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霓虹燈發光的描述

發佈時間:2020 年 8 月 12 日
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什麼是霓虹燈

充滿惰性氖氣的低壓放電管是經典的氖燈——一種沿其整個長度產生均勻橙紅色氖燈的燈。照明設備中使用的惰性氣體包括氦氣、氙氣、氬氣、氪氣,但它們具有不同的發射光譜,您可以將它們組合起來,創造出不同的顏色。

在結構上,霓虹燈與其他氣體放電燈(包括熒光燈)沒有什麼不同。要啟動設備,需要 0.1-1 毫安範圍內的電流。這種靈敏度使得在電源電壓指示器中使用霓虹燈成為可能,前提是使用降壓電阻器來防止觸電。

同時,根據燒瓶的長度、直徑和充氣情況,點火電壓可達12000伏。因此,啟動和維持設備的運行需要電路中存在逆變器。霓虹燈的主要應用在歐美的廣告和娛樂領域。在俄羅斯,這種時尚的傳播延遲了 10 到 15 年,儘管該技術自 50 年代以來一直用於工業輝光放電和指示設備。

測試為標誌製作的發光字母。
測試為標誌製作的發光字母。

你從哪裡得到霓虹燈

第一個霓虹燈是由喬治克勞德於 1910 年製造的,但對於他的發明,他使用了英國化學家 Maurice Travers 和 William Ramsay 的工作,他們通過將霓虹燈作為副產品從空氣中去除來獲得霓虹燈。在大氣中,氖的最大濃度達到0.00182%。這在行星規模上非常小,但足以在工業規模上生產。

獲得氖的方法是將空氣中的所有重成分液化,從而形成殘留的非液化成分——氦氖混合物。氦和氖的三種分離方法:

  • 通過冷卻的活性炭吸附氖;
  • 用液態氫冷凍;
  • 冷凝器-蒸發器中的雙精餾;
  • 壓縮混合物的冷蒸餾。

這是最新的技術,可以在工業規模上獲得純度為 99.9% 的氣體。

視頻:氖是地球上最惰性的氣體

霓虹燈的種類

任何發光的彩色管,有時以必要的方式彎曲,都被錯誤地稱為霓虹燈。然而,在其經典形式中,這種燈是由一個充滿惰性霓虹燈的玻璃燈泡製成的,兩端有兩個或三個電極。指示燈比 LED 元件小,氣體放電管長 10 米,直徑 20 毫米。

在燒瓶的製造過程中,通過在充滿氖氣的燃氣燃燒器上加熱玻璃,並添加幾滴水銀以使輝光變亮,從而使其具有必要的形狀。該裝置對機械應力不穩定,其處置需要與汞蒸氣毒性相關的特殊安全措施。然而,該裝置的簡單性僅將其耐用性限制在燈泡的完整性、電極的組成以及啟動元件的可用性方面。在經典的霓虹燈中,幾乎沒有任何東西可以燒毀,因此它們的正確運行可以持續長達 80,000 小時。

靈活的

操作玻璃燈的複雜性導致了模仿霓虹燈的替代技術的發明。作為替代品,LED 燈條變得流行,安裝在 PVC 或矽膠條中,這些燈條會散射燈泡的光束,使光線均勻分佈在燈條的表面。所謂柔性霓虹燈:

  • 易於安裝 - 它安裝在特殊的緊固件或凹槽中,彎曲度為 180°,彎曲直徑為 10 毫米;
  • 機械穩定且緊密;
  • 可用的;
  • 在功耗方面經濟 - 50 厘米長的條帶由電壓為 3-4 伏的傳統 USB 連接器供電。
LED-flex 的安裝
使用支架將 LED-flex 安裝在面板上。

寒冷的

一種靈活的霓虹燈,但在技術上是根據不同的原理製成的。熒光粉用作光源,其覆蓋有柔性銅線。一根細銅線以螺旋狀纏繞在一層磷光體和透明電介質上。整個結構有一個透明的塑料外殼。帶棒的螺旋是根據磁線圈的原理工作的,正是磁場激發了熒光粉的發光。

熒光燈絲裝置。
熒光燈絲裝置的方案之一。

當通過產生頻率高達 6000 Hz 的電流的特殊逆變器連接到網絡時,冷霓虹燈的運行是可能的。燈本身是一種靈活、耐用且密封的電線,根據熒光粉的類型,其發光顏色會有所不同。

製造商通常僅通過外殼的厚度來調節螺紋的直徑,而內部則保持不變。因此,只有在結構凹槽的尺寸合理的情況下,才有意義採用粗繩。

冷霓虹燈的一個特徵是在長時間運行期間燈絲完全沒有加熱。該技術的唯一缺點是,由於沿小直徑頻繁的銳角彎曲,熒光粉塗層會破裂,並在導線上形成暗區。

各種繩子。
各種發光線。

使用霓虹燈的地方,帶照片的例子

最初,霓虹燈泡的特性決定了它們在電氣工程領域的用途:

  • 電器中的電源電壓指示器;
  • 用於確定導體上是否存在電壓的控制和指示裝置;
  • 存在電磁輻射的指標 - 在 Balizor 設備中,霓虹燈在暴露於電磁場時會發光;
  • 保險絲在報警電路。

現代霓虹燈主要用於貿易、設計和娛樂領域。

對於廣告牌。
對於廣告牌。
用於立面設計
用於建築立面的設計。
用於分區空間。
用於分區空間。
作為室內裝飾。
作為室內物品的裝飾和照明。
營造必要的氛圍
在娛樂場所營造必要的氛圍。
在照相館,獲得獨特的照片效果。
在照相館,獲得獨特的照片效果。
在自動調諧中。
在摩托車和自動調諧中。
在各種家電的現代化升級中
在包括PC在內的各種家用電器的現代化升級中。

霓虹燈的工作原理

經典的氣體放電氖利用氖的能力,當氣體分子在稀薄的介質中在電的作用下交換能量時,可以發射光子。當連接交流電時,發光均勻地分佈在整個燈泡中。如果電流恆定,則輝光集中在陰極周圍。

仿蠟燭。
仿蠟燭。

接線圖

指示燈按照以下方案通過降壓電阻連接。

例如,基於 LED 元件的照明設備需要通過鎮流器進行更複雜的連接方案,如下圖所示。

霓虹燈發光的描述

連接氣體放電霓虹燈意味著逆變器電路中存在適當的電源。

霓虹燈發光的描述

第一種方案被認為是標準的。第二個允許您減少導體的長度,並且在電路的一側發生故障的情況下,第二個繼續工作。

連接錯誤。
可能的連接錯誤。

根據氣體放電管的長度和直徑,需要使用表中所示功率的升壓變壓器來啟動它。

霓虹燈發光的描述
“直徑”列中的第一列對應於燒瓶的長度 1 m,第二列分別對應於 2 m 等。

將電氣裝置連接到高壓設備需要電氣和電氣工程知識。如果計算不正確,放電可能會變成電弧,然後導致燈泡破裂。

冷霓虹燈通過逆變器連接到 12 或 24 伏電源,具體取決於發光線的長度。

LED 霓虹燈的連接方式與 LED 燈條相同,但所有連接均通過連接器完成,然後密封連接處,如視頻中所示。

如何獲得不同光譜的輝光

在控制器存在的情況下,RGB 色帶能夠通過模仿花環或頻閃燈來改變靈活霓虹燈的顏色、模式和亮度。在氣體放電燈中,使用不同的惰性氣體或它們與燈泡玻璃顏色的組合來獲得不同的顏色。例如,為了獲得綠光,將發出藍光的氙氣泵入黃色燒瓶。

不同惰性氣體的顏色。
不同惰性氣體的顏色。

的優點和缺點

放電式霓虹燈發出柔和的光,如果我可以這麼說的話,與其他類型的設備相比,發出更多類似的光。這些燈的優點包括:

  • 當使用直流電時,發光的均勻性以及將光集中在一個電極上的可能性;
  • 耐用性 - 設計中沒有消耗品;
  • 直接從 220 V 網絡運行小型指示燈;
  • 可以製造各種形狀的燒瓶和陰極;
帶有陰極的不尋常的直流霓虹燈
具有給定形狀陰極的不尋常的直流霓虹燈。

同時,氣體放電燈裝置也並非沒有缺點,被認為已過時,原因如下:

  • 升壓變壓器運行期間的噪音;
  • 玻璃燒瓶的易碎性;
  • 由於結構內部存在有毒汞蒸氣,回收利用的複雜性。

與LED燈條的主要區別

電線在電磁場的影響下利用熒光粉發光的原理工作,就像氣體放電管一樣發出 360° 的光,但同時它可以向任何方向彎曲,消耗的能量更少。 LED 元件上的柔性條在一個方向上發射 180° 光,並且僅在一個平面上彎曲。仿霓虹燈的柔性 LED 燈帶的優點是其機械穩定性、操作方便以及通過控制器控制模式的能力。

LED-flex的優勢在於它的多功能性和通用性。
LED-flex的優勢在於它的多功能性和通用性。

當然,RGB 磁帶系統受到彎曲方向和半徑以及窄發光矢量的限制,但這些缺點可以通過使用具有不同操作模式的可編程控制器創建獨特的燈光秀的能力來彌補。同時,發光霓虹燈線更細(可達2毫米),這允許您將其安裝在狹窄的接頭和縫隙中,這對於各種設備的自動調諧和裝飾升級非常重要。

用細霓虹燈線和厚 LED-flex 調整摩托車。
用細霓虹燈線和厚 LED-flex 調整摩托車。

應該補充的是,現在復古的時尚正在回歸,包括模擬,所以舊的放電燈在設計和營銷領域並沒有失去它們的相關性。價格和操作難度使經典霓虹燈成為想要以身份和品味脫穎而出的富裕買家的選擇。

註釋:
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