Адрес:
г. Москва, Добролюбова улица д. 8А
Специальное предложение

 

* Изготовление неоновых вывесок для бизнеса и мероприятий 

(бары, рестораны, выставки, презентации, телешоу)

* Неоновые вывески для дома ( комнаты, спальни, кухни, гостиные)

* Монтаж-демонтаж, ремонт (в Москве)

                                              Все это по низким ценам!!!!!!!!

 

Главная \ Статьи \ Инертные газы

Статьи

« Назад

Инертные газы  15.02.2010 00:52

Как мы знаем, проводником электрического тока в газосветной лампе является газ. В первых лампах такого типа, изготовляемых в начале прошлого века, использовались угольные ангидриды или Азот. Поскольку эти газы не инертны, они уходили из лампы в течение нескольких недель, т.к. в насыщенной атмосфере газосветной трубки они смешивались с материалами лампы, которая, погасала из-за нехватки проводника электрического тока. Неон увидел свет, когда в 1910 году Джорж Клод использовал этот газ для вывески в Париже. Эта вывеска стала первой, в которой применили как наполнитель угольный ангидрид. Успех и популярность этого открытия были настолько велики, что Неон дал имя всей генеалогии газосветных трубок, включая и те, которые его совсем не содержат.
Инертных газов всего пять, перечисляемых в порядке возрастания атомной массы: Гелий, Неон, Аргон, Криптон, Ксенон. Их также называют «благородными газами» или «редкими» из-за очень низкого процента состава, участвующего во взаимодействии с земной атмосферой. Химическая инертность, т.е. неспособность участвовать в химических соединениях, делает их совершенно негорючими и нетоксичными. Но в то же время влияет на их общие характеристики, которые нам наиболее интересны: долгое послесвечение внутри газосветной трубки.
Специфическая структура атомов любых газов придает им особый спектр излучения, когда прохождение тока приводит их в состояние ионизации и возбуждения. То есть, длина излучаемых волн, определяется показателями энергии, когда атомы получают электроны, до этого отдав их, или когда электроны возвращаются на орбиты, на которых они до этого находились. Все эти перемещения также определяются режимами давления и тока, в которых находится газ (в особенности, газы, атомы которых имеют большее число электронов и большую атомную массу).
Индустрия неоновых вывесок развилась при использовании практически во всех случаях двух инертных газов: Неона, из-за его ярко-красного свечения, и Аргона (или смеси Аргона и Неона) благодаря его умеренной цене и прежде всего благодаря его большим возможностям поглощать пары ртути, которые излучают очень интенсивные ультрафиолетовые лучи, способные возбуждать люминофорные вещества различных оттенков.
По моему мнению, остальные три вида газов тоже имеют интересные характеристики. Полезно знать их для того, чтобы иметь возможность наилучшим образом отвечать требованиям рынка, которые постоянно изменяются и возрастают. Также очень актуально подчеркнуть, что многие из их качеств еще остаются неизвестными, и что их применение в газосветных трубках с холодным катодом - область, по большей части неизученная.
Данный подход основывается на простых физических характеристиках, на практических наблюдениях и на измерениях, сделанных на образцах ламп из прозрачного стекла диаметром 15 мм, заполненных при давлении 9 Торр при питании 50 мА, 50 Гц. Он может вызвать вопросы, на которые можно будет дать ответ только после проведения углубленных научных исследований.
 
Последующая   таблица   позволяет   сравнить   основные   физические   и   электрические характеристики редких газов и двух смесей с ртутью.

 

 

 

 

Напряжение

Продуктивное

 

 

 

возбуждения

напряжение

 

Атомная

Потенциал

Для 1м. диам. 15

Для 1м. диам. 15

 

масса

ионизации

9 торр

9 торр

 

 

Вольт

Вольт

Вольт

Гелий

4

24,6

950

1600

Неон

20,2

21,6

600

500

Аргон

39,9

15,8

750

410

Криптон

83,8

14

500

290

Ксенон

131,3

12,1

450

180

Ртуть (80% Аргон - 20% Неон)

200,6

10,4

235

340

Ртуть (75% Криптон - 20% Аргон)

200,6

10,4

150

270

Потенциалом ионизации является энергия, выраженная в Вольтах. Она необходима для того, чтобы атом освобождал электрон. Напряжение возбуждения измеряется на пробных лампах, к которым, используя регулируемый автотрансформатор, применяется напряжение, возрастающее до того момента, пока не начнется свечение. Затем, рассчитывая разницу, поделенную на 2 между трехметровой и метровой лампами, мы получаем напряжение возбуждения только газа. Продуктивное напряжение измеряется на тех же лампах - образцах, путем расчета предполагаемого поглощения электродов (100 В).
Некоторые наблюдения:
В трех случаях напряжение возбуждения ниже продуктивного напряжения на 50 мА: в трубках с чистым Гелием и в трубках с ртутью. Если в принципе разреженные газы ведут себя как особые проводники, в которых, в определенных рамках, сопротивление (и, в принципе, напряжение) сокращается вместе с возрастанием тока, в этих трех случаях мы наблюдаем обратное поведение, более похожее на поведение заряда сопротивления. Другой неожиданный момент касается чистого Аргона, который, несмотря на свою низкую способность ионизироваться, имеет повышенное напряжение возбуждения, даже выше чем у Неона.
Теперь поговорим о характеристиках газов, рассматривая каждый по очереди.

Гелий.

   кд/м2: 192     Рабочая температура: 78 °С

Гелий - самый легкий из всех благородных газов. Его атомы самые маленькие и простые. Поэтому он применяется для определения самых мелких утечек в оборудовании с вакуумом и под давлением: если Гелий не проходит, то не пройдет ни один газ с атомами больших размеров. Эта характеристика позволяет ему легко абсорбироваться материалами, с которыми он находится в контакте. На эту особенность следует обратить внимание, прежде всего, при работе с короткими лампами. В посвященной данному вопросу литературе советуют использовать Гелий (чтобы уменьшить напряжение в лампах) с меньшим давлением заполнения - примерно на половину меньше, нежели при работе с Неоном. При этом электроды, напротив, быстро абсорбируют практически весь газ, запущенный в короткие трубки, и эти трубки потухают через несколько дней. Чтобы избежать этого, необходимо увеличить давление заполнения таким образом, чтобы, когда электроды исчерпают свою способность абсорбировать, оставалось достаточно газа для того, чтобы гарантировать трубке продолжительный жизненный цикл. Свечение Гелия относительно интенсивное, оно имеет бледно-розовый цвет и очень низкое ультрафиолетовое излучение. В заре эпохи Неона Гелий использовался для получения белого свечения в комбинации с трубками с ртутью, и для получения желтого цвета в цветном стекле. Использование Гелия было практически прекращено с изобретением люминофорных веществ. Его недостаток - повышенное потребление энергии, которое порождает повышенный расход тепла (лампы - образцы работали при температуре 78°С!). По этой причине, для него необходимо применять трансформаторы с повышенной мощностью. Однако, даже учитывая его аномальные характеристики, при сокращении тока можно питать трубку не таким повышенным напряжением и при допустимой рабочей температуре.
Одно из наиболее интересных применений Гелия - использование его при бомбардинге. Он позволяет довести трубку до необходимой температуры, при этом не перегревая электроды.
Если что-то прошло не так во время или после первого бомбардинга, и есть необходимость повторить процедуру, это можно сделать, не опасаясь испортить процесс активизации трубки. То же самое происходит при восстановлении или починке. Также Гелий позволяет лучшим образом бомбардировать трубки больших размеров (например, длиной 6 метров и диаметром 25 мм.). Действительно, иногда трансформатор не дает нужного напряжения и возникает необходимость сократить давление для питания разряда, увеличивая   при   этом   ток   для   нагрева   стекла,   и,   в   результате,   слишком   сильно
бомбардируются электроды. Давление Гелия от 5 до 10 торр в состоянии довести трубку до температуры с более низкими показателями и при холодных электродах. С учетом этого, по моему мнению, откачной пост должен предусматривать возможность использования Гелия.
 
Неон

  кд/м2: 2033  Рабочая температура: 38 °С

Выдающаяся характеристика Неона заключается в его очень высокой степени свечения, и в его красно-оранжевом цвете, производимом за счет комбинации красных и оранжевых волн. Его свечение практически совсем не содержит ультрафиолетового излучения. Впрочем, люминофорная пудра функционирует только как «рассеиватель» света, и может только незначительно варьировать цвет разряда.
Как и другие газы, которые мы затронем ниже, Неон имеет «кривую напряжения» в виде высокого пика в начале каждой полуволны. Этот пик, тем выше, чем длиннее цепь ламп. Он сильно повышает изоляцию проводников: кабели и трансформаторы «подчинены» пикам напряжения, намного более высокого, чем номинальное напряжение трансформатора. Эти пики объясняется тем фактом, что каждая полуволна должна воссоздавать для себя условия ионизации газа с последующей абсорбцией энергии. Это не срабатывает при питании на высоких частотах, т.к. газ постоянно ионизируется из-за слишком коротких полуволн, которые следуют друг за другом таким образом, что газ не успевает потерять свое состояние ионизации.

АРГОН

аргон     кд/м2: 9,23    Рабочая температура: 35 °С.   

Многие привыкли видеть Аргон в сочетании с ртутью, и поэтому очень будут изумлены, увидев выше расположенные графики. Действительно, этот газ не имеет голубого цвета, как многие того ожидали. Кроме того, он имеет технические характеристики, очень схожие с характеристиками Неона. Чистый разреженный Аргон производит свечение малой интенсивности (в 200 ниже, чем Неон) цвета мальвы, которому обязан за счет экстремального красного цвета (для нас практически невидимого) и слабого голубого излучения. Помимо этого, он производит слабое ультрафиолетовое излучение. Кривая напряжения демонстрирует пики, такие же высокие, что у Неона, но упорядоченные на более низких уровнях.
Его цвет мальвы особенно приятен и мягок в прозрачном стекле маленького диаметра, и приобретает глубокий фиолетовый оттенок в голубом стекле, и красивый темно-красный цвет в красном стекле.

КРИПТОН

криптон  кд/м: 8  Рабочая температура 30 °С

Очень высокий красный пик нам практически не виден. Все что мы можем видеть, это лишь маленькие голубые, зеленые, желтые и оранжевые рельефы, которые в результате дают белый цвет с розовым оттенком слабой интенсивности.
Ультрафиолетовое излучение также мало, но в состоянии возбудить некоторые из видов люминофорной пудры, особенно те, которые дают зеленые оттенки.
Пик напряжения также выдается, но не так, как у Неона и Аргона. Намного ниже, напротив, остаток кривой, которая в общих чертах представляет продуктивное напряжение.
В люминесцентных лампах Криптон смешивается в небольшом процентном соотношении с Аргоном, чтобы уменьшить напряжение возбуждения при низких температурах. В холодном свечении мне довелось видеть очень интересный способ применения данного газа: витрина одного книжного магазина была украшена изображением Шекспира, сделанным из трубок зеленого цвета без люминофора, и наполненных чистым Криптоном. Декоративный эффект был превосходен и совершенно не мешал смотреть на выставленные здесь же книги. Интересно также использование зеленого люминофора, из-за которого цвет становится более живым и притягательным, и от которого свечение не ослепляет, что часто происходит при применении ртути.

КСЕНОН

ксенон  кд/м2: 6,86    Рабочая температура: 28 °С.

Это самый редкий и самый тяжелый редкий газ. Спектр его излучения очень широкий.
Его световое излучение очень слабое, цвет лилово-голубой. Но его ультрафиолетовое излучение достаточно сильное. Он производит характерный тонкий разряд.
Кривая напряжения показывает, что пик и продуктивное напряжение - самые низкие, по сравнению со всеми другими чистыми газами.
При равном токе, его потребление, а также светоотдача, примерно в 2 раза меньше, нежели у трубки с Аргоном и ртутью. Для полномерной эксплуатации, в принципе, нужны
трансформаторы,    специально    предусмотренные    для    данного    случая,    способные выдерживать повышенный ток.
С трубками, покрытыми люминофором и на данный момент предлагаемыми, он способен производить широкую гамму цветов. При этом, он может в достаточной мере возбуждать
люминофорную пудру. Его низкая видимая светопередача может быть преимуществом, т.к. не «загрязняет» цвет люминофорного свечения, которое производит более живые
тона. Например, достигается прекрасный желтый цвет, даже в зонах усиленной обработки и узких изгибов, без применения цветного стекла.
Проблема   функционирования   трубок   зимой,   в   суровых   климатических   условиях, возникающая из-за конденсации паров ртути, исчезает на корню.
Изучая    люминофорные    покрытия,    более    приспособленные    к   ультрафиолетовому излучению, и повышая рабочий ток, Ксенон мог бы в будущем, представлять собой лучшую альтернативу при использовании с,  не будем об этом забывать, токсичным металлом.

СМЕСИ ГАЗОВ

неон  кд/м2: 756   Рабочая температура: 35 °С

Смесь 50% Аргона и 50% Неона, 80% Аргона и 20% Неона, опять же с ртутью - это наиболее распространенное решение в лампах холодного свечения. Цель добавления Неона состоит в повышении рабочей температуры для уменьшения явления конденсации ртути, когда лампы находятся в условиях холодного климата. Мне непонятна убедительность этих мер, т.к. разница рабочей температуры трубки с Неоном и трубки с Аргоном составляет всего несколько градусов.
Эти смеси обладают высокой способностью абсорбции паров ртути. Их-то, как транспортное средство, и выбирает ток. Редкие газы играют лишь вспомогательную роль. В спектре видимой светопередачи нет и следа от длин волн, типичных для Аргона и Неона. Ртуть понижает и показатели напряжения, особенно напряжения возбуждения, а также пики.
Видимый свет очень интенсивен, расположен по краям. Совсем отсутствует красный цвет. Его голубой цвет получается из смеси зеленого и синего. Цветное стекло может действовать, как очень эффективный фильтр, на сильно различающиеся края цвета. Но, без применения люминофора, помимо красного также невозможно создать желтый цвет. В действительности, желтое стекло абсорбирует только синий цвет, но не зеленый. Именно благодаря своему очень интенсивному ультрафиолетовому излучению, разряд парами ртути производит большую часть широкой гаммы цветов, которые мы видим на световых вывесках и в лампах холодного свечения. Люминофор превращает ультрафиолетовое излучение в видимый свет по всей длине волны спектра. Единственный отрицательный момент состоит в том, что видимая часть люминесцентного разряда принимает участие в смешивании света в лампе, перемежаясь сцветом, производимым люминофорной пудрой, «загрязняя» его и делая более бледным. Если вы хотите этого избежать, следует использовать цветные фильтры, такие как цветное стекло, которые абсорбируют нежелательную часть световой передачи разряда, создавая насыщенные и приятные для восприятия цвета.
Смесь 75% Криптона - 25% Аргона
В таких лампах мы видим, что Криптону (из-за своей низкой способности ионизироваться) удается отказывать ртути в роли эксклюзивного транспортного средства электрического тока. И мы это можем наблюдать, исходя из следующих сигналов: в световом спектре возникает пик ярко-красного цвета (для нас невидимый), который является посторонним для спектра ртути и который, наоборот, является зоной наибольшей передачи Криптона. Продуктивное напряжение сокращается (по сравнению со смесью Аргона и Неона), в то время как пики возрастают. Возросшие пики напряжения типичны для ламп, заполненных чистым газом (за исключением Гелия). Яркость сокращается, и цвет слегка смещается в сторону белого.
Данная смесь может быть интересной альтернативой   смеси Аргона и Неона: в замен меньшей яркости (иногда уместной), она потребляет меньше энергии и имеет меньшую
теплоотдачу.    Это   также   часто   означает,   что   можно   сэкономить   на   количестве трансформаторов.
Из-за  более  низкой  рабочей  температуры,  эта  смесь  представляется  как  не  очень подходящий вариант для ламп, расположенных снаружи в условиях холодного климата, который может спровоцировать конденсацию ртути.

  В заключение я хотел бы отметить, что обычно используемые откачные посты не предполагают возможность удобно менять газ для заполнения трубок. Традиции слишком консервативны только на двух альтернативах - Неоне и смеси. Проблема на сегодняшний день состоит в том, чтобы найти легкое решение с незначительными изменениями самого поста. Газы и смеси, которые мы здесь рассмотрели, всегда имеются у нас в наличии.
Президент группы «Технолюкс»
г-н Бруно Таккони.
(перевод с итальянского языка)

 

 

 


Контакты
Адрес:
г. Москва, Добролюбова улица д. 8А
О Компании

Вызвать специалиста на объект для бесплатной оценки и расчета Вашего варианта

Rambler's Top100