Натриевые лампы являются одной из самых эффективных групп источников видимого излучения: они обладают высокой световой отдачей и незначительным снижением светового потока при длительном сроке службы. Поэтому натриевые лампы, применяются для экономичного освещения, особенно наружного.
Принцип действия натриевых ламп основан на использовании резонансного излучения D-лииий натрия.
По рабочему давлению натрия выделяют два типа натриевых ламп - низкого и высокого давления (НЛНД и НЛВД).
Кривая зависимости световой отдачи излучения натриевого разряда от давления паров натрия имеет два максимума. Область первого максимума соответствует давлению около 0,2 Па и достигается при температуре жидкой фазы 270-300°С. Именно при этих давлениях и плотностях тока 0,1-0,5 А/см2 работают созданные еще в 30-х годах НЛНД. Второй максимум световой отдачи достигается в НЛВД при давлении около 10 кПа. Это давление имеют насыщенные пары натрия при температуре 650-750 °С.
Создание НЛВД стало возможным только после освоения технологии производства светопропускающего высокотемпературного материала для разрядной трубки, устойчивого к длительному воздействию агрессивных паров натрия при 1300-1400°С.Материал был создан только в 60-х годах и представляет собой керамику на основе поликристаллической окиси алюминия.
Натриевые лампы низкого давления являются чрезвычайно эффективным источником почти однородного видимого излучения, так как КПД разряда при низком давлении для резонансного излучения всегда бывает высоким, а резонансные линии натрия лежат в области, близкой к максимальной чувствительности глаза. Благодаря желтому монохроматическому свету, обеспечивающему превосходную видимость и разрешающую способность глаза при низких уровнях освещенности и хорошее прохождение излучения в тумане, НЛНД находят применение в светосигнальных установках.
Основным рабочим веществом натриевых ламп высокого давления является натрий, имеющий наиболее низкие потенциалы возбуждения и ионизации, (дает излучение, электроны и ионы); ртуть вводится в качестве буферного газа для повышения температуры разряда, градиента потенциала в столбе разряда и для снижения тепловых потерь; вклад в излучение ртуть практически не дает. Ксенон вводится при холодном давлении 2,6 кПа. Он повышает световую отдачу за счет снижения теплопроводности плазмы. Напряжение зажигания ламп с ксеноном 2-4 кВ.
Цвет излучения НЛВД имеет приятный золотисто-белый оттенок, 2100 К. Цветовая температура может быть повышена за счет увеличения давления паров натрия, но при этом неизбежно происходит заметное снижение световой отдачи. Баланс мощности НЛВД: потери на электродах 6%, видимое излучение 30%, УФ и ИК излучение 20 %, тепловые потеря в столбе разряда 44 %. В желто-оранжевой области (560-610 нм) сосредоточено 70 % видимого излучения.
Натриевые лампы высокого давления используют разряд в насыщенных парах натрия и ртути над амальгамой. Поэтому наблюдается резкая зависимость оптических и электрических характеристик от температуры холодной зоны разрядной трубки. Разрядная трубка НЛВД изготавливается из особо чистой окиси алюминия в виде диффузно пропускающей свет поликристаллической керамики, либо в виде прозрачного трубчатого монокристалла (материал лейкосапфир). Эти материалы устойчивы к длительному воздействию паров натрия при температуре до 1600°С, имеют общий коэффициент пропуска видимого излучения 90-95 %.
Вход на сайт
