【正文】 當(dāng)?shù)母摺樘岣咦儔浩鞯氖褂眯剩瑢?shí)際工作時(shí)，總把幾支霓虹燈串接起來(lái)，共用一臺(tái)變壓器，常見(jiàn)的鐵心變壓器可以帶動(dòng)多達(dá)十幾米的霓虹燈燈管，以求合理匹配。霓虹燈開(kāi)關(guān)次數(shù)不影響使用壽命，適合制作廣告背景掃描。 一般的商品用霓虹燈多采用冷陰極輝光放電形式。典型的冷陰極霓虹燈主要由玻璃燈管、霓虹燈變壓器、霓虹燈專用高壓線等部分組成。 玻璃燈管根據(jù)要求彎制加工成直線狀或異性曲線狀的文字或圖案。玻璃管內(nèi)主要用于填充工作氣體，限制放電區(qū)域，保持真空和透射光線。玻璃燈 管以直徑規(guī)格分為Φ Φ Φ Φ Φ Φ 1Φ 1Φ 1Φ 20mm 等等；以玻璃材質(zhì)分為鈉玻璃管及鉛玻璃管。鈉玻璃管穩(wěn)定性差，受潮后極易變質(zhì)、泛堿，牢度差易爆裂。目本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 前國(guó)內(nèi)大部分采用的是石灰料，與國(guó)外采用的紅丹料玻璃質(zhì)量相差較大，存在的問(wèn)題為采用鈉鈣玻璃內(nèi)氧化錳雜質(zhì)含量過(guò)大；鈉鈣玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性差，玻璃表面長(zhǎng)期使用后的透明度降低，使燈的光衰加??；玻璃中的鈉原子向玻璃管的內(nèi)表面擴(kuò)散，溶入熒光粉晶體中，使熒光粉劣化；如果在彎制過(guò)程中加溫過(guò)甚，玻璃中的鈉原子析出與汞化合物形成黑色的吸光鈉汞齊膜，使熒光 粉的光效率大為下降。鉛玻璃管其熱性能、機(jī)械性能、電性能、化學(xué)穩(wěn)定性能、真空性能和光學(xué)性能優(yōu)于鈉玻璃，其耐候性、使用壽命大大超過(guò)鈉玻璃。 玻璃管是透明的也可以是涂有熒光粉的，依據(jù)所需獲得的光色而定。明管所充的工作氣體通常為惰性氣體，不同的惰性氣體有其不一樣的發(fā)光光譜特性。實(shí)際上，燈管的壽命與電極的性能和結(jié)構(gòu)有著緊密的聯(lián)系，所有的氣體放電燈，除了要保持必要的真空度外，更重要的是其電極的發(fā)射性能及電極的使用壽命。以氖氣最為常見(jiàn)，發(fā)紅色光，此時(shí)氖氣不僅參與放電，而且也參與發(fā)光。粉管內(nèi)涂有各種規(guī)格熒光粉，內(nèi)充氫氣及少 量金屬汞，汞蒸氣激發(fā)輻射 2537 紫外線，被熒光粉吸收而產(chǎn)生熒光，氫氣作用提高光效降低著火電壓。在玻璃管兩端各置一個(gè)金屬電極，作為發(fā)射電子和收集電荷之用。常用電解銅或鍍鎳鐵制成銅錐形，有足夠的發(fā)射面積，保證散熱和降低陰極電位。電極要能經(jīng)受質(zhì)量相當(dāng)大的正離子轟擊而不至升溫過(guò)高，不熔化和減少陰極濺射。金屬電極外有云母片，其作用一是支撐電極，二是隔熱，防止在真空除氣過(guò)程中，電極升溫過(guò)高導(dǎo)致外玻璃管炸裂。電極作為霓虹燈管的核心部件，其質(zhì)量與性能的優(yōu)劣將直接影響燈管的壽命。質(zhì)量好的燈管除了對(duì)真空度有較高的技術(shù)要求外，更重要的是必須有一對(duì)發(fā)射性能良好的電極，因?yàn)殡姌O殼的表層通過(guò)轟擊加熱的過(guò)程中，能形成一層非常有利于電子發(fā)射激活層。若在轟擊中，完全喪失了這一激活層，那么真空度再高，其壽命也不會(huì)超過(guò) 1000 小時(shí)的。試驗(yàn)也證明了燈管壽命不是和真空度成正比關(guān)系。實(shí)際上，燈管的壽命與電極的性能和結(jié)構(gòu)有著密切的聯(lián)系。所有的氣體放電燈，除應(yīng)保持必要的真空度外，更重要的是其電極的發(fā)射性能及電極的使用壽命。霓虹燈的電極發(fā)射電子是由正離子轟擊陰極表面而產(chǎn)生二次電子發(fā)射的。它取決于陰極的材質(zhì)及陰極的表面狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)陰極表面被其它單層低逸出 功金屬原子覆蓋時(shí)，其二次電子發(fā)射系數(shù)變大，逸出功降低，發(fā)射性能好，濺射少。霓虹燈電極材料大都使用銅、鐵、鍍鎳鐵等金屬制作的，這些金屬的逸出功較高，電子發(fā)射性能相對(duì)較差，如果燈管使用這些純金屬發(fā)射電子勢(shì)必造成其陰極壓降大，陰極濺射的快，從而使燈管很快因?yàn)R射失效，特別是銅電極，濺射的更快。實(shí)驗(yàn)證明，純金屬容易濺散，但在金屬表面氧化一層有益的氧化膜或涂一層其他逸出功較低的金屬或其氧化物，這樣做可以大大降低其逸出功，提高了電子發(fā)射性能，從而減緩了陰極濺散，起到了本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 延長(zhǎng)燈管壽命的作用。于是人們?cè)谥圃祀姌O時(shí)，大都把電極進(jìn) 行預(yù)處理。實(shí)際上，燈管的壽命與電極的得性能和結(jié)構(gòu)有著緊密的聯(lián)系。所有的氣體放電燈，除了保持必要的真空度外，更重要的是其電極的發(fā)射性能及電極的使用壽命。使其陰極壓降及濺射大大降低，從而提高了霓虹燈管的壽命和質(zhì)量。 具體方案 霓虹燈分布如圖 所示，霓虹燈開(kāi)始工作“獨(dú)”字亮，同時(shí)邊框流水燈 I 亮， 2秒后“善”字亮邊框流水燈 II 亮，“獨(dú) ”字滅，邊框流水燈 I 滅， 2 秒后“其”字亮，同時(shí)邊框流水燈 III 亮，“善”字滅，邊框流水燈 II 滅，再過(guò) 2 秒“身”字亮，同時(shí)邊框流水燈 IV亮，“其”字滅 ，邊框流水燈 III 滅，再過(guò) 2 秒“兼”字亮，同時(shí)邊框流水燈 V 亮，“身”字滅，邊框流水燈 IV 滅，再過(guò) 2 秒“濟(jì)”字亮，同時(shí)邊框流水燈 VI亮，“兼”字滅，邊框流水燈 V 滅，再過(guò) 1 秒邊框流水燈 VI 滅，再過(guò) 1 秒，“天”字亮，邊框流水燈全亮，“濟(jì)”字滅，再過(guò) 1 秒，邊框流水燈全滅，再過(guò) 1 秒，“下”字亮，邊框流水燈全亮，再過(guò) 1 秒，邊框流水燈全滅，再過(guò)一秒，“下”字滅，“獨(dú)”字再亮，同時(shí)邊框流水燈 I 亮，如此循環(huán)亮滅并放出舒緩的音樂(lè)，當(dāng)有人靠近時(shí)，光敏傳感器傳出信號(hào)給 PLC，“獨(dú)”字亮，同時(shí)邊框流水燈 I 亮， 1 秒后，“善”字亮，同時(shí) 邊框流水燈 II 亮，“獨(dú)”字滅，邊框流水燈 I 滅， 1 秒后“其”字亮，同時(shí)邊框流水燈 III 亮，“善”字滅，邊框流水燈 II 滅， 1 秒后“身”字亮，同時(shí)邊框流水燈 IV亮，“其”字滅，邊框流水燈 III 滅， 1 秒后“兼”字亮，同時(shí)邊框流水燈 V 亮，“身”字 圖 霓虹燈分布圖 滅，邊框流水燈 IV滅， 1 秒后“濟(jì)”字亮，同時(shí)邊框流水燈 VI 亮，“兼”字滅，邊框流水燈 V 滅，再過(guò) 秒，邊框流水燈 VI 滅，再過(guò) 秒，“天”字亮，同時(shí)邊框流水燈全亮，“濟(jì)”字滅，再過(guò) 秒，邊框流水燈全滅，再過(guò) 秒，“下”字亮，邊框流水燈全 亮，“天”字滅，再過(guò) 秒邊框流水燈全滅，再過(guò) 秒，“下”字滅，“獨(dú)”本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 字亮，邊框流水燈 I 亮，如此循環(huán)，直到人離開(kāi)，恢復(fù)之前的循環(huán)。 本章小結(jié) 本章主要講控制系統(tǒng)的選擇和霓虹燈閃爍方案的確定，通過(guò)對(duì) PLC 和單片機(jī)的比較，發(fā)現(xiàn) PLC 控制系統(tǒng) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) ， 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) ， 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 ， 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 ； 單片機(jī)控制系統(tǒng) 所需的外圍電路多，工作量相對(duì)于 PLC 較大，可靠性及抗干擾能力也顯然不如 PLC，中斷優(yōu)先級(jí)不明確，相對(duì)于 PLC 而言用起來(lái)較復(fù)雜，配套設(shè)施和功能沒(méi)有 PLC 完善 ，最后選擇 PLC 控制系統(tǒng)。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 電子變壓器的設(shè)計(jì) 常見(jiàn)的霓虹燈變壓器有兩種：磁漏變壓器和電子變壓器。磁漏變壓器與普通變壓器有同樣的結(jié)構(gòu)，在鐵芯上繞上初級(jí)和次級(jí)線圈，同樣在鐵芯窗口的中間部位增加了一個(gè)普通變壓器所沒(méi)有的磁分路，這個(gè)磁分路用小的硅鋼片疊合而成，且與鐵芯之間有空氣隙，有意讓鐵芯中的磁通能通過(guò)這一分路漏出鐵芯。其作用相當(dāng)于在變壓器上安裝一個(gè)安全閥，當(dāng)次級(jí)電流增加時(shí)，鐵芯中的磁通就會(huì)被這磁分路所旁路，只有少數(shù)磁通與次級(jí)線圈相 聯(lián)系，使次級(jí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，從而使磁漏變壓器獲得了霓虹燈變壓器所需的保持燈管電流不變的特性。實(shí)際上，燈管的壽命與電極的性能和結(jié)構(gòu)有著緊密的聯(lián)系。所有的氣體放電燈，除應(yīng)保持必要的真空度外，更重要的是其電極的發(fā)射性能及電極的使用壽命。磁漏變壓器通過(guò)長(zhǎng)期的使用和改進(jìn)，設(shè)計(jì)及制作工藝都以達(dá)到完善和成熟。它的性能可靠，工作穩(wěn)定，被廣泛使用。磁漏式霓虹燈變壓器功率高，重量大，雖然具有工作穩(wěn)定可靠，負(fù)載能力強(qiáng)，但磁漏變壓器需要耗費(fèi)大量的銅與鋼，笨重且價(jià)高，安裝困難，而且功率因數(shù)僅為 左右。在電力資源日益緊張的今天， 傳統(tǒng)的磁漏式霓虹燈變壓器正在被低能、體積小、重量輕的電子式霓虹燈變壓器所取代。 電子式霓虹燈變壓器一般 6 米的功率不大于 80W， 12 米的功率不大于 105W，大型霓虹燈工程中能大幅度節(jié)約電力資源，且方便安裝維護(hù)，但也有缺點(diǎn)，主要是可靠性差、亮度低、恒流性能弱，其中以可靠性問(wèn)題最為突出。電子變壓器原理并不復(fù)雜，所用之