Neon skilt - Neon sign

Fotografi av et stort, forseggjort neonskilt om natten.  Ordet "STATE" er skrevet vertikalt i rødt neonrør på et tårn over et telt.  Teltskiltet riktig under tårnet har også et forseggjort neonrørdesign, inkludert ordet "STATE" skrevet horisontalt i rødt neonrør over hvert av de to panelene som vender mot kameraet.  Et leserkort på frontpanelet har svart skrift som sier "AUBURN PLACER/PERFORMING ARTS/CENTER/LIVE FRA AUBURN.COM".  Et andre lesertavle på et sidepanel sier "LIVE ACOUSTIC MUSIC // THE MITGARDS/IN CONCERT 26. APRIL".
1936 neon markeringsskilt for et teater i Auburn, California , som ble gjenoppbygd i 2006. De store bokstavene på tårnet belyses i en tidsbestemt sekvens som gjentas, "S", "ST", "STA", "STAT", "STATE ", av.

I skiltbransjen er neonskilt elektriske skilt tent av lange lysende gassutladningsrør som inneholder sjeldne neon eller andre gasser. De er den vanligste bruken for neonbelysning , som først ble demonstrert i en moderne form i desember 1910 av Georges ClaudeParis Motor Show . Mens de brukes over hele verden, var neonskilt populære i USA fra omtrent 1920- til 1950 -årene. Installasjonene på Times Square , mange opprinnelig designet av Douglas Leigh , var berømte, og det var nesten 2000 små butikker som produserte neonskilt innen 1940. I tillegg til skilting brukes neonbelysning ofte av kunstnere og arkitekter , og (i en modifisert form ) i plasma -displaypaneler og fjernsyn . Skiltindustrien har gått ned de siste tiårene, og byer er nå opptatt av å bevare og restaurere sine antikke neonskilt.

Lysemitterende dioder kan dannes for å simulere utseendet til neonlamper.

Historie

Neon skilt

Neonskiltet er en utvikling av det tidligere Geissler -røret , som er et forseglet glassrør som inneholder en "rarefied" gass (gasstrykket i røret er godt under atmosfæretrykk ). Når en spenning tilføres elektroder som er satt inn gjennom glasset, oppstår en elektrisk glødutladning . Geissler -rør var populære på slutten av 1800 -tallet, og de forskjellige fargene de sendte ut var kjennetegn på gassene i. De var uegnet for generell belysning, ettersom trykket av gassen inni vanligvis gikk ned ved bruk. Den direkte forgjengeren for neonrørbelysning var Moore -røret , som brukte nitrogen eller karbondioksid som lysende gass og en patentert mekanisme for å opprettholde trykk. Moore -rør ble solgt for kommersiell belysning i en årrekke på begynnelsen av 1900 -tallet.

Oppdagelsen av neon i 1898 av britiske forskere William Ramsay og Morris W. Travers inkluderte observasjon av en strålende rød glød i Geissler -rør. Travers skrev, "brannen av rødt lys fra røret fortalte sin egen historie og var et syn å dvele ved og aldri glemme." Etter neons oppdagelse ble neonrør brukt som vitenskapelige instrumenter og nyheter. Et skilt laget av Perley G. Nutting og som viser ordet "neon" kan ha blitt vist på Louisiana Purchase Exposition i 1904, selv om denne påstanden har vært omstridt; uansett ville mangelen på neon ha forhindret utviklingen av et belysningsprodukt. Etter 1902 begynte Georges Claude 's selskap i Frankrike, Air Liquide , å produsere industrielle mengder neon, hovedsakelig som et biprodukt av deres virksomhet innen luftflytning. Fra 3.–18. Desember 1910 demonstrerte Claude to 12 meter lange, lyse røde neonrør på Paris Motor Show . Denne demonstrasjonen tente en peristyle av Grand Palais (en stor utstillingshall). Claudes medarbeider, Jacques Fonsèque, innså mulighetene for en virksomhet basert på skilting og reklame. I 1913 opplyste et stort skilt for vermouth Cinzano nattehimmelen i Paris, og i 1919 var inngangen til Paris Opera utsmykket med neonrørbelysning. I løpet av de neste årene ble det gitt patent til Claude for to nyvinninger som fremdeles brukes i dag: en "bombardering" -teknikk for å fjerne urenheter fra arbeidsgassen til et forseglet skilt, og et design for de indre elektrodene i skiltet som forhindret nedbrytning av sprut.

I 1923 introduserte Georges Claude og hans franske selskap Claude Neon neongassskilter til USA ved å selge to til et Packard -bilforhandler i Los Angeles . Earle C. Anthony kjøpte de to skiltene med "Packard" for $ 1.250, - stykk. Neonbelysning ble raskt et populært inventar innen utendørsreklame. Skiltene - kalt "flytende ild" - var synlige i dagslys; folk ville stoppe og stirre.

Det som kan være det eldste neonskiltet som overlever i USA, som fremdeles er i bruk til det opprinnelige formålet, er skiltet "Theatre" (1929) på Lake Worth Playhouse i Lake Worth, Florida .

Den neste store teknologiske innovasjonen innen neonbelysning og skilt var utvikling av fluorescerende rørbelegg. Jacques Risler mottok et fransk patent i 1926 for disse. Neonskilt som bruker en blanding av argon/kvikksølv, avgir mye ultrafiolett lys . Når dette lyset absorberes av et fluorescerende belegg, fortrinnsvis inne i røret, lyser belegget (kalt "fosfor") med sin egen farge. Selv om bare noen få farger i utgangspunktet var tilgjengelige for signeringsdesignere, ble det etter andre verdenskrig undersøkt fosformaterialer intensivt for bruk i fargefjernsyn. Omtrent dusin farger var tilgjengelige for neonskiltdesignere på 1960 -tallet, og i dag er det nesten 100 tilgjengelige farger.

Fabrikasjon

Et enormt antall farger kan skapes ved kombinasjoner av forskjellige gasser og fluorescerende belegg i røret.
En neonprøveutstilling i et glassstudio

Neonrørskilt produseres av håndverket for å bøye glassrør til former. En arbeider dyktig på dette håndverket er kjent som en glassbender, neonbender eller rørbender. Neonrøret er laget av 4 eller 5 fot lange rette pinner av hul glass som selges av skiltleverandører til neonbutikker over hele verden, hvor de manuelt settes sammen til individuelt tilpassede og produserte lamper.

Blått neonskilt i en konditori
Blått neonskilt i en konditori

Slanger med ytre diametre fra 8–15 mm med en veggtykkelse på 1 mm er mest vanlig, selv om 6 mm rør nå er kommersielt tilgjengelig i fargede glassrør. Røret varmes i seksjoner ved hjelp av flere typer brennere som velges i henhold til mengden glass som skal varmes opp for hver bøy. Disse brennerne inkluderer bånd, kanoner eller crossfires, samt en rekke gassbrenner. Båndbrennere er brannstrimler som gjør de gradvise svingene, mens kryssbranner brukes til å gjøre skarpe svinger.

Det indre av rørene kan være belagt med et tynt fosforescerende pulverlakk, festet til rørets indre vegg med et bindemateriale. Røret fylles med en renset gassblanding, og gassen ioniseres av en høyspenning påført mellom endene på det forseglede røret gjennom kalde katoder sveiset på endene. Fargen på lyset som sendes ut av røret kan være akkurat det som kommer fra gassen, eller lyset fra fosforlaget . Ulike fosforbelagte slangeseksjoner kan sveises sammen med glassbrenner for å danne et enkelt rør med forskjellige farger, for eksempel et tegn der hver bokstav viser en annen fargebokstav i et enkelt ord.

"Neon" brukes for å betegne den generelle lampetypen, men neongass er bare en av de typer rørgasser som hovedsakelig brukes i kommersiell bruk. Ren neongass brukes til å produsere bare omtrent en tredjedel av fargene (hovedsakelig nyanser av rødt og oransje , og noen varmere eller mer intense nyanser av rosa ). Det største antallet farger (inkludert alle nyanser av blått , gult , grønt , fiolett og hvitt , samt noen kjøligere eller mykere rosa nyanser) produsert ved å fylle med en annen inert gass, argon og en dråpe kvikksølv (Hg) som tilsettes røret umiddelbart etter rensing. Når røret ioniseres ved elektrifisering, fordamper kvikksølvet til kvikksølvdamp, som fyller røret og produserer sterkt ultrafiolett lys. Det ultrafiolette lyset som produseres på denne måten begeistrer de forskjellige fosforbeleggene som er designet for å produsere forskjellige farger. Selv om denne klassen neonrør ikke bruker neon i det hele tatt, betegnes de fortsatt som "neon". Kvikksølvbærende lamper er en type kald-katode lysrør .

Hver type neonrør produserer to forskjellige mulige farger, en med neongass og den andre med argon/kvikksølv. Noen "neon" -rør er laget uten fosforbelegg for noen av fargene. Klar slange fylt med neongass produserer den allestedsnærværende gulaktige oransjen med den indre plasmakolonnen godt synlig, og er det billigste og enkleste røret å lage. Tradisjonelle neonglass i Amerika over 20 år er blyglass som er lette å myke opp i gassbranner, men de siste miljø- og helsehensynene til arbeiderne har fått produsentene til å søke mer miljøvennlige spesielle myke glassformler. Et av de irriterende problemene som unngås på denne måten er blyglassets tendens til å brenne til en svart flekk som avgir blygasser i en bøyende flamme som er for rik på drivstoff/oksygenblandingen. En annen tradisjonell serie med glass var fargede brus av lime lime som kommer i et mylder av glassfargevalg, som gir høyeste kvalitet, mest hypnotisk levende og mettede nyanser. Enda flere fargevalg er gitt i enten belegg eller ikke belegg, disse fargede glassene med de forskjellige tilgjengelige eksotiske fosforene.

Lang levetid

Det er det brede fargespekteret og muligheten til å lage et rør som kan vare i mange år eller tiår uten erstatning, som gjør dette til en kunst. Siden disse rørene krever så mye tilpasset arbeidskraft, ville de ha svært liten økonomisk levedyktighet hvis de ikke hadde en så lang levetid når de var godt behandlet. Intensiteten til neonlys som produseres øker etter hvert som rørdiameteren blir mindre, det vil si at intensiteten varierer omvendt med kvadratroten på rørets innvendige diameter, og rørets motstand øker etter hvert som rørdiameteren reduseres tilsvarende, fordi rørionisering er størst i midten av røret, og ionene migrerer til og blir gjenfanget og nøytralisert ved rørveggene. Den største årsaken til neonrørsvikt er gradvis absorpsjon av neongass ved høyspent ionimplantasjon i de indre glassveggene i rørene som tømmer gassen, og til slutt får rørmotstanden til å stige til et nivå som den ikke lenger kan tenne på nominell spenning, men dette kan ta godt over 50 år hvis røret behandles skikkelig under bombardement og tilbakefylling av gass.

Denne lange levetiden har skapt et praktisk marked for neonbruk for innvendig arkitektonisk buebelysning i en rekke bruksområder, inkludert boliger, hvor røret kan bøyes til en hvilken som helst form, monteres i et lite rom, og kan gjøre det uten at det er nødvendig å bytte rør for et tiår eller mer.

Rørbøyning

En del av glasset varmes opp til det er formbart; så blir den bøyd i form og justert til et neonskiltmønsterpapir som inneholder grafikken eller bokstavene som sluttproduktet vil passe til. En rørbøyer korkes av det hule røret før oppvarming og holder en latex gummislange i den andre enden, gjennom hvilken han forsiktig presser en liten mengde luft for å holde rørdiameteren konstant mens den bøyes. Trikset med å bøye er å bøye en liten seksjon eller bøye om gangen, varme den ene delen av slangen slik at den er myk, uten å varme en annen del av røret også, noe som ville gjøre bøyen ukontrollerbar. En sving, når glasset er oppvarmet, må bringes til mønsteret og monteres raskt før glasset herdes igjen, fordi det er vanskelig å varme opp igjen når det er helt avkjølt uten å risikere brudd. Det er ofte nødvendig å hoppe over en eller flere svinger og komme tilbake til det senere, ved å måle nøye langs rørets lengde. Ett rørbokstav kan inneholde 7-10 små bøyninger, og feil blir ikke lett korrigert uten å gå tilbake og begynne på nytt. Hvis det er nødvendig med mer rør, sveises et annet stykke på det, eller delene kan alle sveises på hverandre i siste trinn. Det ferdige røret må være vakuumtett og rent inni for å fungere. Når røret er fylt med kvikksølv, og hvis det gjøres en feil etter det, bør hele røret startes på nytt, fordi pusting av oppvarmet kvikksølvimpregnert glass og fosfor forårsaker langvarig tungmetallforgiftning hos neonarbeidere. Pinner av slanger er forbundet til røret når en upraktisk størrelse, og flere rør er forbundet i serie med høyspent neon -transformatoren. Ekstreme ender av den elektriske kretsen må isoleres fra hverandre for å forhindre at rør punkteres og summer fra koronaeffekt .

Bombardement

En kald katode -elektrode er smeltet (eller sveiset ) til hver ende av røret når det er ferdig. De hule elektrodene er også tradisjonelt blyglass og inneholder et lite metallskall med to ledninger som stikker ut gjennom glasset som skiltledningen senere skal festes til. Alle sveiser og tetninger må være lekkasjesikre ved høyt vakuum før du går videre.

Røret er festet til en manifold som deretter festes til en vakuumpumpe av høy kvalitet . Røret evakueres deretter for luft til det når et vakuumnivå på noen få torr . Evakueringen settes på pause, og en høy strøm tvinges gjennom lavtrykksluften i røret via elektrodene (i en prosess som kalles "bombardering"). Denne strømmen og spenningen er langt over nivået som oppstår ved den siste operasjonen av røret. Strømmen avhenger av de spesifikke elektrodene som brukes og rørets diameter, men er vanligvis i området 150 mA til 1500 mA, starter lavt og øker mot slutten av prosessen for å sikre at elektrodene blir tilstrekkelig oppvarmet uten å smelte glassrøret. Bombarderingsstrømmen leveres av en stor transformator med en åpen kretsspenning på omtrent 15.000VAC til 23.000VAC. Den bombarderende transformatoren fungerer som en justerbar konstant strømkilde, og den faktiske spenningen under drift avhenger av rørets lengde og trykk. Vanligvis vil operatøren opprettholde trykket så høyt som bombardementet vil tillate for å sikre maksimal effekttap og oppvarming. Bombarderende transformatorer kan være spesielt laget for denne bruken, eller kan være omformet elektriske distribusjonstransformatorer (typen sett montert på verktøypoler) som drives bakover for å produsere en høyspenningsutgang.

Denne svært høye effekttapet i røret varmer opp glassveggene til en temperatur på flere hundre grader Celsius, og eventuelt smuss og urenheter blir trukket av i gassformet form av vakuumpumpen. De største urenhetene som drives av på denne måten er gassene som dekker innsiden av røret ved adsorpsjon , hovedsakelig oksygen, karbondioksid og spesielt vanndamp. Strømmen varmer også elektrodemetallet til over 600 ° C, og gir en lys oransje glødende farge. Katodene er prefabrikkerte hule metallskall med en liten åpning (noen ganger en keramisk doughnutåpning) som i skallets indre overflate inneholder lett støv av et kaldt katod, lavt arbeidsfunksjonspulver (vanligvis en pulverkeramisk molar eutektisk punktblanding inkludert BaCO 2 ), kombinert med andre alkaliske jordoksider, som reduseres til BaO 2 ved oppvarming til omtrent 500 grader F, og reduserer elektrodeens arbeidsfunksjon for katodisk utslipp. Bariumoksid har en arbeidsfunksjon på omtrent 2 eV, mens wolfram ved romtemperatur har et arbeid på 4,0 eV. Dette representerer katodedråpet eller elektronenergien som kreves for å fjerne elektroner fra overflaten av katoden. Dette unngår nødvendigheten av å bruke en termoelektrisk katode med varm ledning slik som brukes i konvensjonelle lysrør. Og av den grunn lever neonrør ekstremt lenge når de behandles riktig, i motsetning til lysrør, fordi det ikke er trådtråd som det er i et lysrør for å brenne ut som en vanlig lyspære. Hovedformålet med å gjøre dette er å rense det indre av røret før røret forsegles, slik at når det drives, blir disse gassene og urenhetene ikke drevet ut og frigjort av plasmaet og varmen som genereres i det forseglede røret, som ville raskt brenne metallkatodene og kvikksølvdråper (hvis pumpet med argon/kvikksølv) og oksidere de innvendige gassene og forårsake umiddelbar svikt i røret. Jo mer grundig rensingen av røret er, desto lengre holdbar og stabil vil røret være i faktisk drift. Når disse gassene og urenhetene frigjøres under forfyllingsbombardement i rørets indre, blir de raskt evakuert av pumpen.

Mens det fortsatt er festet til manifolden, får røret avkjøles mens det pumpes ned til det laveste trykket systemet kan oppnå. Den fylles deretter til et lavt trykk på noen få torr (millimeter kvikksølv) med en av edelgassene , eller en blanding av dem, og noen ganger en liten mengde kvikksølv. Dette gasspåfyllingstrykket representerer omtrent 1/100 av trykket i atmosfæren. Det nødvendige trykket avhenger av gassen som brukes og rørets diameter, med optimale verdier fra 6 Torr (0,8 kPa) (for et langt 20 mm rør fylt med argon/kvikksølv) til 27 Torr (3,6 kPa) (for en kort stund 8 mm diameter rør fylt med ren neon). Neon eller argon er de vanligste gassene som brukes; krypton , xenon og helium brukes av kunstnere til spesielle formål, men brukes ikke alene i normale tegn. En forhåndsblandet kombinasjon av argon og helium brukes ofte i stedet for rent argon når et rør skal installeres i et kaldt klima, siden helium øker spenningsfallet (og dermed effekttap), og varmer røret til driftstemperatur raskere. Neon lyser rødt eller rødaktig oransje når det lyser. Når argon eller argon/helium brukes, tilsettes en liten dråpe kvikksølv . Argon i seg selv er veldig svak blek lavendel når den lyser, men kvikksølvdråpen fyller røret med kvikksølvdamp når den forsegles, som deretter avgir ultrafiolett lys ved elektrifisering. Dette ultrafiolette utslippet gjør at ferdige argon/kvikksølvrør kan lyse med en rekke lyse farger når røret er belagt på innsiden med ultrafiolettfølsomme fosfor etter å ha blitt bøyd i form.

Varmebehandlede neonrør

En alternativ måte å behandle ferdige neonrør har også blitt brukt. Fordi det eneste formålet med bombardement med elektriske midler er å rense det indre av rør, er det også mulig å produsere et rør ved å varme røret eksternt enten med en fakkel eller med en ovn, mens elektroden varmes opp med en radiofrekvens induksjonsoppvarming ( RFIH) spole. Selv om dette er mindre produktivt, skaper det et renere tilpasset rør med betydelig mindre katodeskade, lengre levetid og glans, og kan produsere rør av svært små størrelser og diametre, ned til 6 mm OD. Røret varmes grundig opp under høyt vakuum uten ekstern elektrisk applikasjon, inntil man ser at de gassformede gassene er fullstendig utarmet og trykket synker til høyt vakuum igjen. Deretter fylles røret, forsegles og kvikksølv faller og ristes.

Elektriske ledninger

De ferdige glassbitene belyses av enten en neonskilttransformator eller en strømforsyning i koblet modus , som vanligvis kjører ved spenninger mellom 2–15 kV og strømmer mellom 18 og 30 mA (høyere strøm er tilgjengelig på spesialbestilling.) Disse strømforsyningene fungerer som konstantstrømskilder (en høyspentforsyning med en veldig høy intern impedans), siden røret har en negativ karakteristisk elektrisk impedans . Standard rørbord etablert i neonens tidlige dager brukes fortsatt som angir fyllingen av gass, enten i Ne eller Hg/Ar, som en funksjon av rørlengde i fot, rørdiameter og transformatorspenning.

Standard tradisjonell neontransformator, en magnetisk shunt-transformator, er en spesiell ikke-lineær type designet for å holde spenningen over røret hevet til det nivået som er nødvendig for å produsere den nødvendige strømmen. Spenningsfallet til et rør er proporsjonalt med lengden, og derfor er maksimal spenning og lengde på slangen som mates fra en gitt transformator begrenset. Vanligvis synker den belastede spenningen til omtrent 800 VAC ved full strøm. Kortslutningsstrømmen er omtrent den samme.

Kompakte høyfrekvente inverter-omformertransformatorer utviklet på begynnelsen av 1990-tallet brukes, spesielt når det er nødvendig med lav radiofrekvensinterferens (RFI), for eksempel på steder i nærheten av lydutstyr med høy kvalitet. Ved den typiske frekvensen for disse solid state-transformatorene, er plasma-elektron-ion-rekombinasjonstiden for lang til å slukke og reignere plasmaet i hver syklus, i motsetning til tilfellet ved frekvens for strømledning . Plasmaet sender ikke høyfrekvent koblingsstøy og forblir ionisert kontinuerlig og blir radiostøyfritt.

Den vanligste strømstyrken er 30 mA for generell bruk, med 60 mA som brukes til applikasjoner med høy lysstyrke som kanalbokstaver eller arkitektonisk belysning. 120 mA -kilder ses av og til i belysningsapplikasjoner, men er uvanlige siden det kreves spesielle elektroder for å motstå strømmen, og et utilsiktet sjokk fra en 120 mA -transformator er mye mer sannsynlig å være dødelig enn fra lavere strømforsyninger.

Effektiviteten til neonbelysning varierer mellom effektiviteten til vanlige glødelamper og lysrør , avhengig av farge. Per watt produserer glødelamper 10 til 20 lumen , mens fluorescenser produserer 50 til 100 lumen. Neonlyseffektiviteten varierer fra 10 lumen per watt for rødt, opptil 60 lumen for grønt og blått når disse fargene skyldes interne fosforbelegg .

Blokkering og belegg

Club Prima Donna animert neonskilt i Reno, Nevada , 1955.

En svært ugjennomsiktig spesiell svart eller grå glassmaling kan brukes til å "mørke ut" deler av et rør, som mellom bokstaver i et ord.

I de fleste masseproduserte lavprisskiltene i dag er klart glassrør belagt med gjennomskinnelig maling for å produsere farget lys. På denne måten kan flere forskjellige farger produseres billig fra et enkelt glødende rør. Over tid kan forhøyede temperaturer, termisk sykling eller eksponering for vær føre til at det fargede belegget flasser av glasset eller endrer fargetone. Et dyrere alternativ er å bruke fargede glassrør av høy kvalitet, som beholder et mer stabilt utseende når det eldes.

applikasjoner

Lysemitterende rør danner fargede linjer som en tekst kan skrives eller tegnes med, inkludert forskjellige dekorasjoner, spesielt innen reklame og kommersiell skilting . Ved å programmere sekvenser for å slå deler på og av, er det mange muligheter for dynamiske lysmønstre som danner animerte bilder .

I noen applikasjoner blir neonrør i økende grad erstattet med lysdioder , gitt den jevne fremgangen i LED-lysstyrke og reduserte kostnader for lysdioder med høy lysstyrke. Tilhengere av neonteknologi hevder imidlertid at de fortsatt har betydelige fordeler i forhold til lysdioder.


Neonbelysning er verdifull for å påkalle 1940- eller 1950 -tallets nostalgi innen markedsføring og i den historiske restaureringen av arkitektoniske landemerker fra neontiden. Arkitektur i den strømlinjeformede moderne epoken brukte ofte neon for å fremheve strukturelt pigmentert glass innebygd i fasaden til en struktur fra 1930- eller 1940 -årene; mange av disse bygningene kvalifiserer nå for å bli inkludert i historiske registre som US National Register of Historic Places hvis deres historiske integritet er trofast opprettholdt.

Galleri

Se også

Referanser

Videre lesning

Eksterne linker

  • Johansson, Feddy. "Svenska Neonskyltar" .Samling av fotografier av svenske neonskilt; tekst på svensk.
  • "Neon Muzeum" . NeonMuzeum.com.Nettsted for en organisasjon som er dedikert til å bevare polske neonskilt; på engelsk.