Hat hier jemand Erfahrungen was passiert wenn man eine Xenon Blitz Röhre
überlastet, also (deutlich) mehr Energie pro Blitz fließen lässt als im
Datenblatt steht? Zerreißt es diese dann wegen zu hoher Temperatur und
Druck? Oder leidet nur die Lebensdauer darunter weil die Kontakte mehr
abbrennen? Meine Erfahrung von früher her nach Dauerbetrieb war nur dass
sie irgendwann einfach nicht mehr oder nur noch unregelmäßig gezündet
haben.
Stephan S. schrieb:> also (deutlich) mehr Energie pro Blitz fließen lässt als im> Datenblatt steht? Zerreißt es diese dann wegen zu hoher Temperatur und> Druck?
Kann passieren.
In manchen Datenblättern steht wirklich das Wort "Explosionsenergie" und
natürlich der zugehörige Wert.
Von Blitzleuchten weiss ich, dass die Elektroden mit der Zeit zerstäuben
und die Lampe dunkel wird. Je höher die Belastung, desto schneller.
Deshalb geben die Hersteller meist auch Betriebsdaten an.
Bei plötzlicher sehr hoher Belastung können die Röhren auch explodieren.
Da ich das aber niemals probiert habe, kann ich Dir keine Angaben
machen. Schätze aber, mindestens 10x Normalbelastung.
Es kommt extrem auf die Lampe, bzw. das Materal des Kolbens, die Dicke
der Glaswand an und vor allem wie der Übergang der Elektroden zum
Glaskolben gefertigt wurde.
Es gibt keine Pauschalaussage! Billige Lampen können bei der 2-3 fachen
Energie explodieren. Hochwertige Lampen explodieren bei der zehnfachen
Leistung noch nicht.
Gruss
Stephan S. schrieb:> Hat hier jemand Erfahrungen was passiert wenn man eine Xenon Blitz Röhre> überlastet, also (deutlich) mehr Energie pro Blitz fließen lässt als im> Datenblatt steht?
"The standard method used to determine flashlamp lifetimes in the high
energy regime is to show operating energy (Eo) as a percentage of lamp
single pulse explosion energy (Ex).
(22) Life pulses = (Eo/Ex) ** (-8.5)
Where Eo = operating energy (joules)
Ex = lamps explosion energy (joules)
For example:
Life Pulses % Eo/Ex
10E2 0.58
10E3 0.44
10E4 0.33
10E5 0.26
10E6 0.197
For a given lamp with a given set of operating conditions (Ex) can be
calculated by using the single pulse explosion constant (Ke).
(23) Ex = Ke (T ** 0.5) (joules)
Where Ke = lamp single pulse explosion constant
T = 1/3 pulse width in seconds
Ke can be taken from data sheets or from the following:
(24) Ke = Q x l x d
Where Q = quartz tubing coefficient
24600 for d • 8 mm
21000 for d = 10-12 mm
20000 for d • 13 mm
Where l = arc length (cms)
d = bore diameter (cms)"
Eine Perkin Elmer QXA Stroboskoplampe (170 mm lang, 3 mm Bohrung, 140 W
mittlere Dauerleistung) hat Ke = 7.38 x 10E4 W/sqrt(s).
soul e. schrieb:> The standard method used to determine flashlamp lifetimes in the high> energy regime is to show operating energy (Eo) as a percentage of lamp> single pulse explosion energy (Ex)
Also einfach ein paar Lampen sprengen und Lebensdauer vom Rest berechnen
:P
Wenn man länger blitzen will, darf man nicht einfach einen größeren Elko
nehmen, der dann auf einen Schlag entladen wird. Dann wird der Strom zu
groß. Man kann aber mehrere Elkos aufladen und dann während der Blitz
leuchtet, nacheinander zuschalten. So bleibt der Strom im grünen Bereich
und der Blitz leuchtet länger. Wurde meines Wissens nach mit den blauen
Leuchten auf den Fahrzeugen der Rennleitung so gemacht, als man von den
Glühlampen mit den rotierenden Spiegel weg kam.
Carsten W. schrieb:> darf man nicht einfach einen größeren Elko
-Glassplitter fliegen je nach Typ/Datenblatt.
-Kommt auch auf den Widerstand der Zuleitung an.
Carsten W. schrieb:> darf man nicht einfach einen größeren Elko> nehmen, der dann auf einen Schlag entladen wird. Dann wird der Strom zu> groß. Man kann aber mehrere Elkos aufladen und dann während der Blitz> leuchtet, nacheinander zuschalten.
Das ist so überhaupt nicht richtig! Der Widerstand der Lampe ändert sich
kaum während die Lampe am leuchten ist. Ein Grösserer Elko = Mehr
Kapazität = höhere RC Zeitkonstante. Wenn du die Spannung erhöhst wird
logischerweise auch der Strom höher, das hat aber mit der Grösse
(Kapazität) des Elkos rein gar nichts zu tun.
Hab mal gehört dass die Spannung eines Plasmas konstant bleiben soll.
Falls das so stimmt, würde doch nur noch ein konstanter Strom fließen,
bei größeren Kondensatoren, dann eben nur länger. Oder spielt da schon
die Induktivität des Aufbaus mit rein als Begrenzung des Stromanstieges?
So gesehen dürfte dann nur noch die Temperatur der Blitzröhre ansteigen,
nicht aber der Strom. Vielleicht könnte man dann ja die Stromzufuhr auf
einen kleinen Wert drosseln dass der Lichtbogen nicht erlischt, aber die
Temperatur wieder abkühlen kann und dann wieder einen größeren
Stromimpuls geben für den nächsten Blitz. Vermutlich geht das aber
entweder garnicht, weil selbst beim "Erhaltungsstrom" die Temperatur
immer weiter steigt, oder weil die Temperatur wegen der thermischen
Zeitkonstanten zu langsam fallen würde und man zu lange warten müsste
bis die Temperatur tatsächlich spürbar sinkt und einen erneuten starken
Puls zulässt.
Überhaupt frage ich mich wodurch bei diesen Stroboskopen überhaupt der
Strom begrenzt wird. Zumindest bei Conrads billigem Bausatz ist die
Röhre direkt an den Kondensatoren. Wenn die Spannung der Röhre nach
Zündung und Aufheizung unter die Spannung an den Kondensatoren fällt, wo
bleibt der Rest? Tatsächlich an den Zuleitungs- und ESL Induktivitäten
der Kondensatoren? Oder ohmsche Verluste auf Leiterbahnen und ESR der
Kondensatoren? Oder ändert sich die Spannung an der Blitzröhre doch?
Stephan S. schrieb:> Hab mal gehört dass die Spannung eines Plasmas konstant bleiben soll.
Das gilt nur für die Spannung nicht aber für den Strom.
Ausserdem geht natürlich die Einwirkungsdauer ein.
Bei praktisch allen Blitzen des Marktes
liegt der Kondensator direkt an der Röhre.
Der Strom wird begrenzt durch
Ladespannung minus Brennspannung
geteilt durch den inneren Widerstand des Kondensators
plus ein bisschen Leiterbahnen.
Quatsch, mit dem RC-Netzwerk zur Pulsverlängerung. Puls shaping
Netzwerke sind LC-Netzwerke, die eine Delay-Line imitieren. Also sowas:
http://tempest.das.ucdavis.edu/muri/lisa/images/modcrc.gif
Gibt irgendwo auch Formeln zur Berechnung dafür, ansonsten mit LTspice
spielen oder die DGLs zusammenbasteln :)
Wie eric geschrieben hat:
In den allermeisten Fällen (alle Schaltungen Ohne LC Pulse shaping) ist
die Lampe direkt an den Kondensatoren angeschlossen.
Die Lampe verhält sich sehr ähnlich wie ein normaler Widerstand. Der
Strom wird durch die Lampe begrenzt (d.h. durch die Lichbogenlänge,
Füllgas, Lampendruck etc) und nicht durch irgendwelche
Leitungsinduktivitäten.
Daher fällt der Strom wie auch die Spannung der Lampe exponentionell ab.
Zwar mit RC als Zeitkonstante. R bewegt sich bei grösseren Blitzlampen
im Bereich von 0.6-1.2 Ohm.
Verluste wegen Leiterbahnwiderstand, Innenwiderstand der Kondensatoren
etc. können vernachlässigt werden.
Das mit dem Erhaltungsstrom geht nicht. Ich habe hier eine Lampe die
braucht ca. 10A, damit sie schwach am Leuchten bleibt. Die Ladeschaltung
der Kondensatoren liefert ca 1500W... die Lampe wird dabei
logischerweise extrem heiss. Wobei gute Lampenkolben auch mal bis zu
600°C aushalten.
Hast du eigentlich ein konkretes Projekt?
Nein, kein konkretes Projekt. Mir ist nur aufgefallen dass es bei Pollin
für 1,45 Euro 100 Mini Röhren gibt und habe überlegt was man damit
anstellen könnte und wie die wohl überhaupt funktionieren.
Vielleicht könnte man die ja für die Schnellentladung von
Zwischenkreisen nutzen. Natürlich noch zusätzlich mit Entladewiderstand
und Spannungsüberwachung um Restladung die bleibt und teilweise wegen
Effekten in den Kondensatoren nach kurzer Zeit wieder zurück kommt zu
eliminieren. Natürlich auch nur für den Notfall, da die Kondensatoren ja
eigentlich nicht für Pulsentladung ausgelegt sind. Obwohl es auch mal
interessant wäre mit den Röhren zu testen wie oft Elkos das aushalten
bis sie nennenswerten Schaden nehmen oder ihre Parameter ändern.
Außerdem habe ich mich gefragt wie viel Energie man damit wohl umsetzen
könnte um einen möglichst hellen Blitz zu erzeugen ohne die Röhre zu
zerstören. Das größte was ich gefunden habe sind Röhren aus dem
Bühnenbereich. Dort ist aber die Entladeenergie nicht wie bei den Conrad
Röhren in Ws angegeben, sondern in Watt, z.B. 1500 Watt. Ein Mittelwert?
Woher weiß ich dann wie viel Energie ich bei einem einzelnen Puls
umsetzen darf? Außerdem scheint die Spannung mit 100 V im Vergleich zu
Röhren bei Conrad sehr niedrig, obwohl die Röhre eine recht lange
Funkenstrecke hat. Ich vermute mal dass es dafür noch ein anderes
Datenblatt gäbe, was der Anbieter nur nicht zur Verfügung stellt, weil
die Kunden daran nicht interessiert sind, sondern nur daran ob sie in
ihr Stroboskop Gerät passen.
Schmi Ben schrieb:> Die Lampe verhält sich sehr ähnlich wie ein normaler Widerstand. Der> Strom wird durch die Lampe begrenzt (d.h. durch die Lichbogenlänge,> Füllgas, Lampendruck etc)eric schrieb:> Stephan S. schrieb:>> Hab mal gehört dass die Spannung eines Plasmas konstant bleiben soll.>> Das gilt nur für die Spannung nicht aber für den Strom.> Ausserdem geht natürlich die Einwirkungsdauer ein.
Irgendwie widerspricht sich das, oder? Könnt ihr euch mal einigen? :-)
Stephan S. schrieb:> Außerdem scheint die Spannung mit 100 V im Vergleich zu
Ähm, bei Pollin (und bei Polinnen) stimmen die Daten nicht selten rein
gar nicht!
Stephan S. schrieb:> Schmi Ben schrieb:>> Die Lampe verhält sich sehr ähnlich wie ein normaler Widerstand. Der>> Strom wird durch die Lampe begrenzt (d.h. durch die Lichbogenlänge,>> Füllgas, Lampendruck etc)>> eric schrieb:>> Stephan S. schrieb:>>> Hab mal gehört dass die Spannung eines Plasmas konstant bleiben soll.>>>> Das gilt nur für die Spannung nicht aber für den Strom.>> Ausserdem geht natürlich die Einwirkungsdauer ein.>> Irgendwie widerspricht sich das, oder? Könnt ihr euch mal einigen? :-)
Vielleicht willst du ja noch eine dritte Meinung hören: wenn der Licht-
bogen erst mal gezündet hat, dann ist der (differentielle) Widerstand
der Plasmastrecke negativ. D.h. bei sinkender Spannung steigt der
Strom! Eine Gasentladung ist deswegen nur dann stabil, wenn der Strom
von außerhalb begrenzt wird.
Relevant ist das allerdings nur bei kontinuierlich brennenden Gasentla-
dungsröhren (z.B. Natriumdampflampen). Bei Blitzröhren ist die Zeit für
die Entladung schon durch die Kapazität des Blitzkondensators begrenzt.
Und außerdem fällt die Spannung am Kondensator ja ohnehin im Laufe der
Entladung. Die interessanteste Größe ist die Entladungsenergie, die als
Differenz von ½ U²*C für U1= Spannung beim Zünden und U2= Spannung beim
Verlöschen der Entladung zu berechnen ist.
https://de.wikipedia.org/wiki/Gasentladungsr%C3%B6hre#Kategorisierung
Stephan S. schrieb:> Hat hier jemand Erfahrungen was passiert wenn man eine Xenon Blitz Röhre> überlastet, also (deutlich) mehr Energie pro Blitz fließen lässt als im> Datenblatt steht? Zerreißt es diese dann wegen zu hoher Temperatur und> Druck? Oder leidet nur die Lebensdauer darunter weil die Kontakte mehr> abbrennen? Meine Erfahrung von früher her nach Dauerbetrieb war nur dass> sie irgendwann einfach nicht mehr oder nur noch unregelmäßig gezündet> haben.
Anbei ein Foto einer Röhre, die eigentlich 40k Entladungen aushalten
sollte und nach 11k schon erste Risse hatte. Der Vorgänger hat schon
nach 100 Entladungen erste Risse gehabt. Diese "Überlastung" kam daher,
weil der Hersteller gespart hat und nicht unseren Angaben gefolgt ist
("normales" Glas statt Quarzglas etc)
Die abgebildete Röhre ist an 700V/2250uF betrieben worden, Entladung
erfolgte alle 20s. Spaßhalber hab ich dann eine kleine Blitzröhre aus
einer alten Kamera angeschlossen, die Röre war sofort defekt, aber ohne
dabei zu explodieren, sie ist einfach nur auseinandergefallen (und im
Elko waren noch 300V), also muß das ganze recht schnell gegangen sein.
Langer Rede kurzer Sinn: die Fehlerbilder sind vielfältig und hängen von
sehr sehr vielen Parametern ab, zwischen einem harmlosen geht nicht mehr
und Splitterregen ist alles drinnen...
Grüße
MiWi
Stephan S. schrieb:> Obwohl es auch mal> interessant wäre mit den Röhren zu testen wie oft Elkos das aushalten> bis sie nennenswerten Schaden nehmen oder ihre Parameter ändern.
Das hängt von den Elkos ab, wir hatten für das Projekt zum vorhergendem
Beitrag hier im Thread "FTCAP irgendwas dafür geeignetes" verwendet und
da war auch nach 100k Entladung keine nennenswerte Änderung
irgendwelcher Parameter feststellbar.
Wenn ich dagegen an die - versuchweise und aus Spaß eingesetzen Elkos
aus PC-Netzteilen (Mit symetrierwiderständen!) denke... die sind uns
relativ bald (5k Entladungen) eingegangen. Fehlerbild war, daß sie den
Strom nicht mehr "geschafft" habe, die Entladezeit hat zugenommen bis
sie dann vollständig ausgefallen sind, vermutlich hats die
Anschlußstellen auf den Wickel im C langsam ausgedünnt und irgendwann
war der letzte Kontakt auch perdü.
Allerdings - ich hab 880A im Peak der Entladung gemessen, das ist schon
heftig für so einen Netz-C, Bilder anbei selber Messaufbau, nur
unterschiedliche Zeitbasis, gemessen wurde der Strom durch die Röhre,
wir haben damals vor allem IR benötigt, daher die lange Brenndauer.
Grüße
MiWi
Ich habe mal ein kleines Blitz Modul aus einer Kompaktkamera getestet.
Da ist ein Elko mit 160uF drin und lädt sich auf 330 V auf. Die Rogowski
Spule macht 5 mV/A, ich habe also etwa 300 A Peakstrom. Schon ganz schön
beachtlich. Aber den Blitz würde ich ungern mit einem größeren Elko
zerstören. Ich hätte viele hier im Format einer 0,5 l Bierflasche mit
200 bis 450 V und 2200 bis 4700 uF. Könnte mir vorstellen dass die in
Bezug auf Pulsströme robuster sind als die Kondensatoren aus dem
Netzteil.
Axel S. schrieb:> Vielleicht willst du ja noch eine dritte Meinung hören: wenn der Licht-> bogen erst mal gezündet hat, dann ist der (differentielle) Widerstand> der Plasmastrecke negativ. D.h. bei sinkender Spannung steigt der Strom!> Eine Gasentladung ist deswegen nur dann stabil, wenn der Strom von> außerhalb begrenzt wird.
Scheint tatsächlich zu stimmen. Die Spannung sinkt stärker als der
Strom. Jetzt würde ich nur gerne noch verstehen woher der Schwinger im
Strom her kommen. Die Spannung habe ich am Elko gemessen, nicht an der
Röhre. Sollte ich nochmals an der Röhre messen. 300 A Strom auf dünnsten
Leitungen und Leiterbahnen zur Röhre könnten schon zu nem beachtlichen
Spannungsabfall führen. Den steilen Spannungsabfall während des
Stromanstiegs kann man vermutlich durch die Leitungsinduktivität
erklären. Eine induzierte Gegenspannung im ESL könnte das machen. Wenn
ich an der Röhre direkt messe, sollte man das noch deutlicher sehen.
Aber jetzt werd ich erst mal schlafen...
Stephan S. schrieb:> Eine induzierte Gegenspannung im ESL könnte das machen.
Ja, das dürfte auf die Induktivität des Aufbaus zurückzuführen sein.
Der negative Widerstand des Lichtbogens nimmt mit dem Strom ab, und in
der Gegend des Strommaximums beträgt die Schwingungsdauer etwa 18µs bzw.
55kHz.
Mit den 160µF entspricht das etwa 50nH - ein sehr ordentlicher Wert.
Stephan S. schrieb:> Irgendwie widerspricht sich das, oder? Könnt ihr euch mal einigen? :-)
Für Spektraluntersuchungen hatten wir
mit einer Kondensatorbatterie
ca. 10 uF 20 kV einen Lichtbogen erzeugt.
In einem Strombereich zwischen 400 und 30A
betrug die Brennspannung zu Anfang und Ende 700V
mit einem Minimum in der Mitte bei 550V.
Bevor es leistungsfähige Röhren gab,
wurde der negative Widerstand des Lichtbogens
zur Erzeugung kontinuierlicher Radiowellen benutzt,
mit Leistungen von einigen zig kW.
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