Beschrijving van de gloed van een neonlamp
Wat is een neonlamp
Een lagedruk ontladingsbuis gevuld met het inerte gas neon is de klassieke neonbuis, een lamp die over haar gehele lengte een gelijkmatig oranjerood neonlicht produceert. Tot de inerte gassen die in verlichtingsapparatuur worden gebruikt, behoren helium, xenon, argon en krypton, maar zij hebben verschillende gloeispectra, waardoor zij kunnen worden gecombineerd en verschillende kleuren kunnen worden gecreëerd.
Neon verschilt structureel niet van andere ontladingslampen, met inbegrip van fluorescentielampen. Een stroom van 0,1-1 milliampère is nodig om het apparaat te starten. Deze gevoeligheid heeft het mogelijk gemaakt neonlampen te gebruiken in netspanningsindicatoren, op voorwaarde dat een step-down-weerstand wordt gebruikt ter bescherming tegen elektrocutie.
Tegelijkertijd kan het ontstekingsvoltage, afhankelijk van de lengte, de diameter en de gasvulling van de bol, oplopen tot 12.000 volt. Daarom is voor het starten en onderhouden van de eenheid een omvormer in het circuit vereist. Neonverlichting wordt vooral gebruikt voor reclame en amusement in Europa en de VS. In Rusland verspreidde deze mode zich met een vertraging van tien tot vijftien jaar, hoewel in industriële apparaten de gloei-ontladings- en indicatietechnologie al sinds de jaren 50 wordt gebruikt.
Waar komt neon vandaan
Het eerste neon werd in 1910 gemaakt door Georges Claude, maar voor zijn uitvinding maakte hij gebruik van het werk van Maurice Travers en William Ramsay, Britse chemici die neon verkregen door het als bijproduct uit de lucht te halen. In atmosferische lucht bereikt de maximumconcentratie van Ne 0,00182%. Dit is zeer laag op wereldschaal, maar voldoende om het op industriële schaal te winnen.
De manier om neon te produceren is alle zware bestanddelen van lucht vloeibaar te maken, zodat een niet-vloeibaar gemaakt restbestanddeel overblijft, het helium-neonmengsel. Er worden drie methoden gebruikt om helium en neon te scheiden:
- Neon adsorptie door gekoelde actieve kool;
- bevriezen met vloeibare waterstof;
- dubbele destillatie in een verdampercondensor;
- koude rectificatie van het samengeperste mengsel.
Het is deze laatste technologie die op industriële schaal gas produceert met een zuiverheid van 99,9%.
Video: Neon - het meest INERT gas op aarde
Soorten neon
Een lichtgevende gekleurde buis, soms op de juiste manier gebogen, wordt ten onrechte een neon genoemd. In haar klassieke vorm bestaat zo'n lamp echter uit een glazen bol gevuld met inert neon, met twee of drie elektroden aan de uiteinden. Indicatielampen zijn kleiner dan het LED-element en de ontladingsbuizen zijn tot tien meter lang en 20 mm in diameter.
De bol wordt gevormd door het glas te verhitten op een gasbrander, gevuld met neon en een paar druppels kwik worden toegevoegd om de gloed helderder te maken. Het toestel is mechanisch instabiel en de verwijdering ervan vereist speciale veiligheidsmaatregelen wegens de giftigheid van de kwikdamp. De eenvoud van het toestel beperkt echter de levensduur ervan tot de integriteit van de lamp, de samenstelling van de elektroden en de onderhoudbaarheid van de ontstekingselementen. Er is letterlijk niets om door te branden in een klassieke neon, dus ze kunnen tot 80.000 uur meegaan bij continu gebruik.
Flexibel.
De moeilijkheid om glazen bollen te laten branden heeft geleid tot de uitvinding van alternatieve technologieën die neonverlichting nabootsen. Als vervanging zijn LED-strips ingebed in PVC- of siliconenstrips populair geworden, waarbij de lichtbundels van de lampen worden verstrooid zodat het licht gelijkmatig over het oppervlak van de strip wordt verdeeld. De zogenaamde flexibele neon:
- gemakkelijk te installeren - gemonteerd in speciale bevestigingen of groeven met een bocht van 180° en een buigdiameter van 10 mm;
- mechanisch stabiel en verzegeld;
- betaalbaar;
- laag stroomverbruik - de 50 cm strip wordt gevoed via een standaard USB-aansluiting met 3 tot 4 volt.
Cold
Een verscheidenheid aan flexibele neon, maar technologisch op een andere manier uitgevoerd. Als lichtbron wordt een fosfor gebruikt, waarmee een soepele koperdraad is bekleed. Bovenop een laag fosfor en een transparant diëlektricum wordt een dunne koperdraad in een spiraal gewikkeld. De gehele constructie heeft een doorzichtig plastic omhulsel. De spoel met de staaf werkt volgens het principe van een magnetische spoel en het is het magnetisch veld dat de luminescentie van de fosfor opwekt.
Koude neonwerking is mogelijk indien aangesloten op het elektriciteitsnet via speciale omvormers die stroom produceren met frequenties tot 6000 Hz. De lamp zelf is een flexibel, robuust en verzegeld snoer met verschillende kleuren, afhankelijk van het type fosfor.
De diameter van het snoer wordt door de fabrikanten vaak alleen geregeld door de dikte van de buitenmantel, het binnendeel blijft ongewijzigd. Daarom heeft het alleen zin een dikker koord te nemen als de grootte van de bouwsleuf dit rechtvaardigt.
Kenmerkend voor koude neon is dat de gloeidraad bij continu gebruik niet wordt verwarmd. Het enige nadeel van deze technologie is dat bij veelvuldige scherpe bochten in kleine diameters de fosforlaag wordt verbroken, waardoor op de draad donkere plekken worden gevormd.
Waar neonlichten te gebruiken, voorbeelden met foto's
De eigenschappen van neonlichten waren oorspronkelijk bepalend voor hun gebruik in de elektrotechniek als:
- netspanningsindicatoren in elektrische apparaten;
- controle- en aanwijsinrichtingen om de aanwezigheid van spanning op geleiders te detecteren;
- indicatoren van elektromagnetische straling - in de Balizor gloeit de neon op bij blootstelling aan een elektromagnetisch veld;
- een zekering in signaleringscircuits.
Neonlampen worden tegenwoordig meestal gebruikt in de commerciële, de design- en de amusementssector.
Hoe werkt een neonlamp
De klassieke gasontladingsneon maakt gebruik van het vermogen van neon om fotonen van licht uit te zenden wanneer gasmoleculen onder invloed van elektriciteit energie uitwisselen in een ontladen medium. Wanneer een wisselstroom wordt aangesloten, wordt de gloed gelijkmatig over de gloeilamp verdeeld. Bij een gelijkstroom concentreert de gloed zich rond de kathode.
Bedradingsschema
De controlelampjes worden aangesloten via een step-down-weerstand volgens het onderstaande schema.
Zo vereisen verlichtingsarmaturen met LED-elementen een complexere aansluiting via een voorschakelapparaat, zoals weergegeven in de onderstaande illustratie.
De aansluiting van een gasontladingsneon betekent een geschikte vermogensomvormer in het circuit.
Het eerste circuit wordt als standaard beschouwd. De tweede verkort de lengte van de geleiders en als één kant van het circuit uitvalt, blijft de tweede werken.
Afhankelijk van de lengte en de diameter van de ontladingsbuis is een step-up transformator nodig met de in de tabel aangegeven capaciteit.
Het aansluiten van elektrische verlichtingsarmaturen op hoogspanningsapparatuur vereist kennis van elektriciteit en elektrotechniek. Indien de berekening onjuist is, kan de ontlading in een boog omslaan, met als gevolg dat de lamp barst.
Koude neon wordt via een omvormer aangesloten op een 12 of 24 volt voeding, afhankelijk van de lengte van het gloeikoord.
De LED neon wordt op dezelfde manier aangesloten als LED strips, maar alle verbindingen worden gemaakt via connectoren, gevolgd door het afdichten van de verbinding, zoals in de video.
Hoe krijg je een ander spectrum van licht
RGB-linten met een controller zijn in staat de kleur, de modus en de intensiteit van de verlichting van de flexibele neon te veranderen met een simulatie van lichten of stroboscooplichten. In ontladingslampen worden verschillende edelgassen of combinaties van gassen met de kleur van de glazen bol gebruikt om verschillende kleuren te produceren. Bijvoorbeeld, een blauw xenon wordt in een gele lamp gepompt om een groene gloed te produceren.
Voor- en nadelen
Gasontladingsneon straalt een zachter en, als ik het zo mag zeggen, meer analoog licht uit in vergelijking met andere soorten toestellen. De voordelen van deze lampen zijn onder meer:
- uniformiteit van de luminescentie samen met de mogelijkheid om het licht te concentreren op één van de elektroden bij gebruik van gelijkstroom;
- duurzaamheid - geen verbruikbare elementen in de constructie;
- Werking van kleine controlelampjes rechtstreeks op 220 V netspanning;
- Mogelijkheid om verschillende lampvormen en kathodes te fabriceren;
Tegelijkertijd is het ontwerp van ontladingslampen niet zonder nadelen en wordt het om de volgende redenen als verouderd beschouwd:
- ruis tijdens de werking van de step-up transformator;
- De breekbaarheid van de glazen bol;
- Moeilijk te verwijderen door de aanwezigheid van giftige kwikdamp in de structuur.
Belangrijkste verschillen met LED strip
Het snoer, dat werkt volgens het principe van fosforgloed onder invloed van elektromagnetisch veld op dezelfde wijze als de ontladingsbuis, zendt licht uit in een hoek van 360°, maar het buigt in alle richtingen en verbruikt minder energie. De flexibele LED-strip straalt licht uit over 180° naar één kant en buigt slechts in één vlak. Het voordeel van een flexibele LED-strip die een neon simuleert, is de mechanische stabiliteit, het gebruiksgemak en de mogelijkheid om de modus via een controller te regelen.
Natuurlijk is het RGB-systeem beperkt door de richting en de buigradius en de smalle gloeirector, maar deze nadelen worden gecompenseerd door de mogelijkheid om unieke lichtshows te creëren met behulp van programmeerbare controllers met verschillende werkingsmodi. Tegelijkertijd is de lichtgevende neondraad dunner (tot 2 mm) en maakt hij installatie mogelijk in smalle voegen en spleten, wat belangrijk is bij automatische afstelling en decoratieve opwaardering van diverse apparaten.
Hieraan moet worden toegevoegd dat retro, inclusief analoog, nu een comeback maakt, zodat de oude gasontladingslampen niet irrelevant zijn in de ontwerp- en marketingarena. Door de prijs en het raffinement zijn klassieke neonlichten de keuze geworden van welgestelde klanten die zich willen onderscheiden door hun status en goede smaak.