Високонапреден натриев парен лампа: Дефиниция, принцип на действие и приложения
Високонапранената натриева парна лампа е вид газов разрядна лампа, която използва натрий във възбудено състояние за производство на светлина. Тя е един от най-ефективните видове осветителни източници и има дълъг живот. Широко се използва за индустриално осветление и за безопасното осветление на открити области, такива като парковки и пътища.
Какво е високонапранената натриева парна лампа?
Високонапранената натриева парна лампа е дефинирана като лампа, която работи при високо налягане (над 1 атм) и температура (над 1000 °C) в полупрозрачен керамичен дъга цилиндър, направен от поликристално алуминий оксид (PCA). Дъга цилиндърът съдържа смес от ксенон газ, натриев-ртутна амалгама и електроди на двете му краища. Дъга цилиндърът е обграждан от топлоустойчив стъклен корпус, който е евакуиран или напълнен с неутрален газ.
Лампата работи чрез прилагане на висок напряжение импулс от баласт и запалка към електродите, което ионизира ксенон газа и създава начален дъга. Дъгата нагорещява дъга цилиндъра и парализира ртутьта и натрия. Ртутният пар произвежда синкобяла светлина, докато натриевият пар произвежда жълта светлина. Комбинацията от тези два спектра дава златисто-бяла светлина с цветова температура около 2000 K и цветов реконструкционен индекс около 25.
Високонапранената натриева парна лампа има няколко предимства пред други видове лампи, такива като:
Висока светлинна ефективност: Може да произведе до 150 люмена на ват, което е около два пъти повече от ртутните парни лампи и пет пъти повече от инкандесцентните лампи.
Дълъг живот: Може да продължи до 24,000 часа, което е около четири пъти по-дълго от ртутните парни лампи и 24 пъти по-дълго от инкандесцентните лампи.
Ниска поддръжка: Не изисква честа замяна или почистване, което намалява трудовите и разходите за изхвърляне.
Висока надеждност: Може да издържи колебания на напрежението, вибрации и крайни температури, което я прави подходяща за сурови условия.
Макар и високонапранената натриева парна лампа да има и някои недостатъци, такива като:
Слаба цветова реконструкция: Има нисък цветов реконструкционен индекс, което означава, че променя цветовете на обектите, които осветява. Това я прави неподходяща за приложения, където е важна точността на цветовете, такива като магазини или музеи.
Ослепяване: Произвежда ярка и интензивна светлина, която може да причини дискомфорт или увреждане на зрението на шофьорите или пешеходците. Това може да бъде намалено чрез използване на правилни защитни или разсейващи устройства.
Циклираще: Може да изпитва циклираще или трептящо действие, когато достигне края на своя живот или когато работи при ниски температури. Това може да бъде предотвратено чрез използване на правилен баласт или термална изолация.
Диаграма на високонапранената натриева парна лампа
По-долу е показана диаграма на основните компоненти на високонапранената натриева парна лампа:
Външен стъклен корпус: Предпазва дъга цилиндъра от физическо повредяване и термален шок. Филтрира и вредните ултравиолетови лъчи от дъгата.
Дъга цилиндър: Изработен е от поликристално алуминий оксид (PCA), което е устойчиво на корозия от натриев пар. Съдържа електроди, ксенон газ и натриев-ртутна амалгама.
Електроди: Изработени са от вълфрамова нишка с излъчващо покритие. Свързани са с баласта и запалката чрез метални капаци.
Ксенон газ: Използва се като стартерен газ, защото има ниско ионизационно потенциално. Прилага се и към производството на светлина, като излъчва синя светлина.
Натриев-ртутна амалгама: Използва се като основен източник на светлина, защото излъчва жълта светлина с висока светлинна ефективност. Съхранява се в резервоар зад един от електродите.
Баласт: Електрическо устройство, което регулира тока и напрежението към лампата. Освен това предоставя високонапрегнат импулс за стартиране на лампата.
Запалка: Електронно устройство, което генерира високонапрегнат импулс за стартиране на лампата, наслащайки го върху напрежението на захранването.
Приложения на високонапранената натриева парна лампа
Високонапранената натриева парна лампа се използва главно за приложения, където са необходими висока яркост, дълъг живот и ниска поддръжка, такива като:
Улично осветление: Високонапранените натриеви парни лампи се използват широко за осветяване на обществени улици, автостради, мостове, тунели и други открити области. Те предлагат висока яркост, дълъг живот и ниска поддръжка. Имат и нисък фактор на ослепяване и висока стабилност на цветовете с течение на времето. Въпреки това, те имат слаба цветова реконструкция и ниска визуална яснота, което може да повлияе на безопасността и удобството на шофьорите и пешеходците.
Индустриално осветление: Високонапранените натриеви парни лампи се използват и за осветяване на различни индустриални приложения, такива като складове, заводи, работилници, мини, електроцентрали и стадиони. Те предлагат висока светлинна ефективност, висока надеждност и висока устойчивост към сурови условия. Имат и висока поддръжка на люмените и ниска степен на износ. Въпреки това, те имат слаба цветова реконструкция и дълъг период на затопляне, което може да повлияе на продуктивността и качеството на работата.
Градинарско осветление: Високонапранените натриеви парни лампи се използват и за осветяване на вътрешни растения и оранжерии. Те предлагат висока фотосинтетична активна радиация (PAR), която стимулира растежа и цветенето на растенията. Имат и дълъг живот и ниско енергийно потребление. Въпреки това, те имат високото топлинно излъчване и ниска спектрална качественост, което може да повлияе на здравето и разнообразието на растенията.
Рекламно осветление: Високонапранените натриеви парни лампи се използват и за осветяване на реклами, знаци, паметници и други открити изложби. Те предлагат висока яркост, дълъг живот и ниска поддръжка. Имат и висок контрастен коефициент и висока видимост през нощта. Въпреки това, те имат слаба цветова реконструкция и ниска цветова температура, което може да повлияе на привлекателността и четливостта на изложбите.
Сравнение на високонапранената натриева парна лампа с нисконапранената натриева парна лампа
Нисконапранената натриева парна лампа е друг вид газов разрядна лампа, която използва натрий във възбуден състояние за производство на светлина. Работи при ниско налягане (под 0.1 атм) и температура (под 300 °C) в стъклен дъга цилиндър, който съдържа натриев пар и неон газ. Дъга цилиндърът е обграждан от външен стъклен корпус, който е напълнен с неутрален газ или вакуум.
Лампата работи чрез прилагане на напрежение към електродите на двете краища на дъга цилиндъра, което ионизира неон газа и създава начален дъга. Дъгата нагорещява дъга цилиндъра и парализира натрия. Натриевият пар излъчва монохромна жълта светлина с дължина на вълната 589 nm.
Нисконапранената натриева парна лампа има някои предимства пред високонапранената натриева парна лампа, такива като:
По-висока светлинна ефективност: Може да произведе до 200 люмена на ват, което е около 30% повече от високонапранената натриева парна лампа.
По-дълъг живот: Може да продължи до 30,000 часа, което е около 25% повече от високонапранената натриева парна лампа.
По-ниска цена: Има по-ниска начална цена и по-ниски оперативни разходи от високонапранената натриева парна лампа.
Въпреки това, нисконапранената натриева парна лампа има и някои недостатъци в сравнение с високонапранената натриева парна лампа, такива като:
По-слаба цветова реконструкция: Има много нисък цветов реконструкционен индекс около 0, което означава, че напълно деформира цветовете на обектите, които осветява.
По-ниска цветова температура: Има много ниска цветова температура около 1700 K, което означава, че произвежда много топла и тъмна светлина.
По-голям размер: Има по-голям размер и тегло от високонапранената натриева парна лампа.
Циклираще: Може да изпитва циклираще или трептящо действие, когато достигне края на своя живот или когато работи при ниски температури.
Екологични и здравословни влияния на високонапранената натриева парна лампа
