- Návrh a princíp činnosti
- Klasifikácia sodíkových lámp
- Výhody a nevýhody
- oblasť použitia
- prípojka
- Otázky bezpečnosti a likvidácie
- Video okrem článku
Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Návrhy prvých svetelných zariadení boli skôr primitívne. Skladali sa z dvoch elektród, medzi ktorými horel oblúkový výboj. V týchto štruktúrach boli dve významné nevýhody: v dôsledku vyhorenia elektródy potrebovali konštantné nastavenie a spektrum žiarenia zachytilo významnú časť ultrafialového žiarenia. Preto žiarovky a neskôr sodíkové výbojky veľmi rýchlo obsadili svoje výklenky v osvetlení priestorov a ulíc.
V záujme spravodlivosti musím povedať, že tieto osvetľovacie zariadenia sú dnes v konkurencii so značkami úspornejších LED svietidiel.
Existujú však oblasti, kde prioritou bude dlhodobé používanie sodíkových žiaroviek. Optimizmus zvyšuje vysoký tok žiarenia v plynových výbojkách, dlhšiu životnosť a vysokú účinnosť týchto zariadení.
Návrh a princíp činnosti
Účinok sodíkovej výbojky je založený na vlastnostiach sodíkových pár, ktoré môžu emitovať monochromatické jasné svetlo v žltooranžovom spektre. Táto plynná látka je uzavretá v špeciálnej banke (trubici), nazývanej horák. Keďže sodné pary, ohrievané na vysoké teploty, pôsobia agresívne na sklenené povrchy, trubica je vyrobená zo stabilnejších látok - borosilikátového skla alebo polykryštalického oxidu hlinitého (v závislosti od typu lampy).
Na každej strane horáka sú elektródy určené na vytvorenie oblúkových výbojov, ktoré zahrejú sodíkové pary. Táto konštrukcia sa umiestni do vákuovej sklenenej banky, zakončenej závitovou základňou.
Je vhodné poznamenať, že existujú dva typy takýchto osvetľovacích zariadení: NLND (nízky tlak) a NLVD (vysoký tlak). Vyššie opísaná konštrukcia poskytuje všeobecnú predstavu o konštrukcii sodíkových výbojok s plynovým výbojom oboch typov. Tieto svietidlá sa líšia v konštrukcii horákov a prevádzkovom tlaku pár vo vnútri rúrok.
V nízkotlakových sodíkových svietidlách jeho hodnota nepresahuje 0, 2 Pa a v NLVD je to približne 10 kPa. Pracovné teploty pár sodíka sa líšia podľa toho: 270–300 ° C pre NLND a 650–750 ° С vo vysokotlakových horákoch. Z toho je jasné, že horáky NLVD majú pomerne vysoké úrovne svetelného toku, to znamená, že svietia celkom jasne.
Niet divu, že vysokotlakové sodíkové výbojky postupne nahradili osvetľovacie zariadenia typu NLND z trhu. Aj keď spektrum svetla zodpovedajúce nízkemu tlaku je pre oko príjemnejšie, horáky NLND dávali cestu silnejším modelom s pomerne vysokou svetelnou emisiou.
Za týchto okolností sa zameriame na typ svietidiel NLVD. Konštrukcia takéhoto zdroja osvetlenia je znázornená na obrázku 1. Tu je schéma trubicovej lampy DNaT.
Čísla označené:
- 1 - vonkajšia banka;
- 2 - poniklovaný základ;
- 3 - dotykové dosky;
- 4 - plynovú výbojku (horák);
- 5 - molybdénové elektródy;
- 6 - pary sodíka zmiešané s inertnými plynmi (argón alebo xenón);
- 7 - amalgám sodný;
- 8 - stlačený nióbový vstup;
- 9 - kovové vodiče;
- 10 - molybdénové platne;
- 11 - getre (getre).
Na obr. 2 znázorňuje fotografiu sodíkovej lampy tohto typu.
Fľaše so sodíkovou lampou sú cylindrické (ako na obrázku 2), eliptické, pokryté zvnútra tenkou vrstvou látky rozptyľujúcej svetlo (DNaC). Môžu byť matované (DNaMT) alebo môžu obsahovať zrkadlový reflektor v blízkosti horáka (DNAZ).
Princíp činnosti.
Zapálenie horáka sodíkovej lampy pochádza z elektrického oblúka, ktorý vzniká medzi elektródami. V kanáli elektrického výboja sa vytvára prúd nabitých častíc zo sodíkových pár. Prísne vzaté, vo vnútri plynovej výbojky nie je čistý sodík, ale zmes plynov. Pre lepšie zapálenie oblúka sa pridá argón alebo xenón alebo pary ortuti.
V súčasnosti už existujú ortuťové lampy. Stále majú komplexnejšiu štruktúru, ale vývoj pokračuje a pravdepodobne raz nahradia bežné ortuťové výbojky.
Po nanesení vysokého impulzného napätia na katódy sa NLVD zapáli. Niekedy svieti svetlo. Približne v priebehu 7 - 10 minút po zohriatí sodíkovej pary na pracovnú teplotu sa lampa prepne do režimu maximálneho svetelného výkonu.
Princíp činnosti je podobný fungovaniu ortuťových lámp, ale na zapnutie lampy naplnenej sodíkovou parou je potrebné vyššie impulzné napätie, než na zapnutie DRL. Po zahriatí horáka musia byť pulzné prúdy obmedzené. Preto pre tento typ osvetľovacích zariadení vyvinuli výrobcovia NLVD špeciálne predradníky so zabudovanými impulznými zapaľovacími zariadeniami. Bez použitia IZU nie je možné rozsvietiť sodíkovú lampu zapojením priamo do elektrickej siete.
Klasifikácia sodíkových lámp
Ako je uvedené vyššie, sodíkové výbojky majú dva typy: NLND a NLVD. Môžu byť klasifikované podľa typu žiarovky, zložením nečistôt, výkonom žiarenia. Keďže tlak pary sodíka priamo ovplyvňuje svetelný výkon lampy, v tomto parametri urobíme stručný prehľad svietidiel.
Nízky tlak (NLND)
Prvý sa objavil NLND (s nízkym tlakom v horáku). Poskytujú nízku reprodukciu farieb, ale majú príjemné spektrum žiarenia pre ľudí. Sú masívne využívané v 30. rokoch minulého storočia. Nízkotlakové výbojky možno nájsť dnes, ale sú nahradené vyspelejšími sodíkovými výbojkami, o ktorých budeme podrobnejšie diskutovať.
Vysoký tlak (NLVD)
Vysoká účinnosť NLVD z nich robí lídra medzi inými svetelnými zdrojmi s plynovým výbojom. Svetelný výkon takýchto lámp dosahuje 150 lúmenov / watt. Môžu pracovať až 28 500 hodín. Avšak na konci životnosti ich svetelného výkonu je redukovaný a farba je posunutá na červenú stranu spektra.
Pre rôzne parametre, NLVD predčí vlastnosti žiariviek vyžarujúcich studené svetlo a halogenidové výbojky, ktoré spotrebujú veľa elektrickej energie. Medzi moderné elektrické svetelné zdroje existuje niekoľko lámp, ktoré môžu urobiť sodíkové výbojky dôstojnou súťažou.
Výhody a nevýhody
Výhody sodíkových výbojok sú nasledovné: \ t
- účinnosť rúrkových lámp;
- dlhá životnosť;
- stabilita elektrických parametrov počas takmer celého životného cyklu;
- teplé odtiene sodíkového žiarenia (pozri obr. 3);
- pomerne široký rozsah teplôt, pri ktorých sodíkové výbojky pracujú stabilne - od –60 do +40 stupňov Celzia.
Existujú však nevýhody, ktoré obmedzujú rozsah NLVD:
- nepríjemná frekvencia blikania svetla;
- zotrvačnosť pri zapnutí;
- nebezpečenstvo výbuchu NLVD;
- prítomnosť ortuti vo väčšine modelov;
- rezonančné žiarenie počas prevádzky oslabuje;
- zvýšenie spotreby energie s blížiacim sa koncom životnosti;
- potreba používať kontrolné zariadenie na pripojenie svietidiel.
Kontrolné zariadenia sú niekedy zdrojom hluku a spotrebujú až 60% spotrebovaného výkonu. Vyžadujú si aj dodatočnú údržbu.
Napriek existencii týchto nedostatkov, v niektorých oblastiach, kde je zafarbenie zdroja svetla nevýznamné, je použitie NLVD veľmi prospešné av niektorých prípadoch jednoducho nenahraditeľné.
oblasť použitia
Žltooranžové svetlo osvetľovacích zariadení je príjemné pre oko, ale jeho monochromatickosť stlmí farby farieb interiéru. Preto nie sú sodíkové výbojky používané v obytných zónach ako hlavné osvetľovacie zariadenie. Môžu slúžiť len ako prvky dekoratívneho osvetlenia.
Obrázok 3 zobrazuje fotografiu takéhoto podsvietenia:
Štúdie ukázali, že žltá luminiscencia má priaznivý vplyv na vývoj rastlín. Súčasne sa zvyšuje ich rast, zvyšuje sa výnos. V lete vegetácia dostáva také svetlo zo slnka. Ale v skleníkoch, kde sa zelenina pestuje v zime, zjavne nie je dostatok slnečného svetla. NLVD sú na tento účel ideálne (pozri obrázok 4).
Použitie sodíkových výbojok pre osvetlenie skleníkov nielen zvyšuje výnos, ale tiež umožňuje šetriť elektrinu.
Dbajte na monochromatické svetlo sodíkových výbojok. Tlmená farba rastlín ukazuje, že takmer celé svetlo zo svetelných zdrojov sa spotrebuje na produkciu chlorofylu.
Monochromatickosť je veľmi užitočná pri osvetľovaní ulíc. Takéto svetlo sa nerozptýli v hmle. Používanie pouličných svietidiel na osvetlenie diaľnic môže zlepšiť bezpečnosť premávky. Parkové plochy a jazdné pruhy s pouličným osvetlením na báze NLVD so žltým spektrom osvetlenia zvyšujú pohodlie turistov v noci.
Menej často sa takéto žiarovky používajú v priemyselných priestoroch (zvyčajne v skladoch), ako aj v dizajne reklamných nápisov a dekorácií.
prípojka
Pretože horák je zapálený, vyžaduje sa vysoké impulzné napätie (niekedy až 1000 V), čo komplikuje zapojenie sodíkových výbojok. Musíme použiť dodatočné vybavenie. PRL pre NLVD sú dva typy: EMPRA (elektromagnetické) a elektronické predradníky (elektronické).
IZU sú pripojené k svetelnému obvodu paralelne a tlmivky sú zapojené do série, niekedy cez impulzný zapaľovač.
Obrázok 6 ukazuje pripojenie NLVD.
Dbajte na to, ako sú pripojené tlmivky (predradník) a IZU.
Nezabudnite, že pri pripojení musíte dodržať požiadavku: dĺžka vodiča od tlmivky k základni lampy by nemala presiahnuť 100 cm.
Niektorí zahraniční výrobcovia dodávajú v žiarovke žiarovky sodíkové svietidlá so zabudovanými štartérmi.
Otázky bezpečnosti a likvidácie
Riziká pri prevádzke sodíkových výbojok spojených s vysokým tlakom a teplotou vo vnútri horáka. Dokonca aj povrch banky sa zahreje na 100 ° C a môže spôsobiť popálenie, ak sa s ňou manipuluje nedbalo. Je tu možnosť rozbitia žiarovky vplyvom horúcich plynov unikajúcich z horáka.
S cieľom chrániť pred účinkami zničenia vyrobiť lampy, v ktorých sú lampy za hrubým sklom. Dbajte na dizajn svietidla pre pouličné osvetlenie (Obr. 5).
Vzhľadom na prítomnosť ortuti v sodíkových lampách platia špeciálne požiadavky na ich likvidáciu. Použité zariadenia sa nesmú vyhadzovať do nádrží na bežný odpad. Musia byť zaslané špeciálnym podnikom na likvidáciu a recykláciu.