Högttryckssodiumdampslampa: Definition, funktionsätt och tillämpningar
En högtryckssodiumdamp är en typ av gasutsläppslampa som använder natrium i ett upphetsat tillstånd för att producera ljus. Det är en av de mest effektiva typerna av belysningskällor och har en lång livslängd. Den används flitigt för industriell belysning och utomhussekretessområden, såsom parkeringsplatser och vägar.
Vad är en högtryckssodiumdamp?
En högtryckssodiumdamp definieras som en lampa som fungerar vid hög tryck (över 1 atm) och temperatur (över 1000 °C) inuti en halvgenomskinlig keramisk båge gjord av polykristallin alumina (PCA). Bågen innehåller en blandning av xenongas, kvicksilver-natriumamalgam och elektroder i båda ändarna. Bågen är innesluten i en värmebeständig yttre glasboll som är evakuerad eller fylld med inert gas.
Lampan fungerar genom att tillämpa en högspänningspuls från en ballast och en tändare på elektroder, vilket joniserar xenongasen och skapar en initial båge. Bågen värmer upp bågen och förångar kvicksilver och natrium. Kvicksilverförångningen ger ett blåvit ljus, medan natriumförångningen ger ett gult ljus. Kombinationen av dessa två spektra resulterar i ett guldvit ljus med en färgtemperatur på cirka 2000 K och en färgåtergivningsindex på cirka 25.
Högtryckssodiumdampen har flera fördelar jämfört med andra typer av lampor, såsom:
Hög ljuseffekt: Den kan producera upp till 150 lumen per watt, vilket är ungefär dubbelt så mycket som kvicksilverdampar och fem gånger så mycket som glödlampor.
Lång livslängd: Den kan vara i bruk upp till 24 000 timmar, vilket är ungefär fyra gånger så långt som kvicksilverdampar och 24 gånger så långt som glödlampor.
Låg underhållskostnad: Den kräver inte ofta ersättning eller rengöring, vilket minskar arbetskraft och avfallskostnader.
Hög tillförlitlighet: Den kan motstå spänningsfluktuationer, vibrationer och extrema temperaturer, vilket gör den lämplig för hårda miljöer.
Men högtryckssodiumdampen har också några nackdelar, såsom:
Dålig färgåtergivning: Den har ett lågt färgåtergivningsindex, vilket betyder att den distorsionerar färgerna på objekten den belyser. Detta gör den olämplig för tillämpningar där färgprecision är viktig, såsom butiker eller museer.
Glans: Den producerar ett starkt och intensivt ljus som kan orsaka obehag eller synstörningar för förare eller fotgängare. Detta kan minskas genom att använda rätt skydd eller diffuserande enheter.
Cyklar: Den kan erfara cyklar eller blinkning när den når slutet av sin livslängd eller när den fungerar vid låga temperaturer. Detta kan förhindras genom att använda rätt ballast eller termisk isolering.
Diagram över högtryckssodiumdamp
Följande diagram visar de huvudsakliga komponenterna i en högtryckssodiumdamp:
Yttre glasboll: Den skyddar bågen från fysisk skada och termisk chock. Den filtrerar också bort skadliga ultraviolettstrålar från bågen.
Båge: Den är gjord av polykristallin alumina (PCA), vilket är resistenta mot korrosion av natriumförångning. Den innehåller elektroder, xenongas och kvicksilver-natriumamalgam.
Elektroder: De är gjorda av wolframtråd med en emissivt beläggning. De är anslutna till ballasten och tändaren genom metallmössor.
Xenongas: Det används som startgas eftersom det har ett lågt joniseringspotential. Det bidrar också till ljutsignal genom att emitta blått ljus.
Kvicksilver-natriumamalgam: Det används som huvudljuskälla eftersom det emittar gult ljus med hög ljuseffekt. Det lagras i en reservoar bakom en av elektroder.
Ballast: Det är en elektrisk enhet som reglerar ström och spänning till lampan. Den ger också den högspänningspuls som krävs för att starta lampan.
Tändare: Det är en elektronisk enhet som genererar den högspänningspuls som krävs för att starta lampan genom att superponera den på nätspänningen.
Tillämpningar av högtryckssodiumdamp
Högtryckssodiumdampen används främst för tillämpningar där hög ljusstyrka, lång livslängd och låg underhållskostnad krävs, såsom:
Gatubelysning: Högtryckssodiumdampar används flitigt för belysning av offentliga gator, motorvägar, broar, tunnelbanor och andra utomhusområden. De ger hög ljusstyrka, lång livslängd och låg underhållskostnad. De har också en låg glansfaktor och hög färgstabilitet över tid. Men de har dålig färgåtergivning och låg visuell skärpa, vilket kan påverka säkerheten och bekvämligheten för förare och fotgängare.
Industriell belysning: Högtryckssodiumdampar används också för belysning av olika industriella tillämpningar, såsom lager, fabriker, verkstäder, gruvar, kraftverk och arenor. De ger hög ljuseffekt, hög tillförlitlighet och hög resistens mot hårda miljöer. De har också hög lumenunderhållning och låg avskrivningsgrad. Men de har dålig färgåtergivning och lång varmupptid, vilket kan påverka produktiviteten och kvaliteten på arbetet.
Trädgårdsbelysning: Högtryckssodiumdampar används också för belysning av inomhusväxter och växthus. De ger hög fotosyntetisk aktiv strålning (PAR), vilket stimulerar växtens tillväxt och blomning. De har också lång livslängd och låg energiförbrukning. Men de har hög värmeutveckling och låg spektralkvalitet, vilket kan påverka växtens hälsa och mångfald.
Reklambelysning: Högtryckssodiumdampar används också för belysning av reklamskyltar, monument och andra utomhusdisplayer. De ger hög ljusstyrka, lång livslängd och låg underhållskostnad. De har också hög kontrast och hög synbarhet om natten. Men de har dålig färgåtergivning och låg färgtemperatur, vilket kan påverka attraktiviteten och läsbarheten av displayer.
Jämförelse mellan högtryckssodiumdamp och lågtryckssodiumdamp
En lågtryckssodiumdamp är en annan typ av gasutsläppslampa som använder natrium i ett upphetsat tillstånd för att producera ljus. Den fungerar vid lågt tryck (under 0,1 atm) och temperatur (under 300 °C) inuti en glasbåge som innehåller natriumförångning och neon. Bågen är innesluten i en yttre glasboll som är fylld med inert gas eller vakuum.
Lampan fungerar genom att tillämpa en spänning på elektroder i båda ändarna av bågen, vilket joniserar neongasen och skapar en initial båge. Bågen värmer upp bågen och förångar natrium. Natriumförångningen ger ett monokromatiskt gult ljus med en våglängd på 589 nm.
Den lågtryckssodiumdampen har vissa fördelar jämfört med den högtryckssodiumdampen, såsom:
Högre ljuseffekt: Den kan producera upp till 200 lumen per watt, vilket är cirka 30% mer än den högtryckssodiumdampen.
Längre livslängd: Den kan vara i bruk upp till 30 000 timmar, vilket är cirka 25% mer än den högtryckssodiumdampen.
Lägre kostnad: Den har en lägre inledande kostnad och en lägre driftskostnad än den högtryckssodiumdampen.
Men den lågtryckssodiumdampen har också vissa nackdelar jämfört med den högtryckssodiumdampen, såsom:
Dåligare färgåtergivning: Den har ett mycket lågt färgåtergivningsindex på cirka 0, vilket betyder att den helt distorsionerar färgerna på objekten den belyser.
Lägre färgtemperatur: Den har en mycket låg färgtemperatur på cirka 1700 K, vilket betyder att den producerar ett mycket varmt och trist ljus.
Större storlek: Den har en större storlek och vikt än den högtryckssodiumdampen.
Cyklar: Den kan erfara cyklar eller blinkning när den når slutet av sin livslängd eller när den fungerar vid låga temperaturer.
Miljö- och hälsoeffekter av högtryckssodiumdamp
Högtryckssodiumdampen har vissa miljö- och hälsoeffekter som behöver beaktas innan den används.
Kviksilverförorening: Högtryckssodiumdampen innehåller kvicksilver som en av sina komponenter. Kviksilver är en giftig metall som kan orsaka allvarliga hälsoproblem om den äts upp eller andas in. Kviksilver kan också läcka från trasiga eller bortskaffade lampor till jorden eller vattenkällor, där det kan ackumulera sig i livsmedelskedjan och påverka vilda djur och människor. Därför är rätt hantering och återvinning av kvicksilverinnehållande lampor nödvändigt för att förhindra kvicksilverförorening.
Ljustrudering: Högtryckssodiumdampen producerar starkt och intensivt ljus som kan orsaka ljustrudering i urbana områden. Ljustrudering är den överdrivna eller otillbörliga användningen av artificiellt ljus som kan störa naturliga cykler av ljus och mörker. Ljustrudering kan ha negativa effekter på astronomi, ekologi, mänsklig hälsa, energiförbrukning och estetik.
Ultraviolettstrålning: Högtryckssodiumdampen emitterar en liten mängd ultraviolett (UV) strålning från bågen. UV-strålning kan orsaka hudskador, ögonirritation och immunsystemsuppression hos människor och djur. UV-strålning kan också degradera vissa material, som plast och tyg. Därför är rätt skydd eller filtrering av UV-strålning nödvändigt för att skydda användarnas och miljöns hälsa och säkerhet.
Elektromagnetisk interferens: Högtryckssodiumdampen genererar elektromagnetisk interferens (EMI) från ballasten och
