Lâmpadas de Enxofre

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Lâmpadas de Enxofre

  1. 1. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas sem Eléctrodos (EDL) Electrodeless Discharge Lamp02-02-2012 Por : Luís Timóteo 1
  2. 2. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre (Sulfur Lamps) “o Sol na Terra!...”02-02-2012 Por : Luís Timóteo 2
  3. 3. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): IntroduçãoInventada em 1990 por Michael Ury da Fusion Corp. of Rockville, MD. No início dos anos 90’s descobriu-se que o enxofre, estimulado por energia de microondas, podia ser utilizado em vez de urna lâmpada de vapor de mercúrio de ultravioletas, para produzir uma luz muito brilhante, quase com a qualidade da luz solar…Tecnologia muito promissora no início, foi um fracasso comercial no final dos anos 90’s. Começou de novo a ser produzida em 2005 para fins comerciais e de investigação pela Island Systems em Essex, UK e na China… Michael Ury com Lee Anderson na demonstração em 1994 Photo ©Fusion Lighting.02-02-2012 Por : Luís Timóteo 3
  4. 4. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): FuncionamentoA lâmpada de enxofre pertence a uma categoria de lâmpadas totalmente nova, é um tipo de lâmpada que não funciona com nenhum princípio mencionado até agora, nem a descarga, e nem a incandescência, mas sim a indução electromagnética, produzida por um magnetrão a 2.45 GHz, que é o mesmo dispositivo que permite o funcionamento dos fornos de microondas e do radar. O funcionamento desse tipo de lâmpada é bastante simples; uma pequena esfera de vidro especial, é montada na antena do magnetrão. Uma vez accionado, esse dispositivo provoca a excitação do enxofre dentro da esfera, tal como ocorre nas lâmpadas de descarga, emitindo uma luz muito intensa e com um tom levemente azulado, além é claro de possuir um espectro bastante rico. A principal razão para se utilizar a radiofrequência na produção de luz a partir do enxofre, deve-se á sua enorme “agressividade” para com os metais, inviabilizando a utilização do princípio da descarga. Neste tipo de lâmpada, o enxofre e um gás nobre, são selados num tubo de vidro. A ampola é colocada na cavidade onde são emitidas as microondas e é rodada. A energia das microondas é dirigida para a ampola, provocando a emissão de luz visível. Um fluxo de ar constante é direccionado para a ampola para a arrefecer. Os futuros modelos eliminarão a necessidade do arrefecimento forçado.02-02-2012 Por : Luís Timóteo 4
  5. 5. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): FuncionamentoA lâmpada de enxofre consiste de uma esfera de cristal em ❶ quartzo fundido, do tamanho de uma bola de golfe ❶, contendo vários miligramas de pó de enxofre e gás Árgon, e colocada na extremidade de um fino veio de vidro. A esfera está dentro de ❼ uma gaiola ressoante feita de malha de fio condutor ❼. Um magnetrão ❹ variável através de um PSU digital ❺, ❸ bombardeia a esfera via um guia de ondas ❸, com uma frequência de 2.45 GHz. A energia das microondas excita o gás para várias atmosferas de pressão, que por sua vez aquecem o enxofre a uma temperatura muito ❹ ❷ ❻ elevada, formando um plasma muito brilhante (daí que também lhe chamem lâmpadas de plasma), capaz de iluminar uma grande área. ❺ Porque a esfera de cristal aquece consideravelmente, é necessário um motor ❷ para lhe dar uma rotação, enquanto que uma ventoinha ❻ a arrefece impedindo-a de fundir. A esfera de cristal pode ser colocada no foco de um reflector parabólico para direccional toda a luz numa única direcção tornando-a possivelmente na única fonte luminosa suficientemente pequena e poderosa para aplicações práticas e comerciais de tubos de luz (light pipe applications).02-02-2012 Por : Luís Timóteo 5
  6. 6. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): Funcionamento As novas fontes de luz produzem geralmente um fluxo luminoso muito elevado. A luz emitida por uma destas fontes, de enxofre, é superior à luz emitida por 250 lâmpadas incandescentes de 100 W. Isto significa que seriam apenas necessárias algumas destas fontes para fornecer luz ambiente de qualidade numa galeria, por exemplo, pouco contribuindo para a carga térmica do local. Um projecto para demonstração combinando uma fonte de luz sem eléctrodos e um tubo de luz está a funcionar no Museu do Ar e do Espaço, em Washington, desde Agosto de 1994. O novo sistema de iluminação, chamado SLS (sulphur lighting system),consiste num injector de luz, um reflector especialmente desenhado, e um tubo de luz. No início dos anos 90 descobriu-se que o enxofre, estimulado por energia de microondas, podia ser utilizado em vez de uma lâmpada de vapor de mercúrio de ultravioletas, para produzir uma luz muito brilhante, quase com a qualidade da luz solar.02-02-2012 Por : Luís Timóteo 6
  7. 7. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): Museu do Ar e do Espaço, em Washington02-02-2012 Por : Luís Timóteo 7
  8. 8. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): Funcionamento A luz emitida pela lâmpada de enxofre é reflectida por um reflector parabólico, de tal modo que a maior parte da luz entra num tubo de luz através de um pequeno cone de luz. A luz propaga-se através do tubo, reflectindo-se numa camada prismática que reveste o tubo de luz. A camada prismática reflecte a luz através de reflexões internas, processo este bastante eficiente. Alguma luz que atinge esse revestimento não é reflectida e atravessa as paredes do tubo, dando-lhe um aspecto luminescente.O raio de luz que atravessa todo o tubo atinge um espelho no seu topo e é novamente reflectido para o interior do tubo. Uma superfície especial feita com outro tipo de camada prismática é utilizada para direccionar a maior parte do fluxo luminoso para baixo, de uma forma controlada.O tubo acrílico, com 266 mm de diâmetro é alinhado com o emissor de luz. O tubo de luz referido tem 27 m de comprimento. A transmissão eficiente da luz é tornada possível por uma nova tecnologia que permite que milhares de primas sejam incorporados nas paredes do guia de luz. Estes tubos de luz foram desenvolvidos pela 3M e são totalmente de construção acrílica.A extracção da luz do tubo requer outra técnica. A luz é extraída através de urna fina camada de orifícios no material prismático, com uma densidade, variando ao longo do comprimento e criando a desejada distribuição da luz.02-02-2012 Por : Luís Timóteo 8
  9. 9. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): Funcionamento02-02-2012 Por : Luís Timóteo 9
  10. 10. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): Funcionamento O tubo acrílico, com 266 mm de diâmetro é alinhado com o emissor de luz. O tubo de luz referido tem 27 m de comprimento. A transmissão eficiente da luz é tornada possível por uma nova tecnologia que permite que milhares de primas sejam incorporados nas paredes do guia de luz. Estes tubos de luz foram desenvolvidos pela 3M e são totalmente de construção acrílica. A extracção de luz do tubo requer outra técnica. A luz é extraída através de uma fina camada de orifícios no material prismático, com uma densidade variando ao longo do comprimento e criando a desejada distribuição de luz.02-02-2012 Por : Luís Timóteo 10
  11. 11. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): Funcionamento Esta técnica, recentemente patenteada, resulta numa iluminação eficiente e uniforme, debaixo do tubo de luz. Esta fonte de luz tem muitas vantagens em relação às lâmpadas de descarga. Tem mais rendimento, é ambientalmente favorável (não contém mercúrio), tem uma excelente restituição de cores, uma estabilidade de cor excelente, uma fraca degradação do fluxo luminoso, pequena duração de arranque, baixa emissão de radiação IV, muito baixa emissão de UV e longa duração de vida. A ampola não tem eléctrodo e portanto tem uma duração de vida potencialmente infinita, O emissor de microondas tem uma duração de vida superior a 10 000 horas, a qual poderá vir a ser melhorada no futuro.02-02-2012 Por : Luís Timóteo 11
  12. 12. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): Composiçãohttp://sound.westhost.com/lamps/sp-lamp.html Funcionamento02-02-2012 Por : Luís Timóteo 12
  13. 13. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): Magnetrão de Microondas Composição Rotor da Lâmpada Microondas Ar de arrefecimento Gaiola ressonante Reflector Esfera de Cristal02-02-2012 Por : Luís Timóteo 13
  14. 14. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur/Plasma lamps): Estas lâmpadas também são por vezes chamadas de lâmpadas de plasma!... http://www.youtube.com/watch?list=UL9WqoHQkoIC0&v=9WqoHQkoIC0&feature=player_detailpage#t=4s02-02-2012 Por : Luís Timóteo 14
  15. 15. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): Mecanismo do PLS (Plasma Ligth System) Lightron Bulb Resonator WaveGuide http://www.led4growth.com/SULPHUR_PLASMA_LIGHTING_SYSTEM_by_LG.htm02-02-2012 Por : Luís Timóteo 15
  16. 16. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): Aplicação em estufa para substituição da luz solar02-02-2012 Por : Luís Timóteo 16
  17. 17. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): Aplicação em Piscinas Las_Vegas_Municipal_Poolsulfur02-02-2012 Por : Luís Timóteo 17
  18. 18. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): Sulfur-Plasma Colours Consoante os aditivos que se podem misturar com o enxofre na bola de cristal, assim se pode alterar a tonalidade das cores das lâmpadas de enxofre. Ar Nitrogénio Nitrogénio + 2%Enxofre Nitrogénio + gás de carvão02-02-2012 Por : Luís Timóteo 18
  19. 19. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur/Plasma lamps): EXEMPLO: Plasma Lamp - Full, Continuous & Highly Efficient Spectrum: Lamp Power Rating 1000W System Power 1360W (AvFP Rating 5.9A 230VAC) Lamp Efficiency 160Lm/W (estimated) (180Lm/w max.) System 120Lm/W Efficiency (estimated) Lamp Envelope Sphere 35mm (140Lm/w Outer Diameter max.) Lamp Length 150mm including screw-fit ferrule Plasma Lamp >60,000Hrs Life (estimated) Lamp Envelope 2mm Thickness Plasma Drive >50,000Hrs Lamp Envelope Silicon Glass based >98% purity Life (estimated) Lamp Plasma Metal based (Strictly No Mercury or Plasma Drive >40,000Hrs Indium Halide) Magnetron (estimated) Lamp Mesh Tungsten, Silver & Gold based Weight 6.5Kg Lamp Rotation Variable up to 6000rpm WxHxL 220.00 x (mm) 207.91 x Colour Temperature 6000K (4500K and 3000K available) 409.00 http://www.plasma-i.com/sulphur-plasma-light.htm02-02-2012 Por : Luís Timóteo 19
  20. 20. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur/Plasma lamps):  Comparação dos ângulos de irradiação dos diversos tipos de lâmpadas. http://i-giant.net/sulphur-plasma.htmEsta fonte de luz tem multas vantagens em relação ás lâmpadas de descarga. Tem mais rendimento, é ambientalmente favorável (não contém mercúrio), tem uma excelente restituição de cores, uma estabilidade de cor excelente, uma fraca degradação do fluxo luminoso, pequena duração de arranque, baixa emissão de radiação IV, muito baixa emissão de UV e longa duração de vida. A ampola não tem eléctrodo e portanto tem uma duração de vida potencialmente infinita. O emissor de microondas tem uma duração de vida superior a 10 000 horas, a qual poderá vir a ser melhorada no futuro.02-02-2012 Por : Luís Timóteo 20
  21. 21. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur/Plasma lamps): Características Sulfur Lamp Spectrum Enxofre e Árgon numa esfera de Quartzo; Lâmpada sem eléctrodos; Excitação por Magnetrão; Alta potência 135.0000 lúmenes que podem ser distribuídos por tubos de luz; Muito compacta 135.000 lm≈1.450W 76 lm/W até 100 lm/W; Alto IRC ( 80 a 90); Duração:10.000 – 20.000 Hrs. Dependente da grelha envolvente e do magnetrão; Alta potência praticamente constante;  Disponibilidade Limitada (poucas potências Degradação de Cor / CRI praticamente disponíveis); inexistente;  Preço elevado;  Tecnologia ainda em desenvolvimento; Amiga do Ambiente (sem Mercúrio ou  Necessidade de rotação da bola de cristal, para outras substâncias perigosas. reduzir picos de temperatura e misturar o plasma.02-02-2012 Por : Luís Timóteo 21
  22. 22. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Dúvidas?02-02-2012 Por : Luís Timóteo 22
  23. 23. Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre Bibliografia http://www.gitc21.net/co/airwinsco/ http://www.mundofisico.joinville.udesc.br http://www.lamptech.com/ http://www.terraponic.eu/ http://wapedia.mobi/pt/Plasma?t=1.2. http://www.iar.unicamp.br/lab/luz/ld/L%E2mpadas/Fontes_Lumin.pdf http://en.wikipedia.org/wiki/Sulfur_lamp http://www.freescale.com.cn/cstory/ftf/2010/pdf/0689.pdf http://www.sulfur-plasma.ch/Technical.html http://www.plasmabright.com/how.it.works.asp02-02-2012 Por : Luís Timóteo 23

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