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Die
Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung
zur Überwachung
wenigstens einer Leuchtstofflampe sowie eine entsprechende Leuchte mit
einer solchen Überwachungsvorrichtung.
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Entsprechende
Leuchtstofflampen werden beispielsweise als explosionsgeschützte Langfeldleuchten
in solchen explosionsgefährdeten
Bereichen eingesetzt. Es hat sich bei Betrieb von Leuchten mit solchen
Leuchtstofflampen herausgestellt, dass lokal eine Überhitzung
des Lampensockels und/oder der Lampenfassung auftreten kann. Dies
wird generell als "End-of-Life"-Phänomen bezeichnet,
bei der sich die unzulässige
Temperaturerhöhung
dadurch ergibt, sich eine Wendel als Elektrode verbraucht wird und
immer mehr Energie benötig
wird, um den Elektrodenfluss zum Betrieb der Leuchtstofflampe aufrecht
zu erhalten.
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Solche
unzulässigen
Temperaturerhöhungen
müssen
insbesondre im explostonsgefährdeten Bereich
vermieden werden, um eine Zündung
von explosiblen Gemischen zu vermeiden.
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Durch
den entsprechenden Verbrauch der Wendel wird insbesondere der Austritt
der Elektroden aus dem Material erschwert, was zu einem erhöhten Spannungsabfall
führen
kann. Auch häufige
Kaltstarts können
den Verbrauch der Wendel beschleunigen. Das entsprechende Vorschaltgerät der Leuchtstofflampen
wird dann bei Versorgung mit im Wesentlichen konstantem Strom eine
hohe Verlustleistung erzeugen, die zur erhöhten Temperatur der Leuchtstofflampe
im Bereich von Lampensockel, Lampenfassung und Wendel führen kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einer entsprechenden
Leuchtstofflampe eine solch starke Temperaturerhöhung insbesondere im explosionsgefährdeten
Bereich unter Aufrechterhaltung des entsprechenden Explosionsschutzes
zu vermeiden.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß dieser
Lösung
ist wenigstens einer Wendel eine Temperaturmesseinrichtung zugeordnet.
Weiterhin ist eine elektro-mechanische Unterbrechungseinrichtung
vorhanden, durch welche die Energiezufuhr zur Leuchtstofflampe bei
Erreichen eines vorgegebenen, kritischen Temperaturwertes unterbrechbar
ist.
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Vorzugsweise
werden alle Wendeln der entsprechenden Leuchtstofflampe durch eine
jeweils zugeordnete Temperaturmesseinrichtung überwacht.
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Durch
die Temperaturmesseinrichtung wird sicher eine unzulässige Temperaturerhöhung im
Bereich der Wendel vermieden. Der kritische Temperaturwert kann
dabei einem vorgegebenen Grenzwert entsprechen, der vom Explosionsschutz
für Oberflächentemperaturen
von Teilen der Leuchtstofflampe vorgegeben ist.
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Erfindungsgemäß wird auf
diese Weise sicher eine unzulässige
Temperaturerhöhung
der entsprechenden Leuchte verhindert und die Leuchte ist insbesondere
in explosionsgefährdeten
Bereichen einsetzbar.
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Es
besteht die Möglichkeit,
dass sich die Wendel einer Leuchtstofflampe unterschiedlich erwärmen. Dabei
kann es günstig
sein, wenn die Temperatur im Bereich einer jeden Wendel der entsprechenden
Leuchtstofflampe erfasst wird. Sobald eine der entsprechenden Temperaturen
den vorgegebenen, kritischen Temperaturwert übersteigt, erfolgt dann eine
Unterbrechung der Energiezufuhr.
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Von
Vorteil kann sein, wenn die kritische Temperatur einstellbar ist.
Dadurch kann beispielsweise ein entsprechender Abstand zwischen
Wendel und Temperaturmesseinrichtung, der gegebenenfalls zu einem
systematischen Fehler der Temperaturmessung führt, berücksichtigt werden. Auch können Umgebungseinflüsse kompensiert
werden.
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Es
besteht die Möglichkeit,
dass Temperaturmesseinrichtung und elektro-mechanische Unterbrechungseinrichtung
einteilig ausgebildet sind. Dies kann beispielsweise durch einen
Bimetallschalter oder dergleichen erreicht werden. Ein solcher Bimetallschalter
besteht aus zwei Metallen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten.
Bei entsprechender Temperatur entfernen sich die Metalle voneinander,
so dass eine elektrische Verbindung unterbrochen wird. In diesem
Fall erfolgt Temperaturmessung und mechanische Unterbrechung der
Energiezufuhr in einem Teil.
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Es
besteht ebenfalls die Möglichkeit,
dass von der Temperaturmesseinrichtung, die beispielsweise als Temperaturaufnehmer
ausgebildet ist, ein dem gemessenen Temperaturwert entsprechendes Signal
an die Unterbrechungseinrichtung übertragbar ist. Dabei sind
Temperaturmesseinrichtung und Unterbrechungseinrichtung an unterschiedlichen
Orten angeordnet. Die Temperaturaufnehmer übermitteln das Signal an die
Unterbrechungseinrichtung, die beispielsweise als Relais, insbesondere
als Schütz oder
dergleichen ausgebildet sein kann. Entsprechend zu dem empfangenen
Signal erfolgt dann die Unterbrechung der Leistungszufuhr zur Leuchtstofflampe.
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Ist
die Temperaturmesseinrichtung beispielsweise ein Bimetallschalter,
kann ein entsprechender Steuerstrom für das Relais oder Schütz durch
den Bimetallschalter fließen.
Erreicht dieser dann eine Temperatur, die dem kritischen Temperaturwert
entspricht, öffnet
sich der Bimetallschalter und es fließt kein Steuerstrom mehr. Dadurch
wird das Relais oder Schutz in Ausschaltstellung bewegt und dadurch
die Leistungszufuhr unterbrochen.
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Ein
solches Signal der Temperaturmesseinrichtung wird hier als Spannungsunterbrechungssignal
bezeichnet.
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Wird
der Temperaturwert durch die Temperaturmesseinrichtung analog oder
digital gemessen und in ein entsprechendes Signal umgesetzt, ist
gegebenenfalls eine Vergleichseinrichtung erforderlich, die dieses
Signal mit einem dem vorgegebenen, kritischen Temperaturwert entsprechenden
Signal vergleicht. Erst wenn durch diese Vergleichseinrichtung festgestellt
wird, dass der kritische Temperaturwert erreicht oder überschritten
wird, erfolgt dann eine Ansteuerung der Unterbrechungseinrichtung
in Abhängigkeit
von diesem Vergleich. Auch hier kann beispielsweise die Unterbrechungseinrichtung
ein Relais oder Schütz,
zumindest aber eine elektro-mechanische Unterbrechungseinrichtung
sein.
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Es
besteht die Möglichkeit,
dass die Vergleichseinrichtung direkt der Temperaturmesseinrichtung
zugeordnet ist, wobei ebenfalls die Möglichkeit besteht, dass die
Vergleichseinrich tung der Unterbrechungseinrichtung zugeordnet ist
und jeweils an entsprechender Stelle zusammen mit Temperaturmess- oder
Unterbrechungseinrichtung angeordnet ist.
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Da
im Wesentlichen die Oberflächentemperatur
der entsprechenden Leuchtstofflampe hinsichtlich des kritischen
Temperaturwertes überwacht
werden muss, kann es als ausreichend angesehen werden, wenn die
Ermittlung der Temperatur von außerhalb der Lampenröhre der
Leuchtstofflampe erfolgt. Dadurch sind keine Konstruktionsänderungen
der eigentlichen Leuchtstofflampe erforderlich. Allerdings besteht
auch die Möglichkeit,
eine entsprechende Temperaturmesseinrichtung in der Leuchtstofflampe beziehungsweise
Lampenröhre
zu integrieren.
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Möglichkeiten
zur Realisierung einer solchen Temperaturmesseinrichtung sind ein
Widerstandstemperatursensor, ein Infrarot-Sensor, oder dergleichen.
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Da über die
Lampenfassung eine entsprechende Energiezufuhr der Leuchtstofflampe
erfolgt, kann zumindest die Unterbrechungseinrichtung in der Lampenfassung
angeordnet sein. Diese kann für explosionsgefährdete Bereiche
entsprechend explosionsgeschützt
ausgebildet sein, so dass gegebenenfalls beim elektro-mechanischen
Schalten auftretende Funken nicht aus der Lampenfassung austreten
können.
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Für Leuchtstofflampen
werden in der Regel Vorschaltgeräte
und insbesondere auch elektrische Vorschaltgeräte verwendet. Es besteht ebenfalls
die Möglichkeit,
dass die Unterbrechungseinrichtung und gegebenenfalls auch die Vergleichseinrichtung
innerhalb eines solchen Vorschaltgerätes angeordnet sind. Auch dort
kann ein entsprechendes elektromechanisches Schalten zur Unterbrechung
der Energiezufuhr stattfinden. Dies erfolgt unabhängig von
der eigentlichen Funktion des Vorschaltgerätes. Auch hier kann das Vorschaltgerät entsprechenden
Bedingungen des Explosionsschützes
genügen.
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Es
besteht weiterhin die Möglichkeit,
dass die Unterbrechungseinrichtung selbst als explosionsgeschützte Einrichtung
ausgebildet ist oder in einer anderen explosionsgeschützten Einrichtung
enthalten ist.
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Es
ist denkbar, dass der vorgegebene, kritische Temperaturwert durch
entsprechende Normen für
explosionsgeschützte
Leuchten vorgegeben ist. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit,
dass der vorgegebene, kritische Temperaturwert unter Berücksichtigung
von Lampenparametern bestimmt wird, wie Anordnung und/oder Aufbau
der Wendel, Abstand der Wendel von der Lampenröhre, Wandstärke der Lampenröhre usw..
Dadurch können Änderungen
der Leuchtstofflampenkonstruktion berücksichtigt werden, durch die
sich neue, nicht definierte Zustände einstellen
könnten,
die zu einer unzulässigen
Erwärmung
führen
könnten.
Außerdem
kann das Verhalten einer entsprechenden Leuchtstofflampe stark von Umgebungsbedingungen
abhängig
sein, so dass der kritische Temperaturwert auch jeweils für eine Leuchte
an entsprechender Einbaustelle bestimmbar ist. Weiterhin besteht
die Möglichkeit,
dass das Vorschaltgerät
insbesondere bei einem elektronischen Vorschaltgerät durch
dessen eigene "Intelligenz" die entsprechende
Vergleichseinrichtung bildet und für die Ansteuerung der Elektro-mechanische
Unterbrechungseinrichtung eingesetzt wird.
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Die
Erfindung betrifft ebenfalls eine Leuchte mit einer entsprechenden Überwachungsvorrichtung der
vorangehend beschriebenen Art.
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Im
Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel anhand der in
der Zeichnung beigefügten
Figuren näher
beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 ein
Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
einer Überwachungsvorrichtung
mit Temperaturmesseinrichtungen.
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1 zeigt
eine Leuchte 14 als Blockschaltbild. Diese weist zumindest
eine Leuchtstofflampe 2 auf. Eine solche Leuchtstofflampe 2 umfasst
eine Lampenröhre 3,
an deren Enden 4 und 5 jeweils Elektroden 6 und 7 in
Form von Wendeln 8 und 9 angeordnet sind. Zur
Temperaturüberwachung
der entsprechenden Wendeln 8, 9 sind benachbart
und außerhalb
der Lampenröhre
Temperaturmesseinrichtungen 15 beispielsweise in Form eines
Messwiderstands, eines Bimetalltemperaturaufnehmers, eines Infrarotsensors
oder dergleichen angeordnet. Diese dienen zur kontinuierlichen Temperaturüberwachung der
entsprechen den Wendeln 8, 9. Dem jeweils gemessenen
Temperaturwert entsprechende Signale werden über Leitungen an eine elektro-mechanische Unterbrechungseinrichtung 11 übermittelt.
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Ist
beispielsweise die entsprechende Temperaturmesseinrichtung als Bimetallschalter
ausgebildet, so wird ein entsprechendes Spannungsunterbrechungssignal
bei Erreichen des vorgegebenen, kritischen Temperaturwertes an die
Unterbrechungseinrichtung 11 übermittelt. Im Falle eines
Bimetallschalters kann dieses Spannungsunterbrechungssignal ein
Null-Spannungssignal
sein, durch das ein Relais oder Schütz als Unterbrechungseinrichtung
spannungslos wird und als Ergebnis einen entsprechenden Kontakt öffnet. Durch Öffnen dieses
Kontakts wird die Energieversorgung der Leuchtstofflampe 2 unterbrochen
und damit eine Überhitzung
der Wendel, des Lampensockels und gegebenenfalls der Lampenfassung,
welche als "End-off-Life"-Phänomen bezeichnet
wird, vermieden.
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Es
besteht ebenfalls die Möglichkeit,
dass das entsprechende Signal von der Temperaturmesseinrichtung
erst mittels einer Vergleichseinrichtung 12 mit einem dem
vorgegebenen, kritischen Temperaturwert entsprechenden Signal verglichen
wird und in Abhängigkeit
von diesem Vergleich eine Ansteuerung der elektro-mechanische Unterbrechungseinrichtung 11 erfolgt.
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Bei
Verwendung eines Bimetallschalters besteht die Möglichkeit, dass dieser im Wesentlichen Temperaturmesseinrichtung
und elektro-mechanische Unterbrechungseinrichtung 11 einteilig
bildet, so dass keine Zweiteilung dieser Einrichtungen mit zusätzlicher
Signalübertragung
notwendig ist.
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Die
Vergleichseinrichtung 12 kann sowohl der Temperaturmesseinrichtung 15 als
auch der elektro-mechanischen Unterbrechungseinrichtung 11 zugeordnet
sein. Bei Zuordnung zur Unterbrechungseinrichtung kann der entsprechende
Vergleich in der Vergleichseinrichtung für beide Temperaturmesseinrichtungen 15 separat
erfolgen.
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Die
Vergleichseinrichtung 12 kann benachbart zur Unterbrechungseinrichtung 11 und
mit dieser in einem Gehäuse,
wie beispielsweise in einer Lampenfassung 10 angeordnet
sein.
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Da
die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung 1 insbesondere
für explosionsgefährdete Bereiche
vorgesehen ist, ist zumindest die Unterbrechungseinrichtung 11 zur
Aufrechterhaltung eines entsprechenden Explosionsschutzes ausgebildet. Dies
kann dadurch erfolgen, dass die entsprechende Lampenfassung 10,
in der die Unterbrechungseinrichtung 11 angeordnet ist,
als Ex-Lampenfassung ausgebildet ist. Andere Arten des Explosionsschutzes
sind ebenfalls möglich.
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Zumindest
muss für
den explosionsgefährdeten
Bereich ein Durchschlag eines Funkens, der gegebenenfalls beim Schalten
der elektro-mechanischen Unterbrechungseinrichtung 11 auftritt,
nach außen
in den explosionsgefährdeten
Bereich vermieden werden.
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Es
besteht ebenfalls die Möglichkeit,
dass die Unterbrechungseinrichtung 11 einem Vorschaltgerät 13 zugeordnet
oder in diesem angeordnet ist. Ein solches Vorschaltgerät ist bei
Leuchtstofflampen 2 zu deren Betrieb erforderlich. Heutzutage
wird in der Regel ein elektronisches Vorschaltgerät mit eigener "Intelligenz" verwendet. Diese "Intelligenz" kann auch die Funktion
der Vergleichseinrichtung 12 übernehmen, so dass eine entsprechende
Ansteuerung der elektro-mechanischen Unterbrechungseinrichtung 11 auch
durch das Vorschaltgerät 13 erfolgen kann.
Dies ist in 1 durch die gestrichelte Anordnung
der Vergleichseinrichtung 12 innerhalb des Vorschaltgeräts 13 gekennzeichnet.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind
die Temperaturmesseinrichtungen 15 außerhalb der Lampenröhre 13 und
benachbart zu den Wendeln 8, 9 angeordnet. Es
besteht ebenfalls die Möglichkeit,
die Zuordnung der Temperaturmesseinrichtungen zur jeweiligen Wendel
durch Anordnen der Temperaturmesseinrichtungen innerhalb der Lampenröhre 3 zu
verbessern. Allerdings erfordert dies konstruktive Änderungen
innerhalb der Lampenröhre.
Um auch bereits installierte Leuchtstofflampen beziehungsweise Lampenröhren durch
die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung 1 überwachen
zu können,
ist eine Anordnung der Temperaturmesseinrichtung 15 außerhalb
der Lampenröhre 3 von
Vorteil, da auf diese Weise keine baulichen Änderungen der Leuchtstofflampe 2 erforderlich
sind.
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Es
besteht weiterhin die Möglichkeit,
dass die Überwachungsvorrichtung 1 als
zusätzliches Bauteil
einer jeden Leuchte 4 mit Leuchtstofflampe 2 und
Lampenröhre 3 sowie
Lampenfassungen und Vorschaltgerät
zugeordnet werden kann. Es ist auch möglich, dass die Überwa chungsvorrichtung 1 Teil
einer entsprechenden Leuchte 14 ist, das heißt in dieser
entsprechend integriert ist.
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Die
erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung 1 nach 1 ist
so ausgebildet, dass nach Unterbrechung der Energiezufuhr zur Leuchtstofflampe 2 und
nach Austausch der Leuchtstofflampe 2 ein erneuter Betrieb
der Leuchte 14 mit neuer Leuchtstofflampe 2 möglich ist.
Es erfolgt demgemäss
eine reversible Unterbrechung der Leistungsversorgung.
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Erfindungsgemäß kann der
entsprechende kritische Temperaturwert auch verändert werden, um beispielsweise Änderungen
einer Leuchtstofflampenkonstruktion, neue, nicht definierte Zustände, die
zu einer unzulässigen
Erwärmung
führen
könnten,
usw. zu berücksichtigen.
Solche Zustände
sind beispielsweise Anordnung beziehungsweise Aufbau der Wendel,
Abstand der Wendel zum Lampenrohr, Wandstärke des Lampenrohrs und dergleichen.
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Bei
der Bestimmung der kritischen Temperatur können entsprechende Umgebungsbedingungen der
jeweiligen Leuchtstofflampe berücksichtigt
werden, wenn diese einen Einfluss auf die Umgebungstemperatur oder
die Erwärmung
der Leuchtstofflampe haben, wobei auch die Gebrauchslage der Lampe berücksichtigt
werden kann.
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Erfindungsgemäß ergibt
sich somit eine sichere Vermeidung des "End-of-Life"-Phänomen
in einfacher konstruktiver Weise, wobei sowohl entsprechend vorhandene
Leuchte mit der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung 1 nachgerüstet, als auch
entsprechende Überwachungsvorrichtungen 1 zusammen
mit Leuchten eingebaut werden können.