Naatriumlambid: disain, tööpõhimõte, tüübid, rakendamine

Esimeste tulede kujundus oli üsna primitiivne. Need koosnesid kahest elektroodist, mille vahel põles kaarelahendus. Nendel konstruktsioonidel oli kaks olulist puudust: läbipõlemise tõttu vajasid elektroodid pidevat reguleerimist ja kiirgusspekter hõivas olulise osa ultraviolettkiirgusest. Seetõttu hõivasid hõõglambid ja hiljem naatriumlambid oma nišid ruumide ja tänavate valgustuses väga kiiresti.

Ausalt öeldes pean ütlema, et isegi need valgustusseadmed konkureerivad endiselt säästlikumate LED-lampide kaubamärkidega.

Kuid on valdkondi, kus naatriumlampide kasutamine on pikka aega prioriteet. Optimism lisab lahenduslambid, nende seadmete töö kestus ja kõrge efektiivsuse näitajad.

Kujundus ja tööpõhimõte

Naatriumlahenduslambi toime põhineb naatriumiauru omadusel, mis on võimeline kiirgama kollakasoranži spektris monokromaatilist eredat valgust. See gaasiline aine suletakse spetsiaalsesse kolbi (torusse), mida nimetatakse põletiks. Kuna kõrge temperatuurini kuumutatud naatriumiaur mõjub klaaspindadele agressiivselt, katsub toru mis on valmistatud stabiilsematest ainetest - boorsilikaatklaasist või polükristallilisest alumiiniumoksiidist (sõltuvalt lambi tüüp).

Põleti mõlemal küljel on elektroodid, mis on loodud kaareheidete tekitamiseks, mis kuumutavad naatriumiauru. See kujundus on asetatud vaakumklaasi, mis lõpeb keermestatud alusega.

Siinkohal on asjakohane märkida, et selliseid valgustusseadmeid on kahte tüüpi: NLND (madalrõhkkond) ja NLVD (kõrgrõhkkond). Ülalkirjeldatud kujundus annab üldise idee mõlemat tüüpi naatriumlahenduslampide ehitamisest. Need lambid erinevad põletide konstruktsioonist ja torude sisemisest aururõhust.

Madala rõhuga naatriumlampides ei ületa selle väärtus 0,2 Pa ja NLVD korral - umbes 10 kPa. Vastavalt erinevad ka naatriumiaurude töötemperatuurid: NLND puhul 270–300 ° С ja kõrgsurvepõletites 650–750 ° С. Sellest on selge, et NLVD põletidel on üsna kõrge valgusvoog, see tähendab, et need säravad üsna eredalt.

Selles, et kõrgrõhunaatriumlambid tõrjusid turult järk-järgult NLND tüüpi valgustusseadmeid, pole midagi üllatavat. Ehkki madalale rõhule vastav valgusspekter on silmale meeldivam, andsid NLND-põletid teed võimsamatele mudelitele, millel on üsna kõrge valguseemissioon.

Seda asjaolu arvestades keskendume NLVD tüüpi lampidele. Sellise valgusallika konstruktsioon on näidatud joonisel 1. Siin on torukujulise lambi DNaT skeem.

Numbrid näitavad:

• 1 - väline kolb;
• 2 - nikeldatud alus;
• 3 - kontaktplaadid;
• 4 - gaasi väljalasketoru (põleti);
• 5 - molübdeenielektroodid;
• 6 - inertsete gaasidega (argoon või ksenoon) segatud naatriumiaur;
• 7 - naatriumamalgaam;
• 8 - suletud nioobiumi sisend;
• 9 - metalljuhid;
• 10 - molübdeenplaadid;
• 11 - getterid (getterid).

Joon. 2 näitab seda tüüpi naatriumlambi fotot.

Naatriumlampide kolvid on silindrilised (nagu joonisel 2), elliptilised, seestpoolt kaetud õhukese valgust hajutava aine kihiga (DNaS). Need võivad olla jäätunud (DNaMT) või sisaldada põleti kõrval peegelvalgustit (DNaZ).

Tegevuspõhimõte.

Naatriumlambi põleti süütamine toimub elektroodide vahel tekkivast elektrikaarist. Elektrilahenduse kanalis moodustub naatriumiaurust laetud osakeste voog. Rangelt öeldes ei ole gaasi väljalasketoru sees puhas naatrium, vaid gaaside segu. Kaare paremaks süttimiseks lisage argooni või ksenooni või elavhõbedaauru.

Elavhõbedavabad valgustid on juba täna olemas. Neil on seni keerukam disain, kuid arendus on jätkuv ja tõenäoliselt hakkavad nad kunagi tavalisi elavhõbedalampe asendama.

Pärast seda, kui katoodidele on rakendatud kõrge impulsi pinget, toimub NLVD süttimine. Mõnda aega paistab lamp tuhmina. Umbes 7–10 minuti pärast, pärast naatriumiauru soojenemist töötemperatuurini, lülitub lamp maksimaalse valguse väljundrežiimi.

Tööpõhimõte sarnaneb elavhõbedalampide tööpõhimõttega, kuid naatriumiauruga täidetud valgusti sisselülitamiseks on vaja kõrgemat pingeimpulssi kui sisse lülitada DRL. Pärast põleti kuumutamist tuleb impulssvoolusid piirata. Seetõttu töötasid NLVD tootjad seda tüüpi valgustusseadmete jaoks välja spetsiaalsed sisseehitatud impulsssüüteseadmega liiteseadised. Ilma IZU kasutamist pole naatriumlampi süüdata, ühendades selle otse elektrivõrku.

Naatriumlampide klassifikatsioon

Nagu eespool märgitud, on naatriumlampe kahte tüüpi: NLND ja NLVD. Neid võib liigitada ka kolvi tüübi, lisandite koostise ja kiirgusjõu järgi. Kuna naatriumi aururõhk mõjutab otseselt lambi valgusväljundit, vaatame põgusalt läbi selle parameetri valgustite ülevaate.

Madalrõhk (NLND)

Esimene ilmus NLND (madal rõhk põletil). Need pakuvad vähest värvilahendust, kuid on inimestele meeldiva kiirgusspektriga. Neid kasutati massiliselt eelmise sajandi 30. aastatel. Madalsurvelampe võib leida tänapäeval, kuid need asendatakse keerukamate naatriumlampidega, millest käsitleme üksikasjalikumalt.

Kõrgsurve (NLVD)

NLVD kõrge kasutegur on teinud neist juhtivuse teiste gaaslahendusega valgusallikate seas. Selliste lampide valgustugevus ulatub 150 luumeni / vatt. Nad võivad töötada kuni 28500 tundi. Tõsi, nende kasutusea lõppedes nende valguse võimsus väheneb ja värv nihkub spektri punasele küljele.

Mitmete parameetrite osas ületab NLVD külma luminofoorlampide kvaliteeti ja palju elektrit tarbivaid metallhalogeniidlampe. Kaasaegsete elektriliste valgusallikate hulgas on vähe selliseid valgusteid, mis võivad muuta naatriumlambi võistluse vääriliseks.

Eelised ja puudused

Naatriumlampide eelised on järgmised:

• torukujuliste lampide kasumlikkus;
• pikaajaline toimimine;
• elektriliste parameetrite stabiilsus peaaegu kogu tööea jooksul;
• soojad naatriumkiirguse varjundid (vt joon. 3);
• üsna lai temperatuuride vahemik, kus naatriumlambid töötavad stabiilselt - vahemikus –60 kuni +40 kraadi Celsiuse järgi.

Kahjuks on puudusi, mis piiravad NLVD kohaldamisala:

• vilkuva valguse tüütu sagedus;
• inerts sisselülitamisel;
• NLVD plahvatusohtlikkus;
• elavhõbedasisalduse olemasolu enamikes mudelites;
• töö ajal nõrgeneb resonantskiirgus;
• energiatarbimise suurenemine selle tööea lõpus;
• lampide ühendamiseks vaja kasutada liiteseadiseid.

Ballaadid on mõnikord müraallikad ja tarbivad kuni 60% energiatarbimisest. Samuti vajavad nad täiendavat hooldust.

Vaatamata ülaltoodud puudustele on NLVD kasutamine mõnes piirkonnas, kus valgusallika värvitoon ei ole märkimisväärne, väga kasulik ja mõnel juhul lihtsalt asendamatu.

Rakendusala

Valgustite kollakasoranž valgus on silmale meeldiv, kuid selle monokromaatsus summutab sisevärvide värvid. Seetõttu ei kasutata naatriumlampe eluruumides peamise valgustusseadmena. Neid saab kasutada ainult dekoratiivse valgustuse elementidena.

Joonis 3 näitab sellise taustvalgustuse fotot:

Uuringud on näidanud, et kollane luminestsents mõjutab taimede arengut soodsalt. Samal ajal intensiivistub nende kasv ja suureneb tootlikkus. Suvel saab taimestik sellist valgust päikesevalgusest. Kuid kasvuhoonetes, kus talvel kasvatatakse köögivilju, pole päikesevalgusest selgelt piisavalt. NLVD sobib nendeks eesmärkideks ideaalselt (vt joonis 4).

Naatriumlampide kasutamine kasvuhoonete valgustamiseks mitte ainult ei suurenda tootlikkust, vaid säästab ka energiat.

Pöörake tähelepanu naatriumlampide monokromaatilisele valgusele. Taimede summutatud värv näitab, et peaaegu kogu lampide valgus kulub klorofülli tootmiseks.

Monokromaatsus on tänavavalgustuses väga kasulik. Selline valgus ei haju udus. Tänavavalgustite kasutamine maanteede valgustuseks võib parandada liiklusohutust. NLVD-l põhinevad pargitsoonid ja tänavavalgustusega rajad, millel on kollane valgusspekter, suurendavad puhkajate mugavust öösel.

Harvemini kasutatakse selliseid valgusteid tööstusruumides (tavaliselt ladudes), samuti reklaamimärkide ja dekoratsioonide kujundamisel.

Ühendus

Kuna põleti tule süütamiseks on vajalik kõrge impulsi pinge (mõnikord kuni 1000 V), raskendab see naatriumlampide juhtmeid. Peame kasutama lisavarustust. NLVD liiteseadiseid on kahte tüüpi: EMR (elektromagnetiline) ja liiteseadised (elektroonilised).

IZU on ühendatud lampide vooluahelaga paralleelselt ja õhuklapid on ühendatud järjestikku, mõnikord impulsssüüteseadme kaudu.

Joonis 6 näitab NLVD ühendust.

Pöörake tähelepanu sellele, kuidas gaasihoob (ballast) ja IZU on omavahel ühendatud.

Pange tähele, et iseseisevühendus peab vastama nõudele: traadi pikkus induktiivpoolist lambi põhjani ei tohi ületada 100 cm.

Mõned välismaised tootjad tarnivad turule naatriumvalgustuse seadmeid koos lambipirnis integreeritud käivitusseadmetega.

Ohutus ja kõrvaldamine

Naatriumlampide töös esinevad ohud on seotud kõrge rõhu ja temperatuuriga põletis. Isegi kolvi pind kuumeneb temperatuurini 100 ° C ja hooletu käsitsemise korral võib see põhjustada põletusi. Võimalik, et kolb lõhkeb põleti alt väljuvate kuumade gaaside mõjul.

Hävitamise tagajärgede eest kaitsmiseks valmistatakse lambid, milles lambid asuvad paksu klaasi taga. Pöörake tähelepanu kujundusele tänavavalgustid (joon. 5).

Naatriumlampides sisalduva elavhõbeda tõttu kehtivad nende kõrvaldamiseks erinõuded. Kasutatud seadmeid ei tohi prügikastidesse visata. Need tuleb saata spetsiaalsetesse ettevõtetesse kõrvaldamiseks ja töötlemiseks.

Video lisaks artiklile