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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❶
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.
❼
❸
❹
❺
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/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=4s
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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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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
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