Blitzröhre

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Die Blitzröhre ist eine Gasentladungslampe, in der die Gasentladung nicht kontinuierlich sondern in Form kurzer Impulse abläuft. Während eines solchen Impulses wird ein zuvor aufgeladener Energiespeicher (Kondensator) in sehr kurzer Zeit durch die Blitzröhre entladen.

Eine Blitzröhre besteht aus einem Glaskolben, der mit dem Edelgas Xenon oder (besonders bei Laser-Pumplampen) mit Krypton gefüllt ist und in den zwei Elektroden eingeschmolzen sind. In ihm findet bei Anlegen einer genügend hohen Spannung eine Gasentladung bzw. Ausbildung eines Funkens statt, die als heller Lichtblitz sichtbar wird.

Um den Zeitpunkt der Entladung zu steuern und eine Zündung bei niedrigeren Spannungen zu ermöglichen wird oft eine Hilfselektrode eingesetzt.

Diese Hilfselektrode kann als Drahtumwicklung oder als leitfähige Beschichtung ausgeführt sein und erstreckt sich oft über einen längeren Teil des Entladungsrohrs. Die Hilfselektrode ist mit einer Zündspule verbunden, die einen relativ energiearmen Hochspannungsimpuls (ca. 1 bis 8 kV) erzeugt. Dieser Impuls wirkt kapazitiv durch den Glaskolben hindurch und bewirkt eine teilweise Ionisierung der Gasfüllung, wodurch das Gas leitend wird. Durch Stoßionisation steigt dann der Entladestrom innerhalb ca. 0,1 ms auf Werte von einigen 100 A an und der Speicherkondensator entlädt sich. Es treten kurzzeitig enorme Leistungen im Bereich einiger bis über 100 Kilowatt auf. Dadurch steigen Temperatur und Druck in der Lampe an und das Spektrum verbessert sich aufgrund der Verbreiterung der Spektrallinien hin zu tageslichtähnlicher Qualität.

Die spontane Zündspannung zwischen den Hauptelektroden liegt dagegen abhängig von der Röhren-Länge bei 500 V ... 25 kV, die Brennspannung bzw. die Spannung des Speicherkondensators ist wesentlich niedriger und kann bei netzgespeisten Fotoblitzgeräten z.B. mit einer Spannungsverdopplerschaltung realisiert werden ( Û = sqrt(2) * Unetz = 325 V; hiermit ist max. 650 V erreichbar).

Xenon-Blitzröhren haben im Bereich der Fotografie die früher üblichen Magnesium-Blitzlampen praktisch völlig ersetzt. Blitzröhren kommen außerdem in Stroboskopen, als Positionslampen in der Luftfahrt, als Lichtsignalgeber an Rettungsmitteln oder zur optischen Anregung von Lasern zum Einsatz.

Charakteristische Größen einer Blitzröhre sind:

• maximale Energie pro Blitz in Joule (Wattsekunden), diese entspricht in der Regel dem Energieinhalt des Speicherkondensators:

mit

C - Kapazität des Kondensators

U - Ladeschlussspannung des Kondensators

• Höhe des erforderlichen Zündspannungsimpulses in Volt
• Ladespannungsbereich des Speicherkondensators in Volt
• maximale Blitzfolgefrequenz bzw. maximale mittlere Verlustleistung in Watt

[Bearbeiten] Anwendungen

• Stroboskop
• Fotoblitz
• Sondersignal, Warnsignale, Warnlampen
• Pumpen von Festkörperlasern
• wissenschaftliche Anwendungen
• Messung der Wolkenhöhe (LIDAR)
• Oberflächenbearbeitung (z.B. Rekristallisation oder Ausheilung einer Beschichtung)
• Belichtung (Kontaktkopie, manche Kopiergeräte)