Đèn cao áp natri hoạt động như thế nào?

Đèn cao áp natri công suất khá hiệu quả, khoảng 100 lm / W, khi được đo trong điều kiện ánh sáng quang. Các loại công suất cao hơn 600 W có hiệu suất 150 lm / W. Chúng đã được sử dụng rộng rãi cho chiếu sáng khu vực ngoài trời như đèn đường và an ninh. Hiểu được sự thay đổi độ nhạy màu của con người từ photopic sang mesopic và scotopic là điều cần thiết để lập kế hoạch phù hợp khi thiết kế chiếu sáng cho đường.

Do hoạt động hóa học cực kỳ cao của hồ quang natri áp suất cao, ống hồ quang thường được làm bằng oxit nhôm mờ. Cấu trúc này đã khiến General Electric sử dụng tên thương mại “Lucalox” cho dòng đèn natri cao áp của họ.

Xenon ở áp suất thấp được sử dụng làm “khí khởi động” trong đèn HPS. Nó có độ dẫn nhiệt thấp nhất và khả năng ion hóa thấp nhất trong tất cả các loại khí quý hiếm không phóng xạ. Là một loại khí cao quý, nó không can thiệp vào các phản ứng hóa học xảy ra trong đèn hoạt động. Độ dẫn nhiệt thấp giảm thiểu tổn thất nhiệt trong đèn khi ở trạng thái hoạt động và khả năng ion hóa thấp làm cho điện áp đánh thủng của khí tương đối thấp ở trạng thái lạnh, cho phép đèn dễ dàng khởi động.

SƠN “trắng”

Một biến thể của natri áp suất cao, White SON, được giới thiệu vào năm 1986, có áp suất cao hơn đèn HPS / SON thông thường, tạo ra nhiệt độ màu khoảng 2700 K, với CRI là 85, rất giống với màu của đèn sợi đốt. Chúng thường được sử dụng trong nhà trong các quán cà phê và nhà hàng để tạo ra một bầu không khí đặc biệt. Tuy nhiên, những chiếc đèn này chịu chi phí mua cao hơn, tuổi thọ ngắn hơn và hiệu quả ánh sáng thấp hơn.

Nguyên lý hoạt động

so-do-hoat-dong-den-cao-ap-natri

Sơ đồ hoạt động đèn natri

Một hỗn hợp của natri kim loại và thủy ngân nằm ở phần mát nhất của đèn và cung cấp hơi natri và hơi thủy ngân cần thiết để vẽ một vòng cung. Nhiệt độ của hỗn hống được xác định ở mức độ lớn bằng năng lượng đèn. Công suất đèn càng cao, nhiệt độ hỗn hống sẽ càng cao. Nhiệt độ của hỗn hống càng cao, áp suất hơi thủy ngân và natri trong đèn càng cao và điện áp đầu cực sẽ càng cao. Khi nhiệt độ tăng, dòng điện không đổi và điện áp tăng dẫn đến công suất tăng cho đến khi đạt được công suất danh định. Đối với một điện áp nhất định, thường có ba chế độ hoạt động:

  1. Đèn bị tắt và không có dòng chảy.
  2. Đèn đang hoạt động với hỗn hống lỏng trong ống.
  3. Đèn đang hoạt động với tất cả hỗn hống bốc hơi.

Các trạng thái đầu tiên và cuối cùng là ổn định, bởi vì điện trở đèn liên quan yếu đến điện áp, nhưng trạng thái thứ hai là không ổn định. Bất kỳ sự gia tăng bất thường nào trong dòng điện sẽ gây ra sự gia tăng sức mạnh, gây ra sự gia tăng nhiệt độ hỗn hống, điều này sẽ làm giảm sức đề kháng, điều này sẽ khiến dòng điện tăng thêm. Điều này sẽ tạo ra hiệu ứng chạy trốn và đèn sẽ nhảy đến trạng thái dòng cao (# 3). Bởi vì đèn thực tế không được thiết kế để xử lý nhiều năng lượng này, điều này sẽ dẫn đến thất bại thảm hại. Tương tự như vậy, một sự sụt giảm bất thường trong dòng điện sẽ khiến đèn bị tuyệt chủng. Đây là trạng thái thứ hai là trạng thái hoạt động mong muốn của đèn, bởi vì việc mất hỗn hợp chậm theo thời gian từ một hồ chứa sẽ ít ảnh hưởng đến các đặc tính của đèn hơn so với hỗn hống bay hơi hoàn toàn.

Trong sử dụng thực tế, đèn cao cáp được cung cấp bởi nguồn điện áp xoay chiều nối tiếp với “chấn lưu” cảm ứng để cung cấp dòng điện gần như không đổi cho đèn, thay vì điện áp không đổi, do đó đảm bảo hoạt động ổn định. Chấn lưu thường là quy nạp chứ không chỉ đơn giản là điện trở để giảm thiểu tổn thất điện trở. Bởi vì đèn dập tắt hiệu quả tại mỗi điểm dòng điện 0 trong chu kỳ AC, chấn lưu cảm ứng hỗ trợ trong sự trị vì bằng cách cung cấp một điện áp tăng vọt tại điểm dòng 0.

Ánh sáng từ đèn bao gồm các vạch phát xạ nguyên tử của thủy ngân và natri, nhưng bị chi phối bởi sự phát xạ dòng D của natri. Dòng này cực kỳ áp lực (cộng hưởng) mở rộng và cũng tự đảo ngược do sự hấp thụ ở các lớp ngoài lạnh hơn của hồ quang, giúp đèn được cải thiện đặc tính hoàn màu. Ngoài ra, cánh màu đỏ của phát xạ đường D là áp lực lớn hơn được mở rộng bởi lực Van der Waals từ các nguyên tử thủy ngân trong hồ quang.

Tham khảo thêm một số mẫu cột đèn cao áp mạ kẽm đường phố tại HK Việt Nam

Rate this post