Nátriumlámpák: kialakítás, működési elv, típusok, alkalmazás

Az első lámpák tervei meglehetősen primitívek voltak. Két elektródból álltak, amelyek között egy ívkisülés égett. Két jelentős hátrány volt ezekben a mintákban: a kiégés miatt az elektródoknak állandó beállításra volt szükségük, és a sugárzási spektrum az ultraibolya sugárzás jelentős részét elfogta. Ezért az izzólámpák, később a nátriumlámpák nagyon gyorsan elfoglalták résüket a helyiségek és utcák világításában.

A méltányosság kedvéért el kell mondanom, hogy még ezek a világítóberendezések is versenyeznek a gazdaságosabb LED-lámpák márkáival.

Vannak olyan területek, ahol a nátrium-izzók használata hosszú távon prioritás lesz. Az optimizmus növeli a fluxust kisülőlámpák, a működés időtartama és ezen eszközök magas hatékonysági mutatói.

Tervezés és működési elv

A nátrium kisülőlámpa működése a nátriumgőz tulajdonságán alapul, amely képes monokromatikus erős fényt bocsátani a sárga-narancssárga spektrumban. Ezt a gáznemű anyagot egy speciális lombikba (csőbe) zárták, amelyet égőnek hívnak. Mivel a magas hőmérsékletre hevített nátriumgőz agresszív módon hat az üvegfelületekre, a cső - stabilabb anyagokból - boroszilikát üvegből vagy polikristályos alumínium - oxidból készültek (a T2 - től függően) lámpa típusa).

Az égő mindkét oldalán vannak olyan elektródák, amelyek nátriumgőzöt melegítő ív kisülések létrehozására vannak tervezve. Ezt a kialakítást egy vákuumüveg lombikba helyezzük, amely menetes alappal végződik.

Helyénvaló itt megjegyezni, hogy az ilyen világítóberendezéseknek két típusa létezik: NLND (alacsony nyomású) és NLVD (magas nyomású). A fent leírt kialakítás általános képet ad mindkét típusú nátrium kisülőlámpák felépítéséről. Ezek a lámpák különböznek az égők felépítésétől és a csöveken belüli üzemi gőznyomástól.

Az alacsony nyomású nátriumlámpákban az érték nem haladja meg a 0,2 Pa-ot, az NLVD-ben pedig kb. 10 kPa. Ennek megfelelően a nátriumgőzök üzemi hőmérséklete is különbözik: 270–300 ° С NLND esetén és 650–750 ° С magas nyomású égőknél. Ebből egyértelmű, hogy az NLVD égők meglehetősen magas fényáramúak, vagyis meglehetősen fényesen ragyognak.

Semmi meglepő abban a tényben, hogy a nagynyomású nátriumlámpák fokozatosan kiszorították az NLND típusú világítótestet a piacról. Noha az alacsony nyomásnak megfelelő fény spektrum kellemesebb a szemnek, az NLND égők viszonylag magas fénykibocsátású, erősebb modelleket adtak át.

Ezen körülmény miatt az NLVD típusú lámpákra fogunk összpontosítani. Az ilyen fényforrás kialakítását az 1. ábra szemlélteti. Itt található egy DNaT cső alakú lámpa diagramja.

A számok jelzik:

• 1 - külső lombik;
• 2 - nikkelezett alap;
• 3 - érintkező lemezek;
• 4 - gázkisüléses cső (égő);
• 5 - molibdén elektródok;
• 6 - inert gázokkal (argon vagy xenon) kevert nátriumgőz;
• 7 - nátrium-amalgám;
• 8 - zárt niobium bemenet;
• 9 - fémvezetők;
• 10 - molibdén lemezek;
• 11 - getter (getters).

Ábrán A 2. ábra egy ilyen nátriumlámpát mutat be.

A nátriumlámpák lombikjai hengeres (a 2. ábra szerint), ellipszis alakúak, belül egy vékony fényszóró anyaggal (DNaS) bevonva. Lehet fagyos (DNaMT), vagy tartalmazhatnak egy tükörvisszaverőt az égő mellett (DNaZ).

A cselekvés elve.

A nátriumlámpa-égő meggyulladása az elektródák közötti villamos ívből származik. Az elektromos kisülés csatornájában töltött részecskék lépnek fel nátriumgőzből. Szigorúan véve, a gázkisülési csőben nem tiszta nátrium, hanem gázok keveréke van. A jobb ívgyújtáshoz adjon hozzá argont, xenont vagy higanygőzt.

Ma már léteznek higanymentes lámpatestek. Eddig bonyolultabb kialakításúak, de a fejlesztés folyamatban van, és valószínűleg valamikor felváltják a hagyományos higanylámpákat.

Miután nagy impulzusfeszültséget alkalmazott a katódokon, az NLVD meggyullad. Egy ideig a lámpa tompán világít. Körülbelül 7-10 perc elteltével, miután a nátriumgőz felmelegedt az üzemi hőmérsékletre, a lámpa maximális fényteljesítményű üzemmódba vált.

A működés elve hasonló a higanylámpák működéséhez, de a nátriumgőzzel töltött lámpatest bekapcsolásához nagyobb feszültségimpulzus szükséges, mint a bekapcsoláshoz. DRL. Az égő melegítése után az impulzusáramot korlátozni kell. Ezért az ilyen típusú világítótestekhez az NLVD gyártók speciális előtéteket fejlesztettek ki beépített impulzusgyújtó eszközökkel. IZU használata nélkül lehetetlen meggyújtani a nátriumlámpát, ha közvetlenül csatlakoztatja az elektromos hálózathoz.

A nátriumlámpák osztályozása

A fentiek szerint a nátriumlámpák kétféleek: NLND és NLVD. A lombik típusa, a szennyeződések összetétele és a sugárzási teljesítmény alapján is besorolhatók. Mivel a nátrium gőznyomása közvetlenül befolyásolja a lámpa fényteljesítményét, röviden áttekintjük a lámpatesteket pontosan ebben a paraméterben.

Alacsony nyomás (NLND)

Az első NLND (alacsony nyomás az égőben) jelent meg. Alacsony színvisszaadást biztosítanak, de kellemes sugárzási spektrummal rendelkeznek az emberek számára. Tömegesen használták őket a múlt század 30-as éveiben. Ma alacsony nyomású lámpák találhatók, de helyettesítik azokat fejlettebb nátriumlámpákkal, amelyekre részletesebben fogunk lakni.

Magas nyomás (NLVD)

Az NLVD nagy hatékonysága vezetõvé tette õket a többi gázkisüléses fényforrás között. Az ilyen lámpák fényhatása eléri a 150 lumen / watt értéket. 28500 órát tudnak dolgozni. Igaz, élettartamuk végén fényteljesítményük csökken, és a szín a spektrum piros oldalára tolódik.

Számos paraméter tekintetében az NLVD jobb, mint a hideg fényt kibocsátó fénycsövek és a sok elektromosságot fogyasztó fémhalogenid lámpák. A modern elektromos fényforrások között kevés olyan lámpatest van, amely versenyre méltó nátriumlámpát eredményez.

Előnyök és hátrányok

A nátriumlámpák előnyei a következők:

• cső alakú lámpák jövedelmezősége;
• hosszú távú működés;
• az elektromos paraméterek stabilitása szinte a teljes élettartam alatt;
• meleg árnyalatú nátrium-sugárzás (lásd Ábra. 3);
• meglehetősen széles hőmérsékleti tartomány, amelyen a nátriumlámpák stabilan működnek - –60 és +40 Celsius fok között.

Sajnos vannak olyan hátrányok, amelyek korlátozzák az NLVD alkalmazási körét:

• a pislogó fény idegesítő gyakorisága;
• tehetetlenség bekapcsoláskor;
• az NLVD exkluzív képessége;
• a higanytartalom jelenléte a legtöbb modellben;
• a rezonáns sugárzás gyengül működés közben;
• az energiafogyasztás növekedése élettartama végének közelében;
• az előtét használata a lámpák csatlakoztatásához.

Az előtétek időnként zajforrást jelentenek, és az energiafogyasztás akár 60% -át is felvehetik. További karbantartást igényelnek.

A fenti hátrányok jelenléte ellenére bizonyos területeken, ahol a fényforrás színvisszaadása nem jelentős, az NLVD használata nagyon előnyös, és egyes esetekben egyszerűen pótolhatatlan.

Alkalmazási terület

A világítóberendezések sárga-narancssárga fénye kellemes a szemnek, de monokromatikussága tompítja a belső színek színét. Ezért a nátriumlámpákat nem használják lakóépületekben fő világító eszközként. Csak dekoratív világítás elemeiként szolgálhatnak.

A 3. ábra egy ilyen háttérvilágítás fényképét mutatja:

A tanulmányok kimutatták, hogy a sárga lumineszcencia kedvezően befolyásolja a növények fejlődését. Ugyanakkor növekedésük fokozódik, és növekszik a termelékenység. Nyáron a növényzet napfénytől kap ilyen fényt. De az üvegházakban, ahol télen zöldségeket termesztenek, a napfény nyilvánvalóan nem elég. Az NLVD ideálisan alkalmazható ezekre a célokra (lásd 4. ábra).

A nátriumlámpák üvegházak megvilágításához történő felhasználása nem csak növeli a termelékenységet, hanem energiát is megtakarít.

Vigyázzon a nátriumlámpák monokróm fényére. A növények tompa színe azt jelzi, hogy a lámpák szinte teljes fényét klorofill előállítására fordítják.

A monokróma nagyon hasznos az utcai világításban. Az ilyen fény nem szóródik a ködben. Az utcai lámpák használata autópálya világításhoz javíthatja a közlekedés biztonságát. Az NLVD-n alapuló parkzónák és utcai világítású utak, amelyek sárga fényspektrummal rendelkeznek, növelik az éjszakai nyaralók kényelmét.

Ritkábban az ilyen lámpatesteket ipari helyiségekben (általában raktárakban), valamint reklámtáblák és dekorációk tervezésénél használják.

kapcsolat

Mivel nagy égési feszültségre (néha akár 1000 V-ig) is szükség van az égő égésére, ez megnehezíti a nátriumlámpák huzalozását. Kiegészítő felszerelést kell használnunk. Az NLVD előtétei kétféleek: EMR (elektromágneses) és előtétek (elektronikus).

Az IZU-k párhuzamosan vannak csatlakoztatva a lámpa áramköréhez, és a fojtószelepek sorba vannak kapcsolva, néha impulzusos gyújtóberendezéssel.

A 6. ábra az NLVD csatlakoztatását mutatja.

Ügyeljen arra, hogy a fojtószelep (ballaszt) és az IZU hogyan kapcsolódik egymáshoz.

Felhívjuk figyelmét, hogy az öncsatlakozáshoz be kell tartania a követelményt: a huzal hossza az induktorról a lámpa aljára nem haladhatja meg a 100 cm-t.

Néhány külföldi gyártó a nátrium-világító berendezéseket integrált indítóberendezéssel szállítja a piacra.

Biztonsági és ártalmatlanítási szempontok

A nátriumlámpák működésével járó kockázatok az égő belsejében lévő magas nyomáshoz és hőmérséklethez kapcsolódnak. Még a lombik felülete is felmelegszik 100 ° C-ig, és gondatlanul kezelve égési sérüléseket okozhat. Lehetséges, hogy a lombik felrobban az égőből kiszabaduló forró gázok hatására.

A megsemmisítés következményeinek elleni védelem érdekében olyan lámpákat készítenek, amelyekben a lámpák vastag üveg mögött vannak. Vigyázzon a kialakításra utcai világítótestek (Ábra. 5).

Mivel a higany nátriumlámpákban van, különleges követelmények vonatkoznak ártalmatlanításukra. A használt eszközöket tilos a szemétbe dobni. Ezeket speciális vállalkozásoknak kell elküldeni ártalmatlanításra és feldolgozásra.

Videó a cikk mellett