鈉燈
編輯鈉燈是一個氣體放電燈,它使用鈉在激發態下,以產生光在接近589的特征波長。
這類燈有兩種:低壓和高壓。低壓鈉燈是高效的電光源,但是它們的黃光將其應用限制在室外照明(例如路燈)中,而該照明已被廣泛使用。高壓鈉燈比低壓燈發射的光譜更廣,但與其他類型的燈相比,它們的顯色性仍然較差。低壓鈉燈僅發出單色黃光,因此在夜間會抑制色覺。
鈉燈的發展
編輯低壓鈉弧放電燈最早是在1920年左右投入使用的,這是由于開發了一種可以抵抗鈉蒸氣腐蝕作用的玻璃而開發的。它們在小于1 Pa的壓力下工作,并在鈉發射線周圍以589.0和589.56納米波長產生近乎單色的光譜。這些產生的黃光將應用范圍限制在不需要色覺的應用范圍。
英國和美國都對高壓鈉燈進行了研究。鈉蒸氣壓力的增加使鈉發射光譜變寬,從而產生的光在589 nm以上和以下波長處具有更多的能量發射。汞放電燈中使用的石英材料被高壓鈉蒸氣腐蝕。1959年進行了高壓燈的實驗室演示。通用電氣開發的燒結氧化鋁材料(添加氧化鎂以改善透光率)是構建商用燈的重要步驟。到1962年,該材料以管的形式出現了,但是還需要其他技術來密封管子并添加必要的電極-這種材料不能像石英一樣被熔化。弧光管的端蓋在操作中會變得高達800攝氏度,然后在關閉燈時冷卻至室溫,因此電極端子和弧光管密封必須承受重復的溫度循環。邁克爾·阿倫達什(Michael Arendash)解決了這個問題[4]在GE Nela Park工廠。1970年代初期還生產了單晶人造藍寶石管,并將其用于HPS燈,功效略有提高,但生產成本卻高于多晶氧化鋁管。
低壓鈉燈
編輯低壓鈉(LPS)燈具有一個硼硅酸鹽玻璃氣體放電管(電弧管),該氣體放電管(固態碳管)中含有固態鈉以及少量的Penning混合物中的氖氣和氬氣,以開始氣體放電。放電管可以是線性的(SLI燈)或U形。首次啟動燈泡時,它會發出暗紅色/粉紅色的光,以加熱鈉金屬。在鈉金屬蒸發的幾分鐘內,發射物變成普通的亮黃色。這些燈發出的單色光平均為589.3?nm波長(實際上兩條主要光譜線在589.0和589.6 nm處非常靠近)。僅由這種窄帶寬照明的物體的顏色難以區分。
LPS燈在內部放電管周圍有一個玻璃真空外殼,用于隔熱,從而提高了效率。早期的LPS燈具有可拆卸的杜瓦外套(SO燈)。具有永久真空外殼的燈(SOI燈)被開發用于改善隔熱性能。通過用銦錫氧化物的紅外反射層覆蓋玻璃外殼,獲得了進一步的改進,從而生產出SOX燈。
LPS燈與熒光燈類似,因為它們是具有線性燈形狀的低強度光源。它們不像高強度放電(HID)燈那樣呈現明亮的電弧。它們發出柔和的發光,從而減少了眩光。與HID燈不同,在電壓驟降期間,低壓鈉燈會迅速恢復到全亮度。LPS燈的額定功率從10 W到180 W不等。然而,更長的燈管長度會遭受設計和工程上的問題。
現代的LPS燈的使用壽命約為18,000小時,并且流明輸出不會隨著年齡的增長而下降,盡管它們確實會在壽命終止時使能耗增加約10%。該特性與汞蒸氣HID燈形成對比,汞蒸氣HID燈在使用壽命結束時變暗,直至失效,同時消耗了不減少的電能。
2017年,LPS燈的最后一家制造商飛利浦照明宣布,由于需求下降,他們將停止生產燈。最初,該產品將在2020年期間逐步淘汰,但是該日期已提前,最后一盞燈于2019年11月在漢密爾頓工廠生產。
高壓鈉燈
編輯高壓鈉(HPS)燈已廣泛用于工業照明,尤其是在大型制造設施中,并且通常用作植物生長燈。它們含有汞。它們還被廣泛用于室外區域照明,例如道路、停車場和安全區域。了解在人類色覺敏感度的變化明到黃昏黎明和黃昏設計照明道路時是進行適當的規劃是必不可少的。
高壓鈉燈是相當有效的-約100流明每瓦,用于測量時,明視照明條件。一些更高功率的燈(例如600瓦)的效率約為每瓦150流明。
由于高壓鈉電弧極易發生化學反應,因此電弧管通常由半透明的氧化鋁制成。這種結構導致通用電氣公司在其高壓鈉燈生產線中使用商品名“ Lucalox”。
低壓氙燈用作HPS燈中的“啟動氣體”。在所有穩定的惰性氣體中,它具有最低的導熱率和最低的電離勢。作為稀有氣體,它不會干擾操作燈中發生的化學反應。低的熱導率使在工作狀態下的燈中的熱損失最小化,并且低的電離電勢使氣體的擊穿電壓在冷狀態下相對較低,這使得燈易于啟動。
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