Natriumlamper - belysningsanordninger, der bruger metalpar som arbejdsstof. I modsætning til de to andre klasser af bit enheder. For eksempel bruger kviksølvlamper udledningen i gasser, udsender en familie af lysarmaturer, hvor metalforbindelser bliver arbejdsstoffet.
Nøglefunktioner ved udladning natriumlamper
Det antages, at natriumpærer har den højeste lysudgang, hvilket indebærer en imponerende effektivitet. Produkterne er blandt andet præget af en lang levetid. Under drift reduceres lysudgangen lidt. Driftsparametrene( højtrykslamper) afhænger kun lidt af omgivelsestemperaturen( overophedning er udelukket af et korrekt implementeret design).Natriumpærer er efterspurgte for gadebelysning. Der er alvorlige ulemper:
- Ikke for pålidelig farvegengivelse( koefficientværdier - 25).Dette har længe været betragtet som hovedbegrænsningen for brugen af udladningslamper i hverdagen. Ekstremt dårlig udseende med en lignende lys menneskeskind.
- Afladning i natriumdamp er forbundet med dyb pulsering, hvilket fører til hurtig visuel træthed. Flimmervirkningen er skadelig for nervesystemet og flere aspekter af menneskers sundhed. Det nævnte fænomen forklares ved bueens fuldstændige inerti i natriumdamp - luminescensen følger loven for den påførte spænding( i et netværk, normalt en 50 Hz sinusoid).
- Da brugen af livsforbruget forbruges vokser strømforbruget af natriumlampen gradvist og stiger med 40% i forhold til originalen.
- Nitrogenereguleringsudstyret er voluminøst( optager meget plads) og er kendetegnet ved store tab( op til 60% af den samlede forbrugte energi).
- Tilstedeværelsen af en startkøbe forudbestemmer en lav effektoverførselskoefficient( op til 0,35).Det kræver en solid blok af kompenserende kondensatorer for at eliminere den reaktive del.
Belysningsenhed
Ovennævnte forklarer brugen af natriumpærer, hovedsagelig til natbelysning, især ikke-boliggenstande: butikker, varehuse, jernbanestationer. Derudover - til lagre, motorveje, arkitektoniske strukturer. Det gule lys af en lavtryksnatriumlampe gør det muligt for en person at skelne dele med en forholdsvis lav intensitet af stråling, passerer perfekt gennem tågen under dårlige vejrforhold. Den specificerede specificitet gør det muligt at oprette en række signalinstallationer på basis af de beskrevne enheder.
Nogle af de ovennævnte ulemper kan elimineres ved brug af elektroniske inverter-type forkoblinger. Dette reducerer strømforbruget, fordi effektfaktoren ikke overstiger 0,95.Selvfølgelig er massen af den elektroniske ballast lille. Dette er kendt for en person, der kender fordelene ved LED- og udladningslamper med Edison E27-tråd. Alle elektronik passer her i kælderen.
Livslængden af højtryksnatriumlamper varierer mellem 12 og 28 tusind timer. Dette er en konkurrencedygtig værdi, hvad angår arbejdsdage er 4 - 9,5 år. Efterhånden stiger spændingsfaldet over lamperne med en hastighed på 1-5 V om året. Hvad bliver en årsag provokerende fiasko.
Lavtrykspærekolbe er normalt cylindriskTil højtryksprodukter er det nogle gange svampe med en intern reflektor eller ellipsoidal. I sidstnævnte tilfælde graderes emissionsspektrene med effekt: for gennemsnitsværdierne er trykket i kolben maksimalt, hvilket forklarer ovenstående division. Spektrale egenskaber påvirkes af netspændingen( hvis elektronisk forkobling ikke anvendes).Servicelevetid og amplitude er kritiske: En stigning eller reduktion i spændingen på kun 5% fører til en kraftig aldring af produktet.
For almindelige forbrugere er lamper med forbedret farvegengivelse af interesse. Det tilsvarende produktforhold når 83, hvilket anerkendes som en glimrende indikator. For eksempel til LED-pærer er typiske værdier 70 eller mere. Sidstnævnte er massivt brugt i hverdagen, få vil blive fundet, som ønsker at klage over sådanne parametre. Og i betragtning af effektiviteten af natriumpærer tror vi, at enhederne bliver en værdig konkurrent til andre familier af belysningsenheder.
Lampefunktion
Princippet for drift af natriumlamper
I en forseglet kolbe dannes der betingelser for fordampning af natrium. For at opnå lys anvendes D-linjer ved 589 og 589,6 nm. Natriumlamper kommer i højt og lavt tryk. Ifølge den generelt accepterede klassifikation er den henholdsvis fra 30.000 til 1 million Pa og fra 0,1 til 10.000 Pa. En sådan situation er opstået på grundlag af en lang undersøgelse af dechargeens særlige forhold.
Det er blevet konstateret, at maksimal lyseffekt observeres ved tryk på 0,2 og 10,000 Pa. De første natriumlamper, der blev oprettet i 1931 af Marcello Pirani, fungerer i funktionens første ekstremum inden for det angivne interval ved en strømtæthed på 0,1 - 0,5 A pr. Kvadratcentimeter. De mest gunstige betingelser for udsendelse af lys opnås ved temperaturer i væskefasen i området fra 270 til 300 grader Celsius( bundens temperatur er mindst dobbelt så lav).Lamper, der arbejder ved et tryk på 0,2 Pa, mere effektive.
Den anden ekstremum opnås ved yderligere opvarmning af dampen. Ved temperaturer på 650 - 750 grader Celsius. Højtryksnatriumlamper kunne ikke oprettes i lang tid. Vanskeligheden var manglen på et egnet materiale til kolben. Kun aluminium keramik lykkedes at modstå angrebet af et aggressivt miljø ved temperaturer over 1000 grader( 1300 - 1400 grader Celsius).Kunstige materialer gav menneskeheden meget, som indirekte blev nævnt i anmeldelsen om elektriske kredsløb.
Lavtryksnatriumlamper
Lavtrykslamper er yderst effektive. Ovennævnte bølgelængder bliver dominerende, men langt fra de eneste i emissionsspektret. I lavtrykslamper ligger de fleste af linjerne i området for øjenets følsomhed. Det betyder, at lyset er så lyst som muligt. Med andre ord har lavtrykslamper en attraktiv effektivitet.
I laboratoriemodeller når effektiviteten 50-60%.Som følge heraf stiger lysproduktionen til 400 lm / W( den teoretiske grænse for det nuværende niveau af teknologi er 500 lm / W).
Til sammenligning.9W EKF LED-pære( analog af en 75 W filament) giver 830 lm flux. Figuren betragtes som en god indikator for energibesparelse. Selv om lys effektiviteten, er det ikke svært at gætte, er "kun" 92 lm / W.Det bliver tydeligt, hvordan effektive lavtryksnatriumlamper, opfundet for længe siden, i 1931.
I praksis skal man offre( Philips pærer er stadig gode og opnår lysstyrke på 133-178 lm / W).Temperaturen på kolben stiger til de krævede 270-300 grader Celsius på grund af specielle forholdsregler for varmeisolering( hvis kolbeens radius overstiger det maksimale effektive) og en vis stigning i driftsstrømmen til det optimale. Som følge heraf når effektiviteten af ægte produkter, der frigives til massesalg, ikke over grænserne. Men det forbliver forhøjet, så natriumpærer kaldes energieffektive.
Termisk isolering er undertiden suppleret med andre foranstaltninger. Reflekterende jakke af halvledermaterialer overfører den nyttige gule stråling, men afspejler infrarød indeni. Temperaturen indeni stiger yderligere. Men natriumlampedesignet er mere kompliceret.
Arc firing er lettere ved tilsætning af nogle neon og argon. Dette reducerer kraftigt spændingen udviklet af føreren. På grund af tilstedeværelsen af urenheder absorberer glaset af kolben ikke argon. Lampens radius er taget lidt mere end den optimale og er 15-25 mm. Oxidkatoden er sædvanligvis bifilær eller mærket( sintret fra pulver).Tungsten aktiveret af alkaliske( jordalkalimetaller) metaller anvendes som et materiale.
. Lavtrykslampe
. Højtryksnatriumlamper
. Ud over natriumgas tilsættes kviksølvdampe og xenonreducerende spænding( op til 2-4 kV) til gasblandingen. Trykket i kolben ligger i området fra 4 til 14 kPa. Det er let at bemærke, at i henhold til den generelle klassificering af udladningslamperne refererer dette interval til lavt tryk. For natriumlamper over 14 kPa stiger denne parameter ikke. Intervallet 4 - 14 kPa placeres i udledning af stærkt tryk.
Den maksimale effektivitet er omkring 10 kPa. Partialtrykket af natriumdamp er en tiendedel eller tyvendedel af det samlede. Andre tegner sig for kviksølv og xenon. Trykket af sidstnævnte( i kold form) er 2,6 kPa. Hvis en blanding af neon og argon bruges til at reducere tændspændingen, reduceres lyset fra natriumlampen med kvart.
I spektret af højtryksnatriumlamper udover D-linjerne er der aktivitet i den blågrønne del af spektret. På grund af hvilken den givne nuance ikke er gul, men gyldenhvid( farvetemperaturen i det varme mellemrum er 2000 K).Farvegengivelsesindekset( maks. 2500 K) kan øges ved at øge partialtrykket af natriumdamp og kolbens diameter. Samtidig er lysudgangen næsten halveret, og levetiden reduceres. Der er en stigning i farvetemperaturen. I lyset af de ovenfor beskrevne negative resultater benyttes sådanne foranstaltninger sjældent.
Aluminium keramik bruges som pære materiale. Normal silicatglas er uegnet, natriumdampe undergår en kemisk reaktion under påvirkning af betydelig temperatur. De dannede forbindelser er stabile, og kolben sverger mærkbart inden for få minutter efter produktets start.Ændringer er irreversible, under påvirkning af stærkt pres er der sandsynlighed for fuldstændig ødelæggelse af glasset.
Polykrystallinsk keramik og en rørformet enkeltkrystal med vægtykkelser fra 0,5 til 1 mm er lige så resistente over for virkningen af et aggressivt medium op til en temperatur på 1600 K, med en vis margen i forhold til det optimale punkt. Keramik opdager en anstændig transmittans af stråling i det synlige område, som optager 30% af den energi, der forbruges af natriumlampen.
Ekstreme temperaturer kræver specielt input design. Lavet af niob med en lille( 1%) blanding af zirconium, forsegles de ved indgangen til kolben med speciel glascement( i stand til at modstå de specificerede aggressive forhold).Legeringen, så sofistikeret i sammensætning, blev valgt af en grund. Designere har fundet et materiale, hvis termiske udvidelseskoefficient er tæt på keramik. Som følge heraf er det muligt at undgå deformationer i led og søm. Den samme idé bruges i metalrammer. Det er kendt, at varmeudvidelseskoefficienten for aluminium ligger tæt på glasværdierne.
Natriumlamptryk er iboende inertitet. Ved første tænding er lyset gult og monokromatisk. Efterhånden kommer produktet ind i tilstanden med en samtidig ekspansion af det udsendte spektrum. For at genændre bågen, afkøles gassen og tager 2-3 minutter. For ikke at overskride driftstemperaturerne er det nødvendigt at udelukke reflektion af stråling på kolben. Ellers undlader natriumlampen at overophedes.
