高压钠灯的发展历史和工作原理介绍

高压钠灯的发展历史和工作原理介绍

2018-04-13 23:34:44 118
高压钠灯是目前除了LED之外的路灯使用最多的光源。LED因为寿命长、节能环保等因素渐渐取代了高压钠灯。而在之前,高压钠灯具备的良好的效率,牺牲一点显色性带来了更长的寿命,适应许多灯具类型的特点令其成为路灯的主流光源。
通用电气公司率先在纽约斯克内克塔迪公园研制出高压钠灯,第一个高压钠灯在1964年问世。


高压钠灯的优点:
-良好的效率(流明每瓦)
比低压钠灯或荧光小,高压钠灯适合许多灯具类型
-可改装成旧的汞蒸气灯具
-寿命比低压钠灯更长

高压钠灯的缺点:
-没有金属卤化物和卤素灯色彩渲染效果好。
-当电路系统运行时。需要运行52-100V的低电弧电压有损镇流器(低效率),这减少了灯泡的实际效率。

高压钠灯的用途:
户外照明、市政照明、家庭院子照明,工矿照明 、植物照明(植物生长灯)。


1. 高压钠灯工作原理
高压钠灯灯管包括由在灯泡的框架支承的窄电弧管。电弧管具有更高的效率内的高压。钠,汞和氙通常使用的发光管的内部。电弧管是由氧化铝陶瓷是像钠碱的腐蚀作用抗性的。该灯点亮在变化,但以启动灯的最常用的方式是用一个脉冲开始。有内置到其中通过电弧管发送高电压能量脉冲镇流器的点火器。这种脉冲开始通过氙气弧。电弧然后加热了汞和汞蒸气然后使灯泡呈现为浅蓝色。钠蒸气弧线超过240℃的钠与其他混入杂质,以创造一个更“白”光。汞有助于蓝色光谱的光添加到钠的纯黄色。 保持真空是困难的,随着时间的推移,氧气和其他气体可以渗入。该吸气剂通过不断吸出剩余的氧气和不需要的气体,高压钠灯钠存储通常存储在汞合金储在电弧管的端部和低压钠灯冷却时钠储存在灯管的凸点不同。


处理:
在这些灯中的钠是一种极不稳定的物质。暴露在空气中的钠可能会爆炸。钠灯的处理方式应与普通垃圾进行区别。发生过很多由于钠灯破碎爆炸引发垃圾车着火的现象。钠灯含有汞。现在的钠灯含汞比以前少很多,但是这仍旧是一个不可避免的环保问题。

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高压钠灯的发明家

钠灯的早期发明者知道在弧光管中的压力越高其效率也就越高,问题是,没有任何材料可以忍受高压,高温和钠的腐蚀性。最后,35年后的康普顿发明钠灯的理想材料,用于制造高压钠灯。一位在靠近斯克内克塔迪通用电气研究实验室工作的名叫罗伯特L.科布尔的研究员,纽约开发了一款名为Lucalox的材料。Lucalox是氧化铝陶瓷的商业术语。 他的工作为威廉劳登、库尔特·施密特,以及埃尔默发明高压钠灯铺平了道路。 1964年劳登,施密特和Homonnay努力制造在Ohio,NELA公园(在克利夫兰通用电气研究园区)使用的高压钠灯,用新型的Lucalox材料,他们想出了如何创建一个电弧管,疏散管和插入能够承受管内的相对状态的电极。该灯的第一个商业版本是在1964年,在20世纪80年代GE的工程师进一步提高灯泡的使用寿命和效率。由此,高压钠灯在路灯照明领域全面铺开。

高压钠灯与LED路灯特点对比:
1.高压钠灯发光颜色为黄色,色温及显像指数都比较低。太阳光显像指数为100,而高压钠灯的显像指数仅为20左右(黄光)。
2.LED路灯的光源色温可以在4000-7000K之间灵活选择,显像指数最可达80以上,灯具发光颜色更接近于自然光。
3.钠灯的灯泡结构决定了灯具的光源利用率低,仅有40%左右。灯管的发光角度为360°大部分必须通过反射器反射后才能照射到指定区域。
4.LED灯具光源利用率高,约为90%,LED二极管发光角度同灯具的发光角度可保持一致,因此灯具大部分的光是直接照射到指定区域,只有很少一部分是通过反射,因此光源利用率高。
5.高压钠灯灯泡启动时间长,再次启动时需要有一定的时间间隔。高压钠灯在通电5-10分钟左右的时间,才能达到正常的亮度,再次启动的时间间隔一般要大于5分钟。
6.LED灯不存在启动延时的问题,可随时接通,随时工作,能够非常方便地实现智能化节能控制。
7.钠灯由于灯亮时与灯不亮时的温度差异很大,若灯体不带呼吸系统时,反射器容易被有害气体腐蚀而产生较大光损。
8.LED灯具不需要加装呼吸系统。

高压钠灯发出来的光以红橙色为主,也包括一小部分蓝光。这种光对促进植物开花结果效果明显,在日照相对不足时,高压钠灯是理想的光源,用于适当增加光照;也因此,高压钠灯是目前应用最广泛的植物补光光源。高压钠灯的大量应用,还有其它原因。一是寿命长,能达到金卤灯的2倍,但灯泡老化后,它会耗费更多电能,同时发出的光更少,也就是发光效率会急剧下降。二是它发光效率很高,1000瓦的灯泡能达到140流明/瓦,100瓦的也能达到105流明/瓦。高压钠灯也有不足--------发出的光中蓝光比例很低。在育苗过程中,单独使用钠灯补光,这可能导致叶片细长、徒长。当然,如果把高压钠灯和金卤灯混合应用在温室里(没有日光),或者高压钠灯配合日光使用,可能可以避免这个现象。

高压钠灯属于高压气体放电灯,具有光输出效率高,产生热量高,使用寿命长等特点。这种灯在熄灭后需1min后才能重新启动,启动后3~4min才能达到完全亮度,适用于五年以上规划,大面积温室补光。