Natriumlamper

Natriumlamper - belysningsapparater som bruker metallpar som arbeidsstoff. I motsetning til de to andre klassene av bit enheter. For eksempel bruker kvikksølvlamper utslippet i gasser, avgir en familie av belysningsarmaturer hvor metallforbindelser blir arbeidsstoffet.

Nøkkelfunksjoner for utladningsnatriumlamper

Det antas at natriumpærer har den høyeste lysutgangen, noe som medfører en imponerende effektivitet. Produktene er preget av blant annet lang levetid. Under drift reduseres lysutgangen litt. Driftsparametrene( høytrykkslamper) avhenger lite av omgivelsestemperaturen( overoppheting er utelukket av en riktig implementert design).Natriumpærer er etterspurt etter gatebelysning. Det er alvorlige ulemper:

1. Ikke for pålitelig fargegjengivelse( koeffisientverdier - 25).Dette har lenge vært ansett som hovedbegrensning for bruk av utladningslamper i hverdagen. Ekstremt dårlig å se på med en lignende lys menneskeskinn.
2. Utslipp i natriumdamp er iboende i dyp pulsering, noe som fører til rask visuell tretthet. Flimmereffekten er skadelig for nervesystemet og flere aspekter av menneskers helse. Det nevnte fenomenet forklares av bueens fullstendige tröghet i natriumdamp - luminescensen følger loven til den påførte spenningen( i et nettverk, vanligvis en 50 Hz sinusoid).
   instagram viewer
3. Da bruken av livressursen forbrukes, vokser strømforbruket til natriumlampen gradvis og øker med 40% i forhold til originalen.
4. Styreutstyret til natrium starter er tungt( tar opp mye plass) og kjennetegnes av store tap( opptil 60% av den totale forbrukte energien).
5. Tilstedeværelsen av en startkøpe forutbestiller en lavt kraftoverføringskoeffisient( opptil 0,35).Det krever en solid blokk av kompenserende kondensatorer for å eliminere den reaktive delen.

Ovenstående forklarer bruken av nattelampe, hovedsakelig for nattbelysning, spesielt ikke-boligobjekter: butikker, varehus, jernbanestasjoner. I tillegg - for lagre, motorveier, arkitektoniske strukturer. Det gule lyset av en lavtrykks natriumlampe gjør at en person kan skille deler med en relativt lav intensitet av stråling, passerer perfekt gjennom tåken under dårlige værforhold. Den spesifiserte spesifisiteten gjør det mulig å lage en rekke signalinstallasjoner på grunnlag av de beskrevne enhetene.

Enkelte av de ovennevnte ulemper kan elimineres ved bruk av elektroniske inverter-type forkoblinger. Dette reduserer strømforbruket, på grunn av fravær av startkjøp, når effektfaktoren 0,95.Selvfølgelig er massen av elektronisk ballast liten. Dette er kjent for en person som kjenner fordelene med LED- og utladningslamper med Edison E27-tråd. All elektronikk passer her i kjelleren.

Levetiden til høytrykks natriumlamper varierer mellom 12 og 28 tusen timer. Dette er en konkurransedyktig verdi, når det gjelder arbeidsdager er 4 - 9,5 år. Gradvis øker spenningsfallet over lamper med en hastighet på 1-5 V per år. Hva blir en årsakskrevende feil.

Lavtrykkslampekolbe er vanligvis sylindrisk. For høytrykksprodukter er det noen ganger sopp med en intern reflektor eller ellipsoidal. I sistnevnte tilfelle er utslippspektraene gradert i kraft: for sine gjennomsnittsverdier er trykket i kolben maksimalt, noe som forklarer ovennevnte divisjon. Spektrale egenskaper påvirkes av nettspenningen( hvis elektronisk ballast ikke brukes).Levetid og amplitude er kritiske: En økning eller reduksjon i spenningen på bare 5% fører til en sterk aldring av produktet.

For vanlige forbrukere er lamper med forbedret fargegjengivelse av interesse. Tilsvarende produktforholdet når 83, som er anerkjent som en utmerket indikator. For eksempel for LED-pærer er typiske verdier 70 eller mer. Sistnevnte er massivt brukt i hverdagen, få blir funnet som ønsker å klage over slike parametere. Og gitt effekten av natriumpærer, tror vi at enhetene vil bli en verdig konkurrent for andre familier av belysningsenheter.

Prinsippet for drift av natriumlampe

I en forseglet kolbe skapes forhold for fordamping av natrium. For å oppnå lys brukes D-linjer ved 589 og 589,6 nm. Natriumlamper kommer i høyt og lavt trykk. Ifølge den generelt aksepterte klassifiseringen er den henholdsvis fra 30.000 til 1 million Pa og fra 0,1 til 10.000 Pa. En slik situasjon har oppstått på grunnlag av lang undersøkelse av utslippets spesifikasjoner.

Det er blitt fastslått at maksimal lyseffekt blir observert ved trykk på 0,2 og 10,000 Pa. De første natriumlampene, opprettet i 1931 av Marcello Pirani, fungerer på den første ekstremmen av funksjonen innenfor det angitte intervallet med en nåværende tetthet på 0,1 - 0,5 A per kvadratcentimeter. De gunstigste forholdene for utslipp av lys oppnås ved temperaturer i væskefasen i området 270 - 300 grader Celsius( temperaturen på basen er minst dobbelt så lav).Lamper som opererer ved et trykk på 0,2 Pa, mer effektivt.

Den andre ekstremum er nådd ved ytterligere oppvarming av dampen. Ved temperaturer på 650 - 750 grader Celsius. Høytrykks natriumlampe kunne ikke opprettes i lang tid. Sværheten var mangelen på et egnet materiale til kolben. Kun aluminiums keramikk klarte å motstå angrepene i et aggressivt miljø ved temperaturer over 1000 grader( 1300-1400 grader Celsius).Kunstige materialer ga menneskeheten mye, som indirekte ble nevnt i anmeldelsen om elektriske kretser.

Lavtrykkslampe

Lavtrykkslamper er ekstremt effektive. Ovennevnte bølgelengder blir dominerende, men langt fra de eneste i utslippsspektret. I lavtrykkslamper ligger de fleste linjene i området for øyets følsomhet. Dette betyr at lyset er så lyst som mulig. Med andre ord, lavtrykkslamper har en attraktiv effektivitet.

I laboratoriemodeller når effektiviteten 50-60%.Som et resultat øker lysutgangen til 400 lm / W( den teoretiske grensen for dagens nivå av teknologi er 500 lm / W).

Til sammenligning.9W EKF LED-pære( analog av en 75 W filament) gir 830 lm flux. Figuren anses som en god indikator for energibesparelse. Selv om lys effektiviteten, er det ikke vanskelig å gjette, er "bare" 92 lm / W.Det blir tydelig hvordan effektive lavtrykks natriumlamper, oppfunnet lenge siden, i 1931.

I praksis må man gjøre ofre( Philips pærer er fortsatt gode og oppnår lysstyrke på 133-178 lm / W).Temperaturen på kolben stiger til ønsket 270-300 grader Celsius på grunn av spesielle tiltak for termisk isolasjon( hvis kolbeens radius overstiger maksimal effekt) og noe økning i driftsstrømmen til det optimale. Som et resultat, når effektiviteten til ekte produkter utgitt for massesalg, ikke de ovennevnte grensene. Men det forblir forhøyet, slik at natriumpærer kalles energieffektive.

Termisk isolasjon er noen ganger supplert med andre tiltak. Reflekterende jakke av halvledermaterialer overfører den nyttige gule strålingen, men reflekterer infrarød innsiden. Temperaturen innvendig stiger videre. Men natriumlampen er mer komplisert.

Arc firing er lettere ved tilsetning av noen neon og argon. Dette reduserer kraftig spenningen utviklet av sjåføren. På grunn av tilstedeværelsen av urenheter absorberer glasset i kolben ikke argon. Lampens radius er tatt litt mer enn det optimale og er 15-25 mm. Oxidkatoden er vanligvis bifilær eller merket( sintret fra pulver).Tungsten aktivert av alkaliske( alkaliske jord) metaller brukes som et materiale.

. Høytrykks natriumlampe.

. I tillegg til naturgass, tilsettes kvikksølvdamp og xenonreduserende spenning( opptil 2-4 kV) til gassblandingen. Trykket i kolben ligger i området 4 til 14 kPa. Det er lett å legge merke til at i henhold til den generelle klassifiseringen av utladningslamper, refererer dette området til lavt trykk. For natriumlamper over 14 kPa stiger denne parameteren ikke. Utvalget av 4 - 14 kPa plasseres i utløpet av sterkt trykk.

Maksimal effektivitet er rundt 10 kPa. Deltrykket av natriumdamp er en tiende eller tjuedel av den totale. Andre står for kvikksølv og xenon. Trykket fra sistnevnte( i kald form) er 2,6 kPa. Hvis en blanding av neon og argon brukes til å redusere tennspenningen, reduseres lyset fra natriumlampen med kvart.

I spektret av høytrykks natriumlampe, i tillegg til D-linjene, er det aktivitet i den blågrønne delen av spektret. På grunn av hvilken er den gitte skyggen ikke gul, men gyldenhvitt( fargetemperaturen i det varme gapet er 2000 K).Fargegjengivelsesindeksen( maksimalt 2500 K) kan økes ved å øke partialtrykket av natriumdamp og diameteren til kolben. Samtidig er lysutgangen nesten halvert, og levetiden reduseres. Det er en økning i fargetemperaturen. I lys av de negative resultatene som er beskrevet ovenfor, er slike tiltak sjelden brukt.

Aluminium keramikk brukes som pære materiale. Normalt silikatglass er uegnet, natriumdamper gjennomgår en kjemisk reaksjon under påvirkning av betydelig temperatur. Forbindelsene som dannes er stabile, og kolben sveller merkbart innen noen få minutter etter at produktets start har startet. Endringer er irreversible, under påvirkning av sterkt press er det en sannsynlighet for fullstendig ødeleggelse av glasset.

Polykrystallinsk keramikk og en rørformet enkeltkrystall med veggtykkelser fra 0,5 til 1 mm er like resistente mot virkningen av et aggressivt medium opp til en temperatur på 1600 K, med litt margin i forhold til det optimale punktet. Keramikk oppdager en anstendig strålestråling i det synlige området, som opptar 30% av energien som forbrukes av natriumlampen.

Ekstreme temperaturer krever spesiell inngangsdesign. Laget av niob med en liten( 1%) blanding av zirkonium, de er forseglet ved inngangen til kolben med spesiell glasssement( i stand til å motstå de angitte aggressive forholdene).Legeringen, så sofistikert i sammensetningen, ble valgt av en grunn. Designere har funnet et materiale som har termisk ekspansjonskoeffisient nær keramikk. Som et resultat er det mulig å unngå deformasjoner i ledd og sømmer. Den samme ideen brukes i metallrammer. Det er kjent at termisk ekspansjonskoeffisient av aluminium ligger nær glassverdiene.

Natriumlamptrykk er iboende inertitet. Ved første tenning er lyset gult og monokromatisk. Gradvis går produktet inn i modusen med samtidig utvidelse av det utstrålede spektret. For å tenne på bue igjen, avkjøles gassen, tar 2-3 minutter. For ikke å overskride driftstemperaturene, er det nødvendig å utelukke refleksjon av stråling på kolben. Ellers mislykkes natriumlampen fra overoppheting.