- Дизайн и принцип на работа
- Класификация на натриевата лампа
- Предимства и недостатъци
- сфера на приложение
- връзка
- Въпроси за безопасност и обезвреждане
- Видео в допълнение към статията
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Проектите на първите светлинни устройства бяха доста примитивни. Те се състоят от два електрода, между които е изгорен дъговият разряд. В тези структури има два съществени недостатъка: поради изгаряне, електродите се нуждаеха от постоянно регулиране, а спектърът на излъчване улавяше значителна част от ултравиолетовите лъчи. Ето защо, лампите с нажежаема жичка, а по-късно и натриевите лампи много бързо заемат своите ниши в осветлението на помещения и улици.
Заради справедливостта, трябва да кажа, че тези осветителни устройства все още се конкурират с марките на по-икономичните LED лампи днес.
Но има области, в които използването на натриеви крушки за дълго време ще бъде приоритет. Оптимизмът добавя висок поток на радиация в газоразрядни лампи, по-дълъг експлоатационен живот и висока ефективност на тези устройства.
Дизайн и принцип на работа
Ефектът на натриева лампа се основава на свойствата на натриевите пари, които могат да излъчват монохроматична ярка светлина в жълто-оранжев спектър. Това газообразно вещество се затваря в специална колба (тръба), наречена горелка. Тъй като натриевите пари, нагрявани до високи температури, действат агресивно върху стъклени повърхности, тръбата е направена от по-стабилни вещества - боросиликатно стъкло или поликристален двуалуминиев триоксид (в зависимост от типа на лампата).
От всяка страна на горелката са електроди, предназначени да създават дъгови разряди, които нагряват натриевите пари. Този дизайн се поставя във вакуумна стъклена колба, завършваща с резба.
Тук е уместно да се отбележи, че има два вида такива осветителни устройства: NLND (ниско налягане) и NLVD (високо налягане). Описаният по-горе проект дава обща представа за проектирането на газоразрядни натриеви лампи от двата типа. Тези лампи се различават по конструкцията на горелките и работното налягане на парите вътре в тръбите.
При натриевите осветители с ниско налягане стойността му не надвишава 0.2 Pa, а в NLVD е около 10 kPa. Работните температури на натриевите пари се различават съответно: 270–300 ° С за NLND и 650–750 ° С в горелки с високо налягане. От това става ясно, че НЛВД горелките имат доста високи нива на светлинни потоци, т.е. те блестят доста ярко.
Не е изненадващо, че натриевите лампи с високо налягане постепенно са изместили от пазара устройствата за осветление от типа на NLND. Въпреки че спектърът на светлината, съответстващ на ниско налягане, е по-приятен за окото, NLND факелите отстъпиха на по-мощни модели с доста висока светлинна емисия.
Предвид това обстоятелство ще се съсредоточим върху типа на лампите NLVD. Дизайнът на такъв източник на осветление е показан на фигура 1. Тук е представена схема на тръбна лампа DNaT.
Числа, обозначени с:
- 1 - външна колба;
- 2 - никелирана основа;
- 3 - контактни плочи;
- 4 - газоразрядна тръба (горелка);
- 5 - молибденови електроди;
- 6 - натриева пара, смесена с инертни газове (аргон или ксенон);
- 7 - натриев амалгам;
- 8 - уплътнен вход на ниобий;
- 9 - метални проводници;
- 10 - плочи от молибден;
- 11 - геттери.
На фиг. Фигура 2 показва снимка на натриева лампа от този тип.
Колбите на натриевата лампа са цилиндрични (както на фигура 2), елиптични, покрити отвътре с тънък слой от разсейващо светлината вещество (DNaC). Те могат да бъдат матирани (DNaMT) или да съдържат огледален рефлектор в близост до горелката (DNAZ).
Принцип на действие.
Запалването на горелката от натриева лампа идва от електрическата дъга, която възниква между електродите. В канала на електрическия разряд се образува поток от заредени частици от натриева пара. Строго погледнато, вътре в газоразрядната тръба не е чист натрий, а смес от газове. За по-добро запалване на дъгата се добавя аргон или ксенон или живачни пари.
Днес вече не съществуват лампи без живак. Те все още имат по-сложна структура, но развитието продължава и вероятно ще замени конвенционалните живачни лампи.
След като се приложи високото импулсно напрежение към катодите, NLVD се запалва. Известно време лампата свети с неясна светлина. Приблизително за 7 - 10 минути, след като натриевата пара се затопли до работната температура, лампата превключва в режим на максимална светлинна мощност.
Принципът на действие е подобен на действието на живачните лампи, но за да се включи лампа, напълнена с натриева пара, се изисква по-високо импулсно напрежение, отколкото да се включи DRL. След загряване на горелката импулсните токове трябва да бъдат ограничени. Затова за този тип осветителни устройства производителите на НЛВД са разработили специални баласти с вградени импулсни запалителни устройства. Без да се използва IZU, не е възможно да се запали натриева лампа, като се включи директно в електрическата мрежа.
Класификация на натриевата лампа
Както е отбелязано по-горе, натриевите лампи са два вида: NLND и NLVD. Те могат да се класифицират по типа на луковицата, по състава на примесите, чрез силата на излъчване. Тъй като налягането на парите на натрия пряко влияе на светлинния поток на лампата, ще направим кратък преглед на осветителите точно по този параметър.
Ниско налягане (NLND)
Първият се появи NLND (с ниско налягане в горелката). Те осигуряват ниско цветово възпроизвеждане, но имат приятен спектър на излъчване за хората. Масово се използват през 30-те години на миналия век. Днес могат да бъдат намерени лампи с ниско налягане, но те са заменени от по-съвременни натриеви лампи, които ще обсъдим по-подробно.
Високо налягане (NLVD)
Високата ефективност на НЛВД ги направи лидер сред другите газоразрядни светлинни източници. Светлинният поток на такива лампи достига 150 лумена / вата. Те могат да работят до 28 500 часа. Въпреки това, в края на експлоатационния живот на тяхната светлинна мощност се намалява и цветът се измества към червената страна на спектъра.
За различни параметри, NLVD превъзхожда качествата на флуоресцентни лампи, излъчващи студена светлина и метални халогенни лампи, които консумират много електроенергия. Сред съвременните електрически източници на светлина има няколко лампи, които могат да направят една натриева лампа достойна конкуренция.
Предимства и недостатъци
Предимствата на натриевите лампи са следните:
- ефективност на тръбните лампи;
- дълъг експлоатационен живот;
- стабилността на електрическите параметри за почти целия експлоатационен живот;
- топли нюанси на натриева радиация (виж фиг. 3);
- доста широк диапазон от температури, при които натриевите лампи работят стабилно - от -60 до +40 градуса по Целзий.
За съжаление, съществуват недостатъци, които ограничават обхвата на НЛВД:
- дразнеща честота на светлинното трептене;
- инерция при включване;
- опасност от експлозия NLVD;
- наличие на живак в повечето модели;
- резонансната радиация отслабва по време на работа;
- увеличаване на консумацията на енергия с приближаването на края на живота;
- необходимостта да се използва контролно устройство за свързване на лампите.
Контролните съоръжения понякога са източник на шум и консумират до 60% от консумираната мощност. Те също изискват допълнителна поддръжка.
Въпреки наличието на тези недостатъци, в някои области, където цветопредаването на светлинния източник е незначително, използването на NLVD е много полезно и в някои случаи просто незаменим.
сфера на приложение
Жълто-оранжевата светлина на устройствата за осветление е приятна за окото, но монохромността му заглушава цветовете на интериорните цветове. Ето защо, натриеви лампи не се използват в жилищните райони като основно осветление. Те могат да служат само като елементи на декоративно осветление.
Фигура 3 показва снимка на такава подсветка:
Проучванията показват, че жълтата луминесценция има благоприятен ефект върху развитието на растенията. В същото време техният растеж се увеличава, добивът се увеличава. През лятото растителността получава такава светлина от слънцето. Но в оранжерии, където зеленчуците се отглеждат през зимата, очевидно няма достатъчно слънчева светлина. NLVD са идеални за тази цел (вж. Фигура 4).
Използването на натриеви лампи за осветление на оранжерии не само увеличава добива, но и ви позволява да пестите електроенергия.
Обърнете внимание на монохроматичната светлина на натриеви лампи. Приглушеният цвят на растенията показва, че почти цялата светлина от лампите се изразходва за производството на хлорофил.
Монохроматичността е много полезна при осветяването на улиците. Такава светлина не се разсейва в мъгла. Използването на улични лампи за осветяване на магистрали може да подобри безопасността на движението. Парковите зони и алеите с улично осветление на базата на НЛВД, с жълт спектър на осветление, увеличават комфорта на туристите през нощта.
По-рядко такива лампи се използват в промишлени помещения (обикновено в складове), както и в проектирането на рекламни табели и декорации.
връзка
Тъй като горелката се запалва, се изисква високо импулсно напрежение (понякога до 1000 V), което усложнява свързването на натриевите лампи. Трябва да използваме допълнително оборудване. PRL за NLVD са два вида: EMPRA (електромагнитни) и електронни баласти (електронни).
IZUs са свързани към веригата на лампата паралелно, а дроселите са свързани последователно, понякога чрез импулсен запалвател.
Фигура 6 показва връзката на NLVD.
Обърнете внимание на свързването на дросела (баласта) и IZU.
Моля, обърнете внимание, че при свързване независимо, трябва да спазвате изискването: дължината на жицата от дросела към основата на лампата не трябва да надвишава 100 cm.
Някои чуждестранни производители доставят натриеви осветители с вградени стартери в лампата.
Въпроси за безопасност и обезвреждане
Рискове при работата на натриеви лампи, свързани с високо налягане и температура в горелката. Дори повърхността на колбата се загрява до 100 ° C и може да причини изгаряне, ако се работи небрежно. Съществува възможност разрушаването на крушката под въздействието на нагрявани газове, излизащи от горелката.
За да се предпазят от ефектите на унищожението, направете лампите, в които лампите стоят зад дебело стъкло. Обърнете внимание на дизайна на лампата за улично осветление (фиг. 5).
Поради наличието на живак в натриеви лампи се прилагат специални изисквания за тяхното изхвърляне. Употребяваните устройства не могат да се изхвърлят в резервоарите за обикновени отпадъци. Те трябва да бъдат изпратени в специални предприятия за обезвреждане и рециклиране.