En natriumdamplampe er en utladningslampe som det produseres luminescens i en natriumdamp Vi skiller mellom natriumdamplamper med lavt trykk, som avgir et lys med en gul farge, og damplamper av høytrykksnatrium, litt mer oransje i fargen. Disse lampene brukes ofte til gatebelysning .
Bruken av natriumdamp som lyskilde dateres tilbake til bruken av brennbar torv, der det oransje lyset fra flammen feilaktig ble tilskrevet svovel . Det var ikke før i midten av XIX - tallet, med fremkomsten av lavtrykksutløpsrør og karbonbuer , som studerer bruken av natrium og dets salter til belysning. Det var imidlertid ikke før i 1930-årene at det første metalliske natriumdamplamper skulle dukke opp takket være Arthur Compton utvikling av en alkali- resistent boratglass , men som damptrykk og temperatur økes. Utflod økes, lampen forverret uopprettelig etter noen få sekunder.
I 1932 , Philips og Osram , henholdsvis i Nederland og i Tyskland , marked de første lamper av denne typen som vil bli brukt umiddelbart for veibelysning. Med en lyseffekt på 55 lm / W var disse kildene de mest økonomiske på den tiden. Teknologien til disse lampene utviklet seg enormt til 1950-tallet . Deres morfologi endret seg da lite.
Deres veldig dårlige fargegjengivelse og ganske store dimensjoner har begrenset bruken til belysning av offentlige veier og visse industriområder. Derfor ble det veldig tidlig vurdert å øke damptrykket for å spre mer kraft per lengdenhet, og å berike det emitterte spekteret for å gjøre lyset mer behagelig for øyet.
Et avgjørende aspekt av disse kildene, som har vært gjenstand for betydelig forskning og utvikling, er termisk isolasjon av utløpsrøret. De første lampene brukte et utløpsrør koblet til en gjennomsiktig dewar , som ligner på termosflasker. Selv om varmeisolasjonen var tilfredsstillende den gangen, hadde disse eksterne flaskene ulempen med å raskt bli skitne fra innsiden. Dette problemet ble løst på midten av 1950-tallet med en design i ett stykke hvor utløpsrøret er lukket i et vakuumtrukket kabinett. Varmeisolasjonen ble forbedret, men med glasskapper som hadde ulempen med å gjøre disse lampene ganske tunge og skjøre.
En stor forbedring var erstatningen av disse hylsene med en gjennomsiktig film av gull , sølv eller vismut avsatt på den indre overflaten av den ytre pæren, og reflekterte infrarød stråling tilbake til utløpsrøret. Først på slutten av 1950-tallet ble syntetisk safir oppdaget å være motstandsdyktig mot natriumdamp.
Dermed ble en første høytrykkslampe produsert i 1958 i laboratoriene i Thorn, Storbritannia . Det var imidlertid bare med utviklingen av polykrystallinske aluminiumoksydrør, og de riktige tetningene, at en kommersiell lampe ble produsert i 1964. Selv om 100 lm / W-barrieren ble nådd med denne teknologien, utgjorde bruken av disse tynne filmene problemet av absorpsjon av lyset som sendes ut av elektrisk utladning. Dette problemet ble delvis løst ved bruk av tinndioksid til filmen, deretter av indium og tinnoksid, som på begynnelsen av 1980-tallet gjorde det mulig å nå 200 lm / W, en grense som på begynnelsen av 1980-tallet. Denne dagen har ikke blitt bestått.
De første lampene som ble laget i laboratoriet hadde en fylling av xenon og natriumdamp, men av praktiske årsaker ble kvikksølv tilsatt.
Lavtrykksnatriumdamp (LPS) -lamper består av et utløpsrør bøyd i en U-form og lukket i en ekstern vakuumfyrt pære.
Røret er fylt med en blanding neon (99%) argon (1%) ved lavt trykk, slik at tenn utladning og oppvarmingen av natrium til 260 ° C .
Røret er laget av sodakalkglass dekket med et tynt lag boratglass, motstandsdyktig mot alkalimetalldamp . Dette røret er forsynt med elektroder dekket med sjeldne jordartsoksider for god elektronutslipp.
Den ytre pæren har et vakuum, hvis kvalitet opprettholdes av bariumspeil i nærheten av stikkontakten. En zirkoniumpellet brukes ofte til å knekke eventuelle hydrokarbondampe som kan være tilstede. En film av indium tinnoksid, 0,3 mikrometer tykk, dekker innsiden av den ytre pæren. Dette belegget er designet for å reflektere infrarød stråling tilbake til utløpsrøret.
Høytrykks natriumdamplamper (HPS) kom først på markedet tidlig på 1970 - tallet . Mer økonomisk enn kvikksølvdamplamper mens de hadde høyere lysstrøm, ble de utbredt for offentlig belysning på 1980-tallet med prisfall, energioptimalisering og økt levetid. De bruker andre kjemiske forbindelser av praktiske årsaker. Imidlertid er det bare natrium som er ansvarlig for lysutslipp, xenon og kvikksølv som bare tjener til å la lampen starte, og for å fikse de gode elektriske egenskapene til lysbuen.
I motsetning til kilder med lavt trykk som er preget av en nesten monokromatisk oransje stråling, viser lamper som opererer under høyt trykk interaksjoner mellom de forskjellige elementene og gir et overlagret spekter av bånd og diskrete linjer.
Dermed anses lyset fra disse lampene å være av bedre kvalitet, fordi de inneholder andre farger enn oransje. Det er denne egenskapen som gir disse lampene en utmerket lyseffektivitet, øyet er mer følsomt for de utstrålte bølgelengdene. Av disse to grunnene belyser disse kildene det store flertallet av veier og næringer over hele verden, selv om CRI fortsatt er dårlig på grunn av den sterke overvekten av den gul-oransje fargen (relativt mettet i spekteret).
To typer lamper som produserer et hvitere lys ble utviklet på 1980-tallet .
Standardfamilien for natriumdampe strekker seg fra 35 watt til 1000 W , med en lyseffekt på 90 lm · W -1 til 140 lm · W -1 , som er en valgkilde for økonomisk belysning.
Standard krefter for klare rørformede lamper kan være:
Med unntak av 18 watt lamper, har alle modeller opp til 180 watt en startspenning større enn 250 volt. Derfor er de fleste av disse lampene drevet av en dispersjonstransformator med en sekundær spenning på åpen krets på 450 V.
Siden 1980-tallet har det vært såkalte hybridkraftsystemer som består av en induktor og en høyspenningsinitiator. Induktoren er utformet på en slik måte at den tredje harmoniske strømmen er viktig. Den resulterende strømbølgen er mer kvadratisk enn sinusformet, en egenskap som øker effektiviteten til disse lampene.
Disse lampene er veldig praktiske for å dyrke planter av alle slag innendørs. De gjør det mulig å forvandle korte vinterdager til vakre sommerdager. To typer lamper som brukes av profesjonelle er nå tilgjengelig for amatører.
Disse lampene er en foretrukket lyskilde for planter over en lineær kilde som lysrør .
Driftsmodus foregår i 3 trinn:
Lavtrykkslamper som hovedsakelig avgir i natriumdublettlinjene, genererer mye mindre lysforurensning enn høytrykkslamper som har et mer komplett spektrum. De amatørastronomer kan filtrere det enkelt.
Siden natrium antennes spontant i luften, kan det føre til at det brenner den (indre) natriumpæren. Siden mengden natrium er lav, frigjør den ikke veldig høy energi men kan antenne nærliggende materialer; Unngå derfor å knuse disse lampene i nærheten av brennbare materialer (klær, halm, papir, papp, metallpulver, hydrokarboner osv.).