Gasudladningsrør

Opdelingsforslag

Denne artikel er foreslået opdelt i artiklerne Gasudladningsrør og Gasudladningslampe. (Diskutér forslaget).
Hvis opdelingen sker, skal det fremgå af beskrivelsesfeltet, at opdelingen er sket (hvorfra og hvortil) eller af artiklens diskussionsside.

Et kendt xenon gasudladningsrør anvendes i blitze. Bemærk tråden der er viklet om det indre blitzrør – det er elektroden som leder højspændingen på hundreder eller mere end tusind volt, så xenon-gassen ioniseres og dermed starter blitzlyset.

Et gasudladningsrør eller udladningsrør er en gasfyldt rør med typisk to elektroder. De to elektroder er ved jævnstrøm en katode og en anode – og ved vekselstrøm to katoder. Røret er et elektrisk isolerende og temperaturbestandigt rør.

Gasudladningslamper er en familie af gasudladningsrør som er designet til at være kunstige lyskilder, som under passage af elektrisk strøm gennem en ioniseret gas – plasma, genererer lys (infrarødt lys, synligt lys, ultraviolet lys).

Gasfyldning

Mange forskellige gasser benyttes:

Ædelgasser:
- Helium – Benyttes i "neonrør"
- Neon – Benyttes i "neonrør"
- Argon – Benyttes i "neonrør"
- Krypton
- Xenon – benyttes i blitze til fotografiapparater, visse lommelygter – og i nogle bilforlygter.^[1]^[2]^[3]
Andre stoffer som under drift er i plasmafasen:
- Natrium
- Kviksølv – benyttes i lysstofrør og "neonrør"

Blandinger af ovenstående plasma benyttes også for at få en bestemt farve, længere levetid eller højere ydelse. Gasudladningslasere er specielle gasudladningsrør, hvor målet er optisk lysforstærkning.

Kategorisering

En væsentlig parameter ved gasudladningsrør er deres gastryk:

Lavtrykudladningsrør – f.eks. gnistgab, lysstofrør, neonrør, glimlamper.
Højtrykudladningsrør op til ca. 1 MPa (ca. 10 atmosfærer) – f.eks. kviksølvdamplamper
Meget højtrykudladningsrør – op til ca. 10 MPa.

Lavtrykudladningsrør

Eksempler

Gasudladningsrør til overspændingsbeskyttelse

Et gasudladningsrør til overspændingsbeskyttelse (GDT forkortelse for den engelske benævnelse Gas Discharge Tube) anvendes til at aflede kortvarige overspændinger med kraftige strømme på op til 20kA. ^[4] Se gnistgab.

Lysstofrør

Uddybende artikel: Lysstofrør

Generelt har lysstofrør væsentlig højere ydelse og levetid end glødepærer. Dog har glødepærer og halogenpærer et fuldspektret lys.

Neonrør

Uddybende artikel: Neonrør

Neonrør kan indeholde neon, men kan i stedet have mange andre gasser med formålet, at få en bestemt lysfarve frem. Neonrør benyttes typisk til reklamelysskilte.

Glimrør

Uddybende artikel: Glimrør

Glimrør er små gasudladningsrør fyldt med bl.a. neon. De anvendes i vågelys og kontrollamper.

Strømforsyning

Elektrisk strømforsyning af et gasudladningsrør med varmkatoder

Uddybende artikel: Gasudladningsrør forkobling

Elektrisk strømforsyning af et gasudladningsrør. Symbolet for Ballastspolen (L) ses foroven og glimtænderens 2 elektriske komponenter (en støjdæmpende kondensator (C) og selve glimrøret) ses for neden. Symbolet for gasudladningsrøret med de to varmkatoder ses i midten. Kredsløbet må kun fødes med vekselspænding med den rette frekvens og spænding.

En typisk lysstofrørs traditionelle glimtænder skilt ad.

En traditionel glimtænder (eller starter) anvendes sammen med en ballastspole (også kendt som jernkerneforkobling) til at starte strømmen gennem gasudladningsrøret.

Et gasudladningsrør levetid hænger sammen med antallet af tændinger med en traditionel glimtænder. ^[5]

For nogle år siden kom der elektroniske glimtændere på markedet, som "glimtænder" ca. 50-100 gange per sekund. Fordelen ved disse er at gasudladningsrøret starter hurtigere og uden forudgående lysglimt. Herudover øges gasudladningsrørets levetid væsentligt. ^[6] ^[7]

En nyere og mere effektiv måde at strømforsyne gasudladningsrør på, er med en HF-ballaststrømforsyning. HF-ballaststrømforsyningens tændingsfunktion øger udladningsrørets levetid væsentligt i forhold til de traditionelle glimtændere. Herudover spares energi, da HF-ballaststrømforsyningen er mere effektiv end en traditionel ballastspole. ^[8] ^[9] ^[10]

Langt de fleste lavenergipærer (år 2008) har en HF-ballaststrømforsyning indbygget.

Elektrisk strømforsyning af et gasudladningsrør med koldkatoder

Helium-Neon-laser med en koldkatode formodentlig strømforsynet af to seriekoblede spændingsforsyninger. Den første til at generere normal driftspænding og den anden (en Cockcroft-Walton generator) til at generere den høje ioniseringsspænding.

Langt de fleste gasudladningsrør af "neonrør"-typen benytter koldkatoder, hvilket betyder at katoderne ikke opvarmes af strømmen gennem røret.

Helium-Neon-laseren benytter normalt kun én kold katode og en anode, da de normalt strømforsynes med jævnstrøm. Jævnstrømmen kan f.eks. fås fra to seriekoblede spændingsforsyninger. Den første til at generere normal driftspænding og den anden (en Cockcroft-Walton generator) til at generere den høje ioniseringsspænding. ^[11] ^[12]

Elektrodeløs gasudladningsrør strømforsynet via magnetisk induktion

I 1967-1968 blev der udtaget patent på det elektrodeløse gasudladningsrør ^[13] ^[14], men hf-induktionsenergiforsyningen kunne dengang ikke laves konkurrencedygtigt. I dag (2008) kan elektrodeløse gasudladningsrør laves driftsikkert og med økonomisk drift. De virker ved at plasmaet tapper energi fra det inducerede magnetiske hf-felt. ^[15] ^[16] ^[17] Fordelen ved disse pærer er, at de i modsætning til sparepærer starter med det samme med fuld lysstyrke og lysstyrken holder sig i længere tid, da der ikke forurenes fra elektroderne – de er der jo ikke.

Kilder/referencer

^ en:Xenon arc lamp
^ xenonkits.dk: Er det lovligt at montere HID xenonlygter på sin bil ?
^ xenonkits.dk: Xenon lommelygte
^ Dansk Standard: DS/EN 61643-311: Komponenter til lavspænding til anordninger til overspændingsbeskyttelse – Del 311: Specifikation til gasudladningsrør (GDT)
^ materialeplatform.emu.dk: (Webside ikke længere tilgængelig) Citat: "...[side 24]...Den mest betydende faktor for levetiden er antal tændinger, fordi glødetrådene er ekstra opvarmede når lysstofrøret starter og dermed er der et stort forbrug af det elektron-emitterende stof på glødetrådene..."
^ nordtek.dk: Elektronisk starter for lysstofrør, Elektronisk Starter for Solarierør Citat: "...TubeSaver har også indbygget et automatisk elektronisk sikkerheds – kredsløb som beskytter din elektriske installation imod overophedning når røret er brugt op..."
^ Web archive backup: auralight.dk: Elektroniske sikkerhedstændere Citat: "...Strike familien tilhører de få elektroniske tændere på markedet som opfylder kravene til sikkerhedsstandard IEC/EN 61347-1-2 og prestandard IEC/EN 60927..."
^ Web archive backup: elmetec.dk: EB230 Elektronisk forkobling
^ Web archive backup: energiguiden.dk: Faktaark – lys Citat: "...HF-forkoblingerne bruger ca. 23% mindre energi end en tilsvarende jernkerneforkobling...I elektroniske forkoblinger er glimtænderfunktionen indbygget. Disse spoler starter lysstofrørene så blødt, at lysstofrørene holder omtrent 50% længere..."]
^ miljoevejledninger.dk: Lysarmaturer og lamper Arkiveret 31. marts 2014 hos Wayback Machine Citat: "...Elektroniske HF-forkoblinger (højfrekvente forkoblinger) er langt bedre end mekaniske, fordi de bruger mindre energi, giver et bedre lysudbytte, forhindrer flimmer, er støjfri, og giver en længere levetid for lyskilden. Vælg belysningssystemer, som overholder Elsparefondens indkøbskrav..."
^ epanorama.net: HeNe laser power supply Citat: "...The other diodes and the .001's form a classical voltage multiplier ladder which I think is a tripler (I can't quite decipher my notes from 10 years ago and I'm not in the mood to try to figure it out). If it is, this gives a starting voltage of 7000V..."
^ Sam's Laser FAQ: Complete HeNe Laser Power Supply Schematics, Voltage Multiplier Starting Circuits
^ "Electrodeless gaseous electric discharge devices utilizing ferrite cores". Arkiveret fra originalen 17. november 2007. Hentet 17. februar 2008.
^ "High frequency electrodeless flourescent lamp assembly". Arkiveret fra originalen 17. november 2007. Hentet 17. februar 2008.
^ 23. jun 2007, Ing.dk: Ny elsparepære uden flimmer Arkiveret 1. juli 2007 hos Wayback Machine Citat: "...Osram har opfundet en elektrodeløs sparepære, der giver et kraftigere lys og lyser op hurtigere end andre sparepærer..."
^ Nov 1, 2002, EC&M: RF Lighting Tunes in Improved Illumination Arkiveret 17. december 2007 hos Wayback Machine Citat: "...A typical hot cathode fluorescent lamp has a cathode...Simply starting the lamp also damages the coating by wearing away the emissive material...Using an electronic ballast can reduce cathode coating loss...Re-entrant cavity induction lamps operate at 2.65 MHz...A 40-cm coaxial cable delivers power from the electronic ballast to the base of the lamp. By separating the two components, the ballast operates cooler, which extends its life..."
^ Electrodeless Induction Lamps

Eksterne henvisninger

Wikimedia Commons har flere filer relateret til Gasudladningsrør
repairshandbook.oxford.gov.uk: Changing a fluorescent tube or starter Arkiveret 24. december 2007 hos Wayback Machine

[1] :Xenon arc lamp

[2] xenonkits.dk: Er det lovligt at montere HID xenonlygter på sin bil ?

[3] xenonkits.dk: Xenon lommelygte

[4] Dansk Standard: DS/EN 61643-311: Komponenter til lavspænding til anordninger til overspændingsbeskyttelse – Del 311: Specifikation til gasudladningsrør (GDT)

[5] terialeplatform.emu.dk: (Webside ikke længere tilgængelig) Citat: "...[side 24]...Den mest betydende faktor for levetiden er antal tændinger, fordi glødetrådene er ekstra opvarmede når lysstofrøret starter og dermed er der et stort forbrug af det elektron-emitterende stof på glødetrådene..."

[6] rdtek.dk: Elektronisk starter for lysstofrør, Elektronisk Starter for Solarierør Citat: "...TubeSaver har også indbygget et automatisk elektronisk sikkerheds – kredsløb som beskytter din elektriske installation imod overophedning når røret er brugt op..."

[7] Web archive backup: auralight.dk: Elektroniske sikkerhedstændere Citat: "...Strike familien tilhører de få elektroniske tændere på markedet som opfylder kravene til sikkerhedsstandard IEC/EN 61347-1-2 og prestandard IEC/EN 60927..."

[8] Web archive backup: elmetec.dk: EB230 Elektronisk forkobling

[9] Web archive backup: energiguiden.dk: Faktaark – lys Citat: "...HF-forkoblingerne bruger ca. 23% mindre energi end en tilsvarende jernkerneforkobling...I elektroniske forkoblinger er glimtænderfunktionen indbygget. Disse spoler starter lysstofrørene så blødt, at lysstofrørene holder omtrent 50% længere..."]

[10] vejledninger.dk: Lysarmaturer og lamper Arkiveret 31. marts 2014 hos Wayback Machine Citat: "...Elektroniske HF-forkoblinger (højfrekvente forkoblinger) er langt bedre end mekaniske, fordi de bruger mindre energi, giver et bedre lysudbytte, forhindrer flimmer, er støjfri, og giver en længere levetid for lyskilden. Vælg belysningssystemer, som overholder Elsparefondens indkøbskrav..."

[11] rama.net: HeNe laser power supply Citat: "...The other diodes and the .001's form a classical voltage multiplier ladder which I think is a tripler (I can't quite decipher my notes from 10 years ago and I'm not in the mood to try to figure it out). If it is, this gives a starting voltage of 7000V..."

[12] Sam's Laser FAQ: Complete HeNe Laser Power Supply Schematics, Voltage Multiplier Starting Circuits

[13] "Electrodeless gaseous electric discharge devices utilizing ferrite cores". Arkiveret fra originalen 17. november 2007. Hentet 17. februar 2008.

[14] "High frequency electrodeless flourescent lamp assembly". Arkiveret fra originalen 17. november 2007. Hentet 17. februar 2008.

[15] 23. jun 2007, Ing.dk: Ny elsparepære uden flimmer Arkiveret 1. juli 2007 hos Wayback Machine Citat: "...Osram har opfundet en elektrodeløs sparepære, der giver et kraftigere lys og lyser op hurtigere end andre sparepærer..."

[16] Nov 1, 2002, EC&M: RF Lighting Tunes in Improved Illumination Arkiveret 17. december 2007 hos Wayback Machine Citat: "...A typical hot cathode fluorescent lamp has a cathode...Simply starting the lamp also damages the coating by wearing away the emissive material...Using an electronic ballast can reduce cathode coating loss...Re-entrant cavity induction lamps operate at 2.65 MHz...A 40-cm coaxial cable delivers power from the electronic ballast to the base of the lamp. By separating the two components, the ballast operates cooler, which extends its life..."

[17] Electrodeless Induction Lamps

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]