Neonskylt - Neon sign
Inom skyltningsindustrin är neonskyltar elektriska skyltar upplysta av långa lysande gasurladdningsrör som innehåller sällsynt neon eller andra gaser. De är den vanligaste användningen för neonbelysning , som först demonstrerades i modern form i december 1910 av Georges Claude på Paris Motor Show . Medan de används över hela världen var neonskyltar populära i USA från cirka 1920 -talet till 1950 -talet. Installationerna på Times Square , många ursprungligen designade av Douglas Leigh , var kända, och det fanns nästan 2 000 små butiker som producerade neonskyltar år 1940. Förutom skyltar används neonbelysning ofta av konstnärer och arkitekter , och (i en modifierad form ) i plasmaskärmspaneler och tv -apparater . Skyltindustrin har minskat under de senaste decennierna, och städerna är nu angelägna om att bevara och återställa sina antika neonskyltar.
Ljusdioder kan bildas för att simulera utseendet på neonlampor.
Historia
Neonskylten är en utveckling av det tidigare Geissler -röret , vilket är ett förseglat glasrör som innehåller en "sällsynt" gas (gastrycket i röret är långt under atmosfärstrycket ). När en spänning appliceras på elektroder som förs in genom glaset, uppstår en elektrisk glödurladdning . Geissler -rör var populära i slutet av 1800 -talet, och de olika färgerna som de avgav var egenskaperna hos gaserna inuti. De var olämpliga för allmän belysning, eftersom trycket på gasen inuti vanligtvis minskade vid användning. Den direkta föregångaren till neonrörsbelysning var Moore -röret , som använde kväve eller koldioxid som lysande gas och en patenterad mekanism för att hålla trycket. Moore -rör såldes för kommersiell belysning under ett antal år i början av 1900 -talet.
Upptäckten av neon 1898 av brittiska forskare William Ramsay och Morris W. Travers inkluderade observation av en lysande röd glöd i Geissler -rör. Travers skrev, "flamman av rött ljus från röret berättade sin egen historia och var en syn att stanna kvar vid och aldrig glömma." Efter neons upptäckt användes neonrör som vetenskapliga instrument och nyheter. En skylt skapad av Perley G. Nutting och som visar ordet "neon" kan ha visats vid Louisiana Purchase Exposition 1904, även om detta påstående har bestritts; hur som helst, bristen på neon skulle ha hindrat utvecklingen av en belysningsprodukt. Efter 1902 började Georges Claude 's företag i Frankrike, Air Liquide , att producera industriella mängder neon, i huvudsak som en biprodukt av deras luftvätskeverksamhet. Från 3–18 december 1910 demonstrerade Claude två 12 meter (39 fot) långa röda neonrör på bilsalongen i Paris . Denna demonstration tänd en peristyle av Grand Palais (en stor utställningshall). Claudes medarbetare, Jacques Fonsèque, insåg möjligheterna för ett företag baserat på skyltning och reklam. År 1913 upplyste en stor skylt för vermouth Cinzano natthimlen i Paris, och 1919 pryddes ingången till Parisoperan med neonrörsbelysning. Under de närmaste åren beviljades Claude patent för två innovationer som fortfarande används idag: en "bombardering" -teknik för att avlägsna föroreningar från arbetsgasen i ett förseglat skylt och en design för de inre elektroderna på skylten som förhindrade deras nedbrytning av förstoftning.
År 1923 introducerade Georges Claude och hans franska företag Claude Neon neongasskyltar till USA genom att sälja två till en Packard -bilhandlare i Los Angeles . Earle C. Anthony köpte de två skyltarna med texten "Packard" för 1 250 dollar styck. Neonbelysning blev snabbt en populär armatur inom utomhusreklam. Skyltarna - kallade "flytande eld" - var synliga i dagsljus; folk skulle stanna upp och stirra.
Det som kan vara den äldsta överlevande neonskylten i USA, som fortfarande används för sitt ursprungliga syfte, är skylten "Theatre" (1929) vid Lake Worth Playhouse i Lake Worth, Florida .
Nästa stora tekniska innovation inom neonbelysning och skyltar var utvecklingen av lysrörsbeläggningar. Jacques Risler fick ett franskt patent 1926 för dessa. Neonskyltar som använder en blandning av argon/kvicksilvergas avger en hel del ultraviolett ljus . När detta ljus absorberas av en fluorescerande beläggning, företrädesvis inuti röret, lyser beläggningen (kallad "fosfor") med sin egen färg. Medan endast ett fåtal färger ursprungligen fanns tillgängliga för signeringsdesigners, undersöktes fosformaterial efter andra världskriget intensivt för användning i färg -tv. Ungefär två dussin färger var tillgängliga för neonskyltdesigners vid 1960 -talet, och idag finns det nästan 100 tillgängliga färger.
Tillverkning
.jpg)
Neonrörsskyltar produceras av hantverket för att böja glasrör till former. En arbetare som är skicklig inom detta hantverk är känd som en glasbockare, neonböjare eller rörbockare. Neonröret består av 4 eller 5 fot långa raka pinnar av ihåligt glas som säljs av skyltleverantörer till neonbutiker över hela världen, där de monteras manuellt till individuella specialdesignade och tillverkade lampor.
Slangar med ytterdiametrar som sträcker sig från cirka 8–15 mm med en väggtjocklek på 1 mm används oftast, även om 6 mm slangar nu är kommersiellt tillgängliga i färgade glasrör. Röret värms upp i sektioner med hjälp av flera typer av brännare som väljs utifrån mängden glas som ska värmas för varje böj. Dessa brännare inkluderar band, kanoner eller korseldar, liksom en mängd olika gasbrännare. Bandbrännare är eldremsor som gör de gradvisa böjarna, medan korseldar används för att göra skarpa böjar.
Rörens insida kan beläggas med en tunn fosforescerande pulverlackering, fäst på rörets innervägg med ett bindande material. Röret fylls med en renad gasblandning och gasen joniseras av en hög spänning som anbringas mellan ändarna på det förseglade röret genom kalla katoder som är svetsade på ändarna. Färgen på ljuset som släpps ut från röret kan vara just det som kommer från gasen eller ljuset från fosforskiktet . Olika fosforbelagda rörsektioner kan sammansvetsas med hjälp av glasbearbetningsbrännare för att bilda ett enda rör med olika färger, för effekter som ett tecken där varje bokstav visar en annan färgbokstav inom ett enda ord.
"Neon" används för att beteckna den allmänna typen av lampor, men neongas är bara en av de typer av rörgaser som huvudsakligen används i kommersiell tillämpning. Ren neongas används för att producera endast ungefär en tredjedel av färgerna (mestadels nyanser av rött och orange , och några varmare eller mer intensiva nyanser av rosa ). Det största antalet färger (inklusive alla nyanser av blått , gult , grönt , violett och vitt , samt några svalare eller mjukare nyanser av rosa) som produceras genom att fylla med en annan inert gas, argon och en droppe kvicksilver (Hg) som tillsätts till röret omedelbart efter rening. När röret joniseras genom elektrifiering avdunstar kvicksilvret till kvicksilverånga, som fyller röret och producerar starkt ultraviolett ljus. Det sålunda producerade ultravioletta ljuset väcker de olika fosforbeläggningarna som är utformade för att producera olika färger. Även om denna klass av neonrör inte använder neon alls, betecknas de fortfarande som "neon". Kvicksilver bärande lampor är en typ av kallkatodlysrör .
Varje typ av neonrör ger två olika möjliga färger, en med neongas och den andra med argon/kvicksilver. Vissa "neon" -rör är tillverkade utan fosforbeläggningar för några av färgerna. Klar slang fylld med neongas ger den allestädes närvarande gulaktiga färgen med den inre plasmakolonnen klart synlig och är det billigaste och enklaste röret att göra. Traditionella neonglasögon i Amerika över 20 år är blyglas som är lätta att mjuka upp vid gasbränder, men de senaste miljö- och hälsoproblemen hos arbetarna har fått tillverkarna att söka mer miljövänliga speciella mjuka glasformler. Ett av de irriterande problemen som undviks på detta sätt är blyglasets tendens att brinna till en svart fläck och avge blyångor i en böjande låga som är för rik på bränsle/syreblandningen. En annan traditionell serie glasögon var färgade soda -limeglas som kommer i en myriad av glasfärgval, som ger högsta kvalitet, mest hypnotiskt levande och mättade nyanser. Ännu fler färgval finns i antingen beläggning eller inte beläggning, dessa färgade glasögon med de olika tillgängliga exotiska fosforerna.
Lång livslängd
Det är det breda utbudet av färger och möjligheten att göra ett rör som kan hålla i år eller decennier utan att bytas ut, vilket gör detta till en konst. Eftersom dessa rör kräver så mycket anpassat arbete, skulle de ha mycket liten ekonomisk lönsamhet om de inte hade en så lång livslängd vid väl bearbetade. Intensiteten hos det producerade neonljuset ökar när rördiametern blir mindre, det vill säga intensiteten varierar omvänt med kvadratroten på rörets innerdiameter och rörets motstånd ökar när rördiametern minskar i enlighet med detta, eftersom rörjonisering är störst i mitten av röret, och jonerna migrerar till och återfångas och neutraliseras vid rörväggarna. Den största orsaken till neonrörsbrist är gradvis absorption av neongas genom högspänning av jonimplantation i de inre glasväggarna i rören som tömmer gasen och så småningom får rörmotståndet att stiga till en nivå som det inte längre kan tända vid märkspänning, men detta kan ta väl över 50 år om röret behandlas ordentligt under bombardering och gaspåfyllning.
Denna långa livslängd har skapat en praktisk marknad för neonanvändning för invändig arkitektonisk vikbelysning i en mängd olika användningsområden, inklusive hem, där röret kan böjas till vilken form som helst, monteras i ett litet utrymme, och kan göra det utan att behöva byta rör för ett decennium eller mer.
Rörböjning
En del av glaset värms tills det är formbart; sedan böjs den i form och justeras till ett neonskyltmönster som innehåller den grafik eller bokstäver som slutprodukten kommer att överensstämma med. En rörbockare korkar av det ihåliga röret före uppvärmning och håller en latexgummislang i den andra änden, genom vilken han försiktigt pressar en liten mängd luft för att hålla rördiametern konstant när den böjer sig. Knepet med att böja är att böja en liten sektion eller böja åt gången, värma en del av slangen så att den är mjuk, utan att värma någon annan del av röret också, vilket skulle göra böjningen okontrollerbar. En böjning, när glaset är uppvärmt, måste föras till mönstret och monteras snabbt innan glaset härdar igen, eftersom det är svårt att värma upp igen när det helt har svalnat utan att riskera att gå sönder. Det är ofta nödvändigt att hoppa över en eller flera böjar och återkomma till det senare genom att mäta noggrant längs rörets längd. Ett rörbokstav kan innehålla 7–10 små böjningar, och misstag korrigeras inte lätt utan att gå tillbaka och börja om igen. Om det behövs mer rör, svetsas en annan bit på den, eller så kan alla delar svetsas på varandra i det sista steget. Det färdiga röret måste vara vakuumtätt och rent innanför för att fungera. När röret väl är fyllt med kvicksilver, om något misstag görs efter det, bör hela röret startas om igen, eftersom andning av uppvärmt kvicksilverimpregnerat glas och fosfor orsakar långvarig förgiftning av tungmetaller hos neonarbetare. Pinnar av rör är sammanfogade tills röret når en opraktisk storlek, och flera rör är sammanfogade i serie med högspänningsneontransformatorn. Extrema ändar av den elektriska kretsen måste isoleras från varandra för att förhindra att röret punkteras och surrar från koronaeffekten .
Bombardemang
Ett kallkatodelektrod smälts (eller svetsas ) till varje ände av röret som den är klar. De ihåliga elektroderna är också traditionellt blyglas och innehåller ett litet metallskal med två trådar som sticker ut genom glaset som skyltledningarna senare kommer att fästas på. Alla svetsar och tätningar måste vara läcksäkra vid högt vakuum innan vi går vidare.
Röret fästs på ett grenrör som sedan fästs på en högkvalitativ vakuumpump . Röret evakueras sedan från luft tills det når en vakuumnivå på några torr . Evakueringen är pausad och en hög ström tvingas genom lågtrycksluften i röret via elektroderna (i en process som kallas "bombardering"). Denna ström och spänning är långt över den nivå som uppstår vid rörets slutliga drift. Strömmen beror på de specifika elektroder som används och rörets diameter men ligger vanligtvis i intervallet 150 mA till 1500 mA, börjar lågt och ökar mot slutet av processen för att säkerställa att elektroderna är tillräckligt uppvärmda utan att smälta glasröret. Bombarderingsströmmen tillhandahålls av en stor transformator med en öppen kretsspänning på ungefär 15 000 VAC till 23 000 VAC. Bombarderingstransformatorn fungerar som en justerbar konstant strömkälla, och den faktiska spänningen under drift beror på rörets längd och tryck. Vanligtvis kommer operatören att hålla trycket så högt som bombardern tillåter för att säkerställa maximal effektförlust och uppvärmning. Bombarderingstransformatorer kan tillverkas speciellt för denna användning, eller kan vara återanvända elektriska distributionstransformatorer (den typ som är monterad på verktygsstänger) som drivs bakåt för att producera en högspänningsutgång.
Denna mycket höga effektförlust i röret värmer glasväggarna till en temperatur på flera hundra grader Celsius, och all smuts och föroreningar inuti dras av i förgasad form av vakuumpumpen. De största föroreningarna som drivs bort på detta sätt är de gaser som täcker slangens innervägg genom adsorption , främst syre, koldioxid och särskilt vattenånga. Strömmen värmer också elektrodmetallen till över 600 ° C, vilket ger en ljusorange glödande färg. Katoderna är prefabricerade ihåliga metallskal med en liten öppning (ibland en keramisk munstycksöppning) som i skalets inre yta innehåller en lätt dammning av ett kallt katod med lågt arbetsfunktionspulver (vanligtvis en pulverkeramisk molar eutektisk spetsblandning inklusive BaCO 2 ), i kombination med andra alkaliska jordartsmetalloxider, vilket minskar till BaO 2 vid upphettning till ca 500 grader F, och minskar arbetsfunktion hos elektroden för katodemission. Bariumoxid har en arbetsfunktion på ungefär 2 eV medan volfram vid rumstemperatur har ett arbete på 4,0 eV. Detta representerar katodfallet eller elektronenergin som krävs för att avlägsna elektroner från katodens yta. Detta undviker behovet av att använda en termoelektrisk katod med het tråd, såsom den används i konventionella lysrör. Och av den anledningen är neonrör extremt långlivade vid korrekt bearbetning, i motsats till lysrör, eftersom det inte finns någon trådtråd som det finns i ett lysrör för att brinna ut som en vanlig glödlampa. Huvudsyftet med detta är att rena insidan av röret innan röret förseglas så att dessa gaser och föroreningar inte drivs bort och släpps ut av plasma och värmen som genereras i det förseglade röret, vilket skulle snabbt bränna metallkatoderna och kvicksilverdropparna (om de pumpas med argon/kvicksilver) och oxidera de inre gaserna och orsaka omedelbart rörbrott. Ju mer grundlig reningen av röret är, desto längre hållbarhet och stabilitet kommer röret att vara i faktisk drift. När dessa gaser och föroreningar frigörs under förfyllningsbombardemang i rörets inre, evakueras de snabbt av pumpen.
Medan röret fortfarande är fäst vid grenröret får röret svalna medan det pumpas ner till det lägsta tryck som systemet kan uppnå. Den fylls sedan till ett lågt tryck på några torr (millimeter kvicksilver) med en av ädelgaserna , eller en blandning av dem, och ibland en liten mängd kvicksilver. Detta gaspåfyllningstryck representerar ungefär 1/100 av trycket i atmosfären. Det erforderliga trycket beror på vilken gas som används och rörets diameter, med optimala värden från 6 Torr (0,8 kPa) (för ett långt 20 mm rör fyllt med argon/kvicksilver) till 27 Torr (3,6 kPa) (för en kort stund 8 mm diameter rör fyllt med ren neon). Neon eller argon är de vanligaste gaserna som används; krypton , xenon och helium används av konstnärer för speciella ändamål men används inte ensamma i normala tecken. En förblandad kombination av argon och helium används ofta istället för rent argon när ett rör ska installeras i ett kallt klimat, eftersom heliumet ökar spänningsfallet (och därmed kraftförlusten), vilket värmer röret till arbetstemperatur snabbare. Neon lyser rött eller rödaktigt orange när det lyser. När argon eller argon/helium används tillsätts en liten droppe kvicksilver . Argon i sig är mycket svagt blek lavendel när den tänds, men droppen av kvicksilver fyller röret med kvicksilverånga när det förseglas, vilket sedan avger ultraviolett ljus vid elektrifiering. Denna ultravioletta strålning tillåter färdiga argon/kvicksilverrör att lysa med en mängd ljusa färger när röret har belagts på insidan med ultraviolettkänsliga fosfor efter att ha böjts i form.
Värmebehandlade neonrör
Ett alternativt sätt att bearbeta färdiga neonrör har också använts. Eftersom det enda syftet med bombardemang med elektriska medel är att rena insidan av rör, är det också möjligt att producera ett rör genom att värma röret externt antingen med en fackla eller med en ugn, medan elektroden värms upp med en radiofrekvensinduktionsvärme ( RFIH) spole. Även om detta är mindre produktivt skapar det ett renare anpassat rör med betydligt mindre katodskador, längre livslängd och briljans, och kan producera rör av mycket små storlekar och diametrar, ner till 6 mm OD. Röret värms grundligt under högvakuum utan extern elektrisk applikation, tills de avgaserna kan ses vara helt utarmade och trycket sjunker till högvakuum igen. Sedan fylls röret, förseglas och kvicksilvret tappas och skakas.
Elkablage
De färdiga glasbitarna belyses av antingen en neonskylttransformator eller en strömförsörjning med switchat läge , vanligtvis med spänningar mellan 2–15 kV och strömmar mellan 18 och 30 mA (högre strömmar finns på specialbeställning.) Dessa strömförsörjningar fungerar som konstantströmskällor (en högspänningsförsörjning med en mycket hög inre impedans), eftersom röret har en negativ karakteristisk elektrisk impedans . Standardrörstabeller som upprättades i de tidiga neondagarna används fortfarande som specificerar gaspåfyllningstrycken, antingen i Ne eller Hg/Ar, som en funktion av rörlängd i fot, rördiameter och transformatorspänning.
Den traditionella traditionella neontransformatorn, en magnetisk shunttransformator, är en speciell icke-linjär typ som är utformad för att hålla spänningen över röret upphöjd till vilken nivå som är nödvändig för att producera den fasta ström som behövs. Spänningsfallet för ett rör är proportionellt mot längden och så är den maximala spänningen och längden på slangen som matas från en given transformator begränsad. I allmänhet sjunker den laddade spänningen till cirka 800 VAC vid full ström. Kortslutningsströmmen är ungefär densamma.
Kompakta högfrekventa inverter-omvandlare transformatorer som utvecklades i början av 1990-talet används, särskilt när låga radiofrekvensinterferenser (RFI) behövs, till exempel på platser nära högutrustad ljudutrustning. Vid den typiska frekvensen för dessa halvledartransformatorer är plasma-elektronjonrekombinationstiden för lång för att släcka och återupplösa plasma vid varje cykel, till skillnad från fallet vid kraftledningsfrekvens . Plasma sänder inte högfrekvent omkopplingsbrus och förblir joniserat kontinuerligt och blir radiobrusfritt.
Det vanligaste strömvärdet är 30 mA för allmänt bruk, 60 mA används för applikationer med hög ljusstyrka som kanalbokstäver eller arkitektonisk belysning. 120 mA källor ses ibland i belysande applikationer, men är ovanliga eftersom speciella elektroder krävs för att klara strömmen, och en oavsiktlig chock från en 120 mA transformator är mycket mer sannolikt dödlig än från de lägre strömförsörjningarna.
Neonbelysningens effektivitet varierar mellan den för vanliga glödlampor och fluorescerande lampor , beroende på färg. Per watt ger glödlampor 10 till 20 lumen medan fluorescenser producerar 50 till 100 lumen. Neonljuseffektiviteten varierar från 10 lumen per watt för rött, upp till 60 lumen för grönt och blått när dessa färger beror på interna fosforbeläggningar .
Blockering och beläggning
En mycket ogenomskinlig svart eller grå glasfärg kan användas för att "mörka ut" delar av ett rör, som mellan bokstäver i ett ord.
I de flesta massproducerade lågprisskyltar idag är klart glasrör belagt med genomskinlig färg för att producera färgat ljus. På detta sätt kan flera olika färger produceras billigt från ett enda glödande rör. Över tid kan förhöjda temperaturer, termisk cykling eller exponering för väder orsaka att den färgade beläggningen flagnar av glaset eller ändrar dess nyans. Ett dyrare alternativ är att använda högkvalitativa färgade glasrör, som behåller ett mer stabilt utseende när det åldras.
Ansökningar
Ljusemitterande rör bildar färgade linjer med vilka en text kan skrivas eller en bild ritas, inklusive olika dekorationer, särskilt i reklam och kommersiell skyltning . Genom att programmera sekvenser för att slå på och av delar, finns det många möjligheter för dynamiska ljusmönster som bildar animerade bilder .
I vissa applikationer ersätts neonrör alltmer med lysdioder , med tanke på den stadiga framstegen i LED-ljusstyrka och minskande kostnader för LED-lampor med hög ljusstyrka. Förespråkarna för neonteknik hävdar dock att de fortfarande har betydande fördelar jämfört med lysdioder.
Neonbelysning är värdefull för att åberopa 1940- eller 1950 -talets nostalgi inom marknadsföring och i den historiska restaureringen av arkitektoniska landmärken från neontiden. Arkitekturen i den effektiviserade moderna eran använde ofta neon för att framhäva strukturellt pigmenterat glas inbyggt i fasaden på en struktur från 1930- eller 1940 -talet; många av dessa byggnader är nu kvalificerade för att ingå i historiska register, t.ex. USA: s nationella register över historiska platser om deras historiska integritet upprätthålls troget.
Galleri
Neon bowlinghall skylt
Reklamskylt neon
Se även
- Krackelrör
- Plasmagloben
- Pundit Light
- Westinghouse -skylt
- Tidslinje för belysningsteknik
- Neonmuseet, Warszawa
Referenser
Vidare läsning
- "2010 topp tio hotade platser" . Heritage Vancouver Society . Hämtad 2010-12-05 .
- Bass, Shermakaye (2007-06-06). "Neonmuseum som sparar Las Vegas ikoniska skyltar" . Los Angeles Times . Hämtad 2009-09-12 .
- Crowley, David (september 2007). "Livet i mörkret" . Kreativ granskning . Hämtad 2021-10-11 . Artikel om neonskyltningens blomning och nedgång i Warszawa och Polen.
- Keen, Judy (6 oktober 2008). "Spara neonskyltar, fans uppmanar" . USA Today .
- Strattman, Wayne (1997). Neon Techniques: Handbook of Neon Sign and Cold-Cathode Lighting, 4: e upplagan . ST Media Group International. ISBN 978-0-944094-27-3. - branschstandardreferens om metoder, metoder och teknik som används av neonproducenter
externa länkar
- Johansson, Feddy. "Svenska Neonskyltar" .Samling av fotografier av svenska neonskyltar; text på svenska.
- "Neon Muzeum" . NeonMuzeum.com.Webbplats för en organisation som ägnar sig åt att bevara polska neonskyltar; på engelska.