【正文】 是由英文“氖燈”，即“ NEON SIGN”得來的，“霓虹”兩字實(shí)際上是“ NEON”的譯音，而現(xiàn)在人們已經(jīng)把“霓虹燈” 當(dāng)作專用詞運(yùn)用了。當(dāng)時(shí)所用的燈體玻管的直徑為 45 毫米，先將玻璃管彎制 成所需的文字或圖案，然后再用 1 只電壓為 1 萬多伏的變壓器供電，使之發(fā)光。由于這兩種氣體較活潑，很容易和石墨電極起化學(xué)反應(yīng)，陰極濺散出的石墨很快在玻璃管內(nèi)壁形成黑色薄膜層，并大量吸收充入燈管內(nèi)的氣體，使燈管的充氣壓力很快下降，致使霓虹燈的壽命很短。因此，這種燈不僅壽命短、制作工藝復(fù)雜，而且造價(jià)昂貴，很難普及。利用 這一發(fā)明，在霓虹燈內(nèi)充入一定的惰性氣體，這樣就明顯減緩了氣體在燈管內(nèi)部的消耗速度，顏色也豐富了，可產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)、黃等顏色。這種材料不僅能發(fā)出各種顏色的光，而且發(fā)光效率也高，我們稱之為熒光粉。故在第二世界大戰(zhàn)結(jié)束后，霓虹燈得到了迅猛的發(fā)展。 第二類，沒有營業(yè)執(zhí)照掛靠其它單位，這類“單位”專業(yè)性不強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量無保證，后期維護(hù)不到位。 霓虹燈是一個(gè)專業(yè)性比較強(qiáng)的行業(yè)，正規(guī)單位 的產(chǎn)品質(zhì)量好，壽命長。其實(shí)霓虹燈的壽命比日光燈還長，為了您的利益，請選擇有執(zhí)照，有能力，有信譽(yù)的單位。霓虹燈以它斑斕奪目的色彩、生動(dòng)逼真的形態(tài)、耀眼奪目的照明為夜間城市的購物中心招徠顧客、文化娛樂中心吸引游客營造氣氛，給夜間城市的購物活動(dòng)帶來方便，給文化娛樂活 動(dòng)增添情趣。 3 第二章 霓虹燈變壓器的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 霓虹燈的工作原理 霓虹燈采用正常輝光放電形式工作，具有輝光放電的基本特征，正離子轟擊陰極使陰極發(fā)射二次電子來維持放電，陰極電流主要由正離子所貢獻(xiàn)。陰極位降大約為 100 一 20伏，為正離子加速提供能量。能激發(fā)產(chǎn)生大量的電子。當(dāng)這些電子碰撞游離氣體原子的能量足夠大時(shí)，就能使氣體原子發(fā)生電離而成為正離子和電子，這就是氣體的電離現(xiàn)象。霓虹燈的開關(guān)次數(shù)不影響使用壽命，適合制作廣告背景掃描。典型的冷陰極霓虹燈結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 霓虹燈的結(jié)構(gòu) 玻璃燈管根據(jù)要求彎制加工成直線狀或異形曲線狀的文字或圖案。玻璃燈管以直徑規(guī)格分為 :4 Ф Ф Ф Ф Ф Ф 1Ф 1Ф 1Ф 20mm 等 。鈉玻璃管穩(wěn)定性差，受潮后極易變質(zhì)、泛堿 (風(fēng)化 )，牢度差易爆裂。鈉鈣玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性差，玻璃表面長期使用后的透明度降低，使燈的光衰加劇 :玻璃中的納原子向玻管的內(nèi)表擴(kuò)散，溶入熒光粉晶體中，使熒光粉劣化 。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、使用壽命大大超過鈉玻璃。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。粉管內(nèi)涂各種規(guī)格熒光粉，內(nèi)充氫氣及少量金屬汞，汞蒸激發(fā)輻射 2537 埃紫外線，被熒光粉吸收而產(chǎn)生熒光，氛氣作用提高光效降低著火電壓。常用電解銅或鍍鎳鐵制成圓錐形，有足夠的發(fā)射面積，保證散熱和降低陰極電位。金屬電極外有云母片，其作用一是支撐電極，二是隔熱，防止在真空除氣過程中，電極升溫過高導(dǎo)致外玻璃管炸裂。質(zhì)量好的燈管除了對真空度有較高的技術(shù)要求外，更重要的是必須有一對發(fā)射性能良好的電極，因?yàn)殡姌O殼的表層通過轟擊加熱的過程中，能形成一層非常有利于電子發(fā)射激活層。實(shí)驗(yàn)也證明了燈管壽命不是跟真空度成正比關(guān)系。它取決于陰極的材質(zhì)及陰極的表面狀態(tài)。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)射性能相對較差。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它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的，提高了電子發(fā)射性能，從而減緩了陰極濺散，起到了延長燈管壽命的作用。 常見的霓虹燈變壓器有兩種：漏磁變壓器和電子變壓器。其作用相當(dāng)于在變壓器上安裝了一個(gè)安全閥，當(dāng)次級電流增加時(shí)，鐵芯中的磁通就會被這磁分路所旁路，只有少數(shù)磁通與次級線圈相聯(lián)系，使次級的感應(yīng)電動(dòng)勢減小，從而使漏磁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。漏磁變壓器通過長期的使用和改進(jìn)，設(shè)計(jì)及制作工藝都已達(dá)到完善和成熟。漏磁式霓虹燈變壓器功率高 450vA ，重量大于 10 公斤，雖然具有工作穩(wěn)定可靠，負(fù)載能力強(qiáng) (可帶 1米到 12 米霓虹管 )，但是漏磁變壓器需耗費(fèi)大量 的銅和鋼，笨重且價(jià)高，安裝困難，而且功率因數(shù)僅為 左右。 電子式霓虹燈變壓器一般 6 米的功耗不大于 80W， 12 米的功耗不大于 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，其中以可靠性問題最為突出。用電子技術(shù)制成的霓虹燈電子變壓器，在霓虹燈工程中得到廣泛應(yīng)用，相當(dāng)大范圍內(nèi)取代了傳統(tǒng)的漏磁變壓器。常見的高壓線有兩種：一是普通高壓線即塑料高壓線，這種高壓線價(jià)格便宜，但塑料容易老化，室外使用不久塑料就要老化易引起拉火等，安全性較差。 6 第三節(jié) 高可靠性霓虹燈的設(shè)計(jì) 針對霓虹燈電子變壓器可 靠性差的問題，本文從性價(jià)比及可靠性兩方面研究市場上逐漸成為主流的 6 到 8 米電子式霓虹燈變壓器，主要考慮關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)、器件優(yōu)選和易損器件的保護(hù)，以期提高可靠性和性價(jià)比。 圖 霓虹燈電子變壓器線路圖 工作原理為 :220V 交流電經(jīng) DlD4 整流、 C2 和 C3 濾波后變成直流電，供給后面的振蕩線路， C2 和 C3 聯(lián)接點(diǎn)的電壓在 15V 左右， R R2 穩(wěn)定 155V 電壓。 R C1 消除交流電高頻干擾。振蕩主線路由 T T L L L R8 和 R9 組成，由于起振線路的觸發(fā)使得 T2 導(dǎo)通，一旦 T2 導(dǎo)通， C3 通過 B 初級、 L3 和 T2 放電。一旦 T1導(dǎo)通， C2 通過 T L3 和 B 的初級放電，此時(shí)通過 L3 和 B 的初級的放電電流的方向與先前正好相反，導(dǎo)致 T1 由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，?T2 由截止變?yōu)閷?dǎo)通，如此周而復(fù)始，使電路產(chǎn)生振蕩。 R C D R C R11 及 SCR 構(gòu)成過流及開路保護(hù)線路， R4 是過流電壓取樣電阻， C1 的作用是使得保護(hù)電路工作可靠， C5 可消除干擾信號及開機(jī)保護(hù)，一旦出現(xiàn)過流，保護(hù)線路工作， 單向可控硅 SCR 導(dǎo) 通，振蕩線路停振不工作，保護(hù)T1T2。 一、功率管的選擇 霓虹燈電子變壓器出現(xiàn)故障大多數(shù)原因是功率管損壞，功率管的選擇直接關(guān)系到霓虹燈電子變壓器的可靠性， 用圖 線路不同 T1T2 功率管帶不同長度霓燈管做比較試驗(yàn)，結(jié)果見表 。 8 表 不同功率管點(diǎn)亮不同長度霓虹燈燈管比較試驗(yàn) 從表 可以得到如下結(jié)論 :不同的功率管帶負(fù)載的能力是不一樣的，隨著負(fù)載長度的增加霓虹燈電子變壓器的全亮電壓 /電流及正常亮度電壓 /電流均增加， D140BU50 BUT11A 都具有帶 6 到 8 米負(fù)載的能力，即使 D1403 與 BU508 混合使用，其全亮及正常亮度電壓 /電流也沒有多大改變， 輸入電壓高達(dá) 220V 時(shí)電子變壓器也能正常工作。霓虹燈在使用過程中難免會出 現(xiàn)燈管破裂、燈頭線脫落、潮濕天氣高壓對地打火等異?，F(xiàn)象，導(dǎo)致電子變壓器電流劇增，功率管發(fā)熱燒毀。試驗(yàn)中用增加工作電壓的方法模擬增加的異常電流。 當(dāng) R7 阻值確定后，起始保護(hù)動(dòng)作僅與工作電流有關(guān)，與工作電壓及負(fù) 載管長沒有關(guān)系。 R7 阻值取 ，此時(shí) 8 米負(fù)載輸入 電壓大于 240V，起始保護(hù)電流 500MA， 5 分鐘后起保。即使同一型號功率管，不同廠家生產(chǎn)的 R7 也不同。同時(shí)發(fā)現(xiàn)氣溫升高和電子變壓器使用環(huán)境散熱差使得電子變壓器損壞率明顯增加。 R7 阻值的下降調(diào)整可以降低起始保護(hù)電流，但會使電子變壓器保護(hù)線路過于敏感，影響正常使用。 當(dāng)然還可以進(jìn)一步保護(hù)功率管，在功率管 CE 間反向并聯(lián) FR107 二極管，防止 CE 反向擊穿。10 第三章 可編程序控制器簡介（ PLC） 第一節(jié) PLC 簡介 可編程序控制器 PC（