Lâmpadas de Enxofre

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Lâmpadas : Lâmpadas de Enxofre 02-02-2012 Por : Luís Timóteo 1 (EDL) Electrodeless Discharge Lamp Lâmpadas sem Eléctrodos

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Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre

02-02-2012 Por : Luís Timóteo 1

(EDL) Electrodeless Discharge Lamp

Lâmpadas sem Eléctrodos

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Lâmpadas de Enxofre (Sulfur Lamps)

“o Sol na Terra!...”

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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.

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Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps): Funcionamento

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.

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 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.

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.

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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).

Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps):

Funcionamento A lâmpada de enxofre consiste de uma esfera de cristal em

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

uma gaiola ressoante feita de malha de fio condutor ❼.

Um magnetrão ❹ variável através de um PSU digital ❺,

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

elevada, formando um plasma muito brilhante (daí que

também lhe chamem lâmpadas de plasma), capaz de

iluminar uma grande área.

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.

❷ ❻

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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.

Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps):

Funcionamento

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Museu do Ar e do Espaço, em Washington

Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps):

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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.

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 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.

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Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps):

Funcionamento

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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.

Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps):

Funcionamento

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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.

Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps):

Funcionamento

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Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps):

http://sound.westhost.com/lamps/sp-lamp.html

Funcionamento

Composição

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Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps):

Composição

Reflector

Esfera de Cristal

Rotor da

Lâmpada

Microondas

Gaiola

ressonante

Magnetrão de

Microondas

Ar de

arrefecimento

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Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps):

Mecanismo do PLS (Plasma Ligth System)

http://www.led4growth.com/SULPHUR_PLASMA_LIGHTING_SYSTEM_by_LG.htm

Lightron

WaveGuideResonator

Bulb

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Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps):

Aplicação em estufa para substituição da luz solar

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Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps):

Aplicação em Piscinas

Las_Vegas_Municipal_Poolsulfur

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Sulfur-Plasma Colours

Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur lamps):

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 carvão

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Lâmpadas: Lâmpadas de Enxofre

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Lamp Power Rating 1000W

Lamp Efficiency 160Lm/W (estimated) (180Lm/w max.)

Lamp Envelope Sphere Outer Diameter

35mm

Lamp Length 150mm including screw-fit ferrule

Lamp Envelope Thickness

2mm

Lamp Envelope Silicon Glass based >98% purity

Lamp Plasma Metal based (Strictly No Mercury orIndium Halide)

Lamp Mesh Tungsten, Silver & Gold based

Lamp Rotation Variable up to 6000rpm

Colour Temperature 6000K (4500K and 3000K available)

http://www.plasma-i.com/sulphur-plasma-light.htm

Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur/Plasma lamps):

EXEMPLO:

System Power Rating

1360W (AvFP 5.9A 230VAC)

System Efficiency

120Lm/W (estimated) (140Lm/w max.)

Plasma Lamp Life

>60,000Hrs (estimated)

Plasma Drive Life

>50,000Hrs (estimated)

Plasma Drive Magnetron

>40,000Hrs (estimated)

Weight 6.5Kg

W x H x L (mm)

220.00 x 207.91 x 409.00

Plasma Lamp - Full, Continuous & Highly Efficient Spectrum:

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Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur/Plasma lamps):

Comparação dos ângulos de irradiação dos diversos tipos de lâmpadas.

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.

http://i-giant.net/sulphur-plasma.htm

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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;

Degradação de Cor / CRI praticamente

inexistente;

Amiga do Ambiente (sem Mercúrio ou

outras substâncias perigosas.

Lâmpadas de Enxofre ( Sulfur/Plasma lamps):

Características

Disponibilidade Limitada (poucas potências

disponíveis);

Preço elevado;

Tecnologia ainda em desenvolvimento;

Necessidade de rotação da bola de cristal, para

reduzir picos de temperatura e misturar o plasma.

Sulfur Lamp Spectrum

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Dúvidas?

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Bibliografia

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.gitc21.net/co/airwinsco/

http://wapedia.mobi/pt/Plasma?t=1.2.

http://www.mundofisico.joinville.udesc.br

http://www.lamptech.com/

http://www.terraponic.eu/

http://www.sulfur-plasma.ch/Technical.html

http://www.plasmabright.com/how.it.works.asp