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Leuchtstofflampen

Leuchtstofflampen werden in der Industriellen Bildverarbeitung zum Ausleuchten großer Bereiche verwendet. Selbst  komplette Hallenbereiche, Füllstationen, Palettierstationen und Maschineneinheiten etc. lassen sich so beleuchten. Allerdings sollten sie für die Bildverarbeitung stets mit elektronischem Vorschaltgerät verwendet werden, um Helligkeits-Flackereffekte im Bild zu vermeiden. Sie sind eigentlich nur in Stabform in Verwendung, kreisförmig gebogene Röhren sind eher selten.

Video 50 Hz-Flackern Fluoreszenzlampen in Zeitlupe


 

Typische Eigenschaften im Einsatz der Industriellen Bildverarbeitung

 

Eigenschaften industriell genutztes Neonlicht
BV-Eigenschaften Neonlicht

 

 

Funktionsweise der Leuchtstofflampe

 

Die Leuchtstofflampe wird auch allgemein als "Neonlicht" oder Fluoreszenzlicht bezeichnet. Die Leuchtstofflampe basiert auf dem Prinzip einer Niederdruckgasentladungslampe. Ein Edelgas (Neon/ Argon) zusammen mit etwas Quecksilberdampf wird mit Hilfe einer hohen Zündspannung ionisiert. Dadurch wird das Gemisch elektrisch leitend, ein energiereiches Niederdruck-Plasma entsteht.

Diese Möglichkeit zur Lichterzeugung basiert auf Elektronen-Übergängen innerhalb der atomaren Strukturen der Gasmischung. Elektronen gehen nach erfolgter Anregung von energetisch höher liegenden Zuständen in tiefere über und senden dabei hauptsächlich ultraviolettes Licht aus. Dabei entstehen entsprechend den sehr diskreten Übergängen recht scharfbandige Emissionsspektren.

Sichtbares Spektrum gewöhnliche Neonröhre (beliebiges Bsp.)

Emisionsspektrum Neonröhre
Sichtbares Spektrum gewöhnliche Neonroehre

 

 

Zur Erzeugung von sichtbarem Tageslicht wird die Röhre innen mit Fluoreszenzstoffen (=Leuchtstoff) beschichtet.

Diese absorbieren die unerwünschte UV-Strahlung und geben je nach Gasfüllung der Röhre und Beschichtung unterschiedliche Farbtöne ab. Die Röhren sind mit unterschiedlichen Weißtönen im Handel erhältlich (z.B. Warmweiß, Neutralweiß, Tageslichtweiß etc.). Auch farbiges Licht ist möglich, wird jedoch in der Industriellen Bildverarbeitung kaum verwendet.

Wichtig für die Industrielle Bildverarbeitung

 

  • Neonlicht ist nie ein kontinuierliches Emissionsspektrum, sondern setzt sich aus unterschiedlichen einzelnen Wellenlängenbanden zusammen.
  • Trotz offensichtlich langer Lebensdauer von einigen tausend Stunden sind innerhalb weniger Monate Dauerbetrieb deutliche Helligkeitsverluste zu akzeptieren. Dieses Problem kann durch zyklisches Tauschen der Röhren entschärft werden. Da in einer Lampe oft mehrere Leuchtstäbe enthalten sind, werden diese zeitlich versetzt ausgetauscht. Sind etwa 4 Röhren verbaut, wird alle vier bis 6 Wochen einer der Stäbe durch eine neue Röhre ersetzt. Im Schnitt bleiben die Röhren also 4 bis 6 Monate im Betrieb. Alter, Helligkeit, Farbtemperatur etc. sind also immer ein Mix mehrerer Stäbe.
  • Für die Verwendung von Neonröhren ist ein elektronisches Vorschaltgeräte zwingend erforderlich. Das typische 50Hz-Flackern ist in Kameraauswertungen stark störend, mit Vorschaltgeräten mit 25 kHz treten meist keine Probleme auf.
  • Mit zunehmender Betriebsdauer wird vor allem die Fluoreszenzschicht geschädigt, die UV-Strahlung in sichtbares Licht umwandelt. Im Laufe der Zeit wird die Lampe also eher kurzwelligeres Licht emittieren. Bei kritischen Farbapplikationen sollte daher rechtzeitig ein Weißabgleich vorgenommen werden oder die einzelnen Röhrenstäbe sollten regelmäßig zyklisch rollierend getauscht werden.

 

 

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