Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik konstanter Strom für 12 V 20 W Halogenlampe


von Frank_G (Gast)


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Hallo Forum, ich suche nach einer Lösung um einen konstanten Strom für 
eine Halogenlampe (12V, 20 W) bereitzustellen. Hintergrund ist, dass die 
Lampe als Lichtquelle für ein optisches Messgerät verwendet werden soll, 
und deshalb über ihre gesmate Lebensdauer eine konstante Lichtmenge 
abgeben soll. Da im Gerät bereits 12 V vorhanden sind und auch noch 
weitere Verbraucher darüber laufen, wäre eine Lösung mit 12 V 
Eingangsspannung vorteilhaft.

von cableer (Gast)


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Wenn wir über optische Messtechnik reden ist die Frage ob absolut oder 
relativ gemessen werden soll. Bei relativer Messung, spektroskopie z.B. 
kommt es eher auf geringes Amplitudenrauschen der Lichtleistung sowie 
geringen Drift über der Zeit an. Da würde eine Stromregelung völlig 
ausreichen. Möchtest du Absolute Messungen erledigen, müsstest du 
wenigstens die Leistung regeln da der Widerstand der Lampe über ihre 
Lebensdauer und Umgebungstemperaturen etc. nicht konstant ist. Also 
quasi Spannung und Strom messen und auf Leistung regeln. Alternativ 
kannst du auch auf den Strahlungsfluss regeln über eine kleine 
Monitorphotodiode und einen Regelkreis

von Flip B. (frickelfreak)


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Bei konstantem Strom hast du garantiert keinen konstanten Lichtstrom

von Migelchen (Gast)


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Tja, da gibt es viele Konstantstromgeneratoren.

Die Antworten sind oftmals schnell zu finden...

Link:
https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle


Gruß

Migelchen

von cableer (Gast)


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Vielleicht kannst du noch mehr zur tatsächlichen Applikation sagen, 
geforderte Stabilität des Strahlungsflusses etc. Nur mal vorweg: 
Handelsübliche Halogenlampen sind für genaue Messungen nicht so wirklich 
zu gebrauchen. Bei Lampen für die Spektroskopie wird erheblicher 
Konstruktiver Aufwand in die Konstruktion gesteckt um die 
Emissionsfläche stabil am selben Ort zu halten sowie thermisch bedingte 
Konvektion so zu gestalten dass durch sie kein zusätzliches Rauschen auf 
den Strahlungsfluss aufmoduliert wird.

von Migelchen (Gast)


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Frank_G schrieb:
> Hallo Forum, ich suche nach einer Lösung um einen konstanten Strom
> für
> eine Halogenlampe (12V, 20 W) bereitzustellen. Hintergrund ist, dass die
> Lampe als Lichtquelle für ein optisches Messgerät verwendet werden soll,
> und deshalb über ihre gesmate Lebensdauer eine konstante Lichtmenge
> abgeben soll. Da im Gerät bereits 12 V vorhanden sind und auch noch
> weitere Verbraucher darüber laufen, wäre eine Lösung mit 12 V
> Eingangsspannung vorteilhaft.

Eine Frage hätte ich da noch.

Du möchtest die Halogenlampe also mit weniger als 12 V selbst betreiben, 
aber daraus resultierend mit einem höheren Strom, der vielleicht gar 
nicht mehr für den Querschnitt mehr zugelassen sein könnte, den der 
LEuchtfaden hat.

Der GEdanke schwirrt mir jedenfalls gerade durch den Kopf

von MaWin (Gast)


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Frank_G schrieb:
> Hintergrund ist, dass die Lampe als Lichtquelle für ein optisches
> Messgerät verwendet werden soll, und deshalb über ihre gesmate
> Lebensdauer eine konstante Lichtmenge abgeben soll

Wie kommst du darauf, dass sie das bei konstantem Strom tun würde ?

Grundlagen Leute, erst Grundlagen lernen, nicht mal bei LEDs 
funktioniert das.

Du kannst nur messen (mit einer Photodiode) und auf gleichen Messstrom 
regeln.

Die Frage ist dann, auf wie viele Nachkommastellen es wie viele Jahre 
lang halten soll.

von Frank_G (Gast)


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Es geht um ein Spektrometer, wobei in bestimmten Zeitabständen ein 
Referenzstandard vermessen wird (also relative Messung). Zusätzlich 
werden immer mindestens 30 Spektren gemittelt (Messzeit ca. 300  - 1000 
ms).Theoretisch sollte sich das "altern" der Lampe ja über den Bezug auf 
das Referenzsignal herausrechnen..eingeregelter Lampenstrom wäre mir 
trotzdem wichtig.

von Frank_G (Gast)


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@MaWin: Led haben auch keinen Wolfram Faden...

von Migelchen (Gast)


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Frank_G schrieb:
> Theoretisch sollte sich das "altern" der Lampe ja über den Bezug auf
> das Referenzsignal herausrechnen..eingeregelter Lampenstrom wäre mir
> trotzdem wichtig.
Frage:

Wie groß soll der Konstantstrom sein und bis zu welcher Spannung soll 
die Konstantstromquelle arbeiten ?

Entweder erreichst du nie den Nennarbeitspunkt von 20W, da die 12 V 
Betriebsspannung nie erreicht werden können.
Und wenn du doch auf die 20 W abzielst, wird der Strom bei kleinerer 
"Lampen"-Spannung zu groß für den Fadenquerschnitt.

TO bitte mal auf Fragen eingehen.


Gruß

Migelchen

von Harald W. (wilhelms)


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Frank_G schrieb:

> ich suche nach einer Lösung um einen konstanten Strom für
> eine Halogenlampe (12V, 20 W) bereitzustellen.

Das wird Dir nicht helfen. Du musst schon direkt über die,
mit einem Sensor gemessene Lichtstärke regeln. Ausserdem
solltest Du die Lampe mit mindestens 20% unterspannung
betreiben, um konstantere Verhältnisse zu bekommen. Es
macht dann auch keinen Sinn mehr, Halogenlampen zu nehmen.
Nimm Autolampen. Die 6V/3W Ersatzglühlampe für unser Inter-
ferrometer kostete übrigens ~10€. Sie hielt allerdings auch
mehrere Jahre.

von Frank_G (Gast)


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Hallo Migelchen, ich möchte, dass die Lampe 20 W bekommt, auch wenn der 
Widerstand des Glühfadens sich bereits durch Alterungserscheinungen 
vergrößert hat. Die Versorgungsspannung der Konstantstromquelle kann 
auch etwas höher sein, ich meinte nur, dass ich kein separates 
stromgeregeltes Netzteil (mit 230V Eingang) verbauen will, weil es ja 
schon ein Netzteil gibt. Ein "Lampentod" durch durchbrennen ist mir 
immer noch lieber als ein langsames wegdriften der Lichtmenge...

von Joachim B. (jar)


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Migelchen schrieb:
> Du möchtest die Halogenlampe also mit weniger als 12 V selbst betreiben,
> aber daraus resultierend mit einem höheren Strom, der vielleicht gar
> nicht mehr für den Querschnitt mehr zugelassen sein könnte, den der
> LEuchtfaden hat.
>
> Der GEdanke schwirrt mir jedenfalls gerade durch den Kopf

verwirrt oder verschwirrt?

weniger Spannung -> weniger Strom, wie sollte das anders gehen?

Willst du gedanklich den Fadenwiderstand senken also die Halo 
unterkühlen um bei weniger Spannung mehr Strom fliessen zu lassen?

von Harald W. (wilhelms)


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Frank_G schrieb:

> ich möchte, dass die Lampe 20 W bekommt, auch wenn der
> Widerstand des Glühfadens sich bereits durch Alterungserscheinungen
> vergrößert hat.

Wenn dem so ist, würde sich die Leistung mit einer KSQ vergössern.
"Konstantes Licht" gibts nur mit einer echten Helligkeitsregelung.

von Frank_G (Gast)


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Das mit den Autolampen klingt gut..ich müsste dann nur mehrere davon in 
einer Art Rflektor unterbringen, um die Messfläche möglichst homogen und 
stark genug auszuleuchten...

von Stefan F. (Gast)


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> ich möchte, dass die Lampe 20 W bekommt

Sicher lässt sich da so regeln. Aber das bewirkt noch lange nicht eine 
konstante Lichtausbeute. Nichtmal ungefähr.

Du musst die helligkeit messen und demnach regeln. Wobei helligkeit ja 
auch schon wieder ein schwieriges Wort ist. Denn das Spektrum ändert 
sich mit der Helligkeit, der Alterung des Glühfadens und der 
Umgebungstemperatur. Vermutlich spielen noch weitere Faktoren eine 
Rolle, die mir nur gearde nicht einfallen.

Also was willst du wirklich? Die Elektrische Leistung auf 20W regeln ist 
es sicher nicht.

von Stefan F. (Gast)


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Noch ein Gedanke dazu:

Du willst den Strom oder die Leistung konstant halten, weil du meinst, 
dass die Lampe bei konstanter Spannung im laufe der Zedit immer dunkler 
wird.

Wenn jetzt der Widerstand steigt, und der Strom konstant gehalten wird, 
dann muss zum Ausgleich die Spannung steigen. Also steigt auch die 
Leistung auf über 20 Watt. Die Lampe wird sehr schnell durchbrennen.

Wenn wir stattdessen die Leistung konstant halten, wird sie vermutlich 
ebenfalls schnell durchbrennen, denn der Glühfaden wird im laufe der 
Zeit immer dünner bzw poröser und verträgt immer weniger Strom.

Deswegen finde ich den Vorschlag gut, die Lampe unter ihrer nomilaen 
leistung zu betreiben. Also z.B. eine 30W Lampe verwenden, wenn du 20W 
brauchst. Allerdings verändert sich damit das Spektrum deutlich. Ich 
denke, das kannst du jedoch ohnehin nicht verhindern.

Ist es denn völlig egal, welche Frequenzspektrum die Lampe abstrahlt? 
Und wenn das so ist, dann würde ich eher zur LED greifen, denn deren 
Spektrum ist doch erheblich stabiler als das von Glühlampen.

von Frank_G (Gast)


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Hmm..wahrscheinlich werde ich mich auf die Referenzmessung verlassen, 
und diese gegebenfalls öfter vom Nutzer "erzwingen". Damit habe ich ja 
eine spektral aufgelöste Helligkeitsmessung auf die ich das Spektrum der 
Probe beziehe und damit auch deren Absorbanz berechne..die Regelung 
lasse ich dann weg und betreibe die Lampe einfach mit 12 V.

von Migelchen (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> weniger Spannung -> weniger Strom, wie sollte das anders gehen?
>
> Willst du gedanklich den Fadenwiderstand senken also die Halo
> unterkühlen um bei weniger Spannung mehr Strom fliessen zu lassen?

Oh... Du hast Recht. Entschuldige, es ist Montag, da versucht man 
schonmal, die Physik aus den Angeln zu heben. :)
Nichts desto trotz.
Will er das Leuchtmittel bei den 20W betreiben, muss er sie zwangsweise 
mit 12 V versorgen, was nicht möglich ist, da die Versorgungsspannung 
der Konstantstromquelle ja bereits diese sind.
Und mit der Alterung des Lechtfadens wird das ja auch nicht besser.

Oder möchte der TO die Halogenlampe unter den 20 W betreiben ?
Was für ein Konstantstrom ist denn gewünscht ?

von Frank_G (Gast)


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Die Halogenlampe mit Unterspannung betreiben wäre zumindest für den 
Halogeneffekt nicht so gut. Wenn ich die Lampenspannung z.b. halbiere 
hält die Lampe zwar ewig, aber ich habe nur noch 10% Lichtausbeute...LED 
geht nicht, weil ich im nahen Infrarot messe und eine gleichmäßige 
Charakteristik über viele hundert Nanometer brauche.

von Harald W. (wilhelms)


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Frank_G schrieb:

> Halogeneffekt.

Deshalb Autoplampen.

> Wenn ich die Lampenspannung z.b. halbiere
> hält die Lampe zwar ewig, aber ich habe nur noch 10% Lichtausbeute

Von halbieren hat ja auch keiner gesprochen. Obwohl, wenn Du im
IR-Bereich messen willst, würde sich dort die Ausgangsleistung
eher erhöhen.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Harald W. schrieb:
> Deshalb Autoplampen.

Und das sind keine Halogenlampen?

von cableer (Gast)


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Im Spektroskopie Bereich wird mit Nichten mit Absolut konstanten 
Lichtleistungen gearbeitet. Die Deuteriumlampen verlieren im Lauf ihrer 
Lebensdauer locker 50% an Strahlungsfluss. Es geht bei der Spektroskopie 
vor Allem um die Stabilität im Bereich von Stunden bis Tagen und das 
Rauschen. Das drückt sich als Drift und Noise aus. Dafür gibt es eine 
Spezifikation (ASTM) die aber nur Begrenzt aussagekräftig ist. Das Hängt 
stark von der Datenrate und der konkreten Applikation ab. Ich kann dir 
schon sagen, dein Design wird vermutlich deutlich größere Probleme mit 
dem Optischen Pfad haben als mit der Konstanz des Lampenstromes.

von Frank_G (Gast)


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Danke für die Tipps! Ich werde mal nach geeigneten Autolampen schauen.

von cableer (Gast)


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vielleicht kannst du mal Daten nennen zu:

-Wellenlängenbereich
-Welcher Detektor
-Welcher Messbereich (Amplitude) (Bis wie viel AU?)
-Grobe Skizze des Strahlenganges

In Professionellen Spektrometern werden ganz "normale" 
Wolframglühfadenlampen benutzt. Sie sind lediglich optimiert 
hinsichtlich:

Position des Glühfadens
Thermischer Stabilität der Position
Thermischer Stabilität des Glaskolbens (Linseneffekte etc)
Konvektion

von Frank_G (Gast)


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Was verstehst du unter optischem Pfad?

von Joachim B. (jar)


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Frank_G schrieb:
> Wenn ich die Lampenspannung z.b. halbiere
> hält die Lampe zwar ewig, aber ich habe nur noch 10% Lichtausbeute...LED
> geht nicht, weil ich im nahen Infrarot messe und eine gleichmäßige
> Charakteristik über viele hundert Nanometer brauche.

der Vorteil das Licht wird zwar wärmer man verliert blau, aber für dich 
irrelevant im nahen IR Bereich, also Halo und Unterspannung könnte deine 
Lösung sein.

von MaWin (Gast)


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Frank_G schrieb:
> @MaWin: Led haben auch keinen Wolfram Faden...

Tja, wie kommst du dann darauf, daß Wolfram-Fäden ebenso wie 
Halbleiterübergänge ihre Lichtaussendung nur vom Strom und nicht von der 
Spannung abhängig erzeugen ?

Ein dünnerer Wolfram-Faden (weil ein Teil verdampft ist) setzt dem Strom 
einen höheren Widerstand entgegen, man müsste also die Spannung erhöhen 
damit der Strom gleich bleibt. Dann steckt man mehr Leistung in den 
dünneren Faden. der wird heisser. Meinst du nicht, daß damit seine 
Helligkeit eher zunimmt ?

Selbst wenn man die Leistung gleich halten würde, dürfte die 
Lichtaussendung des dünneren Fadens höher sein, weil die Oberfläche 
geringer wird muss der Faden heisser werden um dieselbe Leistung 
abzustrahlen.

Man hält also besser die Spannung konstant.
Und noch besser regelt man nach.

Das alles hätte man durch minimales Selbernachdenken auch rausfinden 
können, stattdessen wird hier nach KOSTANTSTROM gefragt, wie abstrus.
Fachkräftemangel in Deutschland. Jeder Inder macht das besser.

von Frank_G (Gast)


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Es geht um eine Messung der Reflexion an einer Petrieschale. Beleuchtung 
von unten, Faserspektrometer unter einem Winkel angeordnet. 
Wellenlängenbereich im NIR (950-2100nm). AU ca. von 0 - 2. Detektor: 16 
Bit ADC, Rauschen ca. 10 counts (derzeit 30 Scans mit ca. 20 ms 
Belichtungszeit).

von cableer (Gast)


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Optischer Pfad heisst quasi der Strahlengang vom Lichtquelle bis zum 
Detektor

Das hat massiven Einfluss auf die Stabilität deines Signals. Thermische 
Ausdehnung ändert den Strahlengang, glaube mir das ist das weit Größere 
Problem als die konstante Leistung der Quelle. Wandert die Lage des 
Glühfadens ändert sich der Strahlungsfluss auf dem Detektor massiv. Du 
bekommt bei ungünstigem optischen Design auch Probleme mit 
Brechungsindexvariationen im Strahlengang, auch oft durch Konvektion 
verursacht. Meist bildet man den Glühfaden deshalb etwas unscharf ab, 
auch um dessen Struktur zu verschmieren. Es gilt auch, je kleiner der 
Faden bzw. die Spirale, desto einfacher hast du es mit der Optik. Je 
näher an der Punktquelle desto besser.

Was willst du überhaupt messen? Transmission / Absorbance? Reflektion? 
ATR? Fluoreszenz? Wie stellt du den Immer gleichen Strahlengang sicher? 
Einfach irgendwo draufhalten bringt nur Hausnummern.

von Frank_G (Gast)


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Danke für die Info MAWIN! Ein Glück gibt es hier auch noch Menschen, die 
sich bemühen sachlich zu bleiben...

von cableer (Gast)


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Frank_G schrieb:
> Es geht um eine Messung der Reflexion an einer Petrieschale. Beleuchtung
> von unten, Faserspektrometer unter einem Winkel angeordnet.
> Wellenlängenbereich im NIR (950-2100nm). AU ca. von 0 - 2. Detektor: 16
> Bit ADC, Rauschen ca. 10 counts (derzeit 30 Scans mit ca. 20 ms
> Belichtungszeit)

Für 2 AU musst du 10^(-2) --> 0.01 also auf mindestens 1% genau messen 
können.

2100nm kannst du mit der Wolframlampe gepflegt knicken. Da wird es auch 
mit dem Detektor schwierig. Silizium-Photodiode kannst du da knicken.

Bei so kurzen Wellenlängen ist der Detektor dann auch extrem empfindlich 
auf Temperaturschwankungen und thermische Dunkelströme. Das muss man 
dann kompensieren.


950-2100nm hat zusätzlich das Problem, dass du über 1000nm abdeckst, da 
bekommst du Probleme mit dem optischen Design und du brauchst eigentlich 
Achromatische Optiken...

von Harald W. (wilhelms)


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Rufus Τ. F. schrieb:

> Harald W. schrieb:
>> Deshalb Autoplampen.
>
> Und das sind keine Halogenlampen?

Zumindest die "Bremslampen" nicht. Ich gebe allerdings zu,
das Autolampen besser geeignet sind sls "Autoplampen". :-)

von Frank_G (Gast)


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Der Detektor existiert bereits. InGaAs Diodenzeile von 
Hamamatsu(thermoelektrisch stabilisiert). Drift und Rauschen sind dabei 
akzeptabel bzw. lassen sich über die Referenzmessung 
kompensieren.Wolfram Halogenlampen sind Standard in der NIR 
Spektroskopie und strahlen problemlos bis 2500 nm ab.

von Frank_G (Gast)


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Ach so, der vom Detektor erfasste Bereich hat einen Durchmesser von ca. 
30 mm.

von Frank_G (Gast)


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Und Linsen befinden sich nicht im Strahlengang, lediglich eine 
Glasscheibe aus Borofloat.

von cableer (Gast)


Angehängte Dateien:

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Frank_G schrieb:
> Der Detektor existiert bereits. InGaAs Diodenzeile von
> Hamamatsu(thermoelektrisch stabilisiert). Drift und Rauschen sind dabei
> akzeptabel bzw. lassen sich über die Referenzmessung
> kompensieren.Wolfram Halogenlampen sind Standard in der NIR
> Spektroskopie und strahlen problemlos bis 2500 nm ab.

Bei den 2500nm stellen sich 2 Probleme. Halogenlampen sind je nach 
Verwendungszweck bzw. verwendetem Glas im Infraroten nicht transparent. 
Das macht man um die Wärmeabstrahlung zur verringern und den 
Wärmeabtransport auf Konvektion zu verlagern. Aus dem Projektionsbereich 
gibt es einige Halogenspots die das so tun. Genauso wie im Autobereich 
oft der VIS/NIR Anteil beschnitten wird um eine Tageslichtähnlichere 
Optik zu bekommen.

Des weiteren (Siehe Wien-Gesetz) bekommst du je nach 
Glühwendeltemperatur einen extrem Großen unterschied im Fluss für 900 
und für 2000nm der dir natürlich den Nutzbaren Dynamikbereich deutlich 
verkleinert.

Das thermoelektrisch stabilisierte InGaAs ist hingegen ein sehr guter 
Detektor.

von cableer (Gast)


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Frank_G schrieb:
> Und Linsen befinden sich nicht im Strahlengang, lediglich eine
> Glasscheibe aus Borofloat.

Was ist denn dein Dispersives element? Wasfüreinen Spalt verwendest du, 
dass das ohne Linsen funktioniert? Oder nutzt du Spiegeloptiken?

von batman (Gast)


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Bei Lampen in der Meßtechnik wird oft einfach die Leistung gedrosselt 
und damit verzögert sich dann die Alterung um ein Mehrfaches, ggf. bis 
hin zur gesamten Lebenszeit des Gerätes. Den Drosselungsfaktor muß man 
natürlich bei der Dimensionierung der Lampenleistung berücksichtigen.

von Frank_G (Gast)


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Das Mikrospektrometer hat natürlich einen Eingangsspalt. Allerdings ist 
das Gerät zugekauft und somit beginnt "mein" optischer Pfad am Eingang 
der Lichtleitfaser (na=0,22--> Öffnungswinkel von 25°). Das von der 
Schale reflektierte Licht wird also in die Faser eingekoppelt, der Rest 
ist Mikrosystemtechnik, die ich so nehmen muss wie sie ist.Das 
Spektrometer ist aber vom Hersteller auf den genannten 
Wellenlängenbereich optimiert und funktioniert auch sehr gut.

von Frank_G (Gast)


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im Übrigen wird zur späteren Auswertung auch nicht der gesamte 
Spektralbereich genutzt. Klar ist der Dynamikbereich am oberen Ende eher 
schlecht (kommt sowohl von der Lampe als auch von der Empfindlichkeit 
des Detektors), damit kann ich aber gut leben.

von cableer (Gast)


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Frank_G schrieb:
> Das Mikrospektrometer hat natürlich einen Eingangsspalt.
> Allerdings ist
> das Gerät zugekauft und somit beginnt "mein" optischer Pfad am Eingang
> der Lichtleitfaser (na=0,22--> Öffnungswinkel von 25°). Das von der
> Schale reflektierte Licht wird also in die Faser eingekoppelt, der Rest
> ist Mikrosystemtechnik, die ich so nehmen muss wie sie ist.Das
> Spektrometer ist aber vom Hersteller auf den genannten
> Wellenlängenbereich optimiert und funktioniert auch sehr gut.

=) Das ist natürlich etwas anderes. D.h. du machst im Wesentlichen "nur" 
die Beleuchtung selbst.

Du könntest die Effizienz natürlich deutlich Steigern wenn du dein 
Optisches System auf die Aptertur deiner Messfaser anpasst. Bei 
winkligen Aufbauten ist auch Streuung immer so eine Sache. Genauso wie 
wiederholgenaue Positionierung. Ich habe da schon ein paar Aufbauten 
gesehen die dann auch nur mehr "Artefakte" gemessen haben. Das war am 
damals am Fraunhofer.

von cableer (Gast)


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Also nicht falsch verstehen, ich will dir das nicht schlechtreden. Ich 
kennen das nur selbst. Am Ende kann es frustrierend sein wenn man 
feststellt dass der Aufbau nicht leisten kann was man sich erhofft. ein 
halbes Grad Neigung und schon passt die Intensität nicht mehr, wenn man 
Glück hat nur ein Offset und man kann immerhin noch qualitativ messen. 
Aber Quantisierung ist damit dann schon ausser Reichweite.

von batman (Gast)


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MaWin schrieb:
> Ein dünnerer Wolfram-Faden (weil ein Teil verdampft ist) setzt dem Strom
> einen höheren Widerstand entgegen, man müsste also die Spannung erhöhen
> damit der Strom gleich bleibt. Dann steckt man mehr Leistung in den
> dünneren Faden. der wird heisser. Meinst du nicht, daß damit seine
> Helligkeit eher zunimmt ?

Glaub ich nicht, denn wo bleibt denn der Wolframfaden? Lampen werden mit 
dem Alter oft erheblich dunkler, weil die Wolframschicht auf dem Glas 
Licht absorbiert. Der Kaltwiderstand des alternden Fadens ändert sich 
dagegen sehr wenig im Verhältnis zum (PTC)Temperaturkoeff.
Stromregelung wird weder viel nützen noch schaden. Sie bewirkt einen 
Softstart, was den Verschleiß sicher etwas mindert.

von Frank_G (Gast)


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Genau. Ich verbaue das zugekaufte Minispektrometer in ein Analysegerät. 
D.h. Messaufnahme für die Schale, Positionierung der Faser und 
Lichtquelle, Stromversorgung, Temperierung, Steuerung der Lichtquelle, 
Mini PC, Software zur Kommunikation mit dem Spektrometer bzw. Auswertung 
der Ergebnisse usw..

von cableer (Gast)


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Wie gesagt, wenn du auf 2AU Messbereich messen möchtest solltest du 1% 
Amplitudenauflösung haben. Hast du dir mal deinen Strahlengang mit allen 
Fehlerquellen skizziert? Da kommt einiges zusammen.

-Lampenfluktuationen
-Mechanische/Thermische Shift des Aufbaus (Lampenposition, 
Faserposition)
-Winklige Anordnung -> Maximum der Streu/Reflektionskeule shiftet mit 
dem Winkel der Petrischalenoberfläche/Probenoberfläche (Keilfehler etc)
 -> Sehr instabiles System aus NA deiner Faser und Beleuchtung
-Verschiedene Reflektions/Streueigenschaften deiner Probe
-Mehrfachreflexionen an der Petrischalen und Ihren Grenzflächen
-ATR an der Unterseite der Petrischale

Das muss alles kein Problem sein, aber man sollte in der Lage zu sein 
die Performance des Systems und die Größenordnung der verschiedenen 
Einflussfaktoren abzuschätzen

von Joachim B. (jar)


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MaWin schrieb:
> Ein dünnerer Wolfram-Faden (weil ein Teil verdampft ist) setzt dem Strom
> einen höheren Widerstand entgegen,

batman schrieb:
> Glaub ich nicht, denn wo bleibt denn der Wolframfaden? Lampen werden mit
> dem Alter oft erheblich dunkler, weil die Wolframschicht auf dem Glas
> Licht absorbiert.

ihr vergesst eines, das gilt nur für normale Glühfadenlampen.

Halo arbeiten anders:
auch da verdampft ein Teil vom Faden der wird dünner und damit heisser 
und genau dort sammelt sich der Wolframdampf wieder an, es wird sich 
viel weniger am Glaskolben niederschlagen.

Das ist ja gerade der Vorteil von Halos.

Bei mir in meiner Decke leuchten Halo Downligths schon über 20 Jahre am 
el. Trafo. Gewechselt habe ich von den 11 Stück höchstens 2-3 in 20 
Jahren.

Ob die mit Unterspannung fahren keine Ahnung nie gemessen, mich erstaunt 
jedenfalls selber die Langlebigkeit bei ca. 1-3h täglich auf >20 Jahre.

Also ordentliche Quelle, ggffs. leichte Unterspannung und die Teile 
halten ewig ohne Niederschlag auf dem Kolben.

: Bearbeitet durch User
von batman (Gast)


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Da gibts im Prinzip keinen Unterschied. Bei Lampen mit Halogen trübt 
sich der Kolben langsamer ein, dafür verteilt sich bei anderen Lampen 
der Wolfram auf der größeren Glasfläche.

von Joachim B. (jar)


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batman schrieb:
> Da gibts im Prinzip keinen Unterschied. Bei Lampen mit Halogen trübt
> sich der Kolben langsamer ein,


ABER das ist doch der prinzipelle Unterschied, dort wo der Faden dünner 
wird wird er heisser und dort sammelt sich der Wolframniederschlag 
wieder weswegen sie länger hält und der Kolben logisch sich weniger 
eintrübt.

Schrieb ich aber warum du nun widersprichst weisst nur du,

rate mal warum "mit Halogen trübt sich der Kolben langsamer ein" das 
wohl so ist.

von batman (Gast)


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Die Halogenlampe wird mit einem höheren Druck gefahren, wodurch die 
Verdampfungsrate gemindert wird. Damit verzögert sich auch die 
Ablagerung am Kolben.

Daß der Wolframdampf ausgerechnet an den heißesten (dünnsten) Stellen 
des Drahtes resublimieren soll, halte ich für ein Gerücht. Quelle?

von Joachim B. (jar)


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batman schrieb:
>
> Daß der Wolframdampf ausgerechnet an den heißesten (dünnsten) Stellen
> des Drahtes resublimieren soll, halte ich für ein Gerücht. Quelle?

such selber, hatte ich mal gefunden findest du auch.....

ich mag nicht mehr deine Arbeit machen:
Beitrag "Re: Antennenverstärker Kabel-TV"

hier bist du noch genauere Antworten schuldig, aber nur Nebelkerzen:

batman schrieb:
> Ja. Hatte schon viele Kabel und Empfangsgeräte dran. In jedem Fall war
> der Empfang suboptimal.

Plan?

batman schrieb:
> Das Kabel ist aber auch schon ein recht gutes mit sehr wenig
> Dämpfung.

Daten?

: Bearbeitet durch User
von Frank_G (Gast)


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>Wie gesagt, wenn du auf 2AU Messbereich messen möchtest solltest du 1%
>Amplitudenauflösung haben. Hast du dir mal deinen Strahlengang mit allen
>Fehlerquellen skizziert? Da kommt einiges zusammen.

>-Lampenfluktuationen
>-Mechanische/Thermische Shift des Aufbaus (Lampenposition,
>Faserposition)
>-Winklige Anordnung -> Maximum der Streu/Reflektionskeule shiftet mit
>dem Winkel der Petrischalenoberfläche/Probenoberfläche (Keilfehler etc)
> -> Sehr instabiles System aus NA deiner Faser und Beleuchtung
>-Verschiedene Reflektions/Streueigenschaften deiner Probe
>-Mehrfachreflexionen an der Petrischalen und Ihren Grenzflächen
>-ATR an der Unterseite der Petrischale

Wegen der Amplitudenauflösung mache ich mir wenig Sorgen. 2 AU sind auch 
das Maximum an Absorption, was ich (bei manchen Proben) messe. Bei 20 
counts Rauschen und einer Aussteuerung des Detektorchips auf 60.000 
counts kann ich 1% locker auflösen denke ich. Ich habe Versuche zum 
"Warmlaufen" gemacht und die Drift des Referenzspektrums über die Zeit 
bzw. die Gehäuseinnentemperatur gemessen. Daraus resultiert die 
Forderung, dass jedes Referenzspektrum nur ca. 20 min gültig ist und 
dann neu gemessen werden muss. Direkt nach dem Einschalten des Gerätes 
muss das alle 5 min. wiederholt werden. Über die Größe des erfassten 
Messfeldes (30 mm) wird ja integriert, so dass thermische Verschiebungen 
z.b. der Glühwendel keine große Änderung des Signals bewirken. Die 
winklige Anordnung habe ich gewählt, um möglichst keine Totalreflexionen 
zu messen.
Die eingentliche Auswertung ist auch nicht direkt quantitativ (wie bei 
einem Photometer oder so) sondern es wird ein neuronales Netz auf den 
Zusammenhang zwischen Probenzusammensetzung und Form/Amplitude des 
Spektrums trainiert. Das ganze ist recht robust und die Modelle sind 
auch gut zwischen unterschiedlichen Geräten übertragbar. Die 
Messunsicherheit für z.B. den Proteingehalt der Proben liegt bei ca. 0,2 
% bezogen auf die Referenzanalyse im Labor, die ja selbst einen 
dementsprechenden Fehler hat.

von Werner H. (werner45)


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Hallo Frank!

Weder Konstantstromquelle noch optische Nachregelung!

ALLE Spektrometer aller Hersteller betreiben ihre Lampen mit 
Konstant-SPANNUNG. Und das hat sich seit Jahrzehnten weltweit bewährt.

Wolframlampen für Spektrometer haben einen größeren Kolben gegen den 
Wolframniederschlag auf dem Glas.
Halogenlampen müssen bei Nennspannung betrieben werden, damit die 
Wolframregeneration funktionieren kann. Der Kolben darf nicht gekühlt 
werden!

Verwende Altbestände an Halogenlampen, die neueren mit UV-Stop (bläulich 
gefärbtes Quarzglas) sind wegen des Absortionsspektrums für Spektrometer 
ungeeignet.

Gruß   -   Werner

PS: Ich habe 33 Jahre lang Spektrometer repariert und kenne deren 
Schaltpläne.

von Joachim B. (jar)


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batman schrieb:
> Daß der Wolframdampf ausgerechnet an den heißesten (dünnsten) Stellen
> des Drahtes resublimieren soll, halte ich für ein Gerücht. Quelle?

hier:

Werner H. schrieb:
> Halogenlampen müssen bei Nennspannung betrieben werden, damit die
> Wolframregeneration funktionieren kann. Der Kolben darf nicht gekühlt
> werden!

ich wusste doch ich bin nicht der einzige der das weiss!

von batman (Gast)


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Gratuliere, die meisten betreiben Halogenkolben ja mit Kühlkörper. Man 
bedenke nur den Lichtgewinn, wenn man den jetzt weglassen kann. :)

von Joachim B. (jar)


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batman schrieb:
> Gratuliere, die meisten betreiben Halogenkolben ja mit Kühlkörper. Man
> bedenke nur den Lichtgewinn, wenn man den jetzt weglassen kann. :)

das du das nicht verstehst wundert mich nicht bei deinen Beiträgen, aber 
egal, du fragst lernst wenig und antwortest nie sinnvoll.

Beitrag "Re: Antennenverstärker Kabel-TV"

: Bearbeitet durch User
von cableer (Gast)


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Werner H. schrieb:
> Hallo Frank!
>
> Weder Konstantstromquelle noch optische Nachregelung!
>
> ALLE Spektrometer aller Hersteller betreiben ihre Lampen mit
> Konstant-SPANNUNG. Und das hat sich seit Jahrzehnten weltweit bewährt.

>
> PS: Ich habe 33 Jahre lang Spektrometer repariert und kenne deren
> Schaltpläne.

Ich baue sie (Sehr empfindliche Spektrometer für HPLC) und kann dir 
Versichern, dass sie mit einer Steuerbaren quelle + Vierleitermessung 
(kelvin-anschluss) betrieben werden. Es sind sowohl Strom als auch 
Spannung bekannt. Es wird nicht auf einen Bestimmten wert sondern einen 
festen Arbeitspunkt geregelt. Soviel dazu.

von cableer (Gast)


Angehängte Dateien:

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Anbei mal ein Bild

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
ich entwickle optische Messgeräte, bei denen es gerade auch auf maximale 
Stabilität der Lichtquellen ankommt. Ich habe damit also einige 
Erfahrungen. Früher hatte diese Geräte auch alle Glühlampen als Emitter, 
die auch auf konstante Helligkeit gemittelt wurden.

> Frank_G schrieb:
> Es geht um ein Spektrometer,
In welchem Spektrum soll gemessen werden? Mit einer Halogenlampe kann 
man je he kaum mehr machen als im sichtbaren Bereich und ein Stücken 
darüber im nahen UV und nahen IR, oder?
> wobei in bestimmten Zeitabständen ein
> Referenzstandard vermessen wird (also relative Messung).
Was für Zeitabstände sind das den? Wenn es bei der unten genannten 
Messzeit vor und nach den Messungen möglich ist, auf die Referenz zu 
gehen, dann wird bei vernünftigem Aufbau die Kurzzeitstabilität sicher 
ausreichen. Da muß man die Lampe nur einfach in Ruhe lassen, also die 
Lampenspannung stabil halten. dann bleibt auch der Lampenstrom ziemlich 
konstant. Falls er sich doch ändern sollte, kann man das durch eine 
einfache Strommessung leicht bestimmen und kompensieren.

Allerdings, die Anforderung im Ursprungsposting zu "konstanter 
Lichtmenge über die Lebenszeit" kannst du vergessen. Alleine die 
Alterung des Glühfaden und vor allen auch der unvermeidliche 
Metallniederschlag am Glaskolben wird Änderungen in der Helligkeit und 
auch in der räumlichen Abstrahlcharakeristik verursachen. Auch spektrale 
Veränderungen sind dann auch unabhängig von der Temp. des Glühfaden zu 
erwarten.
Die Helligkeit kann man dann durch einen Monitorkanal messen und 
ausregeln, aber der sollte genau im optischen Pfad des Messlichtes 
liegen, was z.B. mit einem Teilerspiegel realisiert werden kann.
Vermutlich würde aber die regelmäßige Messung auf die Referenz das alles 
viel einfacher beheben können.
> Zusätzlich
> werden immer mindestens 30 Spektren gemittelt (Messzeit ca. 300  - 1000
> ms).Theoretisch sollte sich das "altern" der Lampe ja über den Bezug auf
> das Referenzsignal herausrechnen. Ein geregelter Lampenstrom wäre mir
> trotzdem wichtig.
Und warum? Was versprichst du dir davon?
Wenn man Änderungen messen kann, ist es viel einfacher, diese 
rechnerisch zu kompensieren. Eine stabile Stromversorgung und ein 
Aufbau, der bei eingeschwungenem Messgerät stabile Werte garantiert, ist 
natürlich notwendig.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von analytiker (Gast)


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cableer schrieb:
> Ich baue sie (Sehr empfindliche Spektrometer für HPLC)

Auha..

cableer schrieb:
> Anbei mal ein Bild

Das ist der Beweis, solche Bilder können nur ausgewiesene 
Spektrometer-Experten finden!
Ein Link auf den Shop bei dem du es gefunden hast wäre vielleicht noch 
hilfreicher gewesen? Hier zum Beispiel:

http://www.analytics-shop.com/de/214886-de.html

Was sagt denn der Experte zur elektrischen Leistung mit der diese Lampe 
betrieben wird?

Die Gurgelsuche nach VIS-Lampe liefert übrigens viele interessante 
Treffer und macht Aussagen wie
Harald W. schrieb:
> Deshalb Autoplampen.
eigentlich erstmal überflüssig.

MaWin schrieb:
> Grundlagen Leute, erst Grundlagen lernen,..
Genau!...und immer an die Leser denken!

Das hilft zwar hier nicht, aber vielleicht findest du nen Job beim 
"Fokus" mit solch albern Platitüden!

MaWin schrieb:
> Das alles hätte man durch minimales Selbernachdenken auch rausfinden
> können
Netter Hinweis, probierst du manchmal auch "maximales Selbstnachdenken" 
??

@Frank_G
Im Zweifellsfall liefert das Datenblatt der verwendeten Speziallampe 
hinweise zu den erforderlichen Betriebsparametern.

Bei verwendung einer 0815 Lampe ist vermutlich
Werner H. schrieb:
> Konstant-SPANNUNG
leicht unterhalb der Lampennennspannung die beste Lösung.

Frank_G schrieb:
> Da im Gerät bereits 12 V vorhanden sind...

Wenn die 12 V bereits stabilisiert sind, 3 Dioden in Reihe vor eine 
12Volt Lampe und gut.. Hört sich ja ohnehin alles nach Bastellösung an.

von cableer (Gast)


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analytiker schrieb:
> cableer schrieb:
>> Ich baue sie (Sehr empfindliche Spektrometer für HPLC)
>
> Auha..
>
> cableer schrieb:
>> Anbei mal ein Bild
>
> Das ist der Beweis, solche Bilder können nur ausgewiesene
> Spektrometer-Experten finden!
> Ein Link auf den Shop bei dem du es gefunden hast wäre vielleicht noch
> hilfreicher gewesen? Hier zum Beispiel:
>
> http://www.analytics-shop.com/de/214886-de.html
>
> Was sagt denn der Experte zur elektrischen Leistung mit der diese Lampe
> betrieben wird?

Deine Herablassende Art ist völlig fehl am Platz hier. Die gezeigten 
Lampen werden in den Agilent DAD Spektrometern der 1260 und 1290 Reihe 
sowie der 8454 und 8453er Carry eingesetzt.

Das Bild ist auch nicht aus dem analytics-shop sondern aus dem 
Zugehörigen Agilent Technologies Katalog.

Aber da du ja alles (besser) weisst kannst du mir sicher erklären wie 
all das funktioniert mit dem ich meine Brötchen verdiene.

Du lieferst hier keine neuen Informationen sondern lederst über dir 
unbekannte Menschen ab. Aber muss jeder selbst wissen mit was er/sie 
seine Zeit verbringt.

von analytiker (Gast)


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cableer schrieb:
> Aber da du ja alles (besser) weisst kannst du mir sicher erklären wie
> all das funktioniert mit dem ich meine Brötchen verdiene.

Nein, tut mir leid.
Ich kann dir leider auch nicht erklären wie das alles funktioniert, mit 
dem du deine Brötchen verdienst...  :-))

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