专利名称：用于监控至少一个荧光灯的设备和方法
用于监控至少一个荧光灯的设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于监控至少一个荧光灯的设备和方法，并且涉及包括这样的监控设备 (monitoring device)的相应照明装置(luminaire)。
相应的荧光灯例如被用作有爆炸危险的区域中的防爆线性荧光照明装置。己经发现， 在具有荧光灯的照明装置的工作中，可能发生灯头(lamp base)和/或灯座的局部过热。 这一般被称为"寿命终止(end-of-life)"现象，在这种情况下，由于作为电极(electrode) 的灯丝被消耗并且需要越来越多的功率来维持电极电流以使荧光灯工作而产生不可容许 的温度上升。
特别是在有爆炸危险的区域中，必须避免这样的不可容许的温度上升，以避免点燃爆 炸性混合。
由于对灯丝的相应消耗，使得电极从材料的发射尤其困难，这可能导致增加的电压降。 类似地，频繁的冷启动可能加速对灯丝的消耗。随后， 一旦供应基本上恒定的电流，荧光 灯的相应镇流器将产生大的功率损耗，该功率损耗可能在灯头、灯座和灯丝区域导致荧光 灯升高的温度。
本发明的目的在于避免相应荧光灯中、尤其是有爆炸危险的区域中这样的强劲温度升 高，同时维持适当的防爆保护。
该目标分别是由权利要求l、 10和21的特征实现的。
专利的权利要求l涉及相应的一种方法，其特征在于，特别地经由镇流器电子中断到 灯丝的电源供应，每当在荧光灯的至少一个灯丝的区域中感测到的温度超过预先确定的临 界温度发生所述中断。这可靠地避免不可容许的温度升高。该临界温度在这里可以对应于 一预先确定的限值，该限值由针对荧光灯部分表面温度的防爆保护所确定。
根据相应的目标是按权利要求IO来实现的设备，其中，温度测量器件被指派给至少 一个灯丝，并且还提供中断器件，通过所述中断器件，可以在达到预先确定的临界温度时 通过所述镇流器中断电源供应。优选地，所有灯丝均被监控。
这样的相应设备可以被设置在具有至少一个根据专利权利要求21的荧光灯的灯中。
根据本发明，以这样的方式可靠地避免相应照明装置中不可容许的温度升高，并且该 照明装置特别地可以用在有爆炸危险的区域中。
4存在着荧光灯的灯丝被加热至不同程度的可能性。在这里，在相应荧光灯的每个灯丝 的区域中感测温度可以是有益的。所述相应温度中的一个温度一超过预先确定的临界温度 就将中断电源的供应。
为了确保切断荧光灯以达到使可能损坏的荧光灯在重新工作之前必须被更换的效果， 对电源供应的相应中断可以通过熔断器器件以非可逆的方式发生。这样的熔断器器件例如 这样的温度熔断器，当超过临界温度时，所述温度熔断器以非可逆的方式中断电流流动。 只有在已经替换熔断器器件，并且如果必要的话，荧光灯也已经替换之后，才可能重新被 投入工作。
还可能电源供应的相应中断是由作为中断器件的电子开关器件来进行的。这样的开关 器件例如温度开关，当达到临界温度时，所述温度开关切断镇流器用于荧光灯电源供应的 相应输出。这样的切断操作还可以以可逆的方式进行。
还可能这样的开关器件向指派给镇流器的中断器件输出信号。这样的中断器件还可以 包含该开关器件以及额外的比较器件，所述比较器件例如将作为温度测量器件的温度传感 器确定的温度与预先确定的临界温度进行比较，并且仅在达到或者超过临界温度时所述比 较器致动所述开关器件来进行中断过程。
还可能至少所述比较器件被包含在所述温度测量器件中，并且通过传输相应信号来从 此致动所述中断器件。
因为主要的是必须针对临界温度监控相应荧光灯的表面温度，所以当从荧光灯的灯管 外部确定温度时可以被认为是足够的。这还不需要任何对荧光灯的适当构造改变。然而， 也可能将相应的温度测量器件集成到荧光灯中。
温度传感器或者还有红外传感器(IR传感器)提供实现这样的温度测量器件的进一步
可能性。
作为对电源供应非可逆中断的替代方案，还可能在已经过去预先确定的时间间隔后将
开关器件切换到用于启动镇流器的开启(switch-on)位置。这意味着镇流器在电源断开后 再次启动。
如果作为温度测量器件的温度传感器或IR传感器相应连接到比较器件和/或开关器 件，则这同样适用于所述温度传感器或IR传感器。
还可能的是，预先确定的临界温度是通过针对防爆照明装置的相应标准来确定的。然 而，还可能的是，所述预先确定的临界温度是考虑诸如灯丝的排布和/或结构、灯丝距所述灯管的距离、灯管的壁厚等等的灯参数来确定的。这考虑了荧光灯构造的改变，由于荧 光灯构造的所述改变，可能发生新的未限定的状态，这导致不可容许的发热。此外，相应 荧光灯的性能(behavior)可能很大程度上取决于周围环境条件，从而相应的临界温度还 可每次针对照明装置在相应安装位置而确定。尤其是在镇流器为电子镇流器的情况下，它 的"智能"也可以被用来实现在镇流器中以及通过镇流器本身的比较和/或中断器件。
本发明还涉及具有上述种类的相应监控设备的照明装置。
现在参照附图中的图来更详细地描述本发明的有益实施方案。
图1是具有不同温度测量器件的监控设备的实施方案的框图。
图1是示出根据本发明用于监控至少一个荧光灯的监控设备的示意性框图。
监控设备1是照明装置20的一部分，该照明装置20包括两个荧光灯2和3。每个荧 光灯分别在其端部12、 13具有作为电极14的相应灯丝4、 5和6、 7。
每个荧光灯2、 3的相应灯丝4、 5和6、 7连接到相关联的镇流器(VG) 8a、 8b，并 且特别地连接到电子镇流器(EVG) 8a、 8b。该镇流器在输入侧分别经由开关晶体管23、 24连接到电源线21。在正常的操作模式中，这些以交替的方式进行开启和切断操作，并 且在故障(即达到临界温度)的情况下因为驱动操作被停止而均被切断。
已经发现，在这样的照明装置的情况下，荧光灯可能暴露给不可容许的温度升高，尤 其是在其电极或者灯丝的区域。例如当灯丝的材料被消耗并且电子镇流器需要越来越多的 功率来维持荧光灯内部的电极电流时观察到该现象。这样的温度升高可以引起灯丝的局部
过热，并且因此引起灯头、灯座或者甚至相应的灯管11中不可容许的温度升高。过热随 后将引起上面提及的被称为"寿命终止"现象的故障情况。在例外情况下，将在灯的服务寿 命结束时观察到该现象。该相应的温度升高将导致点燃尤其是有爆炸危险的区域中的相应 爆炸性物质。为了防止这样的情况，根据本发明，在每个荧光灯2、 3的至少一个灯丝、 并且优选分别在两个灯丝4、 5和6、 7附近测量温度。相应的温度测量器件15被用于此 目的。
在图1中，每个灯丝4、 5、 6、 7具有指派给其的另一温度测量器件15。当然，还可 以给所有灯丝4到7指派类似的温度测量器件。
指派给灯丝4的温度测量器件15是温度熔断器或熔断器器件9。通常，这样的温度熔 断器在有爆炸危险的区域(Ex-区域)中不被允许用于直接切换负载，因为可能以其他方 式形成火花。这是熔断器器件的电流固有地安全的原因，并且取决于该电流，促使电子中 断器件19切断电子镇流器8。放大器件25可以另外被分别设置在熔断器器件9和相关联的中断器件19以及开关器 件10之间。
指派给灯丝5的温度测量器件15是红外IR传感器18。红外IR传感器18的信号经由 放大器件25供到中断器件19。该器件可以同时包含比较器件16，该比较器件16将IR传 感器18所确定的温度与预先确定的临界温度进行比较。当比较器件16检测到已经达到或 超过临界温度时，包含在中断器件19中的开关器件10可以通过停止EVG8a的输出中对 开关晶体管23的驱动来中断相应EVG8a的功率输出。该中断仅仅针对将电压供应给具有 不可容许提高温度的相应荧光灯2、 3的EVG8a、 8b进行。
灯丝7具有指派给其作为开关器件的温度开关，作为温度测量器件15的另一实施方 案。所述开关分别导致经由中断器件19的相应EVG切断或者功率中断。还可能该温度开 关分别连接到比较器件16或者中断器件19，仅仅在温度开关的相应切换时，所述中断器 件19也将启动对EVG功率输出的中断。
温度传感器17被设置在最接近的灯丝6中作为温度测量器件15。该传感器将其温度 值传输到中断器件19，该中断器件19又包括比较器件16和开关器件10，并且如果必要 的话中断到灯的电源供应。
优选地，根据本发明，相关联的EVG8a、 8b的相应开启或切断分别通过电子开关器 件10或者中断器件19发生，从而EVG被切断，并且到具有不可容许的温度升高的荧光 灯的电源供应被切断。在相应的温度熔断器9的情况下，发生非可逆的中断。仅在温度熔 断器9已经被替换以及可能荧光灯也已经被替换后才可以逆转。
在其余的温度测量器件15、 17和18中发生电源供应的可逆中断，相应比较器件1将 测得的温度与临界温度进行比较，并且一旦检测到不可容许的温度升高，开关器件10使 EVG停止。仅在总路线(mains)断开后EVG才可以被重新启动。
使用根据本发明的温度检测以及使用相应的EVG切断，人们实现根据本发明的优点， 即基于温度检测，可以满足有爆炸危险的区域中的特定要求。例如， 一旦荧光灯设计改变， 以其他方式的新的未限定状态可能出现，导致不可容许的发热。根据本发明，这些状态可 以被纳入考虑，所述状态考虑例如灯丝的排布和/或结构、灯丝距灯管的距离、灯管的壁 厚等等。
根据本发明，如果分别的荧光灯的周围环境条件对荧光灯的周围环境温度或者荧光灯 的发热有影响，则可以进一步地以适当方式考虑分别的荧光灯的周围环境条件来确定所述 临界温度，此处还考虑灯的工作位置。
权利要求
1. 一种用于监控至少一个荧光灯(2，3)、尤其是在有爆炸危险的区域中监控至少一个荧光灯(2，3)的方法，所述方法包括以下步骤i)感测在所述荧光灯(2，3)的至少一个灯丝(4，5，6，7)的区域的温度；ii)将所确定的温度与预先确定的临界温度进行比较；iii)经由镇流器VG(8a，8b)中断到所述灯丝(4，5，6，7)的电源供应。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤O中感测温度的操作是在所述荧光灯(2， 3)的每个灯丝(4， 5， 6， 7)的区域进行的。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤iii)中的切断操作是通过熔断器器件以非可逆的方式进行的。
4. 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在步骤iii)中的切断操作是通过中断器件、尤其是开关器件(10)进行的。
5. 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在步骤ii)中的比较操作是在所述熔断器器件或中断器件(9， 19)中进行的。
6. 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在步骤i)中从所述荧光灯(2，3)的灯管(11)外部感测所述温度。
7. 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，考虑灯的参数，例如所述灯丝(4， 5， 6， 7)的排布和/或结构、所述灯丝到所述灯管的距离、所述灯管的壁厚等等，来预先确定所述临界温度。
8. 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在步骤iii)之后，尤其是在预先确定的时间间隔结束后，进行所述VG (8a， 8b)的重新启动。
9. 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在步骤iii)中的切断操作是通过中断到所述VG (8a， 8b)的电压供应来进行的。
10. —种用于监控至少一个荧光灯(2， 3)、尤其是在有爆炸危险的区域中监控至少一个荧光灯(2， 3)的设备(1)，所述荧光灯(2， 3)包括灯管(11)和镇流器VG (8a，8b)，所述灯管(11)具有以灯丝(4， 5， 6， 7)的形式设置在其端部(12， 13)的电极(14)，其特征在于，所述监控设备(1)包括至少一个指派给灯丝(4， 5， 6， 7)的温度测量器件(15)和特别的电子中断器件(19)，通过所述中断器件，可以在达到预先确定的临界温度时通过所述VG (8a， 8b)中断电源供应。
11. 根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备(1)包括比较器件(16)，所述比较器件(16)用于将通过所述温度测量器件(15)测得的所述温度与所述临界温度进行比较。
12. 根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述比较器件(16)被包含在所述温度测量器件(15)中。
13. 根据前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述温度测量器件(15)是温度熔断器(9)、温度传感器(17) 、 IR传感器(18)等等。
14. 根据前述权利要求10到13任一项所述的设备，其特征在于，温度测量器件(15)被指派给照明装置的所述一个或多个灯管(11)的每个灯丝(4， 5， 6， 7)。
15. 根据前述权利要求10到14任一项所述的设备，其特征在于，所述VG(8a， 8b)是电子VG， EVG。
16. 根据前述权利要求10到15任一项所述的设备，其特征在于，所述中断器件(19)被指派给所述VG (8a， 8b)。
17. 根据前述权利要求10到16任一项所述的设备，其特征在于，所述中断器件(19)包括开关器件(10)，所述开关器件(10)特别地包括可驱动的开关晶体管(23， 24)。
18. 根据前述权利要求10到17任一项所述的设备，其特征在于，在中断所述电源供应后，尤其是在预先确定的时间间隔结束后，所述开关器件(10)可切换到开启位置以启动所述VG (8a， 8b)。
19. 根据前述权利要求10到18任一项所述的设备，其特征在于，可以取决于灯的参数，例如所述灯丝(4， 5， 6， 7)的排布和/或结构、所述灯丝距所述灯管的距离、所述灯管的壁厚等等，来预先确定所述临界温度。
20. 根据前述权利要求10到19任一项所述的设备，其特征在于，VG (8a， 8b)被指派给每个灯管(11)。
21. —种照明装置(20)，包括至少一个荧光灯(2, 3)以及根据前述权利要求10到20任一项所述的监控设备(1)。
全文摘要
为了在维持适当的防爆保护的同时避免过度的温度升高，改进了一种用于监控至少一个荧光灯、尤其是在有爆炸危险的区域中监控至少一个荧光灯的设备，所述荧光灯包括灯管和镇流器，所述灯管具有以灯丝的形式设置在其端部的电极，其中，所述监控设备具有至少一个与灯丝相关联的温度测量器件和特别的电子中断器件，通过所述中断器件，可以在达到预先确定的临界温度时通过所述镇流器中断电源供应。本发明类似地涉及用于监控至少一个荧光灯、尤其是在有爆炸危险的区域中监控至少一个荧光灯的相应方法。在该方法中，首先在所述荧光灯的至少一个灯丝的区域中检测温度。随后将所确定的温度与预先确定的临界温度进行比较，并且如果达到或者超过预先确定的临界温度，通过镇流器中断到所述灯丝的电源供应。
文档编号F21V25/12GK101502183SQ200780028886
公开日2009年8月5日 申请日期2007年7月27日 优先权日2006年8月3日
发明者J·弗鲁茨 申请人:库珀·克劳斯-海因兹有限责任公司