Lampu natrium tekanan tinggi moden

Lampu natrium tekanan tinggi (HPL) adalah salah satu sumber cahaya yang paling cekap dan pada hari ini mempunyai kecekapan cahaya sehingga 160 lm / W pada kuasa 30 — 1000 W, hayat perkhidmatannya boleh melebihi 25,000 jam. Saiz kecil badan ringan dan kecerahan tinggi lampu natrium tekanan tinggi dengan ketara mengembangkan kemungkinan penggunaannya dalam pelbagai peranti pencahayaan dengan pengedaran cahaya pekat.

Biasanya, lampu natrium tekanan tinggi beroperasi dengan balast induktif atau elektronik. Lampu natrium tekanan tinggi dinyalakan menggunakan penyala khas yang mengeluarkan denyutan sehingga 6 kV. Masa pencahayaan lampu biasanya 3 hingga 5 minit.

Kelebihan lampu natrium tekanan tinggi moden termasuk penurunan fluks bercahaya yang agak kecil semasa hayat perkhidmatan, yang, sebagai contoh, untuk lampu dengan kuasa 400 W adalah 10-20% dalam 15 ribu jam dengan pembakaran 10 jam. kitaran. Untuk lampu yang beroperasi dengan lebih kerap, penurunan fluks bercahaya meningkat kira-kira 25% untuk setiap penggandaan kitaran.Hubungan yang sama berlaku untuk mengira pengurangan dalam hayat perkhidmatan.

Secara amnya diterima bahawa lampu ini digunakan di mana ekonomi adalah lebih penting daripada pembiakan warna yang tepat. Cahaya kuning hangat mereka agak sesuai untuk lampu taman, pusat membeli-belah, jalan raya, dan juga dalam beberapa kes untuk pencahayaan seni bina hiasan (Moscow adalah contoh yang sangat baik untuk ini). Perkembangan sumber cahaya ini dalam dekad yang lalu telah membawa kepada pengembangan dramatik kemungkinan penggunaannya disebabkan oleh penampilan jenis keluaran baharu, serta lampu berkuasa rendah dan lampu dengan pemaparan warna yang lebih baik.

1. Lampu natrium tekanan tinggi dengan pemaparan warna yang lebih baik

Lampu natrium tekanan tinggi kini merupakan kumpulan sumber cahaya yang paling cekap. Walau bagaimanapun, lampu natrium tekanan tinggi standard mempunyai beberapa kelemahan, di mana, pertama sekali, adalah perlu untuk diperhatikan dengan jelas sifat pemaparan warna yang merosot, dicirikan oleh indeks pemaparan warna yang rendah (Ra = 25 — 28) dan warna yang rendah. suhu (Ttsv = 2000 — 2200 K).

Garisan resonans natrium yang meluas menyebabkan pelepasan kuning keemasan. Paparan warna lampu natrium tekanan tinggi dianggap memuaskan untuk pencahayaan luar, tetapi tidak mencukupi untuk pencahayaan dalaman.

Peningkatan prestasi warna lampu natrium tekanan tinggi adalah disebabkan terutamanya oleh peningkatan tekanan wap natrium dalam penunu apabila suhu zon sejuk atau kandungan natrium amalgam meningkat.(amalgam — cecair, separa cecair atau logam karbida dengan merkuri), meningkatkan diameter paip ekzos, memperkenalkan bahan tambahan memancar, menggunakan fosfor dan salutan gangguan pada mentol luar dan menyuap lampu dengan arus berdenyut frekuensi tinggi. Penurunan dalam fluks bercahaya diimbangi oleh peningkatan tekanan xenon (iaitu, penurunan kekonduksian plasma).

Ramai pakar sedang mengusahakan masalah memperbaiki komposisi spektrum sinaran lampu natrium tekanan tinggi, dan beberapa syarikat asing sudah pun mengeluarkan lampu berkualiti tinggi dengan parameter warna yang lebih baik. Jadi, dalam tatanama syarikat terkemuka seperti General Electric, Osram, Philips terdapat kumpulan luas lampu natrium dengan ciri pemaparan warna yang dipertingkatkan.

Lampu sedemikian dengan indeks pemaparan warna umum Ra = 50 — 70 mempunyai kecekapan cahaya 25% lebih rendah dan separuh hayat perkhidmatan berbanding versi standard. Perlu diingat bahawa parameter utama lampu natrium tekanan tinggi agak penting untuk perubahan dalam voltan bekalan. Oleh itu, dengan penurunan voltan bekalan sebanyak 5-10%, kuasa, fluks bercahaya, Ra kehilangan dari 5 hingga 30% daripada nilai nominalnya, dan apabila voltan meningkat, hayat perkhidmatan menurun dengan mendadak.

Percubaan untuk mencari analog ekonomi lampu pijar membawa kepada penciptaan lampu natrium generasi baru. Baru-baru ini, keluarga lampu natrium berkuasa rendah dengan pemaparan warna yang dipertingkat telah muncul. Philips memperkenalkan satu siri lampu SDW 35-100 W dengan Ra = 80 dan kroma pancaran adalah hampir dengan lampu pijar. Kecekapan bercahaya lampu ialah 39 — 49 lm / W, dan sistem lampu — balast 32 — 41 lm / W.Lampu sedemikian boleh berjaya digunakan untuk mencipta aksen cahaya hiasan di tempat awam.

° Rangkaian lampu OSRAM COLORSTAR DSX, bersama-sama dengan unit kawalan elektronik POWERTRONIC PT DSX, ialah sistem pencahayaan baharu yang membolehkan, menggunakan lampu yang sama, menukar suhu warna. Menukar suhu warna dari 2600 hingga 3000 K dan belakang dilakukan menggunakan pemberat elektronik dengan suis khas. Ini membolehkan anda mencipta bahagian dalam yang terang untuk pameran yang dipaparkan dalam pameran yang sepadan dengan masa hari atau musim. Lampu siri ini mesra alam, kerana ia tidak mengandungi merkuri. Kos pemasangan lampu yang diperbuat daripada kit tersebut adalah 5-6 kali lebih tinggi daripada lampu halogen pijar.

Versi sistem COLORSTAR DSX yang diubah suai, COLORSTAR DSX2, telah dibangunkan untuk pencahayaan luar. Bersama-sama dengan pemberat khas, fluks bercahaya sistem boleh dikurangkan kepada 50% daripada nilai nominal. Siri lampu ini juga tidak mengandungi merkuri.

Lampu natrium tekanan tinggi kuasa rendah

Antara lampu natrium tekanan tinggi yang dihasilkan pada masa ini, bahagian terbesar jatuh pada lampu dengan kuasa 250 dan 400 watt. Pada kuasa ini, kecekapan lampu dianggap maksimum. Walau bagaimanapun, baru-baru ini, terdapat peningkatan ketara dalam minat terhadap lampu natrium watt rendah kerana keinginan untuk menjimatkan tenaga elektrik dengan menggantikan lampu pijar dengan lampu nyahcas watt rendah dalam pencahayaan dalaman.

Kuasa minimum lampu natrium tekanan tinggi yang dicapai oleh syarikat asing ialah 30 — 35 W.Kilang lampu pelepasan gas di Poltava menguasai pengeluaran lampu natrium berkuasa rendah dengan kuasa 70, 100 dan 150 W.

Kesukaran dalam mencipta lampu natrium berkuasa rendah dikaitkan dengan peralihan kepada arus kecil dan diameter paip pelepasan, serta dengan peningkatan panjang relatif kawasan elektrod berbanding jarak antara elektrod, yang membawa kepada yang sangat tinggi. sensitiviti lampu kepada mod bekalan, kepada penyelewengan dalam dimensi reka bentuk paip ekzos dan paip dan kualiti bahan. Oleh itu, dalam pengeluaran lampu natrium berkuasa rendah, keperluan untuk mematuhi toleransi untuk dimensi geometri pemasangan paip ekzos, untuk ketulenan bahan dan ketepatan dos elemen pengisi meningkat. Teknologi asas sudah wujud untuk menguasai pengeluaran besar-besaran sumber cahaya yang menjimatkan dan tahan lama ini.

OSRAM juga menawarkan satu siri lampu berkuasa rendah yang tidak memerlukan penyala (penunu mengandungi campuran Penning). Walau bagaimanapun, kecekapan cahaya mereka adalah 14-15% lebih rendah daripada lampu standard.

Salah satu kelebihan lampu yang tidak memerlukan penyala nadi adalah keupayaan untuk memasangnya dalam lampu merkuri (di bawah keadaan lain yang diperlukan). Contohnya, lampu NAV E 110 dengan fluks bercahaya 8000 lm agak boleh ditukar ganti dengan lampu merkuri jenis DRL -125> dengan fluks bercahaya nominal 6000 — 6500 lm. Perkembangan dalaman yang sama telah lama digunakan di negara kita. Pada masa ini, LISMA OJSC, sebagai contoh, menghasilkan lampu DNaT 210 dan DNaT 360, bertujuan sebagai pengganti langsung untuk DRL 250 dan DRL 400, masing-masing.

NLVD tanpa merkuri

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, usaha ketara telah dibuat dalam bidang perlindungan alam sekitar di banyak negara. Satu bidang usaha ini adalah untuk mengurangkan atau mengelakkan berlakunya sebatian toksik logam berat (cth, merkuri) dalam produk siap industri. Oleh itu, termometer perubatan yang mengandungi merkuri digantikan secara beransur-ansur dengan yang bebas merkuri.

Trend yang sama tersebar luas dalam bidang teknologi pembuatan sumber cahaya. Kandungan merkuri dalam lampu pendarfluor 40 watt telah menurun daripada 30 mg kepada 3 mg. Dalam kes lampu natrium tekanan tinggi, proses ini tidak berjalan begitu cepat, juga kerana merkuri sangat meningkatkan kecekapan sumber cahaya ini, yang diiktiraf sebagai yang paling menjimatkan hari ini.

Lampu bebas merkuri yang sedia ada dan sedang berkembang nampaknya mempunyai masa depan yang cerah. Siri lampu Osram COLORSTAR DSX yang telah disebutkan tidak mengandungi merkuri, yang merupakan pencapaian hebat syarikat. Lampu ini, bersama-sama dengan balast elektronik khas, adalah sistem tujuan khas di mana kecekapan dan kesederhanaan bukanlah keutamaan tertinggi.

Barisan lampu bebas merkuri Sylvania telah lama terkenal. Pengilang memberi perhatian khusus kepada sifat rendering warna yang lebih baik, membandingkannya dengan analog standard pengeluarannya sendiri.

Tidak lama dahulu, pembangunan jurutera dari Matsushita Electric (Jepun) diterbitkan, iaitu NLVD bebas merkuri dengan rendering warna tinggi yang tidak memerlukan balast nadi khas.

Pada akhir hayat perkhidmatan lampu tradisional, warna sinaran mengambil warna merah jambu, disebabkan oleh perubahan dalam nisbah natrium kepada merkuri dalam amalgam.Teduh ini tidak menghasilkan kesan yang sangat menyenangkan, berbeza dengan warna kekuningan lampu ujian di bawah keadaan yang sama. Apabila suhu warna meningkat, Ra mula-mula meningkat ke tahap maksimum (pada T = 2500 K), kemudian jatuh.

Untuk mengurangkan sisihan, pembangun telah menukar tekanan xenon dan diameter dalaman penunu. Telah disimpulkan bahawa sisihan daripada garisan badan hitam berkurangan dengan peningkatan tekanan xenon, tetapi voltan pencucuhan meningkat. Pada tekanan 40 kPa, voltan pencucuhan adalah kira-kira 2000 V, malah mengambil kira kehadiran litar untuk memudahkannya. Apabila diameter dalaman berubah dari 6 hingga 6.8 mm, sisihan dari garis hitam badan berkurangan, tetapi kecekapan bercahaya berkurangan, yang tidak boleh diterima untuk tugas yang sedang dijalankan.

Lampu natrium Ra tinggi bebas merkuri mempunyai ciri yang hampir sama dengan rakan sejawatnya yang mengandungi merkuri. Lampu bebas merkuri mempunyai hayat 1.3 kali ganda.

Lampu pencahayaan tekanan tinggi 150 W dengan indeks pemaparan warna yang tinggi: a — bebas merkuri, b — versi biasa.

Lampu natrium tekanan tinggi dengan dua penunu

Penampilan baru-baru ini bagi sampel bersiri lampu natrium tekanan tinggi dengan pembakar bersambung selari daripada beberapa pengeluar terkemuka menunjukkan bahawa arah ini menjanjikan, kerana penyelesaian sedemikian bukan sahaja menyumbang kepada peningkatan ketara dalam hayat lampu, tetapi juga menghilangkan kerumitan. penyalaan semula serta-merta, mengembangkan potensi untuk menggabungkan pembakar dengan kuasa yang berbeza, komposisi spektrum, dsb.

Walaupun hayat perkhidmatan pepejal yang dinyatakan, persoalan ketahanan lampu ini harus didekati dengan berhati-hati.Hayat perkhidmatan lampu sedemikian hanya benar-benar dua kali ganda jika lampu penunu menyala secara berterusan sepanjang hayat lampu. Jika tidak, pada akhir sumber, pembakar yang berfungsi sering mula memintas sebahagian yang kedua (fenomena ini kadang-kadang dipanggil "kebocoran" elektrik; dalam kes ini, gas jarang di mentol luar dipecahkan oleh voltan denyutan pencucuhan. ), dan oleh itu kesukaran mungkin timbul dengan penyalaannya.

Lampu natrium tekanan tinggi dengan penyala voltan tinggi

Jurutera Jepun (Toshiba Lighting & Technology menawarkan penyelesaian optimum, dari sudut pandangan mereka, untuk menghapuskan fenomena yang disebutkan di atas dalam lampu dengan dua penunu. Reka bentuk lampu mengandungi dua probe pencucuhan yang memastikan penyalaan penunu tertentu apabila ia adalah denyutan positif atau negatif dibekalkan Balast untuk lampu sedemikian mengandungi dua belitan Litarnya agak mudah dan murah Disebabkan reka bentuk ini, lampu penunu menyala secara berselang-seli. Penyalaan bergantian penunu memastikan kurang «penuaan» penunu dan meningkatkan kerja keseluruhan dengan ketara Jurutera dari syarikat yang sama menawarkan lampu dengan penyala terbina dalam yang tidak memerlukan skim kawalan yang kompleks.

Beberapa trend dalam pembangunan lampu natrium tekanan tinggi

Dalam arah manakah pereka dan penyelidik mencari penyelesaian yang berkesan untuk lampu natrium tekanan tinggi? Untuk menjawab soalan ini, kita mesti terlebih dahulu menangani kelemahan jelas lampu ini berkaitan dengan keselesaan visual, kesederhanaan dan keselamatan elektrik yang diperlukan untuk pembinaan.Di antara mereka, beberapa yang utama boleh dibezakan: sifat rendering warna yang lemah, peningkatan denyutan fluks cahaya, voltan penyalaan tinggi dan lebih banyak lagi - penyalaan semula.

Berdasarkan ciri-ciri lampu dengan rendering warna yang tinggi, pembangun berjaya mendekati optimum untuk kumpulan sumber cahaya ini. Perjuangan menentang riak radiasi, yang mencapai 70-80% dalam lampu natrium tekanan tinggi, biasanya dilakukan menggunakan kaedah biasa, seperti menukar lampu dalam fasa rangkaian yang berbeza (dalam pemasangan dengan banyak lampu) dan membekalkan arus frekuensi tinggi . Penggunaan balast elektronik khas secara praktikal menghapuskan masalah ini.

Peranti pencucuhan nadi (IZU) yang kini digunakan dengan kebanyakan kit NLVD - PRA merumitkan operasi lampu dan meningkatkan kos lampu - kit PRA. Denyutan pencucuhan IZU memberi kesan negatif pada balast dan lampu, terdapat kegagalan pramatang peranti ini. Oleh itu, pemaju sedang mencari cara untuk mengurangkan voltan pencucuhan, yang membolehkan anda meninggalkan IZU.

Masalah menyediakan penyalaan semula segera biasanya diselesaikan dalam dua cara. Ia adalah mungkin untuk menggunakan penyala yang memancarkan denyutan amplitud yang meningkat, atau menggunakan lampu dua pembakar yang disebutkan, yang tidak memerlukan peranti sedemikian.

Hayat perkhidmatan lampu natrium dianggap paling lama di antara sumber cahaya intensiti tinggi. Walau bagaimanapun, dalam bidang ini pereka mahu mencapai yang terbaik.Adalah diketahui bahawa hayat perkhidmatan dan penurunan fluks bercahaya semasa operasi bergantung pada kadar di mana natrium meninggalkan pembakar. Kebocoran natrium daripada pelepasan membawa kepada pengayaan komposisi amalgam dengan merkuri dan peningkatan voltan lampu kepada (150 — 160 V) sehingga ia padam. Banyak penyelidikan, pembangunan dan paten telah ditumpukan kepada masalah ini. Antara penyelesaian yang paling berjaya, perlu diperhatikan dispenser amalgam dari GE, yang digunakan dalam lampu bersiri. Reka bentuk dispenser memastikan aliran natrium amalgam yang terhad dalam tiub nyahcas sepanjang hayat lampu. Akibatnya, hayat perkhidmatan meningkat, kegelapan hujung tiub dikurangkan, dan fluks bercahaya kekal hampir malar (sehingga 90% daripada nilai asal) .

Sudah tentu, penyelidikan dan penambahbaikan lampu natrium tekanan tinggi belum berakhir, dan oleh itu kita harus mengharapkan penyelesaian baharu yang mungkin eksklusif dalam keluarga besar sumber cahaya yang menjanjikan ini.

Bahan terpakai dari buku "Penjimatan tenaga dalam pencahayaan". Ed. Madya Y. B. Eisenberg.