Неоновая вывеска

<час />

Фон

Неоновая вывеска - это световое табло, сделанное из стеклянных трубок, наполненных газом и изогнутых в форме букв или декоративных узоров. Когда через газ проходит электрический ток высокого напряжения, трубки излучают свет. Хотя первоначально в этих знаках использовался неоновый газ, используются также несколько других газов. Эти газы, а также различные оттенки и люминофорные покрытия для стеклянных трубок дают спектр из более чем 50 ярких цветов. Неоновые вывески могут быть такими же простыми, как небольшая реклама пива, или такими же сложными, как многоэтажный фасад казино в Лас-Вегасе.

Неоновые вывески возникли в результате научных экспериментов, в которых различные газы подвергались воздействию тока высокого напряжения. В 1856 году Генрих Гайсслер создал источник света, пропустив переменный ток высокого напряжения через газ низкого давления, запечатанный в стеклянной трубке. Последующие эксперименты показали, что почти все газы проводят электрический ток, а многие из них излучают свет. Проблема заключалась в том, что большинство обычных газов, таких как углекислый газ, вступали в реакцию с токонесущими электродами внутри герметичной трубки. Это быстро снизило эффективность электродов, пока свет не начал рассеиваться и не погас. В 1898 году сэр Уильям Рамзи и Моррис Уильям Трэверс разработали метод фракционной перегонки жидкого воздуха. В процессе они обнаружили элементы инертного газа неон, аргон, криптон и ксенон. Используя эти газы в герметичных стеклянных трубках, они производили цветные источники света от яркого красновато-оранжевого для неона до интенсивного серовато-синего или фиолетового для аргона. Эти газы не только производили цветной свет, но и были химически инертными и не вступали в реакцию с электродами.

Фракционная перегонка жидкого воздуха оставалась дорогостоящим процессом до 1907 года, когда Жорж Клод из Франции и Карл фон Линде из Германии разработали более экономичный метод. Первоначальный интерес Жоржа Клода заключался в производстве кислорода для использования в больницах и на производстве. У инертных газов, которые также производились с помощью этого процесса дистилляции, не было готового рынка, что побудило Клода искать потенциальные применения. Используя предыдущие экспериментальные работы Рамзи и Траверса, он начал продвигать световые вывески с использованием трубок, заполненных неоновым газом. Он продемонстрировал свою первую неоновую вывеску на выставке в Париже в 1910 году и сделал свою первую коммерческую инсталляцию в 1912 году. К 1915 году бизнес был настолько многообещающим, что он основал компанию Claude Neon sign и начал продавать франшизы.

Неоновые вывески появились в Соединенных Штатах в 1923 году, когда автомобильный дилер из Лос-Анджелеса Эрл С. Энтони купил две вывески Клода для своего представительства Packard. На протяжении 1920-х и 1930-х годов неоновые трубки использовались для вывесок, а также для декоративных дисплеев, и они стали неотъемлемой частью архитектуры многих зданий. К 1947 году несколько казино в Лас-Вегасе начали привлекать внимание своими изысканными неоновыми огнями.

В течение 1950-х и 1960-х годов неоновые вывески постепенно вытеснялись пластиковыми вывесками, освещенными изнутри люминесцентными лампами. В последнее время неон вернулся как в коммерческую вывеску, так и в художественную среду. В Лос-Анджелесе в Музее неонового искусства представлены исторические и современные неоновые произведения. Он также проводит ежемесячные туры по примечательным образцам неоновых дисплеев по всему городу.

Сырье

Хотя изначально неоновый газ использовался в неоновых вывесках, сейчас он используется только для производства красных и оранжевых цветов. В большинстве знаков используется аргон или смесь аргона и неона. Чтобы улучшить интенсивность света, в аргон добавляют небольшое количество ртути, чтобы получить интенсивный синий свет. Этот свет падает на различные светоизлучающие фосфоресцентные материалы, нанесенные на внутреннюю часть стеклянной трубки для получения различных цветов. Также можно использовать оптические оттенки различных цветов, или стекло можно оставить прозрачным, если требуется сильный синий свет. Ксенон, криптон и гелий иногда используются для специальных цветовых эффектов.

Стеклянные трубки, используемые в неоновых вывесках, сделаны из мягкого свинцового стекла, которое легко сгибается и формуется. Его диаметр составляет от 0,3 дюйма (8 мм) до 1,0 дюйма (25 мм), а длина - 4–5 футов (1,2–1,5 м).

Электроды на каждом конце секции освещенной трубки обычно изготавливаются из очень чистого железа . окруженный цилиндрической стеклянной оболочкой или конвертом с одним открытым концом. К металлическому электроду прикрепляется проволока, которая проходит через закрытый конец стеклянной оболочки. Закрытый конец герметично вставляется в конец трубки со знаком, а открытый конец выступает в трубку.

Электричество высокого напряжения для питания вывески обеспечивается трансформатором, который преобразует 120 вольт на электрических линиях в 15 000 вольт для вывески. Типичный номинальный ток для неоновых вывесок составляет 30-60 миллиампер, хотя трансформаторы обычно имеют размер в два раза больше. Трансформаторы подключаются к электродам на вывеске с помощью специального провода, называемого проводом GTO, который имеет изоляцию не менее 7500 вольт. Этот провод также используется для последовательного соединения отдельных секций трубок с подсветкой. Провод подключается к трансформатору через изолированный корпус из боросиликатного стекла с пружинным соединением на одном конце. Трансформатор и провода приобретаются у отдельного производителя и устанавливаются изготовителем вывесок.

Знаковая трубка поддерживается несколькими способами. Небольшие внутренние вывески обычно имеют тонкий стальной каркас, поддерживающий как трубопровод, так и силовой трансформатор. Каркас выкрашен в черный цвет, поэтому он будет менее заметен, из-за чего вывеска будет казаться парящей в пространстве. Большие наружные вывески могут поддерживаться деревянными, стальными или алюминиевыми конструкциями. Стеклянная трубка держится на стеклянных опорах с металлическими основаниями. Трансформатор помещается в шкаф, чтобы защитить его от погодных условий.

Дизайн

Изготовление неоновых вывесок - это не только механический процесс, но и искусство. Только с несколько исключений:каждый знак уникален и должен быть спроектирован так, чтобы соответствовать желаемому дисплею в пределах доступного пространства. Учет диаметра трубки, минимального радиуса, который трубка может быть изогнут, и общая длина трубки, которую может запитать трансформатор, - все это ограничивает окончательный дизайн. Например, чем меньше диаметр трубки, тем ярче свет. Напротив, для трубок меньшего диаметра требуется больше энергии, что ограничивает общую длину трубки, с которой может работать один трансформатор.

Производственный
процесс

Производство неоновых вывесок - это в основном ручной процесс. Он состоит из сгибания трубки и прикрепления электродов, удаления любых примесей из трубки, затем откачивания воздуха и добавления газа. Следующий процесс является типичным.

Подготовка трубки

• 1 Стеклянные трубки очищаются и помещаются вертикально в машину для нанесения покрытий. Машина вдувает суспензию жидкого люминофора вверх в трубку, а затем позволяет ей стечь обратно через дно. Пробирки помещают вертикально в печь, в которой происходит сушка покрытия. Аналогичным образом наносятся цветовые оттенки. Трубки, которые должны быть заполнены неоном для образования красного или оранжевого света или аргоном для образования синего света, оставляют прозрачными.

Сгибание трубки

• 2 Дизайн вывески выложен в натуральную величину на термостойком листе асбеста. Стеклянная трубка тщательно нагревается и размягчается с помощью различных горелок. Газовые горелки с лентой длиной 24 дюйма (61 см) и более используются для создания кривых круглых букв и широких изгибов шрифта. Ручные горелки меньшего размера используются для нагрева более коротких предметов. Используя асбестовый шаблон в качестве ориентира, трубку сгибают вручную. Трубогибы не надевают защитных перчаток, потому что они должны чувствовать теплопередачу и степень размягчения стекла, чтобы определить подходящий момент для изгиба. Чтобы предотвратить сжатие размягченной трубки, трубогиб прикрепляет к одному концу короткий отрезок гибкого шланга, называемый продувочным шлангом. Пока стекло еще мягкое, трубогиб аккуратно вдувает в шланг, заставляя трубку вернуться к первоначальному диаметру. Трубки с ограниченным диаметром не будут работать должным образом.
• 3. Самые большие неоновые вывески состоят из нескольких отрезков стеклянных трубок. Практическим пределом считается длина каждой секции 8-10 футов (2,4-3,1 м). Для изготовления каждой секции концы двух отрезков трубок нагреваются и сращиваются. Когда форма надписи или рисунка сформирована для секции, электрод нагревается и наплавляется на каждом конце. Небольшой порт, называемый трубкой, добавлен для вакуумирования трубки с помощью вакуумного насоса. Этот порт трубопровода может быть частью одного из электродов или может быть отдельной деталью, присоединенной к трубке.

Бомбардировка НКТ

• 4 Процесс, известный как бомбардировка, используется для удаления любых загрязнений со стекла, люминофора и электродов. Сначала откачивается воздух из трубки. После того, как вакуум достигает определенного уровня, сухой воздух возвращается в трубку до тех пор, пока давление не достигнет диапазона 0,02–0,04 дюйма (0,5–1,0 мм) ртутного столба. Чем длиннее трубка, тем ниже может быть давление. К электродам подключен очень сильноточный трансформатор. Для длины трубки, которая обычно может работать от 30 миллиампер, для процесса бомбардировки можно использовать 400-750 миллиампер. Сильный ток нагревает стекло примерно до 420 ° F (216 ° C), а металлический электрод нагревается примерно до 1400 ° F (760 ° C). Этот нагрев вытесняет примеси из материалов, и вакуумный насос уносит примеси из системы.

Заполнение тюбика

• 5 Когда трубка остынет, подается газ под низким давлением. Чтобы вывеска работала должным образом и прослужила долго, в газе не должно быть примесей. Нормальное давление заполнения для трубки диаметром 0,6 дюйма (15 мм) составляет около 0,5 дюйма (12 мм) ртутного столба. Порт трубки затем нагревают и закрывают.

Старение трубки

• 6 Готовые газонаполненные трубки проходят процесс старения. Иногда этот процесс называют «горением в трубке». Цель состоит в том, чтобы позволить газу в трубке стабилизироваться и работать должным образом. К электродам прикреплен трансформатор, номинальный ток которого часто немного превышает нормальный рабочий ток. При использовании неона трубка должна полностью засветиться в течение 15 минут. Для аргона может потребоваться до нескольких часов. Если небольшое количество ртути должно быть добавлено в трубку с аргоном, капля сначала помещалась в порт трубки, прежде чем он был запечатан. Затем капля перекатывается от одного конца к другому, чтобы покрыть электроды после процесса старения. Любые проблемы, такие как мерцание газа или горячая точка на трубке, указывают на необходимость открытия трубки и повторения процессов бомбардировки и наполнения.

Установка и монтаж

• 7 маленьких неоновых вывесок закреплены на их каркасе и подключены в магазине. Вывески большего размера могут устанавливаться по частям и устанавливаться на здании или другой опорной конструкции, где они соединяются между собой и соединяются проводкой. Для установки очень больших установок могут потребоваться месяцы.

Контроль качества

Чтобы создать правильно работающую неоновую вывеску, необходимы чистые материалы и тщательный производственный процесс. Хорошо построенная неоновая вывеска должна прослужить более 30 000 часов. Для сравнения:средняя 100-ваттная лампочка имеет номинальный срок службы 750–1000 часов.

Неоновые вывески должны соответствовать требованиям Underwriters Laboratories для получения списка UL. Для этого требуется серия тестов независимыми агентствами тестирования. Неоновые вывески также должны соответствовать требованиям Национального электротехнического кодекса. Наружные вывески должны соответствовать местным строительным нормам при строительстве и электропроводке.

Будущее

Последние разработки в области дизайна неоновых вывесок включают в себя небольшие электронные трансформаторы, благодаря которым гудение старых неоновых вывесок уходит в прошлое. Неоновые вывески, которые мигают или кажутся движущимися, теперь управляются программируемыми электронными элементами управления, которые заменили старые электромеханические элементы управления кулачком и переключателем.

Неоновые дисплеи также нашли свое применение в потребительских товарах, таких как телефоны и рамки для автомобильных номеров. Существуют даже неоновые дисплеи, которые покрывают части экстерьера автомобилей, чтобы добиться максимальной «яркости».

Ожидается, что неоновые вывески и дальше будут вызывать всплеск интереса и приложений. Некоторые японские компании расширили палитру неоновых огней далеко за пределы 50 или около того цветов, которые сейчас широко используются. Неоновые дисплеи, которые кажутся движущимися, также становятся более сложными и яркими с помощью компьютерного управления.