Natriumlampor - Belysningsanordningar som använder metallpar som arbetsämne. Till skillnad från de två andra klasserna av bit enheter. Till exempel använder kvicksilverlampor utsläpp i gaser, avger en familj av belysningsarmaturer där metallföreningar blir arbetsämnet.
Huvudfunktioner för urladdningslampor
Man tror att natriumlökar har den högsta ljusutgången, vilket innebär en imponerande effektivitet. Produkterna präglas bland annat av en lång livslängd. Under drift minskar ljusproduktionen något. Driftparametrarna( högtryckslampor) beror lite på omgivningstemperaturen( överhettning utesluts av en korrekt genomförd konstruktion).Natriumlampor är efterfrågan på gatubelysning. Det finns allvarliga nackdelar:
- Inte för pålitlig färgavgivning( koefficientvärden - 25).Detta har länge ansetts vara huvudbegränsningen för användning av urladdningslampor i vardagen. Extremt dålig utseende med en liknande ljus mänsklig hud.
- Utsläpp i natriumånga är inneboende vid djup pulsering, vilket leder till snabb visuell trötthet. Flimmerverkan är skadlig för nervsystemet och flera aspekter av människors hälsa. Det nämnda fenomenet förklaras av bågens fullständiga tröghet i natriumånga - luminescensen följer lagen för den applicerade spänningen( i ett nätverk, vanligtvis en 50 Hz sinusoid).
- Eftersom användningen av livsresursen förbrukas ökar nattelampans strömförbrukning gradvis och ökar med 40% i förhållande till originalet.
- Nätaggregatets startutrustning är skrymmande( tar upp mycket utrymme) och kännetecknas av stora förluster( upp till 60% av den totala förbrukade energin).
- Närvaron av en startkrok bestämmer en låg effektöverföringskoefficient( upp till 0,35).Det kräver ett fast block av kompenseringskondensatorer för att eliminera den reaktiva delen.
Belysningsenhet
Ovanstående förklarar användningen av nattelampor främst för nattbelysning, i synnerhet icke-bostadsobjekt: affärer, lager, järnvägsstationer. Dessutom - för förråd, motorvägar, arkitektoniska strukturer. Det gula ljuset från en lågtrycksnatriumlampa gör det möjligt för en person att skilja delar med en relativt låg intensitet av strålning, passerar utmärkt genom dimma vid dåliga väderförhållanden. Den specificerade specificiteten gör det möjligt att på grundval av de beskrivna enheterna skapa en mängd olika signalinstallationer.
Några av de ovannämnda nackdelarna kan elimineras med hjälp av elektroniska omkopplare av inverterstyp. Detta minskar strömkonsumtionen, eftersom effektfaktorn inte uppnår en start-choke, når 0.95.Naturligtvis är den elektroniska ballastens massa liten. Detta är känt för en person som vet fördelarna med LED- och urladdningslampor med Edison E27-tråd. All elektronik passar här i källaren.
Livslängden för högtrycksnatriumlampor varierar mellan 12 och 28 tusen timmar. Detta är ett konkurrenskraftigt värde när det gäller arbetsdagar är 4 - 9,5 år. Gradvis ökar spänningsfallet över lamporna med en frekvens på 1-5 V per år. Vad blir ett orsaksproblematiskt misslyckande.
Lågtryckskolv är vanligtvis cylindrisk. För högtrycksprodukter är det ibland svamp med en inre reflektor eller ellipsoidal. I det senare fallet klassificeras emissionsspektra i kraft: för sina medelvärden är trycket i kolven maximalt, vilket förklarar ovanstående uppdelning. Spektrala egenskaper påverkas av nätspänningen( om elektronisk ballast inte används).Livslängden och amplituden är kritiska: En ökning eller minskning av spänningen på endast 5% leder till en kraftig åldring av produkten.
För vanliga konsumenter är lampor med förbättrad färgåtergivning av intresse. Motsvarande produktförhållande når 83, vilket erkänns som en utmärkt indikator. Till exempel för LED-lampor är typiska värden 70 eller mer. De senare används massivt i vardagen, några kommer att hittas som vill klaga över sådana parametrar. Och med tanke på effektiviteten hos nattelampor tror vi att enheterna blir en värdig konkurrent för andra familjer av belysningsenheter.
Lampdrift
Principen för drift av natriumlampor
I en förseglad kolv bildas förhållanden för avdunstning av natrium. För att erhålla ljus används D-linjer vid 589 och 589,6 nm. Natriumlampor kommer i högt och lågt tryck. Enligt den allmänt accepterade klassificeringen är den respektive från 30 000 till 1 miljon Pa och från 0,1 till 10 000 Pa. En sådan situation har uppstått på grundval av långa undersökningar av utsläppets särdrag.
Det har fastställts att maximal ljusutgång observeras vid tryck på 0,2 och 10 000 Pa. De första natriumlamporna, som skapades 1931 av Marcello Pirani, fungerar i funktionens första extremum inom det angivna intervallet med en strömtäthet av 0,1 - 0,5 A per kvadratcentimeter. De mest gynnsamma förhållandena för ljusutsläpp uppnås vid temperaturer i vätskefasen i intervallet 270-300 grader Celsius( basens temperatur är minst dubbelt så låg).Lampor som arbetar med ett tryck på 0,2 Pa, effektivare.
Den andra extremum uppnås genom ytterligare uppvärmning av ångan. Vid temperaturer 650 - 750 grader Celsius. Högtrycksnatriumlampor kunde inte skapas under lång tid. Svårigheten var bristen på ett lämpligt material för kolven. Endast aluminiumkeramik lyckades klara av angreppen av en aggressiv miljö vid temperaturer över 1000 grader( 1300 - 1400 grader Celsius).Konstgjorda material gav mänskligheten mycket, vilket indirekt nämns i granskningen om elektriska kretsar.
Lågtrycksnatriumlampor
Lågtryckslampor är extremt effektiva. Ovannämnda våglängder blir dominerande, men långt ifrån de enda i emissionsspektret. I lågtryckslampor ligger de flesta linjerna i ögatets känslighet. Det betyder att ljuset är så ljust som möjligt. Med andra ord har lågtryckslampor en attraktiv effektivitet.
I laboratoriemodeller når effektiviteten 50-60%.Som ett resultat ökar ljusproduktionen till 400 lm / W( den teoretiska gränsen för den nuvarande tekniken är 500 lm / W).
För jämförelse.9W EKF LED-lampa( analog av 75 W filament) ger 830 lm flöde. Figuren anses vara en god indikator på energibesparing.Även om ljusets effektivitet är det inte svårt att gissa, är "endast" 92 lm / W.Det blir tydligt hur effektiva lågtrycksnatriumlampor, som uppfanns för länge sen, 1931.
I praktiken måste man göra offer( Philips-lampor är fortfarande bra och uppnå ljusstyrka på 133-178 lm / W).Temperaturen på kolven stiger till erforderlig 270-300 grader Celsius på grund av speciella åtgärder för värmeisolering( om kolvens radie överstiger det maximala effektiva) och en viss ökning av driftsströmmen till det optimala. Som ett resultat uppnår effektiviteten hos reala produkter som släpps ut för massförsäljning inte ovan nämnda gränser. Men det förblir förhöjd, så att natriumlökar kallas energieffektiva.
Värmeisolering kompletteras ibland med andra åtgärder. Reflekterande jacka av halvledarmaterial sänder den användbara gula strålen, men reflekterar infraröd inuti. Temperaturen inuti stiger ytterligare. Men natriumlampdesignen är mer komplicerad.
Arc firing underlättas genom tillsats av lite neon och argon. Detta minskar kraftigt spänningen som utvecklats av föraren. På grund av närvaron av föroreningar absorberar glaset i kolven inte argon. Lampans radie är tagen något mer än den optimala och är 15-25 mm. Oxidkatoden är vanligen bifilär eller märkt( sintrad från pulver).Tungsten aktiverad av alkaliska( alkaliska jordartsmetall) metaller används som ett material.
. Lågtryckslampa
. Högtrycksnatriumlampor.
. Förutom naturgas tillsätts kvicksilverångor och xenonreducerande spänning( upp till 2-4 kV) till gasblandningen. Trycket i kolven ligger i intervallet 4 till 14 kPa. Det är lätt att märka att enligt denna generella klassificering av urladdningslampor avser detta intervall lågtryck. För natriumlampor över 14 kPa stiger denna parameter inte. Intervallet 4 - 14 kPa placeras i utmatningen av starkt tryck.
Den maximala effektiviteten är cirka 10 kPa. Delstrycket av natriumånga är en tiondel eller tjugondel av den totala. Andra står för kvicksilver och xenon. Trycket i det senare( i kall form) är 2,6 kPa. Om en blandning av neon och argon används för att minska tändspänningen, reduceras natriumlampans ljusstyrka med kvart.
I spektret av högtrycksnatriumlampor, förutom D-linjerna, finns det aktivitet i den blågröna delen av spektret. På grund av vilken den givna nyansen är inte gul, men guldvitt( färgtemperaturen i det varma gapet är 2000 K).Färgåtergivningsindexet( maximalt vid 2500 K) kan ökas genom att öka partialtrycket av natriumånga och kolvens diameter. Samtidigt halveras ljusutbytet nästan, och livslängden reduceras. Det finns en ökning av färgtemperaturen. Med tanke på de negativa resultaten som beskrivits ovan används sådana åtgärder sällan.
Aluminium keramik används som glödlampa material. Normalt silikatglas är olämpligt, natriumångor genomgår en kemisk reaktion under påverkan av stor temperatur. De bildade föreningarna är stabila och kolven svärmer märkbart inom några minuter efter produktens start. Förändringar är oåterkalleliga, under kraftigt tryck är sannolikheten för fullständig förstöring av glaset.
Polykristallin keramik och en rörformad enkelkristall med väggtjocklekar från 0,5 till 1 mm är lika resistenta mot verkan av ett aggressivt medium upp till en temperatur av 1600 K, med viss marginal i förhållande till den optimala punkten. Keramik upptäcker en anständig transmittans av strålning i det synliga området som upptar 30% av den energi som förbrukas av natriumlampan.
Extreme temperaturer kräver särskild ingångsdesign. Tillverkad av niob med en liten( 1%) tillsats av zirkonium, förseglas de vid ingången till kolven med specialglascement( som kan klara de angivna aggressiva förhållandena).Legeringen, så sofistikerad i kompositionen, valdes av en anledning. Designers har hittat ett material vars termisk expansionskoefficient ligger nära keramik. Som ett resultat är det möjligt att undvika deformationer vid leder och sömmar. Samma idé används i metallfönsterramar. Det är känt att värmeutvidgningskoefficienten för aluminium ligger nära glasvärdena.
Natriumlamptryck är inneboende inerthet. Vid första tändningen är ljuset gult och monokromatiskt. Gradvis går produkten in i läget med en samtidig expansion av det utsända spektrumet. För att antända ljusbågen, kyler gasen och tar 2-3 minuter. För att inte överskrida driftstemperaturen är det nödvändigt att utesluta strålningens reflektion på kolven. I annat fall misslyckas natriumlampan från överhettning.
