NO340663B1 - Apparat og fremgangsmåte for å overvåke minst én fluoriserende lampe - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat og en fremgangsmåte for å overvåke minst én fluoriserende lampe.

Fluoriserende lamper anvendes for eksempel som eksplosjonsbeskyttede, lineære fluoriserende belysningsanordninger i eksplosjonsfarlige områder. Det er oppdaget under bruk av belysningsanordninger med fluoriserende lamper at en lokal overoppheting av lampesokkelen og/eller lampeholderen kan forekomme. Dette kalles gjerne et "end-of-life"-fenomen dersom den utillatelige temperaturøkingen er som følge av at en glødekatode som elektroden er brukt opp og stadig mer kraft er nødvendig for å opprettholde elektrodestrømmen for å aktivisere den fluoriserende lampen. En eksplosjonsbeskyttet utladningslampe er beskrevet i patentsøknaden EP 0326079 A.

Slike utillatelige temperaturøkninger må særlig unngås i et eksplosjonsfarlig område for å unngå antenning av eksplosive blandinger. Patentpublikasjonen US 6888324 B1 (McElroy) vedrører en lysstofflampe med temperaturmåling av glødetrådene.

Som følge av at glødekatodene brukes opp, gjøres utgangen av elektrodene fra materialet spesielt vanskelig, noe som kan føre til et økt spenningsfall. Likeledes kan hyppige kaldstarter akselerere forbruket av glødekatodene. Den tilhørende ballasten i de fluoriserende lampene vil da skape et stort effekttap ved forsyning med en hovedsakelig konstant strøm, og dette effekttapet kan muligens føre til den økte temperaturen i den fluoriserende lampen i området ved lampesokkelen, lampeholderen og glødekatoden.

Målet med foreliggende oppfinnelse er å unngå en slik sterk temperaturøkning i en tilhørende fluoriserende lampe, spesielt i eksplosjonsfarlige områder, samtidig som det opprettholdes en tilfredsstillende eksplosjonsbeskyttelse.

Dette målet oppnås gjennom særtrekkene ifølge kravene 1 og 10 .

Patentkrav 1 vedrører en fremgangsmåte som kjennetegnes ved en spesielt elektronisk avbrytelse av kraftforsyningen til glødekatoden gjennom ballasten, der avbrytelsen finner sted når en avfølt temperatur i området ved minst én glødekatode i den fluoriserende lampen overstiger en forbestemt kritisk temperatur. Dette unngår på en pålitelig måte en utillatelig temperaturøkning. Den kritiske temperaturen kan her svare til en forbestemt grenseverdi som forbestemmes av eksplosjonsbeskyttelsen for overflatetemperaturer på deler av den fluoriserende lampen.

I henhold til apparatet oppnås det angitte målet ifølge krav 10 ved at en temperaturmåleanordning betjener minst én glødekatode, og en avbruddsanordning er videre tilveiebragt gjennom hvilken kraftforsyningen gjennom ballasten avbrytes når den forbestemte kritiske temperaturen er nådd. Fortrinnsvis blir alle glødekatoder overvåket. Et slikt apparat kan være anordnet i en lampe med minst én fluoriserende lampe.

Ifølge oppfinnelsen blir således en utillatelig økning av temperaturen i den tilhørende belysningsanordningen forhindret på en pålitelig måte, og belysningsanordningen kan spesielt anvendes i eksplosjonsfarlige områder.

Det er mulighet for at glødekatodene i en fluoriserende lampe blir varmet opp i forskjellig grad. Det kan således være nyttig om temperaturen blir avfølt i området ved hver glødekatode i den fluoriserende lampen. Straks én av de aktuelle temperaturene overstiger den forbestemte kritiske temperaturen, vil forsyningen av kraft bli avbrutt.

For å sikre utkobling av den fluoriserende lampen på en slik måte at den muligens skadede fluoriserende lampen må byttes ut før videre bruk, kan den tilhørende avbrytelsen av kraftforsyningen skje på en irreversibel måte ved hjelp av en sikringsanordning. En slik sikringsanordning kan f.eks. være en temperatursikring som irreverserbart avbryter strømgangen når den kritiske temperaturen er oversteget. Først når sikringsanordningen og, om nødvendig, den fluoriserende lampen er byttet ut er videre bruk mulig.

Det er også mulig at en tilhørende avbrytelse av kraftforsyningen gjøres av en elektronisk bryteranordning som avbruddsanordning. En slik bryteranordning kan f.eks. være en temperaturbryter som når den kritiske temperaturen er nådd skrur av en tilhørende utgang fra ballasten for kraftforsyningen til den fluoriserende lampen. En slik utkoblingsoperasjon kan også skje på en reversibel måte.

Det er også mulig at en slik bryteranordning mater ut et signal til en avbruddsanordning tilordnet til ballasten. En slik avbruddsanordning kan også inneholde bryteranordningen og i tillegg en sammenlikningsanordning som f.eks. sammenlikner temperaturen målt av en temperaturføler som temperaturmåleanordning med den forbestemte kritiske temperaturen, og bare når den kritiske temperaturen er nådd eller oversteget aktiverer den bryteranordningen for avbrytelsesprosessen.

Det er også mulig at i det minste sammenlikningsanordningen er inneholdt i temperaturmåleanordningen og aktiverer avbruddsanordningen derfra ved å sende ut tilhørende signaler.

Siden hovedsakelig overflatetemperaturen på de fluoriserende lampene må overvåkes med hensyn til den kritiske temperaturen, kan det anses som tilstrekkelig at temperaturen blir bestemt fra utenfor lysrøret i den fluoriserende lampen. Dette krever heller ikke konstruksjonsmessige endringer i selve den fluoriserende lampen. Det er imidlertid også mulig å integrere en tilhørende temperaturmåleanordning i den fluoriserende lampen.

Andre mulige realiseringer av en slik temperaturmåleanordning er i form av en temperaturføler eller også en infrarød føler (IR-føler).

Som et alternativ til den irreversible avbrytelsen av kraftforsyningen er det også mulig å sette bryteranordningen i en innkoblende posisjon for oppstart av ballasten etter at en forbestemt tidsperiode har forløpt. Dette innebærer at ballasten blir startet opp på nytt etter et kraftavbrudd.

Dette kan gjelde tilsvarende ved bruk av temperaturføleren eller IR-føleren som temperaturmåleanordninger dersom disse er tilsvarende koblet til sammenliknings-og/eller bryteranordningen.

Det er også mulig at den forbestemte kritiske temperaturen blir bestemt av tilhørende standarder for eksplosjonsbeskyttede belysningsanordninger. Imidlertid er det også mulig at den forbestemte kritiske temperaturen blir bestemt ved å betrakte lampeparametre, så som anordningen av og/eller oppbygningen til glødekatodene, gløde-katodenes avstand fra lysrøret, lysrørets veggtykkelse, etc. Dette tar hensyn til endringer i oppbygningen til den fluoriserende lampen, som vil kunne forårsake udefinerte tilstander som fører til utillatelig oppvarming. Videre kan oppførselen til en fluoriserende lampe i sterk grad avhenge av omgivelsesforhold, slik at den tilhørende kritiske temperaturen også kan bli bestemt hver gang for en belysningsanordning på et tilhørende installasjonssted. Spesielt i tilfeller der ballasten er en elektronisk ballast, kan dennes "intelligens" også anvendes for å realisere sammenliknings-og/eller avbruddsanordninger i ballasten og gjennom selve ballasten.

En fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet mer detaljert under henvisning til den vedlagte figuren. Figur 1 er et blokkdiagram av en utførelsesform av en overvåkningsanordning med forskjellige temperaturmåleanordninger. Figur 1 er et skjematisk blokkdiagram som viser en overvåkningsanordning ifølge oppfinnelsen for å overvåke minst én fluoriserende lampe. Overvåkningsanordningen 1 er del av en belysningsanordning 20 som omfatter to fluoriserende lamper 2 og 3. Hver av de fluoriserende lampene er ved sine ender 12, 13 utstyrt med tilhørende glødekatoder, henholdsvis 4, 5 og 6, 7, som elektroder 14. De respektive glødekatodene 4, 5 og 6, 7 i hver fluoriserende lampe 2, 3 er koblet til en tilhørende ballast (VG) 8a, b, og spesielt til en elektronisk ballast (EVG) 8a, b. Nevnte ballast er koblet via respektive switch-transistorer 23, 24 på inngangssiden til en forsyningslinje 21. I normal driftsmodus utfører disse vekselvise innkoblings- og utkobl i ngsoperasjoner og blir begge koblet ut ved feil, dvs. når de kritiske temperaturene er nådd, idet aktiviseringsprosessen blir stanset.

Det er oppdaget for en slik belysningsanordning at en fluoriserende lampe kan bli eksponert for en utillatelig temperaturøkning spesielt i området ved dens elektroder eller glødekatoder. Dette fenomenet observeres f.eks. når materialet i glødekatodene er brukt opp og stadig mer kraft er nødvendig fra den elektroniske ballasten for å opprettholde elektrodestrømmen inne i den fluoriserende lampen. En slik temperaturøkning kan føre til en lokal overoppheting av glødekatodene og følgelig til en utillatelig økning i temperaturen på lampesokkelen, lampeholderen eller til og med det tilhørende lysrøret 11. Overoppheting vil da føre til ovennevnte feiltilfelle, som kalles "end-of-life"-fenomenet. I sjeldne tilfeller vil dette fenomenet observeres mot slutten av lampens levetid. Den ledsagende temperaturøkningen vil forårsake antenning av eksplosive stoffer, spesielt i eksplosjonsfarlige områder. For å hindre en slik situasjon blir temperaturen ifølge oppfinnelsen målt i nærheten av minst én av og fortrinnsvis begge glødekatodene, henholdsvis 4, 5 og 6, 7, i hver fluoriserende lampe 2, 3. En tilhørende temperaturmåleanordning 15 anvendes for dette formålet.

I figur 1 er hver av glødekatodene 4, 5, 6, 7 tilordnet en forskjellig temperaturmåleanordning 15. Naturligvis kan også like temperaturmåleanordninger bli tilordnet alle glødekatodene 4 til 7.

Temperaturmåleanordningen 15 som betjener glødekatoden 4, er en temperatursikring eller sikringsanordning 9. Normalt er en slik temperatursikring ikke tillatt i et eksplosjonsfarlig område (Ex-område) for direkte omkobling av en last fordi det vil kunne oppstå gnistdannelse. Det er derfor strømmen til sikringsanordningen er egensikker, og avhengig av nevnte strøm blir en elektronisk avbruddsanordning 19 kommandert til å skru av den elektroniske ballasten 8.

En forsterkeranordning 25 kan her være anordnet i tillegg mellom sikringsanordningen 9 og henholdsvis den tilhørende avbruddsanordningen 19 og bryteranordningen 10.

Temperaturmåleanordningen 15 som betjener glødekatoden 5 er en infrarød IR-føler 18. Signalene fra denne blir forsynt via en forsterkningsanordning 25 til avbruddsanordningen 19. Nevnte anordning kan samtidig inneholde en sammenlikningsanordning 16 som sammenlikner temperaturen målt av IR-føleren 18 med en forbestemt kritisk temperatur. Når sammenlikningsanordningen 16 oppdager at den kritiske temperaturen er nådd eller oversteget, kan bryteranordningen 10 inneholdt i avbruddsanordningen 19 avbryte kraftutgangen fra den tilhørende EVG 8a ved å stanse aktiviseringen av switch-transistoren 23 i utgangen fra EVG 8a. Avbrytelsen gjøres kun for EVG 8a, b, som forsyner spenning til den tilhørende fluoriserende lampen 2, 3 med den utillatelige temperaturøkningen.

Glødekatoden 7 har en tilhørende temperaturbryter som bryteranordning som en ytterligere utførelse av en temperaturmåleanordning 15. Nevnte bryter bevirker til utkobling av den tilhørende EVG'en eller et kraftavbrudd, ved hjelp av avbruddsanordningen 19. Det er også mulig at temperaturbryteren er koblet henholdsvis til en sammenlikningsanordning 16 eller avbruddsanordning 19 , som bare ved en omkobling av temperaturbryteren også vil iverksette avbrytelse av kraftutgangen fra EVG'en.

En temperaturføler 17 er anordnet i den siste glødekatoden 6 om temperaturmåleanordning 15. Denne føleren sender sin måleverdi til avbruddsanordningen 19, som omfatteren sammenlikningsanordning 16 og en bryteranordning 10 og om nødvendig avbryter kraftforsyningen til en lampe.

Ifølge oppfinnelsen skjer fortrinnsvis inn- eller utkobling av den tilhørende EVG'en 8a, b henholdsvis via den elektroniske bryteranordningen 10 eller avbruddsanordningen 19, slik at EVG'en skrus av og kraftforsyningen til den fluoriserende lampen som har den utillatelige temperaturøkningen avbrytes. En irreversibel avbrytelse finner sted i tilfellet med den tilhørende temperatursikringen 9. Den kan bare reverseres etter at temperatursikringen 9 og eventuelt også den fluoriserende lampen er byttet ut.

I de andre temperaturmåleanordningene 15, 17 og 18 er det en reversibel avbrytelse av kraftforsyningen, idet den tilhørende sammenlikningsanordningen 16 sammenlikner de målte temperaturene med den kritiske temperaturen, og ved deteksjon av en utillatelig temperaturøkning stanser bryteranordningen 10 EVG'en. Bare etter et brudd på hovedstrømmen kan EVG'en startes på nytt.

Med temperaturdeteksjonen ifølge oppfinnelsen og med en tilhørende utkobling av EVG'en oppnås som en fordel i henhold til oppfinnelsen at en gjennom måling av temperaturen kan ivareta de spesifikke kravene i det eksplosjonsfarlige området. Ved en endring i designet av en fluoriserende lampe kan for eksempel nye udefinerte tilstander oppstå som fører til en utillatelig oppvarming. Disse tilstandene kan tas hensyn til ifølge oppfinnelsen, som betrakter for eksempel anordningen av eller oppbygningen til glødekatodene, glødekatodenes avstand fra lysrøret, lysrørets veggtykkelse, eller liknende.

Ifølge oppfinnelsen kan den kritiske temperaturen videre bli bestemt på en passende måte i betraktning av de rådende omgivelsesforholdene til den respektive fluoriserende lampen dersom disse virker inn på omgivelsestemperaturen eller oppvarmingen av den fluoriserende lampen, idet lampens driftsposisjon også tas i betraktning her.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for å overvåke minst én operativ fluoriserende lampe i et eksplosjonsfarlig område, der fremgangsmåten omfatter de trinn å: i) avføle temperaturen i området ved minst én glødekatode (4, 5, 6, 7) i den fluoriserende lampen (2, 3); ii) sammenlikne den funnede temperaturen med en forbestemt kritisk temperatur; og iii) avbryte kraftforsyningen til glødekatoden (4, 5, 6, 7) gjennom en ballast, VG, (8a, b) når den kritiske øvre temperaturen nås eller overstiges.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedavføling av temperaturen i trinn i) i området ved hver glødekatode (4, 5, 6, 7) i den fluoriserende lampen (2, 3).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat avbrytelsen i trinn iii) gjøres på en irreversibel måte ved hjelp av en sikringsanordning.

4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat avbrytelsen i trinn iii) gjøres ved hjelp av en avbruddsanordning, og spesielt en bryteranordning (10).

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat sammenlikningen i trinn ii) gjøres i sikringsanordningen eller avbruddsanordningen (9, 19).

6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedavføling av temperaturen i trinn i) fra utenfor et lysrør (11) i den fluoriserende lampen (2, 3).

7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedforhåndsbestem meise av den kritiske temperaturen i betraktning av lampeparametre, så som anordningen av og/eller oppbygningen til glødekatodene (4, 5, 6, 7), avstanden fra glødekatodene til lysrøret, lysrørets veggtykkelse, eller liknende.

8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat etter trinn iii), omstart av VG (8a, b) gjøres spesielt etter en forbestemt tidsperiode.

9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat avbrytelsen i trinn iii) gjøres ved å avbryte spenningsforsyningen til VG'en (8a, b).

10. Apparat (1) for å overvåke minst én operativ fluoriserende lampe (2, 3) i et eksplosjonsfarlig område, der den fluoriserende lampen (2, 3) omfatter et lysrør (11) med elektroder (14) anordnet ved sine ender (12, 13) i form av glødekatoder (4, 5, 6, 7), og en ballast, VG, (8a, b), hvori overvåkningsanordningen (1) omfatter minst én temperaturmåleanordning (15) tilordnet en glødekatode (4, 5, 6, 7) og en spesielt elektronisk avbruddsanordning (19), gjennom hvilken avbruddsanordning kraftforsyningen ved hjelp av VG'en (8a, b) blir avbrutt når en forbestemt kritisk øvre temperatur er nådd eller oversteget.

11. Apparat ifølge krav 10,karakterisert vedat anordningen (1) omfatter en sammenlikningsanordning (16) for å sammenlikne temperaturen målt ved hjelp av temperaturmåleanordningen (15) med den kritiske temperaturen.

12. Apparat ifølge krav 11,karakterisert vedat sammenlikningsanordningen (16) er inneholdt i temperaturmåleanordningen (15).

13. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat temperaturmåleanordningen (15) er en temperatursikring (9), en temperaturføler (17), en IR-føler (18) eller liknende.