DE610928C

DE610928C - Method for changing the luminous color of a gas-filled electric light tube

Info

Publication number: DE610928C
Application number: DEB140074D
Authority: DE
Original assignee: ZOLTAN BAY DR
Current assignee: ZOLTAN BAY DR
Priority date: 1928-10-26
Filing date: 1928-10-31
Publication date: 1935-03-19

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zumThe invention relates to a method for

Ändern der Leuchtfarbe !einer gasgefüllten elektrischen Röhre, die zwecks Leuchtens in der Grundfarbe mit Gleich- oder Wechselstrom beliebiger Frequenz betrieben wird.Changing the luminous color! Of a gas-filled one electric tube, which for the purpose of lighting in the primary color with direct or alternating current operated at any frequency.

Es ist schon bekannt, die Grundfarbe einer elektrischen Leuchtröhre in eine andere Farbe umzuwandeln, und zwar hat man zu diesem Zwecke die Röhre mit WechselstromIt is already known to change the basic color of one electric tube into another To convert color, for this purpose one has the tube with alternating current

ίο ■ betrieben und zum Erzielen verschiedener Farben diesem Wechselstrom stark voneinander verschiedene Frequenzen erteilt.ίο ■ operated and to achieve various Colors give this alternating current strongly different frequencies.

Demgegenüber wird erfindungsgexnäß die Röhre zwecks Änderung der Grundfarbe in eine aufgezwungene Farbe mit Stromstößen gespeist, denen Scheitelwert ein Mehrfaches der effektiven Stromstärke ist und die voneinander durch Pausen getrennt sind, deren Dauer ejn Mehrfaches der Dauer jedes Stromstoßes ist, ohne daß hierbei die für die Grundfarbe erforderliche effektive Belastung wesentlich geändert wird. Beispielsweise wird eine Leuchtröhre, die mit einer Neon-Quecksilber-Mischung gefüllt ist, bei der normalen Belastung von etwa 100 Milliampere ein blaues Licht ausstrahlen. Um .eine aufgezwungene Strahlung zu erreichen, bei der die Röhre ein rotgelbes Licht ausstrahlt, muß man nach bisheriger Erfahrung die Stromstärke auf etwa 10 Ampere, also auf etwa das Hundertfache der normalen Stromstärke erhöhen. Das bei normaler Belastung bläulichrosa Licht einer mit Wasserstoff gefüllten Röhre kann in entsprechender Weise in eine tiefrote Färbung verändert werden, wenn man die Stromstärke verhundertfacht.In contrast, according to the invention, the tube is used in order to change the basic color an imposed color fed with current surges, the peak value of which is a multiple the effective current strength and which are separated from each other by pauses, whose Duration ejn is a multiple of the duration of each current impulse, without the for the Basic color required effective load is changed significantly. For example, will a fluorescent tube made with a neon-mercury mixture is filled, at the normal load of about 100 milliamps emit blue light. In order to achieve an imposed radiation in which the Tube emits a red-yellow light, one has to measure the current strength according to previous experience to about 10 amps, i.e. to about a hundred times the normal current strength. The bluish-pink light from a tube filled with hydrogen under normal stress can be poured into a deep red color can be changed if the current strength is increased a hundredfold.

Nun läßt sich aber die Belastung der Röhre nicht wesentlich über das normale Maß steigern, ohne eine zur Zerstörung der Röhre führende Erhitzung herbeizuführen. Hier setzt nun die Erfindung ein, gemäß der — in der Erkenntnis, daß es für die Lichterzeugung nicht auf die effektive, sondern auf die maximale Stromstärke ankommt — die Röhre mit einer Reihe von ,Stromstoßen gespeist wird, die durch verhältnismäßig lange Pausen voneinander getrennt sind und deren maximale Stromstärke ein Vielfaches, zweckmäßig das Hundertfache der effektiven Stromstärke beträgt. Im allgemeinen können kaum Werte von maximalen Stromstärken in Betracht kommen, die weniger als das Zehnfache der effektiven Stromstärke betragen.Now, however, the load on the tube cannot be significantly above the normal Increase the amount without causing heating leading to destruction of the tube. This is where the invention begins, according to the - knowing that it is for the Light generation does not depend on the effective, but on the maximum current strength - The tube is fed with a series of, current surges, which by proportionately long breaks are separated from each other and their maximum current strength is a multiple, expediently a hundred times the effective amperage. In general, values of maximum can hardly be used Current strengths come into consideration that are less than ten times the effective current strength be.

Es ist zwar schon bekannt, Leuchtröhren mit Stromstößen zu speisen, die voneinander durch Pausen getrennt sind. Diese Betriebspausen haben aber weder den Zweck verfolgt, Farbenumschläge in den Leuchtröhren zu erzielen, noch hat man die GrößenverhältnisaeAlthough it is already known to feed fluorescent tubes with electrical surges, one from the other are separated by pauses. However, these breaks in operation were not aimed at To achieve color changes in the fluorescent tubes, one still has the size ratios

der Stromstöße und ihrer Pausen so· gewählt, daß solche Farbenumschläge überhaupt erzielt werden konnten. Die Spieisung durch Stromstöße erfolgt vielmehr, ohne 'einen Farbenumschlag zu erzielen, lediglich zu dem Zweck, den Betrieb der Röhren mittels einer niedrigen Spannung zu ermöglichen und eine hohe Leuchtwirkung zu erzielen.the power surges and their pauses chosen so that such color changes could ever be achieved. The feed through Rather, power surges occur without 'achieving a color change, only to that Purpose to enable the tubes to operate using a low voltage and a to achieve a high luminous effect.

In Abb. ι veranschaulicht I die sinoidale ίο Kurve der Stromstärke eines Wechselstromes, der die effektive Stromstärke J_x besitzen muß, um bei gegebenen Abmessungen der Leuchtröhre ohne Überschreiten der zulässigen Belastung 'eine praktisch brauchbare Leuchtwirkung zu erzeugen, wobei die Leuchtröhre die Grundstrahlung aussendet.In Fig. I illustrates the sinusoidal ίο curve of the amperage of an alternating current, which must have the effective amperage J _{x in} order to generate a practically usable luminous effect with the given dimensions of the fluorescent tube without exceeding the permissible load, whereby the fluorescent tube emits the basic radiation.

Werden aber zur Erregung der aufgezwungenen Strahlung Stromstöße II, II, II ver-■ wendet, so kann eine maximale Stromstärke Jmax erzielt werden, die ein Vielfaches, etwa das Zehn- bis mehrere Hundertfache der für die Belastung der Leuchtröhre maßgebenden effektivien Stromstärke J₂ beträgt. Dabei ist es gleichgültig, ob diese effektivie Stromstärke J₂ mit Z₁ gleich ist oder nicht. Sie kann größer sein, aber nicht um so viel, daß eine Überlastung der Röhre eintritt, oder auch Heiner, aber nicht um so viel, daß die Lichtstärke darunter nennenswert leiden würde.If, however, current surges II, II, II are used to excite the imposed radiation, a maximum current intensity Jmax can be achieved which is a multiple, approximately ten to several hundred times, the effective current intensity J _{2, which} is decisive for the load on the fluorescent tube . It does not matter whether this effective current intensity J ₂ is equal to Z ₁ or not. It can be greater, but not so much that the tube is overloaded, or Heiner, but not so much that the light intensity would suffer appreciably.

Obwohl es zweckmäßig ist, die Stöße II, II in regelmäßigen Zeiträumen aufeinanderfolgen zu lassen, ist auch dies nicht unbedingt notwendig, falls die Häufigkeit der Stromstoße genügend groß ist, um ein störendes Flimmern zu verhüten. Unter Berücksichtigung dieser Forderung kann also die Frequenz der zum Erzielen der aufgezwungenen Strahlung benutzten Stromstöße 'eine beliebige sein, ohne daß dies die Farbwirkung merHich beeinträchtigen würde. Auch der zeitliche Verlauf der Stromkurve- kann lein beliebiger sein, wofür die Abb. 2 bis 4 Bieispiele geben, wenn nur die erwähnten Anforderungen erfüllt sind.Although it is advisable for the shocks II, II to follow one another at regular intervals To let go, this is also not absolutely necessary if the frequency of the electrical surges is large enough to prevent annoying flickering. Considering In accordance with this requirement, the frequency of the current surges used to achieve the imposed radiation can be any without affecting the color effect. Also the Temporal course of the current curve - can be lein be arbitrary, for which fig. 2 to 4 give examples, if only the mentioned requirements are fulfilled.

- Bei den. zum Speisen der Leuchtröhiien dienenden Stromstößen kommt es also darauf an, daß die Zeitdauer derselben bloß leinen geringen Bruchteil, normalerweise weniger als etwa ein Zehntel des Zeitraumes beträgt, in welchem die Stöße aufeinanderfolgen, so daß nach einem jeden Stromstoß 'eine Stromunterbrechung eintritt, deren Dauer etwa das Zehnfache derjenigen des Stromstoßes beträgt. Da für die Erregung des Lichtes die maximale Stromstärke, für die Belastung des Rohres aber die effektive oder die mittlere Stromstärke maßgebend ist, so hat man es in der Hand, die Erregung der Gasfüllung durch beliebig hohe Stromstärken herbeizuführen, ohne daß die Belastung der Röhre in unzulässiger Weise erhöht würde. Mit anderen Worten muß das Energieintegral der Stromstöße in der Zeiteinheit annähernd dem Wattverbrauch bei normalem Betrieb mit Gleichstrom oder technischem Wechselstrom entsprechen.- Both. for dining the neon lights When it comes to power surges, it is important that the duration of the current is only on the line is a small fraction, usually less than about a tenth of the period, in which the surges follow one another, so that after each current surge there is an interruption in the current occurs, the duration of which is about ten times that of the current surge. As for the excitation of light the maximum current strength, but the effective or the average for the load on the pipe Current strength is decisive, so one has it in hand, the excitation of the gas filling to bring about by any high current strengths, without the stress on the tube would be improperly increased. In other words, the energy integral must be Power surges in the unit of time approximate the watt consumption during normal operation Correspond to direct current or technical alternating current.

■Dadurch, daß man das Verhältnis zwischen maximaler und effektiver Stromstärke geeignet wählt, kann man bei der Vielheit der durch .die verschiedenen Zwischenprodukte ermöglichten Strahlungen die Füllung mit derjenigen Strahlung leuchten lassen, deren. Farbe 'erwünscht ist, also mit der Grundstrahlung oder mit einer aufgezwungenen Strahlung niedrigerer oder höherer Ordnung. Man hat damit also außer der Eigenart der Füllung 'der . Leuchtröhre durch die vorliegende Erfindung ein weiteres Mittel in der Hand, ium die Farbe des ausgestrahlten Liehtes zu beeinflussen. Die Erfindung gestattet aber nicht nur Lichtfarben zu erzielen, ,die bisher nicht erreicht worden sind, sondern sie gestattet auch, das durch eine gegebene Röhre ausgestrahlte Licht ohne Änderung der Füllung der Röhre während des Betriebes zu ändern, indem man das Verhältnis zwischen maximaler und effektiver Stromstärke des die Röhre speisenden Stromes bzw. die Form der Stromstoßkurven während des Betriebes ändert. Diese Änderung kann entweder absatzweise oder allmählich stattfinden, wodurch die Farbenänderung des ausgestrahlten Lichtes gleichfalls sprungweise oder mit allmählichem Übergang erfolgt.■ By having the ratio between maximum and effective amperage suitable one can choose from the multitude of through .the various intermediate products made possible radiations make the filling shine with that radiation whose. Color 'is desired, i.e. with the basic radiation or with an imposed radiation of a lower or higher order. So besides the peculiarity of the filling, one has the. Fluorescent tube through the present Invention of another means at hand to change the color of the light emitted to influence. However, the invention not only allows light colors to be achieved, which hitherto have not been achieved, but it also allows that which is given by a given Tube emitted light without changing the filling of the tube during operation to change by changing the ratio between maximum and effective amperage of the current feeding the tube or the shape of the current surge curves during operation changes. This change can take place either intermittently or gradually, thereby changing the color of the broadcast Light also occurs in leaps and bounds or with a gradual transition.

Die zum Speisen der Leuchtröhre verwendeten Stromstoßfolgen können in verschiedenster Weise erzeugt werden, und zwar lerfkidungsgemäß durch drei voneinander prinzipiell verschiedene Verfahren, nämlich erstens Erzeugen der Stromstöße durch Entladen eines Kondensators, zweitens auf elektrodynamischem Wege und drittens mit Hilfe von Elektronenröhren.The current impulse sequences used to feed the fluorescent tube can be of the most varied Wise generated, namely by three of each other in principle according to the concept different methods, namely firstly generating the current surges by discharging a capacitor, secondly by electrodynamic means and thirdly with the help of electron tubes.

Bei dem ersten Verfahren wird ein Kondensator bis zur Durchschlagspannung einer Funkenstrecke aufgeladen, um sich dann augenblicklich durch die Röhre zu entladen. Mehrere Ausführungsformen zur Durchführung dieses Verfahrens sind auf der Zeichnung in den Abb. 5 bis 11 dargestellt. Das Verfahren wird ausgeführt gemäß Abb. s durch Ändern der Aufladespannung eines zur Röhre 1 parallel geschalteten Kondensators 2 mittels Ändern der Durchschlagspannung einer zwischen Röhre und Kondensator liegenden Löschfunkenstrecke 3, wodurch die maximale Intensität des Stromstoßes geändert wird; gemäßIn the first method, a capacitor becomes a Spark gap charged and then instantly discharged through the tube. Several embodiments for carrying out this method are shown in the drawing in FIGS. 5 to 11. The procedure is carried out according to Fig. S by changing the charging voltage a capacitor 2 connected in parallel to the tube 1 by means of changing the breakdown voltage an extinguishing spark gap 3 located between the tube and the capacitor, whereby the maximum intensity of the current surge will be changed; according to

Abb. 6 durch Einschalten eines veränderliehen Ohmschen. Widerstandes 4 in. den Entladungskreis des zur Röhre 1 parallelenFig. 6 by switching on a variable ohmic. Resistance 4 in. Den Discharge circuit of the tube 1 parallel

Kondensators 2 der Abb. 5, wodurch die Zeitdauer des Stromstoßes geändert wird; gemäßCapacitor 2 of Fig. 5, thereby changing the duration of the surge current; according to

Abb. 7 durch Einschalten einer regelbaren Selbstinduktionsspule 5 in den Koindensatorentladungskreis der Abb. 5, die einen während des Verlaufes des Stromstoßes veränderlichen induktiven Widerstand darstellt, indem sie die rasch veränderlichen Kurventeile mehr als die weniger raschen Veränderungen abdrosselt; gemäßFig. 7 by switching on a controllable self-induction coil 5 in the co-capacitor discharge circuit of Fig. 5, which change one during the course of the current surge represents inductive resistance by showing the rapidly changing parts of the curve more than the less rapid changes throttled; according to

Abb. 8 durch einen der Röhre 1 der Abb. 5 parallel geschalteten weiteren Kondensator 6, wodurch die raschen Stromintensitätsänderungen kurzgeschlossen werden; gemäßFig. 8 by a further capacitor 6 connected in parallel to the tube 1 of Fig. 5, whereby the rapid current intensity changes are short-circuited; according to

Abb. 9 durch Einschaltung eines veränderlichen Kondensators 7 in Reihe mit der Röhre 1 in den Entladungskreis der Abb. 5, wodurch die weniger raschen Änderungen des Stromstoßes unterdrückt werden.Fig. 9 by connecting a variable capacitor 7 in series with the Tube 1 in the discharge circuit of Fig. 5, which reduces the less rapid changes in the Current surge can be suppressed.

Abb. 10 enthält die wesentlichen Elemente der vorhergehenden Abbildungen in 'einer ein-' zigen Schaltung, nämlich eine veränderliche Selbstinduktionsspule 5 und eine Kapazität 9 in dem Entladekreis des Kondensators 2 sowie ferner einen weiteren zur Röhre parallel geschalteten Kondensator 11.Fig. 10 contains the essential elements of the previous figures in 'one-' Zigen circuit, namely a variable self-induction coil 5 and a capacitance 9 in the discharge circuit of the capacitor 2 and also another parallel to the tube switched capacitor 11.

In allen Abbildungen ist 10 der Ladetransformator. In all the pictures, 10 is the charging transformer.

Beim Speisen der Röhren mit den erwähnten verschiedenen Stromstößen muß darauf geachtet werden, daß der durchschnittliche Wattverbrauch der Röhre immer der normale bleibt. Bei Stromstößen verschie,-dener Energie wird dies dadurch erreicht, daß man ihre Zahl während der Zeiteinheit entsprechend ändert. Zu diesem Zweck ändert man die Aufladezeit des den "Stromstoß erzeugenden Kondensators durch Einschalten eines veränderlichen Widerstandes 8 in den Aufladekreis in der Art der Abb. 11, wodurch die einzelnen Stromstöße in verschiedenen Zeitintervallen nacheinander folgen. Abb. 10 zeigt auch diesen Widerstand.When feeding the tubes with the various current surges mentioned, care must be taken care must be taken that the average watt consumption of the tube always remains normal. Different types of power surges Energy this is achieved by changing their number accordingly during the unit of time. To this end changes the charging time of the "surge generating capacitor" by switching on a variable resistor 8 in the charging circuit in the manner of Fig. 11, whereby the individual power surges follow one another at different time intervals. Fig. 10 also shows this resistance.

Zur Ausführung des zweiten Verfahrens kann man sich umlaufender elektromagnetischer Stromerzeuger, etwa Homopolarmaschinen, bedienen, die ähnlich gebaut sein können wie die zum Erzielen der Zündfunken vom Explosionsmotoren verwendeten ätromerzeuger. Man erhält dadurch etwa die Stromstöße gemäß Abb. 1 bis 4.To carry out the second method, one can use a rotating electromagnetic Operate power generators, such as homopolar machines, which can be constructed in a similar way like the electricity generators used to get the spark from the explosion engine. As a result, the current impulses shown in Fig. 1 to 4 are obtained.

Zur Ausführung des dritten Verfahrens kann man sich einer Elektronenröhre bedienen, in deren Anodenstromkreis die Leuchtröhre geschaltet ist und deren Gitterspannung so gesteuert wird, daß der Anodenstrom die gewünschte Form von Stromstoßfolgen annimmt. An electron tube can be used to carry out the third method, in whose anode circuit the fluorescent tube is connected and its grid voltage is controlled so that the anode current takes the desired form of burst current sequences.

Claims

Patent claims:

1. Procedure for operating a gas-filled electric fluorescent tube to which the tube is fed with current surges without any significant change in the effective load, their peak values > are a multiple of the effective amperage, the duration of which is a multiple the duration of a current surge is characterized by 'such Increase in the current amplitudes so that a color change occurs in the discharge light.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that in the discharge circuit running over the tube one in an a known way charged capacitor has a breakdown voltage changeable extinguishing spark gap is switched on, which feeds the tube with successive and in the intensity of variable current surges allowed.

3. Device according to claim 2, characterized in that in the Entladüngskreis of the capacitor a variable ohmic or capacitive or inductive resistance or a Combination of such resistors is switched on or a go parallel to the tube another capacitor is placed.

4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that in the charging circuit of the capacitor discharging through the spark gap is a changeable one Ohmic resistance is switched on.

5. The method according to claim 1, characterized in that 'the current surges electromagnetic way, for example like the blasting machines of explosion engines, 'be generated.

6. The method according to claim 1, characterized in that the current surges through Electron tubes are generated, in the anode circuit of which the fluorescent tube is switched and whose grid voltage is controlled so that the anode current has the desired form of surge sequences accepts.

1 sheet of drawings