DE102006054784A1

DE102006054784A1 - Elektrische Lampe mit einem Lampenkolben

Info

Publication number: DE102006054784A1
Application number: DE102006054784A
Authority: DE
Inventors: Martin Beck
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-05-29
Also published as: CN101529161A; EP2092238A2; KR20090094278A; WO2008061936A2; WO2008061936A3; JP2010510636A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Lampe mit einem Lampenkolben (2), wobei an dem Lampenkolben (2) eine Sensorik (7) angeordnet ist, welche zur Erfassung von Betriebsparametern der Lampe (1) ausgebildet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine elektrische Lampe, insbesondere eine Leuchtstofflampe, mit einem Lampenkolben.
Stand der Technik
Elektrische Lampen verschiedenster Ausgestaltung und Funktionalität werden von Betriebsgeräten, beispielsweise elektronischen Vorschaltgeräten betrieben, ohne dass dem elektrischen Vorschaltgerät die Umgebungsbedingungen, der Verschmutzungsgrad oder das Alter der Lampe bzw. des Leuchtmittels bekannt sind. Daher wird ständig ein für alle Betriebsfälle geeigneter Betrieb ausgewählt, der jedoch oftmals nicht dem optimalen Betrieb entspricht.
Bei bekannten Lösungen werden netzgespeiste Sensoren realisiert, welche mit Verdrahtungsaufwand verbunden sind. Die bekannten Ausgestaltungen sind im Hinblick auf eine Messgrößenerfassung relativ ungenau und gewährleisten nur eine bedingte Verbesserung des oben genannten Problems.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Lampe zu schaffen, deren Betrieb effizienter erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Lampe, welche die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, gelöst.
Eine erfindungsgemäße elektrische Lampe umfasst einen Lampenkolben, an welchem Lampenkolben eine Sensorik angeordnet ist, welche zur Erfassung von Betriebsparametern der Lampe ausgebildet ist. Indem eine Sensorik praktisch direkt an dem Lampenkolben angebracht ist, können die momentanen Betriebsbedingungen der Lampe wesentlich genauer erfasst und dadurch der optimale Betrieb wesentlich exakter und bedarfsgerechter eingestellt werden.
Unter einem Anbringen der Sensorik an dem Lampenkolben wird eine Anbringung an der Außenseite des Lampenkolbens oder an der Innenseite des Lampenkolbens verstanden. Ebenso wird durch diese Angabe jedoch auch eine in dem Material des Lampenkolbens integrierte Anordnung der Sensorik verstanden. Die Sensorik kann somit auch in der Lampe angeordnet sein, beispielsweise unter einem Hüllkolben einer Lampe, insbesondere einer Hochdruckentladungslampe. Auch eine gasdichte Anordnung, beispielsweise durch eine Einglasung, in dem durch den Lampenkolben begrenzten Entladungsraum kann vorgesehen sein.
Bevorzugt ist die Sensorik an der Außenseite des Lampenkolbens lösbar angeordnet. Abhängig von der Formgebung und Ausgestaltung des Lampenkolbens und die zugrunde liegende Fertigung kann somit der Sensor praktisch in jedem Fertigungsstadium aufgebracht werden. Darüber hinaus kann auch ein einfaches Wechseln oder Austauschen des Sensors im Falle eines Defekts praktisch zu jeder Zeit erfolgen. Es muss dann nicht die vollständige Lampe ersetzt werden, sondern es kann lediglich das einzige Bauteil der Sensorik ersetzt werden. Dies kann somit aufwandsarm und auch kostenminimiert erfolgen.
Bevorzugt ist die Sensorik auf die Außenseite des Lampenkolbens aufschiebbar. Es kann vorgesehen sein, dass die Sensorik an einem umlaufenden Halteelement, beispielsweise einem Halteband, angeordnet ist und dieses umlaufend um den Lampenkolben aufschiebbar und abziehbar ist. Dadurch kann die Halterung und einfache Montage bzw. Demontage gewährleistet werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Sensorik an einem Clip oder dergleichen angeordnet ist, welcher auf den Lampenkolben aufschiebbar ist. Indem ein derartiger Clip mit einem kleineren Radius als der Lampenkolben ausgebildet ist, kann beim Aufschieben auch eine stabile Halterung der Sensorik an der Außenseite des Lampenkolbens erreicht werden.
Bevorzugt ist die Sensorik durch die im Betrieb erzeugte Lichtstrahlung mit Energie versorgbar. Es kann vorgesehen sein, dass die Sensorik dazu eine Fotozelle aufweist, welche die direkte Umwandlung von Lichtstrahlen der Lampe in Versorgungsenergie ermöglicht.
Bei Entladungslampen kann auch vorgesehen sein, dass die Energieversorgung über eine kapazitive Auskopplung aus dem durch den Lampenkolben fließenden Strom realisiert werden kann. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zwei relativ feine Drähte beabstandet zueinander herausgeführt werden und mit der Sensorik verbunden werden. Beispielsweise können diese beiden Drähte in einem Abstand von etwa 5 cm angeordnet sein.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Energieversorgung der Sensorik über das Einbringen von leitfähigen Materialien, beispielsweise Silber, ins Material, insbesondere Glas, des Lampenkolbens bei hohen Temperaturen von der Lampenwendelspannung abgeleitet werden. Ein der Lampenwendelspannung überlagerter hochfrequenter Teil kann dann kapazitiv von einer Sensorik außen oder innen an der Lampe abgegriffen werden.
Bevorzugt ist die Sensorik zur Erfassung von einem oder mehreren Betriebsparametern ausgebildet. Die Betriebsparameter können bevorzugt die Umgebungstemperatur der Lampe, welche wichtig für eine optimale Effizienz ist, und/oder die Brennzeit der Lampe, welche wichtig für den rechtzeitigen Lampenwechsel ist, umfassen. Des Weiteren können die Betriebsparameter auch die Helligkeit der Lampe, welche für die ständige Funktionsprüfung wichtig ist, und/oder die Temperatur des Lampenkolbens, welche wichtig für die optimale Effizienz der Lampe ist, umfassen. Darüber hinaus kann als Betriebsparameter auch der Blendungsindex der Umgebung, welcher beispielsweise wichtig bei Notbeleuchtungsfällen ist, und/oder die Temperatur einer Lampenwendel, welche beispielsweise über eine einfache IR(Infrarot)-Messung mit einer Fotodiode ermöglicht ist, berücksichtigt sein. Über die Temperatur der Lampenwendel kann auch das so genannte End-Of-Life der Lampe frühzeitig erkannt werden und dadurch können weitere Beschädigungen oder Zerstörungen eines Beleuchtungssystems verhindert werden.
Als Betriebsparameter kann des Weiteren die Lampenspannungserhöhung berücksichtigt werden, welche aus einer kapazitiven Messung direkt ableitbar ist.
Ebenso kann als weitere Messgröße die Erkennung der Emissionslinie des Füllgases herangezogen werden. Durch einen einfachen Detektor mit einer spektralen Empfindlichkeit für Wellenlängen größer 800 nm kann dieser Parameter erfasst werden. Aufgrund des Quecksilbermangels am Lebensdauerende bei Hg-Lampen tritt dieser Fall relativ häufig auf.
Als Betriebsparameter kann auch die Umgebungshelligkeit umfasst sein, welche wiederum wichtig für die Effizienz des Lampenbetriebs ist. Ein Regeln und Dimmen der Lampe kann abhängig von der durch einen Lichtsensor detektierten Umgebungshelligkeit erfolgen.
Die Sensorik kann somit zur Erfassung einer Vielzahl von Betriebsparametern der Lampe ausgebildet sein, wodurch die optimale Einstellung des Betriebs verbessert werden kann. Bevorzugt ist die Sensorik zur drahtlosen Kommunikation mit einer Auswerteeinheit ausgebildet. Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise einem Betriebsgerät der Lampe, insbesondere einem elektronischen Vorschaltgerät, zugeordnet.
Die Lampe ist bevorzugt als Leuchtstofflampe ausgebildet, welche vorzugsweise einen rohrförmig ausgebildeten Lampenkolben umfasst. Der rohrförmige Lampenkolben ist bevorzugterweise gradlinig bzw. stabförmig ausgebildet.
Die Datenübertragung zwischen der Sensorik und der Auswerteeinheit kann beispielweise über RFID (Radio Frequency Identification), Bluetooth, IRDA (Infrared Data Association) oder andere Funkübertragsmöglichkeiten realisiert sein.
Über die erfassten Daten kann bereits vor dem Ausfall aufgrund von lampentypischen Vorzeichen eines so genannten End-Of-Lifes (Temperaturanstieg, Lichtstromabfall, Brennspannungserhöhung, etc.) eine Meldung über einen notwendigen Austausch des Leuchtmittels generiert werden. Dies ist insbesondere wichtig an Arbeitsplätzen mit erhöhter Gefährdung bei einem Defekt einer derartigen elektrischen Lampe.
Die Sensorik kann bereits bei der Fertigung an dem Lampenkolben angebracht werden oder erst bei der Installation angebaut bzw. übergeschoben werden. Durch die Erfindung können Lampendaten erfasst werden, die in dieser Präzision bisher nicht erfasst werden konnten. Ausfallvorhersagen können von intelligenten Betriebsgeräten extrapoliert und über Schnittstellen elektronisch an einen Leitstand weitergeleitet werden. Wechselintervalle der Lampe können verlängert werden, da ein möglicher Ausfall anhand der Messparameter vor dem Eintritt des End-Of-Lifes angezeigt werden kann.
Die Sensorik kann einen Sensor umfassen, mit dem ein oder mehrere der genannten Betriebsparameter erfasst werden können. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Sensorik zumindest zwei Sensoren umfasst. Diese können auch an unterschiedlichen Positionen an dem Lampenkolben angeordnet sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Lampe.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
In der Figur ist eine als Leuchtstofflampe ausgebildete elektrische Lampe 1 gezeigt, welche einen Lampenkolben 2 umfasst. Der Lampenkolben 2 ist im Ausführungsbeispiel rohrförmig ausgebildet und erstreckt sich geradlinig in Form eines Stabs. An den gegenüberliegenden Endbereichen des Lampenkolbens 2 sind Sockel 3 und 4 angeordnet, an denen jeweils zwei elektrische Anschlusskontakte 5a und 5b sowie 6a und 6b angeordnet sind. Eine nicht dargestellte erste Lampenwendel ist mit den Anschlusskontakten 5a und 5b verbunden und erstreckt sich im Bereich des Sockels 3 in das Innere des Lampenkolbens 2. In entsprechender Weise erstreckt sich eine zweite Lampenwendel im Bereich des Sockels 4 in den Lampenkolben 2, und ist mit den Anschlusskontakten 6a und 6b verbunden.
An einer Außenseite 21 des Lampenkolbens 2 ist eine Sensorik 7 lösbar angeordnet. Die Sensorik 7 umfasst einen oder mehrere Sensoren, welche an einem Halteelement 8 angebracht sind. Das Halteelement 8 kann ein vollständig oder lediglich bereichsweise um den Lampenkolben 2 umlaufender Aufsteckring sein. Dieser ist bevorzugt aus einem temperaturbeständigen Material und gewährleistet eine positionsstabile Befestigung der Sensorik 7 an dieser Außenseite 21.
Im Ausführungsbeispiel ist die Sensorik 7 benachbart zu dem Sockel 4 und somit an dem dem Sockel 4 zugewandten Endbereich des Lampenkolbens 2 angeordnet. Diese Anbringungsposition ist lediglich beispielhaft und die Anbringung der Sensorik an dem Lampenkolben 2 ist auch an anderen Orten möglich.
Mittels der Sensorik 7 werden im Ausführungsbeispiel Werte der Betriebsparameter Umgebungstemperatur der Lampe 1 und Brennzeit der Lampe 1 und Helligkeit der Lampe 1 und Temperatur des Lampenkolbens 2 und Blendungsindex der Umgebung der Lampe 1 und Temperatur der Lampenwendel, welche im Bereich des Sockels 4 in den Lampenkolben 2 hineinragt, und die Umgebungshelligkeit erfasst.
Darüber hinaus ist die Sensorik 7 zur drahtlosen Kommunikation mit einer Auswerteeinheit 9 ausgebildet. Die Auswerteeinheit 9 ist einem Betriebsgerät, insbesondere einem elektronischen Vorschaltgerät (nicht dargestellt), der Lampe 1 zugeordnet. Die Auswerteinheit 9 ist dabei bevorzugt in dem Betriebsgerät angeordnet. Es kann eine unidirektionale und bevorzugt eine bidirektionale drahtlose Kommunikationsschnittstelle zwischen der Sensorik 7 und dem Betriebsgerät 9 ausgebildet sein.

Claims

Elektrische Lampe mit einem Lampenkolben (2), dadurch gekennzeichnet, dass an dem Lampenkolben (2) eine Sensorik (7) angeordnet ist, welche zur Erfassung von Betriebsparametern der Lampe (1) ausgebildet ist.
Elektrische Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (7) an der Außenseite (21) des Lampenkolbens (2) lösbar angeordnet ist.
Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (7) auf die Außenseite (21) des Lampenkolbens (2) auffschiebbar ist.
Elektrische Lampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (7) durch die im Betrieb der Lampe (1) erzeugten Lichtstrahlen mit Energie versorgbar ist.
Elektrische Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (7) über eine kapazitive Auskopplung des aus dem Lampenkolben (2) fließenden elektrischen Stroms mit Energie versorgbar ist.
Elektrische Lampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsparameter die Umgebungstemperatur der Lampe (1) und/oder die Brennzeit der Lampe (1) und/oder die Helligkeit der Lampe (1) und/oder die Temperatur des Lampenkolbens (2) und/oder den Blendungsindex der Umgebung der Lampe (1) und/oder die Temperatur einer Lampenwendel und/oder die Umgebungshelligkeit und/oder die Lampenspannung und/oder eine wellenlängenselektive Emissionsmessung umfassen.
Elektrische Lampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (7) zur drahtlosen Kommunikation mit einer Auswerteeinheit (9) ausgebildet ist.
Elektrische Lampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (9) einem Betriebsgerät der Lampe (1) zugeordnet ist.
Elektrische Lampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lampenkolben (2) rohrförmig, insbesondere als stabförmiges Rohr, ausgebildet ist.