anordningen er mekanisk ustabil, og bortskaffelse kræver særlige sikkerhedsforanstaltninger på grund af kviksølvdampens giftighed. Anordningens enkelhed begrænser imidlertid dens levetid til pærens integritet, elektrodernes sammensætning og de udløsende elementers servicerbarhed. Der er bogstaveligt talt intet, der kan brænde ud i en klassisk neon, så de kan holde op til 80.000 timer i kontinuerlig drift.
Fleksibel .
Vanskelighederne ved at betjene glaspærer har ført til opfindelsen af alternative teknologier, der efterligner neonbelysning. Som erstatning er LED-strimler, der er indlejret i PVC- eller silikonestrips, blevet populære, idet de spreder pærernes stråler, så lyset fordeles jævnt over hele strippens overflade. Den såkaldte fleksible neon:
- nemme at montere - monteret i specielle fastgørelser eller riller med en 180° bøjning og en bøjningsdiameter på 10 mm;
- mekanisk stabil og forseglet;
- overkommelig;
- lavt strømforbrug - den 50 cm lange strimmel får strøm via en standard USB-forbindelse med 3 til 4 volt.
Kold
En række fleksible neon, men teknologisk udført på en anden måde. Som lyskilde anvendes en fosfor, som en fleksibel kobbertråd er belagt med. Oven på et lag fosfor og et gennemsigtigt dielektrikum er en tynd kobbertråd viklet i en spiral. Hele konstruktionen har en gennemsigtig plastkappe. Spolen med stangen fungerer efter princippet om en magnetspole, og det er magnetfeltet, der fremkalder fosforets luminescens.
Kold neon-drift er mulig ved tilslutning til nettet via særlige invertere, der producerer strøm ved frekvenser på op til 6000 Hz. Selve lampen er en fleksibel, robust og forseglet ledning med forskellige farver afhængigt af fosfortypen.
Diameteren af ledningen reguleres ofte af producenterne kun af tykkelsen af den ydre kappe, mens den indre del forbliver uændret. Derfor giver det kun mening at tage en tykkere ledning, hvis det er berettiget på grund af størrelsen af konstruktionsåbningen.
Et karakteristisk træk ved kold neon er, at der ikke forekommer nogen opvarmning af glødetråden under kontinuerlig drift. Den eneste ulempe ved denne teknologi er, at ved hyppige skarpe bøjninger i små diametre brydes fosforbelægningen med dannelse af mørke områder på tråden.
Hvor man kan bruge neonlys, eksempler med billeder
Egenskaberne ved neonlys var oprindeligt afgørende for deres anvendelse inden for elektroteknik som:
- indikatorer for netspænding i elektriske apparater;
- kontrol- og indikatoranordninger til at registrere tilstedeværelsen af spænding på lederne;
- indikatorer for elektromagnetisk stråling - i Balizor lyser neonet op, når det udsættes for et elektromagnetisk felt;
- en sikring i signalkredsløb.
Neonlamper anvendes i dag hovedsageligt inden for kommercielle områder, design og underholdning.
Sådan fungerer en neonlampe
Den klassiske gasudladningsneon bruger neonets evne til at udsende fotoner af lys, når gasmolekyler udveksler energi i et udladet medium under påvirkning af elektricitet. Når der er tilsluttet vekselstrøm, fordeles gløden jævnt i hele pæren. Hvis strømmen er konstant, er gløden koncentreret omkring katoden.
Ledningsdiagram
Indikatorlamperne er tilsluttet via en nedtrapningsmodstand i henhold til følgende ledningsdiagram.
For eksempel kræver belysningsarmaturer med LED-elementer en mere kompleks forbindelse via en forkobling, som vist i illustrationen nedenfor.
Tilslutning af en gasudladningsneon betyder en passende strømomformer i kredsløbet.
Det første kredsløb betragtes som standard. Den anden reducerer længden af lederne, og hvis den ene side af kredsløbet svigter, fortsætter den anden side af kredsløbet med at fungere.
Afhængigt af udladningsrørets længde og diameter kræves der en step-up transformer med den kapacitet, der er vist i tabellen.
Tilslutning af elektriske armaturer til højspændingsanordninger kræver viden om elektricitet og elektroteknik. Hvis beregningen er forkert, kan udladningen blive til en lysbue, hvilket kan medføre, at pæren sprænger.
Cold neon er forbundet via en inverter til en 12- eller 24-volts strømforsyning, afhængigt af længden af glødeledningen.
LED-neonlyset tilsluttes på samme måde som LED-strips, men alle tilslutninger foretages via stik, hvorefter forbindelsen forsegles, som i videoen.
Sådan får du et andet spektrum af lys
RGB-bånd med en controller er i stand til at ændre farve, tilstand og intensitet af belysning af den fleksible neon med en simulering af lys eller stroboskoplys. I udladningslamper anvendes forskellige ædelgasser eller kombinationer af gasser med glaskolbens farve for at frembringe forskellige farver. For eksempel pumpes en blå xenon ind i en gul pære for at frembringe et grønt lys.
Fordele og ulemper
Gasudladningsneon udsender et blødere og, hvis jeg må sige det, mere analogt lys sammenlignet med andre typer af apparater. Fordelene ved disse lamper er bl.a.:
- ensartethed af luminescens sammen med evnen til at koncentrere lyset på en af elektroderne ved brug af jævnstrøm;
- holdbarhed - ingen forbrugselementer i konstruktionen;
- Drift af små indikatorlamper direkte fra 220 V-nettet;
- Mulighed for at fremstille forskellige pæreformer og katoder;
Samtidig er designet af udladningslamper ikke uden ulemper og betragtes som forældet af følgende årsager:
- støj under drift fra step-up-transformatoren;
- Glaskolens skrøbelighed;
- vanskelige at bortskaffe på grund af tilstedeværelsen af giftig kviksølvdamp i konstruktionen.
De vigtigste forskelle fra LED-strimler
Ledningen, som fungerer efter princippet om fosforglød under indflydelse af elektromagnetisk felt på samme måde som udladningsrøret, udsender lys på 360 °, men den bøjer i alle retninger og bruger mindre energi. Den fleksible LED-strimmel udstråler lys 180° til den ene side og bøjer kun i ét plan. Fordelen ved en fleksibel LED-strimmel, der simulerer en neon, er dens mekaniske stabilitet, brugervenlighed og muligheden for at styre tilstanden via en controller.
RGB-systemet er naturligvis begrænset af retning og bøjningsradius og den smalle glødvektor, men disse ulemper opvejes af muligheden for at skabe unikke lysshows ved hjælp af programmerbare controllere med forskellige driftsformer. Samtidig er den lysende neontråd tyndere (op til 2 mm) og muliggør installation i smalle samlinger og huller, hvilket er vigtigt i automatisk tuning og dekorativ opgradering af forskellige enheder.
Det skal tilføjes, at retro, herunder analogt lys, nu er ved at få et comeback, så de gamle gasudladningslamper er ikke irrelevante i design og markedsføring. Pris og raffinement har gjort de klassiske neonlys til et valg for velhavende købere, der ønsker at skille sig ud med deres status og gode smag.