Neoninės lemputės švytėjimo aprašymas
Kas yra neoninė lempa
Žemo slėgio išlydžio vamzdis, pripildytas inertinių dujų neono, yra klasikinis neoninis vamzdis - lempa, per visą ilgį skleidžianti vienodą oranžiškai raudoną neono šviesą. Apšvietimo prietaisuose naudojamos inertinės dujos yra helis, ksenonas, argonas ir kriptonas, tačiau jos turi skirtingus švytėjimo spektrus, todėl jas galima derinti ir kurti skirtingas spalvas.
Neonas savo struktūra nesiskiria nuo kitų išlydžio lempų, įskaitant liuminescencines lempas. Įrenginiui įjungti reikia 0,1-1 miliampero srovės. Dėl tokio jautrumo neonines lempas galima naudoti elektros tinklo įtampos indikatoriuose, jei naudojamas žeminantis rezistorius, apsaugantis nuo nutrenkimo elektros srove.
Tuo pat metu uždegimo įtampa, priklausomai nuo lemputės ilgio, skersmens ir dujų užpildymo, gali siekti 12 000 voltų. Todėl norint paleisti ir prižiūrėti įrenginį, grandinėje reikia inverterio. Europoje ir JAV neoninis apšvietimas dažniausiai naudojamas reklamos ir pramogų srityse. Rusijoje ši mada paplito vėluodama 10-15 metų, nors pramoniniuose įrenginiuose kaitinamojo išlydžio ir indikacijos technologija naudojama nuo šeštojo dešimtmečio.
Iš kur atsiranda neonas
Pirmąjį neoną 1910 m. pagamino Georges'as Claude'as, tačiau savo išradimui jis panaudojo britų chemikų Maurice'o Traverso ir Williamo Ramsay'aus darbus, kurie neoną gavo pašalindami jį iš oro kaip šalutinį produktą. Atmosferos ore didžiausia Ne koncentracija siekia 0,00182 %. Pasauliniu mastu tai labai mažai, tačiau pakankamai, kad būtų galima išgauti pramoniniu mastu.
Neonas gaminamas suskystinant visus sunkiuosius oro komponentus, todėl lieka nesuskystintas komponentas - helio ir neono mišinys. Heliui ir neonui atskirti naudojami trys metodai:
- Neono adsorbcija atvėsinta aktyvintąja anglimi;
- užšaldymas skystu vandeniliu;
- dvigubas distiliavimas garintuvo kondensatoriuje;
- šaltas suslėgto mišinio rektifikavimas.
Būtent pagal pastarąją technologiją pramoniniu mastu gaminamos 99,9 % grynumo dujos.
Vaizdo įrašas: Neonas - labiausiai INERTINĖS dujos žemėje
Neono tipai
Bet koks šviečiantis spalvotas vamzdelis, kartais atitinkamai išlenktas, klaidingai vadinamas neonu. Tačiau klasikinės formos lempa yra stiklinė lemputė, pripildyta inertinio neono, su dviem arba trimis elektrodais jos galuose. Indikacinės lempos yra mažesnės už LED elementą, o išlydžio vamzdžiai yra iki dešimties metrų ilgio ir 20 mm skersmens.
Lemputė formuojama kaitinant stiklą dujiniu degikliu, pripildytu neono, į kurį įlašinami keli lašai gyvsidabrio, kad būtų ryškesnis švytėjimas. Prietaisas yra mechaniškai nestabilus, o dėl gyvsidabrio garų toksiškumo jį šalinant reikia imtis specialių saugos priemonių. Tačiau dėl prietaiso paprastumo jo ilgaamžiškumą riboja lemputės vientisumas, elektrodų sudėtis ir paleidimo elementų tvarkingumas. Klasikiniuose neonuose nėra nieko, kas galėtų perdegti, todėl jie gali veikti iki 80 000 valandų nepertraukiamo veikimo.
Lankstus .
Dėl sunkumų eksploatuojant stiklines lemputes buvo išrastos alternatyvios technologijos, imituojančios neoninį apšvietimą. Vietoj jų išpopuliarėjo į PVC arba silikono juosteles įmontuotos LED juostelės, kurios išsklaido lempučių spindulius taip, kad šviesa tolygiai pasiskirsto juostelės paviršiuje. Vadinamasis lankstusis neonas:
- lengvai montuojami - montuojami specialiuose tvirtinimo įtaisuose arba grioveliuose su 180° lenkimo kampu ir 10 mm lenkimo skersmeniu;
- mechaniškai stabilus ir sandarus;
- už prieinamą kainą;
- mažas energijos suvartojimas - 50 cm ilgio juostelė maitinama per standartinę USB jungtį nuo 3 iki 4 voltų.
Šaltas
Įvairios lanksčios neoninės, tačiau technologiškai kitaip įgyvendintos. Kaip šviesos šaltinis naudojamas fosforas, kuriuo padengta lanksti varinė viela. Ant fosforo sluoksnio ir skaidraus dielektriko spirale suvyniota plona varinė viela. Visa konstrukcija turi skaidraus plastiko apvalkalą. Ritė su strypu veikia magnetinės ritės principu, o magnetinis laukas sužadina fosforo švytėjimą.
Šaltasis neonas gali veikti prijungus prie elektros tinklo per specialius inverterius, gaminančius iki 6000 Hz dažnio srovę. Pati lempa yra lankstus, tvirtas ir sandarus laidas, kurio spalvos priklauso nuo fosforo tipo.
Gamintojai dažnai reguliuoja tik išorinio apvalkalo storį, o vidinė dalis lieka nepakitusi. Todėl storesnį laidą tikslinga naudoti tik tuo atveju, jei tai pateisinama dėl konstrukcinio lizdo dydžio.
Būdinga šaltojo neono savybė yra ta, kad nepertraukiamo veikimo metu visiškai neįkaista gija. Vienintelis technologijos trūkumas yra tas, kad dažnai atliekant aštrius mažo skersmens lenkimus fosforo danga pažeidžiama ir ant vielos susidaro patamsėjusios sritys.
Kur naudoti neonines lemputes, pavyzdžiai su nuotraukomis
Neoninių lempų savybės iš pradžių lėmė jų naudojimą elektrotechnikos srityje kaip:
- elektros prietaisų tinklo įtampos indikatoriai;
- kontrolės ir indikacijos įtaisai, kuriais nustatoma įtampa ant laidininkų;
- elektromagnetinės spinduliuotės rodikliai - Balizor neonas švyti, kai jį veikia elektromagnetinis laukas;
- signalizacijos grandinių saugiklis.
Šiuo metu neoninės lempos daugiausia naudojamos komercijos, dizaino ir pramogų sektoriuose.
Kaip veikia neoninė lempa
Klasikiniame dujų išlydžio neone naudojama neono savybė spinduliuoti šviesos fotonus, kai dujų molekulės keičiasi energija išlydžio terpėje veikiant elektrai. Prijungus kintamąją srovę, švytėjimas tolygiai pasiskirsto visoje lemputėje. Jei srovė yra tiesioginė, švytėjimas koncentruojasi aplink katodą.
Elektros instaliacijos schema
Kontrolinės lemputės jungiamos per mažinantį rezistorių pagal toliau pateiktą jungimo schemą.
Pavyzdžiui, šviestuvams su šviesos diodų elementais reikia sudėtingesnės jungties per balastinį įtaisą, kaip parodyta toliau pateiktoje iliustracijoje.
Dujų išleidimo neono prijungimas reiškia, kad grandinėje yra tinkamas galios keitiklis.
Pirmoji grandinė laikoma standartine. Antrasis sutrumpina laidininkų ilgį ir, jei viena grandinės pusė sugenda, antroji toliau veikia.
Priklausomai nuo išleidimo vamzdžio ilgio ir skersmens, reikia lentelėje nurodytos galios didinančio transformatoriaus.
Norint prijungti elektros šviestuvus prie aukštos įtampos įrenginių, reikia išmanyti elektros ir elektrotechnikos mokslus. Jei skaičiavimai neteisingi, iškrova gali virsti elektros lanku ir dėl to lemputė gali sprogti.
Šaltasis neonas per inverterį prijungiamas prie 12 arba 24 voltų maitinimo šaltinio, priklausomai nuo švytėjimo laido ilgio.
Neoniniai šviesos diodai jungiami panašiai kaip ir šviesos diodų juostelės, tačiau visi sujungimai atliekami per jungtis, po to sandarinama jungtis, kaip parodyta vaizdo įraše.
Kaip gauti kitokio spektro šviesą
RGB juostelėmis su valdikliu galima keisti lankstaus neono spalvą, režimą ir apšvietimo intensyvumą imituojant šviesas arba stroboskopines šviesas. Išlydžio lempose skirtingoms spalvoms išgauti naudojamos skirtingos tauriosios dujos arba dujų deriniai su stiklinės lemputės spalva. Pavyzdžiui, į geltoną lemputę įpurškiamas mėlynas ksenonas, kad būtų sukurtas žalias švytėjimas.
Privalumai ir trūkumai
Dujų išlydžio neonas skleidžia švelnesnę ir, jei galima taip pasakyti, analogiškesnę šviesą, palyginti su kitų tipų prietaisais. Šių lempų privalumai:
- liuminescencijos tolygumas ir galimybė koncentruoti šviesą ant vieno iš elektrodų, kai naudojama nuolatinė srovė;
- ilgaamžiškumas - gamyboje nėra vartojamųjų elementų;
- Mažų kontrolinių lempų veikimas tiesiogiai iš 220 V tinklo;
- Galimybė gaminti skirtingų formų lemputes ir katodus;
Tuo pat metu išlydžio lempų konstrukcija nėra be trūkumų ir yra laikoma pasenusia dėl šių priežasčių:
- triukšmas veikiant didinančiajam transformatoriui;
- Stiklinės lemputės trapumas;
- sunku utilizuoti, nes konstrukcijos viduje yra nuodingų gyvsidabrio garų.
Pagrindiniai skirtumai nuo LED juostelės
Laidas, kuris veikia fosforo švytėjimo principu, veikiant elektromagnetiniam laukui, kaip ir išlydžio vamzdis, skleidžia šviesą 360° kampu, tačiau jis lenkiasi visomis kryptimis ir sunaudoja mažiau energijos. Lanksti LED juosta skleidžia šviesą 180° kampu į vieną pusę ir lenkiasi tik vienoje plokštumoje. Lanksčios LED juostelės, imituojančios neoną, privalumas - mechaninis stabilumas, paprastas naudojimas ir galimybė valdyti režimą valdikliu.
Žinoma, RGB sistemą riboja kryptis ir lenkimo spindulys bei siauras švytėjimo vektorius, tačiau šiuos trūkumus kompensuoja galimybė kurti unikalius šviesos šou naudojant programuojamus valdiklius su skirtingais veikimo režimais. Kartu šviečiantis neono siūlas yra plonesnis (iki 2 mm), todėl jį galima montuoti siaurose jungtyse ir tarpuose, o tai svarbu automatinio derinimo ir dekoratyvinio įvairių prietaisų atnaujinimo atvejais.
Reikėtų pridurti, kad šiuo metu grįžta retro, įskaitant analoginį, todėl senosios dujų išlydžio lemputės nėra nereikšmingos dizaino ir rinkodaros srityje. Dėl kainos ir rafinuotumo klasikines neonines lemputes renkasi turtingi klientai, norintys išsiskirti savo statusu ir geru skoniu.