WO2008014942A1

WO2008014942A1 - Überwachungsvorrichtung

Info

Publication number: WO2008014942A1
Application number: PCT/EP2007/006690
Authority: WO
Inventors: Gerhard Schwarz
Original assignee: Cooper Crouse-Hinds Gmbh
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2008-02-07
Also published as: DE102006036293A1; US20090261733A1; CA2658726C; NO20090427L; SI2047721T1; CN101502182B; EP2047721B1; PL2047721T3; US8040076B2; CA2658726A1; NO340471B1; ES2390497T3; CN101502182A; EP2047721A1

Abstract

Eine uberwachungsvorrichtung zur uberwachung wenigstens einer Leuchtstofflampe insbe- sondere in explosionsgefahrdeten Bereichen, welche Leuchtstofflampe eine Lampenröhre mit an deren Enden angeordneten Elektroden in Form von Wendeln und diesen zugeordne- te Lampenfassungen aufweist, wird zur Vermeidung einer starken Temperaturerhöhung ei ner entsprechenden Leuchtstofflampe insbesondere im explosionsgefShrdeten Bereich un- ter Aufrechterhaltung des entsprechenden Explosionsschutzes dahingehend verbessert, dass die uberwachungsvorrichtung wenigstens eine einer Wendel zugeordnete Tempera- turmesseinrichtung und eine elektro-mechanische Unterbrechungseinrichtung aufweist, durch welche die Energiezufuhr zur Leuchtstofflampe bei Erreichen eines vorgegebenen, kritischen Temperaturwertes unterbrechbar ist.

Description

Überwachungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung wenigstens einer Leuchtstofflampe sowie eine entsprechende Leuchte mit einer solchen Überwachungsvorrichtung.

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.

Solche unzulässigen Temperaturerhöhungen müssen insbesondre im explosionsgefährdeten Bereich vermieden werden, um eine Zündung von explosiblen Gemischen zu vermeiden.

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.

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.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. 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.

Vorzugsweise werden alle Wendeln der entsprechenden Leuchtstofflampe durch eine jeweils zugeordnete Temperaturmesseinrichtung überwacht.

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.

Erfindungsgemäß wird auf diese Weise sicher eine unzulässige Temperaturerhöhung der entsprechenden Leuchte verhindert und die Leuchte ist insbesondere in explosionsgefähr- deten Bereichen einsetzbar.

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.

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.

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.

Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, dass von der Temperaturmesseinrichtung, die beispielsweise als Temperaturaufnehmer ausgebildet ist, ein dem gemessenen Temperatur- wert 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.

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 Schütz in Ausschaltstellung bewegt und dadurch die Leistungszufuhr unterbrochen.

Ein solches Signal der Temperaturmesseinrichtung wird hier als Spannungsunterbre- chungssignal bezeichnet.

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.

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.

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.

Möglichkeiten zur Realisierung einer solchen Temperaturmesseinrichtung sind ein Widerstandstemperatursensor, ein Infrarot-Sensor, oder dergleichen.

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.

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 elektro- mechanisches Schalten zur Unterbrechung der Energiezufuhr stattfinden. Dies erfolgt unabhängig von der eigentlichen Funktion des Vorschaltgerätes. Auch hier kann das Vorschalt- gerät entsprechenden Bedingungen des Explosionsschützes genügen.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, dass die Unterbrechungseinrichtung selbst als explosionsgeschützte Einrichtung ausgebildet ist oder in einer anderen explosionsgeschützten Einrichtung enthalten ist. 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.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Leuchte mit einer entsprechenden Überwachungsvorrichtung der vorangehend beschriebenen Art.

Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel anhand der in der Zeichnung beigefügten Figuren näher beschrieben.

Es zeigt:

Figur 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Überwachungsvorrichtung mit Temperaturmesseinrichtungen.

Figur 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.

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-üfe"-Phänomen bezeichnet wird, vermieden.

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.

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.

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.

Die Vergleichseinrichtung 12 kann benachbart zur Unterbrechungseinrichtung 11 und mit dieser in einem Gehäuse, wie beispielsweise in einer Lampenfassung 10 angeordnet sein. Da die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung 1 insbesondere für explosionsgefähr- dete 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.

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.

Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, dass die Unterbrechungseinrichtung 11 einem Vor- schaltgerät 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 Figur 1 durch die gestrichelte Anordnung der Vergleichseinrichtung 12 innerhalb des Vorschaltgeräts 13 gekennzeichnet.

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.

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- chuπgsvorrichtung 1 Teil einer entsprechenden Leuchte 14 ist, das heißt in dieser entsprechend integriert ist.

Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung 1 nach Figur 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.

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.

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.

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.

Claims

A n s p r ü c h e

1. Überwachungsvorrichtung (1 ) zur Überwachung wenigstens einer Leuchtstofflampe (2) insbesondere in explosionsgefährdeten Bereichen, welche Leuchtstofflampe (2) eine Lampenröhre (3) mit an deren Enden (4, 5) angeordneten Elektroden (6, 7) in Form von Wendeln (8, 9) und diesen zugeordnete Lampenfassungen (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (1) wenigstens eine einer Wendel (8, 9) zugeordnete Temperaturmesseinrichtung (15) und eine elektro-mechanische Unterbrechungseinrichtung (11) aufweist, durch welche die Energiezufuhr zur Leuchtstofflampe (2) bei Erreichen eines vorgegebenen, kritischen Temperaturwertes unterbrechbar ist.

2. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der kritische Temperaturwert einstellbar ist.

3. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtung (15) und die elektro-mechanische Unterbrechungseinrichtung (11) einteilig ausgebildet sind.

4. Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Wendel (8, 9) eine Temperaturmesseinrichtung (15) zugeordnet ist und bei Feststellung des Erreichens des kritischen Temperaturwertes mittels zumindest einer Temperatureinrichtung (15) durch die Unterbrechungseinrichtung (11) die Energiezufuhr abschaltbar ist.

5. Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Temperaturmesseinrichtung (15) ein dem gemessenen Temperaturwert entsprechendes Signal an die Unterbrechungseinrichtung übertragbar ist.

6. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal ein Spannungsunterbrechungssignal ist.

7. Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal durch eine Vergleichseinrichtung (12) mit einem dem vorgegebenen kritischen Temperaturwert entsprechenden Signal vergleichbar ist und die Unterbrechungseinrichtung (11) in Abhängigkeit von dem Vergleich ansteuerbar ist.

8. Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Unterbrechungseinrichtung (11) in einer Lampenfassung (10) angeordnet ist.

9. Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kritische Temperaturwert in Abhängigkeit von Lampenparametern wie Anordnung und/oder Aufbau der Wendel (8, 9), Abstand der Wendel zur Lampenröhre (3), Wandstärke der Lampenröhre und dergleichen vorgebbar ist.

10. Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Unterbrechungseinrichtung (11) in einem Vorschaltgerät (13) angeordnet ist.

11. Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechungseinrichtung (11) als Ex-Einrichtung ausgebildet oder in einer Ex-Einrichtung enthalten ist.

12. Leuchten (14) mit wenigstens einer Leuchtstofflampe (2) und einer Überwachungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.