Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Projekty pierwszych lekkich urządzeń były raczej prymitywne. Składały się z dwóch elektrod, między którymi spłonęło wyładowanie łukowe. W tych strukturach występowały dwie istotne wady: z powodu wypalenia elektrody wymagały stałej regulacji, a widmo promieniowania wychwyciło znaczną część ultrafioletu. Dlatego żarówki, a później lampy sodowe bardzo szybko zajęły swoje nisze w oświetleniu pomieszczeń i ulic.

W trosce o sprawiedliwość muszę powiedzieć, że te urządzenia oświetleniowe nadal konkurują z markami bardziej ekonomicznych lamp LED.

Ale są obszary, w których stosowanie żarówek sodowych przez długi czas będzie priorytetem. Optymizm zapewnia wysoki strumień promieniowania w lampach wyładowczych, dłuższą żywotność i wysoką wydajność tych urządzeń.

Projekt i zasada działania

Działanie lampy wyładowczej sodowej opiera się na właściwości pary sodowej, która może emitować monochromatyczne jasne światło w widmie żółto-pomarańczowym. Ta gazowa substancja jest zamknięta w specjalnej kolbie (tubie), zwanej palnikiem. Ponieważ pary sodowe podgrzane do wysokich temperatur działają agresywnie na powierzchnie szklane, rura jest wykonana z bardziej stabilnych substancji - szkła borokrzemianowego lub polikrystalicznego tlenku glinu (w zależności od rodzaju lampy).

Po każdej stronie palnika znajdują się elektrody zaprojektowane do wyładowań łukowych, które podgrzewają parę sodową. Tę konstrukcję umieszcza się w próżniowej szklanej kolbie, zakończonej gwintowaną podstawą.

Należy zauważyć, że istnieją dwa typy takich urządzeń oświetleniowych: NLND (niskie ciśnienie) i NLVD (wysokie ciśnienie). Opisana powyżej konstrukcja daje ogólne wyobrażenie o konstrukcji gazowych lamp sodowych obu typów. Lampy te różnią się konstrukcją palników i prężnością pary roboczej wewnątrz rur.

W niskoprężnych oprawach sodowych jego wartość nie przekracza 0, 2 Pa, aw NLVD wynosi około 10 kPa. Temperatury pracy pary sodowej różnią się odpowiednio: 270–300 ° C dla NLND i 650–750 ° C w palnikach wysokociśnieniowych. Z tego wynika, że palniki NLVD mają dość wysoki poziom strumienia świetlnego, to znaczy świecą dość jasno.

Nic dziwnego, że wysokoprężne lampy sodowe stopniowo wypierają z rynku urządzenia oświetleniowe typu NLND. Chociaż widmo światła odpowiadające niskiemu ciśnieniu jest bardziej przyjemne dla oka, latarki NLND ustąpiły miejsca mocniejszym modelom o dość dużej emisji światła.

Biorąc pod uwagę te okoliczności, skoncentrujemy się na typie lamp NLVD. Projekt takiego źródła oświetlenia pokazano na rysunku 1. Oto schemat lampy rurowej DNaT.

Rys. 1. DNaT urządzenia

Liczby oznaczone:

  • 1 - kolba zewnętrzna;
  • 2 - niklowana podstawa;
  • 3 - płytki kontaktowe;
  • 4 - rura wyładowcza (palnik);
  • 5 - elektrody molibdenowe;
  • 6 - para sodowa zmieszana z gazami obojętnymi (argon lub ksenon);
  • 7 - amalgamat sodu;
  • 8 - ubity wkład niobu;
  • 9 - przewodniki metalowe;
  • 10 - płyty molibdenowe;
  • 11 - gettery (gettery).

Na rys. 2 przedstawia zdjęcie lampy sodowej tego typu.

Rys. 2. Przykład zdjęcia lampy sodowej wysokiego ciśnienia (NLVD)

Kolby lamp sodowych są cylindryczne (jak na rysunku 2), eliptyczne, pokryte od wewnątrz cienką warstwą substancji rozpraszającej światło (DNaC). Mogą być oszronione (DNaMT) lub zawierać odbłyśnik lustrzany w pobliżu palnika (DNAZ).

Zasada działania.

Zapłon palnika lampy sodowej pochodzi z łuku elektrycznego, który powstaje między elektrodami. W kanale wyładowania elektrycznego powstaje strumień naładowanych cząstek z pary sodowej. Ściśle mówiąc, wewnątrz rury wyładowczej gazu nie jest czysty sód, ale mieszanina gazów. W celu lepszego zapłonu łuku dodaje się argon lub ksenon lub pary rtęci.

Dzisiaj już istnieją lampy bezrtęciowe. Nadal mają bardziej złożoną strukturę, ale rozwój trwa i prawdopodobnie kiedyś zastąpią konwencjonalne lampy rtęciowe.

Po przyłożeniu wysokiego napięcia impulsowego do katod NLVD zapala się. Jakiś czas lampa świeci słabym światłem. Około 7-10 minut, po tym jak para sodowa ogrzeje się do temperatury roboczej, lampa przełącza się w tryb maksymalnego strumienia świetlnego.

Zasada działania jest podobna do działania lamp rtęciowych, ale aby włączyć lampę wypełnioną parą sodową, wymagane jest wyższe napięcie impulsowe niż włączenie DRL. Po podgrzaniu palnika należy ograniczyć prądy impulsowe. Dlatego dla tego typu urządzeń oświetleniowych producenci NLVD opracowali specjalne stateczniki z wbudowanymi impulsowymi urządzeniami zapłonowymi. Bez użycia IZU nie można zapalić lampy sodowej, podłączając ją bezpośrednio do sieci elektrycznej.

Klasyfikacja lampy sodowej

Jak wspomniano powyżej, lampy sodowe są dwóch rodzajów: NLND i NLVD. Mogą być klasyfikowane według rodzaju żarówki, składu zanieczyszczeń, mocy promieniowania. Ponieważ ciśnienie pary sodu bezpośrednio wpływa na strumień świetlny lampy, dokonamy krótkiego przeglądu opraw właśnie w tym parametrze.

Niskie ciśnienie (NLND)

Pierwszy pojawił się NLND (z niskim ciśnieniem w palniku). Zapewniają niską reprodukcję kolorów, ale mają przyjemne widmo promieniowania dla ludzi. Są masowo używane w latach 30. ubiegłego wieku. Lampy niskiego ciśnienia można znaleźć dzisiaj, ale są one zastąpione przez bardziej zaawansowane lampy sodowe, które omówimy bardziej szczegółowo.

Wysokie ciśnienie (NLVD)

Wysoka wydajność NLVD uczyniła z nich lidera wśród innych gazowo-wyładowczych źródeł światła. Strumień świetlny takich lamp osiąga 150 lumenów / wat. Mogą pracować do 28 500 godzin. Jednak pod koniec okresu użytkowania ich moc świetlna jest zmniejszona, a kolor jest przesunięty na czerwoną stronę widma.

Dla różnych parametrów NLVD przewyższa jakościowe lampy fluorescencyjne emitujące zimny blask i lampy metalohalogenkowe zużywające dużo energii elektrycznej. Wśród nowoczesnych źródeł światła elektrycznego jest kilka lamp, które mogą uczynić lampę sodową godnym konkurentem.

Zalety i wady

Zalety lamp sodowych są następujące:

  • wydajność lamp rurowych;
  • długa żywotność;
  • stabilność parametrów elektrycznych przez prawie cały okres użytkowania;
  • ciepłe odcienie promieniowania sodowego (patrz rys. 3);
  • dość szeroki zakres temperatur, w których lampy sodowe działają stabilnie - od –60 do +40 stopni Celsjusza.

Niestety istnieją wady, które ograniczają zakres NLVD:

  • irytująca częstotliwość migotania światła;
  • bezwładność po włączeniu;
  • zagrożenie wybuchem NLVD;
  • obecność rtęci w większości modeli;
  • promieniowanie rezonansowe osłabia się podczas pracy;
  • wzrost zużycia energii wraz ze zbliżającym się końcem życia;
  • potrzeba użycia sprzętu sterującego do podłączenia lamp.

Urządzenia sterujące są czasem źródłem hałasu i zużywają do 60% zużywanej energii. Wymagają również dodatkowej konserwacji.

Pomimo tych niedociągnięć, w niektórych obszarach, w których oddawanie barw źródła światła jest nieznaczne, stosowanie NLVD jest bardzo korzystne, aw niektórych przypadkach po prostu niezastąpione.

Zakres

Żółto-pomarańczowe światło urządzeń oświetleniowych jest przyjemne dla oka, ale jego monochromatyczność wycisza kolory wewnętrznych kolorów. Dlatego lampy sodowe nie są używane w obszarach mieszkalnych jako główne urządzenie oświetleniowe. Mogą służyć tylko jako elementy oświetlenia dekoracyjnego.

Rysunek 3 pokazuje zdjęcie takiego podświetlenia::

Rysunek 3. Lekka lampa sodowa

Badania wykazały, że żółta luminescencja ma korzystny wpływ na rozwój roślin. W tym samym czasie ich wzrost rośnie, wydajność wzrasta. Latem roślinność otrzymuje takie światło słoneczne. Ale w szklarniach, w których uprawia się warzywa zimą, wyraźnie nie ma wystarczającej ilości światła słonecznego. NLVD są idealne do tego celu (patrz Rysunek 4).

Zastosowanie lamp sodowych do oświetlania szklarni nie tylko zwiększa wydajność, ale także pozwala oszczędzać energię elektryczną.

Rysunek 4. Oświetlenie szklarniowe za pomocą wysokoprężnych lamp sodowych

Zwróć uwagę na monochromatyczne światło lamp sodowych. Stonowany kolor roślin wskazuje, że prawie całe światło z lamp jest wydawane na produkcję chlorofilu.

Monochromatyczność jest bardzo przydatna przy oświetlaniu ulic. Takie światło nie rozprasza się we mgle. Zastosowanie lamp ulicznych do oświetlania autostrad może poprawić bezpieczeństwo ruchu. Tereny parkowe i pasy z oświetleniem ulicznym oparte na NLVD, z żółtym widmem oświetlenia, zwiększają komfort wczasowiczów w nocy.

Rysunek 5. Oświetlenie uliczne z NL

Rzadziej takie lampy są stosowane w pomieszczeniach przemysłowych (zwykle w magazynach), a także przy projektowaniu znaków reklamowych i dekoracji.

Połączenie

Ponieważ palnik jest zapalony, wymagane jest wysokie napięcie impulsowe (czasami do 1000 V), co komplikuje okablowanie lamp sodowych. Musimy użyć dodatkowego sprzętu. PRL dla NLVD są dwóch typów: EMPRA (elektromagnetyczne) i elektroniczne stateczniki (elektroniczne).

IZU są połączone równolegle z obwodem lampy, a dławiki są połączone szeregowo, czasami przez impulsowy zapłonnik.

Rysunek 6 pokazuje połączenie NLVD.

Rysunek 6. Schemat połączenia NLVD

Zwróć uwagę na sposób podłączenia dławika (balastu) i IZU.

Należy pamiętać, że podczas niezależnego łączenia należy spełnić wymóg: długość przewodu od dławika do podstawy lampy nie powinna przekraczać 100 cm.

Niektórzy zagraniczni producenci dostarczają oświetlacze sodowe z wbudowanymi rozrusznikami w żarówce lampy.

Zagadnienia bezpieczeństwa i utylizacji

Ryzyko związane z działaniem lamp sodowych związanych z wysokim ciśnieniem i temperaturą wewnątrz palnika. Nawet powierzchnia kolby nagrzewa się do 100 ° C i może spowodować oparzenie, jeśli zostanie potraktowana niedbale. Istnieje możliwość pęknięcia żarówki pod wpływem wydostających się z palnika podgrzanych gazów.

W celu ochrony przed skutkami zniszczenia należy wykonać lampy, w których lampy znajdują się za grubym szkłem. Zwróć uwagę na projekt lampy do oświetlenia ulicznego (rys. 5).

Ze względu na obecność rtęci w lampach sodowych obowiązują specjalne wymagania dotyczące ich usuwania. Zużyte urządzenia nie mogą być wrzucane do zbiorników na zwykłe śmieci. Muszą być wysyłane do specjalnych przedsiębiorstw w celu utylizacji i recyklingu.

Wideo oprócz artykułu

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria: