Neonskilt - Neon sign
I skiltbranchen er neonskilte elektriske skilte tændt af lange lysende gasudladningsrør, der indeholder sjældent neon eller andre gasser. De er den mest almindelige anvendelse til neonbelysning , som først blev demonstreret i en moderne form i december 1910 af Georges Claude på Paris Motor Show . Mens de bruges verden over, var neonskilte populære i USA fra omkring 1920'erne til 1950'erne. Installationer på Times Square , mange oprindeligt designet af Douglas Leigh , var berømte, og der var næsten 2.000 små butikker, der producerede neonskilte i 1940. Ud over skiltning bruges neonbelysning ofte af kunstnere og arkitekter , og (i en modificeret form ) i plasma -displaypaneler og fjernsyn . Skiltbranchen er faldet i de sidste årtier, og byer er nu optaget af at bevare og restaurere deres antikke neonskilte.
Lysdioder kan dannes for at simulere udseendet af neonlamper.
Historie
Neonskiltet er en udvikling af det tidligere Geissler -rør , som er et forseglet glasrør, der indeholder en "sjælden" gas (gastrykket i røret er et godt stykke under atmosfærisk tryk ). Når der påføres en spænding på elektroder indsat gennem glasset, resulterer der en elektrisk glødafladning . Geissler -rør var populære i slutningen af 1800 -tallet, og de forskellige farver, de udsendte, var kendetegnende for gasserne indeni. De var uegnede til generel belysning, da trykket af gassen indeni typisk faldt ved brug. Den direkte forgænger for neonrørbelysning var Moore -røret , der brugte nitrogen eller kuldioxid som lysende gas og en patenteret mekanisme til at opretholde tryk. Moore -rør blev solgt til kommerciel belysning i en årrække i begyndelsen af 1900'erne.
Opdagelsen af neon i 1898 af britiske forskere William Ramsay og Morris W. Travers omfattede observation af en strålende rød glød i Geissler -rør. Travers skrev, "flammen af rødt lys fra røret fortalte sin egen historie og var et syn at dvæle ved og aldrig glemme." Efter neons opdagelse blev neonrør brugt som videnskabelige instrumenter og nyheder. Et skilt skabt af Perley G. Nutting og der viser ordet "neon" kan have været vist på Louisiana Purchase Exposition i 1904, selvom denne påstand er blevet bestridt; under alle omstændigheder ville manglen på neon have forhindret udviklingen af et belysningsprodukt. Efter 1902 begyndte Georges Claude 's firma i Frankrig, Air Liquide , at producere industrielle mængder neon, hovedsageligt som et biprodukt af deres flydende flydende forretning. Fra 3. til 18. december 1910 demonstrerede Claude to 12 meter lange, lyse røde neonrør på Paris Motor Show . Denne demonstration tændte en peristyle af Grand Palais (en stor udstillingshal). Claude's medarbejder, Jacques Fonsèque, indså mulighederne for en virksomhed baseret på skiltning og reklame. I 1913 oplyste et stort skilt til vermouth Cinzano nattehimlen i Paris, og i 1919 blev indgangen til Paris Opera prydet med neonrørbelysning. I løbet af de næste flere år blev der tildelt patenter til Claude for to innovationer, der stadig bruges i dag: en "bombardement" -teknik til at fjerne urenheder fra arbejdsgassen i et forseglet skilt og et design til de indre elektroder i skiltet, der forhindrede deres nedbrydning ved sprut.
I 1923 introducerede Georges Claude og hans franske firma Claude Neon neongasskilte til USA ved at sælge to til et Packard -bilforhandler i Los Angeles . Earle C. Anthony købte de to skilte med "Packard" for $ 1.250 pr. Stk. Neonbelysning blev hurtigt et populært inventar inden for udendørs reklame. Skiltene - kaldet "flydende ild" - var synlige i dagslys; folk ville stoppe og stirre.
Det, der muligvis er det ældste overlevende neonskilt i USA, der stadig bruges til dets oprindelige formål, er skiltet "Theater" (1929) ved Lake Worth Playhouse i Lake Worth, Florida .
Den næste store teknologiske innovation inden for neonbelysning og skilte var udviklingen af fluorescerende rørbelægninger. Jacques Risler modtog et fransk patent i 1926 for disse. Neonskilte, der anvender en argon/kviksølvgasblanding, udsender en hel del ultraviolet lys . Når dette lys absorberes af en fluorescerende belægning, fortrinsvis inde i røret, lyser belægningen (kaldet en "phosphor") med sin egen farve. Selvom der kun var få farver til at tegne designere i første omgang, blev der efter Anden Verdenskrig undersøgt fosformaterialer intensivt til brug i farve -tv. Omkring to dusin farver var tilgængelige for neonskiltdesignere i 1960'erne, og i dag er der næsten 100 tilgængelige farver.
Fremstilling
.jpg)
Neonrørskilte fremstilles af håndværket til at bøje glasrør til former. En arbejdstager, der er fagmand inden for dette håndværk, er kendt som en glasbøjer, neonbender eller rørbøjning. Neonrøret er lavet af 4 eller 5 fod lange lige pinde af hule glas, der sælges af skiltleverandører til neonbutikker verden over, hvor de manuelt samles til individuelle specialdesignede og fremstillede lamper.
Slanger i udvendige diametre fra ca. 8–15 mm med en vægtykkelse på 1 mm bruges mest, selvom 6 mm rør nu er kommercielt tilgængeligt i farvede glasrør. Røret opvarmes i sektioner ved hjælp af flere typer brændere, der vælges i henhold til mængden af glas, der skal opvarmes for hver bøjning. Disse brændere omfatter bånd, kanoner eller krydsild, samt en række forskellige gasbrændere. Båndbrændere er ildstrimler, der gør de gradvise bøjninger, mens krydsbrande bruges til at lave skarpe bøjninger.
Det indre af rørene kan være belagt med et tyndt phosphorescerende pulverlak, der er fastgjort til rørets indre væg med et bindemateriale. Røret fyldes med en renset gasblanding, og gassen ioniseres af en høj spænding påført mellem enderne af det forseglede rør gennem kolde katoder svejset på enderne. Farven på lyset, der udsendes af røret, kan være netop den, der kommer fra gassen, eller lyset fra phosphorlaget . Forskellige fosforbelagte slangesektioner kan stødsvejses sammen ved hjælp af glasbearbejdningsbrænder til at danne et enkelt rør med forskellige farver, f.eks. Et tegn, hvor hvert bogstav viser et andet farvebogstav inden for et enkelt ord.
"Neon" bruges til at betegne den generelle lampetype, men neongas er kun en af de typer rørgasser, der hovedsageligt anvendes i kommerciel anvendelse. Ren neongas bruges kun til at producere omkring en tredjedel af farverne (for det meste nuancer af rødt og orange og nogle varmere eller mere intense nuancer af pink ). Det største antal farver (inklusive alle nuancer af blå , gul , grøn , violet og hvid samt nogle køligere eller blødere nuancer af pink) produceret ved at fylde med en anden inert gas, argon og en dråbe kviksølv (Hg) som tilsættes til røret umiddelbart efter oprensning. Når røret ioniseres ved elektrificering, fordamper kviksølvet til kviksølvdamp, som fylder røret og producerer stærkt ultraviolet lys. Det således producerede ultraviolette lys ophidser de forskellige fosforbelægninger, der er designet til at producere forskellige farver. Selvom denne klasse af neonrør slet ikke bruger neon, betegnes de stadig som "neon". Kviksølvbærende lamper er en type koldkatode fluorescerende lamper .
Hver type neonrør producerer to forskellige mulige farver, den ene med neongas og den anden med argon/kviksølv. Nogle "neon" -rør er fremstillet uden fosforbelægninger til nogle af farverne. Klar rør fyldt med neongas producerer den allestedsnærværende gullige orange farve med den indvendige plasmasøjle klart synlig og er det billigste og enkleste rør at lave. Traditionelle neonglas i Amerika over 20 år er blyglas, der er lette at blødgøre ved gasbrande, men de seneste miljø- og sundhedsmæssige bekymringer hos arbejderne har fået producenterne til at søge mere miljømæssigt sikre specielle bløde glasformler. Et af de irriterende problemer, der undgås på denne måde, er blyglasets tendens til at brænde ind i en sort plet, der udsender blydampe i en bøjningsflamme, der er for rig på brændstof/iltblandingen. En anden traditionel serie glas var farvede sodavandglas, der kommer i et utal af glasfarvevalg, som producerer den højeste kvalitet, mest hypnotisk levende og mættede nuancer. Der er stadig flere farvevalg i enten belægning eller ikke belægning af disse farvede briller med de forskellige tilgængelige eksotiske fosforer.
Lang levetid
Det er den brede vifte af farver og evnen til at lave et rør, der kan holde i årevis eller årtier uden udskiftning, der gør dette til en kunst. Da disse rør kræver så meget specialarbejde, ville de have meget lidt økonomisk levedygtighed, hvis de ikke havde en så lang levetid, når de var godt behandlet. Intensiteten af det producerede neonlys stiger, når rørdiameteren bliver mindre, det vil sige, intensiteten varierer omvendt med kvadratroden af rørets indvendige diameter, og rørets modstand stiger, når rørdiameteren falder i overensstemmelse hermed, fordi rørionisering er størst i midten af røret, og ionerne migrerer til og genfanges og neutraliseres ved rørvæggene. Den største årsag til neonrørsvigt er den gradvise absorption af neongas ved højspændingsionimplantation i de indre glasvægge i rørene, der nedbryder gassen og til sidst får rørmodstanden til at stige til et niveau, som den ikke længere kan tænde ved nominel spænding, men dette kan tage godt 50 år, hvis røret behandles korrekt under bombardement og gaspåfyldning.
Denne lange levetid har skabt et praktisk marked for neonbrug til indvendig arkitektonisk bugtbelysning til en lang række anvendelser, herunder boliger, hvor røret kan bøjes til enhver form, monteres i et lille rum, og kan gøre det uden at det er nødvendigt at udskifte rør for et årti eller mere.
Rørbøjning
En del af glasset opvarmes, indtil det er formbart; derefter bukkes det i form og justeres til et neonskiltmønsterpapir, der indeholder den grafik eller bogstaver, som det endelige produkt vil passe til. Et rørbøjner propper af det hule rør før opvarmning og holder en latex gummislange i den anden ende, hvorigennem han forsigtigt presser en lille mængde luft for at holde rørdiameteren konstant, mens den bøjer. Tricket med at bøje er at bøje en lille sektion eller bøje ad gangen og opvarme den ene del af slangen, så den er blød uden at opvarme en anden del af røret, hvilket også ville gøre bøjningen ukontrollerbar. En bøjning, når glasset er opvarmet, skal bringes til mønsteret og monteres hurtigt, før glasset hærder igen, fordi det er svært at genopvarme, når det er helt afkølet uden at risikere brud. Det er ofte nødvendigt at springe et eller flere bøjninger over og vende tilbage til det senere ved at måle omhyggeligt langs rørets længde. Et rørbogstav kan indeholde 7-10 små bøjninger, og fejl rettes ikke let uden at gå tilbage og starte forfra. Hvis der kræves mere slange, svejses et andet stykke på det, eller delene kan alle svejses på hinanden i det sidste trin. Det færdige rør skal være vakuumtæt og rent indeni for at fungere. Når røret først er fyldt med kviksølv, hvis der er begået en fejl efter det, skal hele røret startes forfra, fordi vejrtrækning af opvarmet kviksølvimprægneret glas og fosfor forårsager langvarig tungmetalforgiftning hos neonarbejdere. Stænger af slanger er forbundet, indtil røret når en upraktisk størrelse, og flere rør er forbundet i serie med højspændingsneontransformatoren. Ekstreme ender af det elektriske kredsløb skal isoleres fra hinanden for at forhindre, at rør punkteres og summer fra corona -effekt .
Bombardement
En kold katode elektrode smeltes (eller svejst ) til hver ende af røret, som det er færdigt. De hule elektroder er også traditionelt blyglas og indeholder en lille metalskal med to tråde, der stikker ud gennem glasset, som skiltledningen senere vil blive fastgjort til. Alle svejsninger og tætninger skal være lækagesikre ved højt vakuum, før du går videre.
Røret er fastgjort til en manifold, som derefter fastgøres til en vakuumpumpe af høj kvalitet . Røret evakueres derefter for luft, indtil det når et vakuumniveau på et par torr . Evakueringen standses, og en høj strøm tvinges gennem lavtryksluften i røret via elektroderne (i en proces kendt som "bombardering"). Denne strøm og spænding er langt over det niveau, der opstår ved slutdriften af røret. Strømmen afhænger af de specifikke anvendte elektroder og rørets diameter, men er typisk i området 150 mA til 1.500 mA, der starter lavt og stiger mod slutningen af processen for at sikre, at elektroderne opvarmes tilstrækkeligt uden at smelte glasrøret. Bombarderingsstrømmen leveres af en stor transformer med en åben kredsløbsspænding på cirka 15.000 VAC til 23.000 VAC. Den bombarderende transformer fungerer som en justerbar konstant strømkilde, og den faktiske spænding under drift afhænger af rørets længde og tryk. Typisk vil operatøren opretholde trykket så højt som bombardementet vil tillade for at sikre maksimal effektafledning og opvarmning. Bombarderende transformere kan være specielt fremstillet til denne anvendelse eller kan være genanvendte elektriske forsyningstransformatorer (den type, der er monteret på forsyningspoler), der drives baglæns for at producere en højspændingsudgang.
Denne meget høje effekttab i røret opvarmer glasvæggene til en temperatur på flere hundrede grader Celsius, og snavs og urenheder indeni trækkes af i forgaset form af vakuumpumpen. De største urenheder, der drives af på denne måde, er de gasser, der dækker rørets indvendige væg ved adsorption , hovedsageligt ilt, kuldioxid og især vanddamp. Strømmen opvarmer også elektrodemetallet til over 600 ° C, hvilket giver en lys orange glødende farve. Katoderne er præfabrikerede hule metalskaller med en lille åbning (nogle gange en keramisk doughnutåbning), der i skallen indvendige overflade indeholder en let støvning af et koldt katode lavt arbejdsfunktionspulver (normalt en pulverkeramisk molar eutektisk blanding, herunder BaCO 2 ), kombineret med andre alkaliske jordoxider, som reduceres til BaO 2 ved opvarmning til ca. 500 grader F, og reducerer elektrodeens arbejdsfunktion til katodisk emission. Bariumoxid har en arbejdsfunktion på omtrent 2 eV, mens wolfram ved stuetemperatur har et arbejde på 4,0 eV. Dette repræsenterer katodedråbet eller elektronenergien, der kræves for at fjerne elektroner fra katodens overflade. Dette undgår nødvendigheden af at anvende en termoelektrisk katode med varm tråd, såsom den bruges i konventionelle lysstofrør. Og af den grund har neonrør ekstremt lang levetid, når de behandles ordentligt, i modsætning til lysstofrør, fordi der ikke er trådtråd, som der er i et lysstofrør for at brænde ud som en almindelig pære. Hovedformålet med at gøre dette er at rense det indre af røret, før røret er forseglet, så når disse gasser og urenheder ikke drives af og frigives af plasmaet og den varme, der genereres i det forseglede rør, som ville hurtigt brænde metalkatoderne og kviksølvdråberne (hvis de pumpes med argon/kviksølv) og oxidere de indvendige gasser og forårsage øjeblikkelig rørfejl. Jo mere grundig rensningen af røret er, desto længere holdbar og stabil vil røret være i faktisk drift. Når disse gasser og urenheder frigøres under forfyldning af bombardement i rørets indre, evakueres de hurtigt af pumpen.
Mens det stadig er fastgjort til manifolden, får røret lov til at afkøle, mens det pumpes ned til det laveste tryk, systemet kan opnå. Det fyldes derefter til et lavt tryk på et par torrs (millimeter kviksølv) med en af ædelgasserne eller en blanding af dem, og nogle gange en lille mængde kviksølv. Dette gasfyldetryk repræsenterer omtrent 1/100 af atmosfærens tryk. Det krævede tryk afhænger af den anvendte gas og rørets diameter med optimale værdier fra 6 Torr (0,8 kPa) (for et langt 20 mm rør fyldt med argon/kviksølv) til 27 Torr (3,6 kPa) (i en kort periode 8 mm diameter rør fyldt med ren neon). Neon eller argon er de mest almindelige gasser, der bruges; krypton , xenon og helium bruges af kunstnere til særlige formål, men bruges ikke alene i normale tegn. En færdigblandet kombination af argon og helium bruges ofte i stedet for ren argon, når et rør skal installeres i et koldt klima, da helium øger spændingsfaldet (og dermed effekttab), hvilket opvarmer røret til driftstemperatur hurtigere. Neon lyser rødt eller rødligt orange, når det lyser. Når argon eller argon/helium bruges, tilsættes en lille dråbe kviksølv . Argon i sig selv er meget svag bleg lavendel, når den tændes, men dråben kviksølv fylder røret med kviksølvdamp ved forsegling, som derefter udsender ultraviolet lys ved elektrificering. Denne ultraviolette emission gør det muligt for færdige argon/kviksølvrør at lyse med forskellige lyse farver, når røret er blevet belagt på indersiden med ultravioletfølsomme fosforer efter at have været bøjet i form.
Varmebehandlede neonrør
En alternativ måde at behandle færdige neonrør på er også blevet brugt. Fordi det eneste formål med bombardement med elektriske midler er at rense det indre af rør, er det også muligt at producere et rør ved at opvarme røret eksternt enten med en brænder eller med en ovn, mens elektroden opvarmes med en radiofrekvensinduktionsopvarmning ( RFIH) spole. Selvom dette er mindre produktivt, skaber det et renere tilpasset rør med betydeligt mindre katodeskader, længere levetid og glans og kan producere rør af meget små størrelser og diametre ned til 6 mm OD. Røret opvarmes grundigt under højt vakuum uden ekstern elektrisk applikation, indtil de forgassede gasser kan ses at være fuldstændig udtømte og trykket falder til et højt vakuum igen. Derefter fyldes røret, forsegles og kviksølvet tabes og rystes.
Elektriske ledninger
De færdige glasstykker belyses af enten en neonskiltransformator eller en strømforsyning i switch-mode , der normalt kører ved spændinger mellem 2–15 kV og strømme mellem 18 og 30 mA (højere strøm kan fås på specialordre.) Disse strømforsyninger fungerer som konstantstrømskilder (en højspændingsforsyning med en meget høj intern impedans), da røret har en negativ karakteristisk elektrisk impedans . Standardrørborde, der blev etableret i de tidlige dage af neon, bruges stadig, der angiver gasfyldningstrykkene, enten i Ne eller Hg/Ar, som en funktion af rørlængde i fod, rørdiameter og transformatorspænding.
Den traditionelle traditionelle neontransformator, en magnetisk shunt-transformer, er en særlig ikke-lineær type designet til at holde spændingen over røret hævet til det niveau, der er nødvendigt for at producere den nødvendige nødvendige strøm. Spændingsfaldet af et rør er proportionalt med længden, og derfor er den maksimale spænding og længde af rør, der tilføres fra en given transformer, begrænset. Generelt falder den belastede spænding til omkring 800 VAC ved fuld strøm. Kortslutningsstrømmen er omtrent den samme.
Kompakte højfrekvente inverter-omformer-transformere, der blev udviklet i begyndelsen af 1990'erne, bruges, især når der er behov for lav radiofrekvensinterferens (RFI), f.eks. På steder i nærheden af højudstyrslydudstyr. Ved den typiske frekvens for disse solid-state-transformere er plasma-elektron-ion-rekombinationstiden for lang til at slukke og genopgive plasmaet ved hver cyklus, i modsætning til tilfældet ved strømledningens frekvens . Plasmaet udsender ikke højfrekvent koblingsstøj og forbliver ioniseret konstant og bliver radiostøjfri.
Den mest almindelige strømstyrke er 30 mA til generel brug, med 60 mA brugt til applikationer med høj lysstyrke som kanalbogstaver eller arkitektonisk belysning. 120 mA kilder ses lejlighedsvis i lysende applikationer, men er usædvanlige, da specielle elektroder er nødvendige for at modstå strømmen, og et utilsigtet stød fra en 120 mA transformer er meget mere tilbøjelig til at være dødelig end fra de lavere strømforsyninger.
Neonbelysningens effektivitet varierer mellem effektiviteten af almindelige glødelamper og lysstofrør , afhængigt af farve. Per-watt-basis producerer glødelamper 10 til 20 lumen , mens fluorescenser producerer 50 til 100 lumen. Neonlyseffektiviteten spænder fra 10 lumen pr. Watt for rødt, op til 60 lumen for grøn og blå, når disse farver skyldes interne fosforbelægninger .
Blokering og belægning
En meget uigennemsigtig speciel sort eller grå glasmaling kan bruges til at "mørklægge" dele af et rør, som mellem bogstaver i et ord.
I de fleste masseproducerede lavprisskilte i dag er klart glasrør belagt med gennemskinnelig maling for at producere farvet lys. På denne måde kan flere forskellige farver produceres billigt fra et enkelt glødende rør. Over tid kan forhøjede temperaturer, termisk cykling eller udsættelse for vejr forårsage, at den farvede belægning flager af glasset eller ændrer dens nuance. Et dyrere alternativ er at bruge farvet glasrør af høj kvalitet, som bevarer et mere stabilt udseende, når det ældes.
Ansøgninger
Lysemitterende rør danner farvede linjer, hvormed en tekst kan skrives eller tegnes et billede, herunder forskellige dekorationer, især inden for reklame og kommerciel skiltning . Ved at programmere sekvenser for at tænde og slukke dele, er der mange muligheder for dynamiske lysmønstre, der danner animerede billeder .
I nogle applikationer erstattes neonrør i stigende grad med LED'er på grund af den konstante fremgang i LED-lysstyrken og faldende omkostninger ved LED'er med høj lysstyrke. Tilhængere af neonteknologi fastholder imidlertid, at de stadig har betydelige fordele i forhold til lysdioder.
Neonbelysning er værdifuld for at påberåbe 1940'ernes eller 1950'ernes nostalgi i markedsføring og i den historiske restaurering af arkitektoniske vartegn fra neontiden. Arkitektur i den strømlinede moderne æra indsatte ofte neon til at fremhæve strukturelt pigmenteret glas indbygget i facaden af en struktur fra 1930'erne eller 1940'erne; mange af disse bygninger kvalificerer nu til optagelse i historiske registre som f.eks. US National Register of Historic Places, hvis deres historiske integritet opretholdes trofast.
Galleri
Neon bowlingbane skilt
Salgsfremmende skiltning neon
Se også
- Knækrør
- Plasma globus
- Pundit Light
- Westinghouse Skilt
- Tidslinje for belysningsteknologi
- Neon Museum, Warszawa
Referencer
Yderligere læsning
- "Top 10 truede websteder i 2010" . Heritage Vancouver Society . Hentet 2010-12-05 .
- Bass, Shermakaye (2007-06-06). "Neonmuseum redder Las Vegas 'ikoniske skilte" . Los Angeles Times . Hentet 2009-09-12 .
- Crowley, David (september 2007). "Livet i mørket" . Kreativ anmeldelse . Hentet 2021-10-11 . Artikel om neonskiltes blomstring og tilbagegang i Warszawa og Polen.
- Keen, Judy (6. oktober 2008). "Gem neonskilte, fans opfordrer" . USA Today .
- Strattman, Wayne (1997). Neon Techniques: Handbook of Neon Sign and Cold-Cathode Lighting, 4. udgave . ST Media Group International. ISBN 978-0-944094-27-3. - branchestandardreference om praksis, metoder og teknologier, der anvendes af neonfabrikanter
eksterne links
- Johansson, Feddy. "Svenska Neonskyltar" .Samling af fotografier af svenske neonskilte; tekst på svensk.
- "Neon Muzeum" . NeonMuzeum.com.Websted for en organisation, der er dedikeret til at bevare polske neonskilte; på engelsk.