Nātrija lampas - apgaismes ierīces, kas kā darba vielu izmanto metāla pārus. Atšķirībā no divām citām bitu ierīču klasēm. Piemēram, dzīvsudraba lampas izmanto izplūdi gāzēs, emitē apgaismes ierīču ģimeni, kur metāla savienojumi kļūst par darba vielu.
izplūdes nātrija lampu galvenās iezīmes Tiek uzskatīts, ka nātrija spuldzēm ir vislielākā gaismas jauda, kas nozīmē iespaidīgu efektivitāti. Produktus cita starpā raksturo ilgs kalpošanas laiks. Ekspluatācijas laikā gaismas jauda nedaudz samazinās. Darbības parametri( augstspiediena lampas) ir maz atkarīgi no apkārtējās vides temperatūras( pārkaršanu izslēdz ar pienācīgi īstenotu dizainu).Nātrija spuldzēm ir pieprasījums pēc ielu apgaismojuma. Pastāv nopietni trūkumi:
- Nav pārāk uzticama krāsu pārsūtīšana( koeficienta vērtības - 25).To jau sen uzskata par galveno ierobežojumu izlādes lampu izmantošanai ikdienas dzīvē.Ļoti slikti meklē cilvēka ādu ar līdzīgu apgaismojumu.
- Izplūde nātrija tvaikos ir raksturīga dziļai pulsācijai, kas rada ātru redzes nogurumu. Mirgošanas efekts ir kaitīgs nervu sistēmai un vairākiem cilvēku veselības aspektiem. Minētā parādība izskaidrojama ar loka pilno inerci nātrija tvaikos - luminiscence atbilst piemērojamā sprieguma likumam( tīklā, parasti 50 Hz sinusoidam).
- Tā kā tiek izmantots dzīvības resurss, nātrija spuldzes enerģijas patēriņš pakāpeniski palielinās un palielinās par 40% attiecībā pret oriģinālu.
- Nātrija startera vadības ierīce ir apjomīga( aizņem daudz vietas), un to raksturo lieli zaudējumi( līdz 60% no kopējās patērētās enerģijas).
- Sākuma droseles klātbūtne nosaka zemu jaudas pārraides koeficientu( līdz 0,35).Tas prasa cietu kompensējošo kondensatoru bloku, lai novērstu reaktīvo daļu.
Apgaismes ierīce
Iepriekš paskaidrots, ka nātrija spuldzes izmanto galvenokārt nakts apgaismojumam, jo īpaši nedzīvojamiem objektiem: veikaliem, noliktavām, dzelzceļa stacijām. Turklāt - uzglabāšanai, automaģistrālēm, arhitektūras struktūrām. Zema spiediena nātrija lampas dzeltenā gaisma ļauj personai atšķirt daļas ar relatīvi zemu starojuma intensitāti, lieliski nokļūst miglā sliktos laika apstākļos. Konkrētā specifika ļauj uz aprakstīto ierīču pamata izveidot dažādas signālu iekārtas.
Dažus no iepriekš minētajiem trūkumiem var novērst, izmantojot elektroniskos invertora tipa balastus. Tas samazina enerģijas patēriņu, jo nav aizslēgšanas droseles, jaudas koeficients sasniedz 0,95.Protams, elektroniskā balasta masa ir neliela. Tas ir zināms personai, kas zina LED un izlādes lampu priekšrocības ar Edison E27 vītni. Visas elektronikas šeit iederas pagrabā.
Augstspiediena nātrija lampu kalpošanas laiks svārstās no 12 līdz 28 tūkst. Stundām. Tā ir konkurētspējīga vērtība, jo darba dienas ir 4 - 9,5 gadi. Pakāpeniski sprieguma kritums lampās palielinās par 1–5 V gadā.Kas kļūst par iemeslu, kas izraisa neveiksmi.
Zema spiediena spuldzes kolba parasti ir cilindriska. Augstspiediena izstrādājumiem dažreiz ir sēne ar iekšējo atstarotāju vai elipsoīdo. Pēdējā gadījumā emisijas spektri ir sadalīti jaudā: vidējām vērtībām spiediens kolbā ir maksimāls, izskaidrojot iepriekš minēto sadalījumu. Spektrālās īpašības ietekmē tīkla spriegums( ja netiek izmantots elektroniskais balasts).Ekspluatācijas laiks un amplitūda ir kritiski svarīgas: tikai 5% sprieguma palielināšanās vai samazināšanās izraisa produkta strauju novecošanu.
Parastajiem patērētājiem ir interesantas lampas ar uzlabotu krāsu atveidojumu. Atbilstošais produkcijas koeficients sasniedz 83, kas tiek atzīts par lielisku rādītāju. Piemēram, LED spuldzēm tipiskās vērtības ir 70 vai vairāk. Pēdējie tiek plaši izmantoti ikdienas dzīvē, maz tiks atrasti, kuri vēlas sūdzēties par šādiem parametriem. Un, ņemot vērā nātrija spuldzes efektivitāti, mēs uzskatām, ka ierīces kļūs par cienīgu konkurentu citām apgaismes ierīču ģimenēm.
lampas darbība
Nātrija lampu darbības princips
Noslēgtā kolbā izveidojas nātrija iztvaikošanas apstākļi. Lai iegūtu gaismu, tiek izmantotas D-līnijas pie 589 un 589,6 nm. Nātrija lampām ir augsts un zems spiediens. Saskaņā ar vispārpieņemto klasifikāciju tā ir attiecīgi no 30 000 līdz 1 milj. Pa un no 0,1 līdz 10 000 Pa.Šāda situācija ir radusies, pamatojoties uz ilgu izpēti par budžeta izpildes apstiprināšanas specifiku.
Ir konstatēts, ka maksimālā gaismas jauda tiek novērota pie spiediena 0,2 un 10 000 Pa. Pirmās nātrija lampas, ko 1931. gadā izveidoja Marcello Pirani, funkcijas pirmajā ekstrēmā darbojas noteiktajā intervālā ar strāvas blīvumu 0,1 - 0,5 A uz kvadrātcentimetru. Visizdevīgākie apstākļi gaismas emisijai tiek sasniegti šķidrās fāzes temperatūras diapazonā no 270 līdz 300 grādiem pēc Celsija( pamatnes temperatūra ir vismaz divas reizes zemāka).Lampas, kas darbojas 0,2 Pa spiedienā, ir efektīvākas.
Otrs ekstrēms tiek sasniegts, vēl vairāk karsējot tvaiku. Temperatūrā 650 - 750 grādi pēc Celsija. Augstspiediena nātrija spuldzes nevarēja izveidot ilgu laiku. Grūtības bija piemērota materiāla trūkums kolbā.Tikai alumīnija keramikai izdevās izturēt agresīvas vides uzbrukumu temperatūrā virs 1000 grādiem( 1300 - 1400 grādi pēc Celsija).Mākslīgie materiāli deva cilvēcei daudz, kas netieši tika minēts Elektrisko ķēžu pārskatā.
zema spiediena nātrija lampas
Zema spiediena lampas ir ļoti efektīvas. Minētie viļņa garumi kļūst par dominējošiem, bet tālu no vienīgajiem emisiju spektrā.Zemspiediena lampās lielākā daļa līniju atrodas acs jutības reģionā.Tas nozīmē, ka gaisma ir tik spilgta, cik iespējams. Citiem vārdiem sakot, zemspiediena lampām ir pievilcīga efektivitāte.
Laboratorijas modeļos efektivitāte sasniedz 50-60%.Tā rezultātā gaismas jauda palielinās līdz 400 lm / W( pašreizējā tehnoloģijas līmeņa teorētiskais ierobežojums ir 500 lm / W).
Salīdzinājumam.9W EKF LED spuldze( 75 W kvēldiega analogs) nodrošina 830 lm plūsmu.Šis skaitlis tiek uzskatīts par labu enerģijas taupīšanas rādītāju. Lai gan gaismas efektivitāte nav grūti uzminējama, tā ir tikai „92” m / W.Ir skaidrs, cik efektīvas zema spiediena nātrija lampas, kas izgudrotas jau sen, 1931. gadā.
Praksē ir jāiegulda upuri( Philips spuldzes joprojām ir labas un sasniedz 133-178 lm / W gaismas efektivitāti).Kolbas temperatūra paaugstinās līdz vajadzīgajam 270-300 grādiem pēc Celsija, pateicoties īpašiem siltumizolācijas pasākumiem( ja kolbas rādiuss pārsniedz maksimālo efektivitāti) un nedaudz palielina darba strāvu līdz optimālajam. Rezultātā reālo produktu, kas tiek laisti tirgū, efektivitāte nesasniedz iepriekšminētos ierobežojumus. Bet tas paliek paaugstināts, lai nātrija spuldzes sauktu par energoefektīvām.
Siltumizolācija dažkārt tiek papildināta ar citiem pasākumiem. Pusvadītāju materiālu atstarojošais apvalks nodod noderīgu dzelteno starojumu, bet atspoguļo infrasarkano staru. Iekšējā temperatūra paaugstinās. Bet nātrija lampas dizains ir sarežģītāks.
Arc apdedzināšanu veicina neona un argona pievienošana. Tas ievērojami samazina vadītāja izstrādāto spriegumu. Sakarā ar piemaisījumu klātbūtni kolbas stikls neabsorbē argonu. Lampas rādiuss tiek uzņemts nedaudz vairāk par optimālo un ir 15-25 mm. Oksīda katods parasti ir bifilarēts vai marķēts( saķepināts no pulvera).Kā materiāls tiek izmantots volframs, ko aktivizē ar sārmu( sārmu zemes) metāliem. Zemspiediena lukturis
, augstspiediena nātrija lampas
Papildus nātrija gāzei gāzu maisījumam pievieno dzīvsudraba tvaiku un zemsprieguma aizdedzi( līdz 2-4 kV).Spiediens kolbā ir robežās no 4 līdz 14 kPa. Ir viegli pamanīt, ka saskaņā ar vispārējo izlādes lampu klasifikāciju šis diapazons attiecas uz zemu spiedienu, bet nātrija spuldzēm virs 14 kPa šis parametrs nepalielinās.4 - 14 kPa diapazons tiek ievietots spēcīga spiediena izlādē.
Maksimālā efektivitāte ir aptuveni 10 kPa. Nātrija tvaiku daļējais spiediens ir desmitā vai divdesmitā daļa no kopējā.Citi veido dzīvsudrabu un ksenonu. Pēdējā( spiediena) spiediens ir 2,6 kPa. Ja aizdedzes sprieguma samazināšanai izmanto neona un argona maisījumu, nātrija lampas gaismas jauda tiek samazināta par vienu ceturksni.
Augstspiediena nātrija spuldzes spektrā papildus D līnijām ir aktivitātes spektra zilzaļajā daļā.Pateicoties tam, konkrētais tonis nav dzeltens, bet zeltaini balts( krāsu temperatūra siltajā spraugā ir 2000 K).Krāsu atveidošanas indeksu( maksimums pie 2500 K) var palielināt, palielinot nātrija tvaiku daļēju spiedienu un kolbas diametru. Vienlaikus gaismas jauda ir gandrīz uz pusi, un kalpošanas laiks samazinās. Palielinās krāsu temperatūra.Ņemot vērā iepriekš aprakstītos negatīvos rezultātus, šādus pasākumus izmanto reti.
Alumīnija keramika tiek izmantota kā spuldzes materiāls. Parastais silikāta stikls nav piemērots, nātrija tvaiki tiek pakļauti ķīmiskai reakcijai ievērojamās temperatūras ietekmē.Izveidotie savienojumi ir stabili, un kolba pamazām pazeminās dažu minūšu laikā pēc produkta darbības sākuma. Izmaiņas ir neatgriezeniskas, spēcīga spiediena ietekmē ir iespēja, ka stikls pilnībā iznīcinās.
Polikristāliska keramika un cauruļveida viens kristāls ar sienu biezumu no 0,5 līdz 1 mm ir vienlīdz izturīgi pret agresīvas vides iedarbību līdz 1600 K temperatūrai, ar nelielu rezervi attiecībā pret optimālo punktu. Keramika atklāj redzamu diapazonā atbilstošu radiācijas caurlaidību, kas aizņem 30% no nātrija lampas patērētās enerģijas.
Ļoti augstas temperatūras prasa īpašu ieejas dizainu. Izgatavoti no niobija ar nelielu( 1%) cirkonija maisījumu, tie tiek noslēgti pie kolbas ieejas ar īpašu stikla cementu( kas spēj izturēt konkrētos agresīvos apstākļus).Sakausējums, kas ir tik sarežģīts kompozīcijā, tika izvēlēts kāda iemesla dēļ.Dizaineri ir atraduši materiālu, kura termiskās izplešanās koeficients ir tuvu keramikai. Tā rezultātā ir iespējams izvairīties no deformācijām locītavās un šuvēs. Tāda pati ideja tiek izmantota metāla logu rāmjos. Ir zināms, ka alumīnija termiskās izplešanās koeficients ir tuvu stikla vērtībām.
Nātrija lampas spiediens ir raksturīga inercija. Pēc pirmās aizdedzes gaisma ir dzeltena un monohromatiska. Pakāpeniski produkts nonāk režīmā, vienlaicīgi paplašinot emitēto spektru. Lai atkārtoti aizdegtu loka, gāze atdziest, ņemot 2-3 minūtes. Lai nepārsniegtu darba temperatūru, ir nepieciešams izslēgt starojuma atstarošanu uz kolbas. Pretējā gadījumā nātrija lampa neizdodas pārkarst.
