Licht

Leuchtmittel

Plasma-Leuchtmittel

Eigentlich ist die Bezeichnung Plasma-Leuchtmittel irreführend bzw. zu pauschal. Denn jede Entladungslampe erzeugt zwischen ihren Elektroden einen Plasmabogen. Der nun behandelte Lampentyp ist besser zu bezeichnen als Mikrowellen-Lampe oder besser bekannt von der vorher entwickelten, etwas größeren Lampe, die nach dem dominanten Füllstoff Schwefel als Schwefellampe bezeichnet wird. Man könnte sie auch elektrodenlose Gasentladungslampe nennen.

Funktion einer Schwefellampe

In einem kleinen Glasgefäß sind Schwefel, Argon und Metall-Halogenide zusammengemischt. Jedoch wird nun ein Plasma nicht mit einer Zündspannung erzeugt und über Elektroden ein Strom dem Plasma zugeführt wie bei der konventionellen Metalldampflampe, sondern das Plasma wird durch Hinzuführen von Energie in Form von Mikrowellen erzeugt und aufrechterhalten. Diese Energie wird wie bei einem Mikrowellenofen erzeugt und über dielektrisches Material auf den Leuchtmittelglaskörper gerichtet. Man kann sich diese Mikrowellenführung in etwa so wie bei einem Lautsprecher vorstellen, bei dem das Magnetfeld über magnetische Werkstoffe an einen Luftspalt geführt wird, um dort die größtmögliche Kraft auf die Schwingspule wirken zu lassen. Nur dass sich hier anstatt der Schwingspule ein Leuchtmittel befindet.

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Prinzipeller Aufbau der Mikrowellen-Lampe
Prinzip der Mikrowellen-Lampe Mikrowellen regen die auf Schwefel basierenden Leuchtmittel zum leuchten an. (Bild: Herbert Bernstädt)

 

Der Kunststoff, der die Glaspipette umschließt, leitet die Mikrowellen durch das Glas

Das Leuchtmittel eingebettet im dielektrischen Material, dem sogenannten „PUK“. Leuchtmittel und „PUK“ bilden eine Einheit und werden beim Leuchtmitteltausch gemeinsam gewechselt.°

Sulfur-Leuchtmittel
„PUK“ und Leuchtmittel im geschirmten Gehäuse, die auch Sensoren, Treibereinheiten, Regelsteuerung wie auch den Mikrowellensender beinhaltet (Bild: Herbert Bernstädt)

Vorteile

Damit gehen, aus Sicht des Leuchtmittels selber, einige Vorteile einher. Dadurch, dass keine Elektroden in das Glasgefäß eingeführt werden müssen, ist eine gleichmäßigere Temperaturverteilung innerhalb des Glaskörpers gegeben, da sonst die Elektroden gleichzeitig einen „Kühlkörper“ darstellen. Es muss kein Metall vom Glas umschlossen werden, was auch eine problematische Schnittstelle darstellt, insbesondere wenn man die unterschiedlichen Temperatur-Ausdehnungsquotienten der unterschiedlichen Materialien bedenkt. Weiterhin findet keine Abnutzung der Elektroden statt, da sie ja nicht vorhanden sind.

Man könnte auch anführen, dass Abschattungen durch die Elektrodenanordnung entfallen. Letzteres ist aufgrund der Energieführung bei dem Mikrowellen-Leuchtmittel nicht so ausschlaggebend. Die praktische Folge daraus ist, dass sich die Lebensdauer drastisch erhöht und auch der Wirkungsgrad höher ausfallen kann. Ein weiterer Vorteil der Mikrowellen-Lampe ist die mechanische Robustheit und Unempfindlichkeit gegenüber Vibrationen und Stößen, was bei Betrachtung des kleinen Glaskörpers auch leicht nachvollziehbar ist.

Nachteile

Jedoch haben Mikrowellen-Lampen auch Nachteile: Die Mikrowelle bei Schwefellampen arbeitet im 2,45-GHz-Bereich, womit WIFI und andere Drahtlosübertragungstechniken leicht gestört werden können. Zurzeit stellt nur der Hersteller Luxim ein Leuchtmittelsystem für die Eventbranche her und nennt es LIFI. Dieses arbeitet nicht im 2,45-GHz-Bereich, sondern weiter unten um die 900 MHz. Auch die Gasmischung ist nicht mehr ausschließlich Schwefel, sondern mit Quecksilber. So gesehen müsste man diesen Lampentyp am besten als Mikrowellen-Leuchtmittel bezeichnen anstatt als Plasma-Lampe.

Um das Plasma zum Leben zu erwecken und nicht zu zerstören ist eine Regelelektronik notwendig, die das Zünden, Aufwärmen und den konstanten Betrieb gewährleistet. Ein Zünden im heißen Zustand ist nach 40 s möglich. Der Dimmbereich kann zwischen 20 % und 100 % liegen, wobei die Farbtemperatur auch um 50 % schwanken kann.

Bei einem Wirkungsgrad von 67 lm/Watt liegt das Leuchtmittel obenauf mit den Entladungslampen.

Plasma Pipette mit einem Euro zum Größenvergleich
Das eigentliche Leuchtmittel der Mikrowellen-Lampe im Größenvergleich (Bild: Herbert Bernstädt)
Spektrum einer Plasmalampe
Spektrum der Mikrowellen-Lampe (Bild: copyright Exim)

 

Das erste Moving Light mit Mikrowellen-Leuchtmittel stammt von Robe. Der Robin 3 Plasma Spot wurde auf der Prolight+Sound 2009 in Frankfurt erstmalig vorgeführt.

Movinglight mit Plasmaleuchtmittel
Erstes Moving Light mit Mikrowellen-Leuchtmittel stammt von Robe (Bild: Herbert Bernstädt)

Es ist wirklich gut zu sehen, dass Firmen wie Robe auch unkonventionelle Wege beschreiten, um neue Techniken zu erproben. Es ist immer einfach etwas Bewährtes nachzubauen. Aber neue Techniken in den Markt zu bringen birgt, abgesehen von der großen Chance Vorreiter zu sein, auch ein erhebliches Risiko.

In der ist Praxis zu beobachten, inwieweit die Schirmung der Mikrowellen und die Einstreuungen auf andere Geräte auch im Fehlerfall keine größeren Auswirkungen zeigen. Immerhin hat fast jeder Haushalt eine Mikrowelle in der Küche stehen. Und wenn man nicht gerade sein Haustier hinein steckt, verursacht die Mikrowelle auch keinerlei Zwischenfälle.

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