1. Типи натрієвих ламп
2. Апаратура пускорегулююча електронна (ПРА) для НЛВД
3. Переваги та недоліки натрієвих газорозрядних ламп
4. Сфера застосування

Натрієва лампа (НЛ) - це джерело світла, в якому робочою речовиною, що генерує світло, є пари натрію (Na), лужного металу, речовини з атомним номером 11 в таблиці Д. І. Менделєєва. Випромінювання виникає в результаті газового розряду, який отримують, застосовуючи високу напругу до електродів. При досягненні напруги пробою виникає потік електронів, що передають енергію атомам натрію. Отримана енергія генерує переходи між спектральними рівнями атома, які випромінюють кванти у видимій частині спектру (оранжево-жовтого кольору, D-лінії з довжинами хвиль 589 нм і 589,6 нм). Отримується випромінювання можна вважати майже монохроматическим.

Основна відмінність цього класу газорозрядних ламп від люмінесцентних, також використовують пари металу (ртуті), полягає в тому, що джерелом світла є безпосередньо атоми металу, а не опосередкований механізм збудження переходів в атомах люмінофора за рахунок люмінесценції. Натрієві світильники мають ряд незаперечних переваг, що дозволяють їм конкурувати на ринку світлотехніки.

Типи натрієвих ламп

Залежно від робочого значення тиску парів натрію, випускаються лампи двох видів джерел світла: натрієві лампи низького тиску (НЛНД) і натрієві лампи високого тиску (НЛВД). Спочатку був освоєний випуск НЛНД. У 30-х роках минулого століття ці лампи стали широко застосовуватися в Європі.

Випромінювання цієї лампи вважається найкомфортнішим по впливу на зір людини, оскільки світіння найближче до натурального висвітлення. Робочий тиск в НЛНД становить 0,2 Па і досягається при температурі рідкої фази натрію 270-300 ° С. При цих значеннях генерується випромінювання з довжиною хвилі 589 нм (перший максимум D-лінії). Внутрішня колба лампи виготовляється з боросилікатного скла, стійкого до агресивного впливу парів натрію.

Натрієва лампа низького тиску

Максимальна світловіддача виходить при тиску парів натрію близько 10 кПа і температурах 650-750 ° С. Такі значення забезпечують роботу лампи високого тиску (НЛВД). При цьому основний внесок в світловий потік дає D-лінія з довжиною хвилі 589,6 нм. Крім натрію додаються пари ртуті (амальгама натрію) і інертний газ ксенон (Xe), що дозволяє знизити напругу розпалювання до 2-4 кВ. Виробляються також НЛВД без додавання ртуті, що забезпечують вимоги екологічної безпеки.

Незважаючи на те, що принцип роботи лампи був зрозумілий, виробництво НЛВД почалося набагато пізніше, в 60-х роках 20-го століття. Тільки після розробки технології отримання спеціального світлопропускаючого матеріалу для газорозрядної трубки, здатного зберігати працездатність при впливі парів натрію і 1 300-1 400 ° С, вдалося налагодити широкомасштабний випуск НЛВД. Як матеріал, що має вищевказані властивості, послужила полікристалічна окис алюмінію Al2O3.

Конструкція натрієвої лампи високого тиску, де:

• 1 - зовнішня колба;
• 2 - цоколь;
• 3 - металеві контактні пластини;
• 4 - пальник;
• 5 - електроди;
• 6 - інертний газ (Ar, Xe);
• 7 - амальгама натрію;
• 8 - ніобієві введення;
• 9 - з'єднувальні дроти;
• 10 - пластини з молібдену;
• 11 - геттери (газопоглиначі).

Трубка з окису алюмінію з розміщеними всередині неї токовводи розташовується всередині додаткової, захисної колби зі скла з підвищеною термостійкістю. Середина захисної колби відкачується (вакуумируют) і піддається відпалу (дегазується) для видалення непотрібних домішок. Ця процедура забезпечує робочий температурний режим лампи і захищає струмові вводи з ніобію від впливу сторонніх домішок. У пальнику НЛВД знаходяться інертний газ або суміш (Ne, Ar) і амальгама натрію (сплав натрію і ртуті). Лампи дають помаранчевий або жовте світло. Передача кольору цих ламп краще, ніж у НЛНД при меншій світловіддачі (до 150 лм / Вт).

Апаратура пускорегулююча електронна (ПРА) для НЛВД

Для запуску натрієвих ламп застосовуються спеціальні ПРА, що дозволяють запалити розряд (дугу) в лампі і обмежити лавиноподібне наростання струму, яке може привести до виходу працюючої лампи з ладу. За аналогією з люмінесцентними лампами застосовуються ПРА двох видів: електромагнітні (ЕМПР) і електронні (ЕПРА). Крім цього іноді потрібно застосування імпульсного зажигающего пристрої (ИЗУ). Час запуску становить 3-5 хвилин, а вихід на повну потужність досягається протягом 10 хвилин. ПРА складається з:

• індуктивного дроселя, який служить для обмеження струму електричної дуги;
• Ізу, необхідність якого обумовлена ​​створенням в момент включення напруги в кілька кіловольт для підпалу. Це пристрій аналогічно стартеру в люмінесцентних лампах;
• фазокомпенсірующего конденсатора, що дозволяє знизити навантаження і зменшити ризики перегорання проводки.

Підключення натрієвої лампи

Переваги та недоліки натрієвих газорозрядних ламп

переваги:

• висока світловіддача: для НЛВД - 150 лм / Вт, для НЛНД - 200 лм / Вт. Такі значення дозволяють цим лампам залишатися лідером за показником ефективності серед електричних джерел світла;
• великий термін служби - до 28 000 годин;
• стійкість параметрів ефективності під час всього терміну експлуатації;
• комфортний для людських очей колір випромінювання;
• широкий діапазон робочих температур - від -60 ° С до +40 ° С.

недоліки:

• інерційність при включенні може досягати 10 хв;
• наявність ртуті;
• вибухонебезпечність, т. к. при контакті натрію з повітрям можливо загоряння;
• складність підключення та обслуговування ПРА, який характеризується великими габаритами і втратами (до 60% від споживаної потужності);
• погані цветопередающіе властивості (коефіцієнт близько 25);
• підвищена пульсація світлового потоку з частотою мережі 50 Гц;
• велике напруження запалювання і ще більше - при перезапуску;
• поступове зростання споживаної потужності протягом експлуатації - до 40% щодо початкового значення.

Сфера застосування

• зовнішнє підсвічування великих відкритих просторів, вулиць, заміських магістралей;
• освітлення тунелів, спортивних споруд, будівельних, контейнерних майданчиків;
• освітлення вокзалів і аеропортів, де перебування людей короткочасно;
• підсвічування архітектурних споруд;
• освітлення складських і виробничих приміщень, для яких немає необхідності забезпечення високих показників по передачі кольору;
• використання в автомобільних фарах для поліпшення видимості в тумані і при снігопаді;
• НЛВД застосовуються в рослинництві для цілорічного освітлення рослин , Що значно підвищує темпи зростання і врожайність.

Вуличне освітлення натрієвими лампами

Застосування натрієвих ламп в рослинництві. для освітлення рослин в теплицях , Квітниках і оранжереях найчастіше застосовуються натрієві лампи. Спектральний склад світла, що створюється газовим розрядом в парах натрію, оптимально підходить для вирощування плодоносних рослин. Кращим вибором є версія натрієвої лампи високого тиску марки ДНаТ (дугова натрієва лампа). Численні дослідження показали, що для продуктивного росту рослин необхідна освітленість з довжинами хвиль 470-670 нм. У спектральний склад НЛВД є такі піки.

Спектральний склад лампи ДНаТ 400

Лампи ДНаТ мають дуже високу світловіддачу: при потужності ламп 400-600 Вт світловіддача досягає значень в 140 лм / Вт.

У продажу є лампи потужністю від 75 до 1 000 Вт. Для рослинництва досить ламп від 75 до 400 Вт. При більшій потужності буде відбуватися перегрів листя. Конструкція світильників для ламп ДНаТ повинна забезпечувати захист від забруднення та попадання води. Для запобігання перегріву лампи необхідно передбачити можливість вільної циркуляція повітря для відводу тепла. Слід зазначити, що на ефективність системи освітлення впливає правильно підібраний рефлектор (відбивач). Найкращі показники ККД по відображенню у світильників, що відображає поверхню яких має форму параболи.

Випуску дугових ламп для цілей рослинництва приділяють серйозну увагу компанії-гіганти світлотехнічного ринку: Osram, Sylvania, Philips. Їхні вироби адаптовані для рослинницьких цілей, вони забезпечують оптимальні спектральні характеристики і підвищений (в порівнянні зі звичайними ДНаТ) на 7-10% світловий потік.

Застосування НЛВД особливо ефективно при вирощуванні таких світлолюбних рослин, як томати та перці. Досить просто підключити лампу ДНаТ, щоб переконатися в швидкому збільшенні обсягу листяної маси, активному цвітінні і освіті великої кількості плодів і квітів.

Застосування натрієвих ламп в теплицях

Приклад використання натрієвих ламп в теплицях