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Halogenlampen

Halogenlampen werden in der Industriellen Bildverarbeitung hauptsächlich dort eingesetzt, wo große Flächen in Auflicht-Technik mit Strahlern ausgeleuchtet werden müssen oder sehr viel Licht benötigt werden. Ein typischer Fall sind Ausleuchtungen von großen Hallenbereichen, Füllstationen, Außenbereichen oder Robotik-Applikationen. Auch in Kaltlichtquellen für Zeilenkameras werden als Lichtquelle Halogenlampen eingesetzt. Dies kann mit recht geringen Investitionskosten gemacht werden. Konkurrent für großflächiges Beleuchten sind Fluoreszenzlampen, die es allerdings hauptsächlich nur in länglicher Stabform gibt. Eine Halogenlampe ist dagegen oft eher eine Punktlichtquelle mit Reflektor. Große Stablängen sind auch technisch machbar, die Glühwendel muss dabei allerdings konstruktiv gestützt werden.

Typische Eigenschaften im Einsatz der Industriellen Bildverarbeitung

Eigenschaften industrieller Halogenbeleuchtung
BV-Eigenschaften Halogenbeleuchtung

  • Starke Wärmeentwicklung
  • Hoher Stromverbrauch
  • Infrarot-lastige Lichtemission
  • Lange Schaltzeiten
  • Stark erschütterungsempfindlich
  • Eher große Bauform, Formfaktor nur Strahlertype

Funktionsweise einer Halogenlampe

Elektromagnetisches Licht kann recht einfach erzeugt werden, indem ein Körper einfach erhitzt wird. Dies geschieht in der Halogenglühlampe durch einen stromdurchflossenen Leiter in Schutzgas-Atmosphäre, damit dieser nicht sofort verglüht. Die Helligkeit der Lampe hängt vom Schmelzpunkt des Metalls ab, der zum Leuchten gebracht wird.

Typischerweise wird heute ein Wolframfaden verwendet mit einer ungefähren Schmelztemperatur von 3420 Grad Celsius. Typische Temperaturen liegen bei etwa 2800 Kelvin, sind also weit entfernt von Tageslicht von etwa 6000 Kelvin. Halogenzusätze sorgen dafür, dass das vom Glühfaden abgedampfte Material wieder zur Wendel rücktransportiert wird. Dadurch kann eine solche Halogen-Glühlampe noch „heller“ leuchten als eine normale Glühlampe und weist meist eine höhere Lebensdauer auf.

Solche Lichtquellen zeigen immer in allgemeiner Näherung ein Spektrum wie ein Schwarzkörperstrahler. Dieses glockenförmige Spektrum reicht weit hinein bis in infrarote Bereiche und geht immer unvermeidbar über in Wärmestrahlung. Eine hohe Wärmeabgabe ist also typisch für solche Beleuchtungen.

Spektrum Halogenlampe
Spektrum Halogenlampe

Wichtig für die Industrielle Bildverarbeitung

  • Farbiges Licht kann durch Halogenlampen aufgrund des typischen Emisions-Spektrums nicht gezielt erzeugt werden. Nur durch Ausfiltern bestimmter Bereiche mittels vorgesetzter Farbfilter ist dies möglich.
  • Die Lebensdauer hängt stark von Ein- und Ausschaltzyklen und Spannungsspitzen ab, die diese stark reduzieren können. Der kalte Glühdraht hat einen niedrigeren elektrischen Widerstand, es fließen dadurch bei gleicher Spannung wesentlich höhere Einschaltströme, die die Beleuchtung v.a. beim Einschalten zerstören.Typische Lebensdauer sind 1000 bis einige tausend Stunden.
  • Vibrationen an der industriellen Anlage können ebenfalls das Brechen des Leuchtfadens verursachen und die Lebensdauer drastisch reduzieren.
  • Die Helligkeit der Lampe nimmt im Betrieb kontinuierlich ab. 1000 bis einige tausend Stunden Brenndauer garantiert nicht eine robuste industrielle Auswertung über die gesamte Lebenszeit der Beleuchtung.

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