Đèn natri áp suất cao

Đèn natri áp suất cao (HPS) là một loại đèn phóng điện cường độ cao (HID). Nó bao gồm một số thành phần chính. Ở trung tâm là một ống hồ quang, thường được làm bằng vật liệu gốm mờ như alumina. Ống vòng cung này chứa một lượng nhỏ natri kim loại, thủy ngân và một loại khí cao quý như Xenon. Phong bì bên ngoài, bao quanh ống hồ quang, thường được làm bằng kính cứng. Nó phục vụ để bảo vệ ống hồ quang và cũng chứa chân không hoặc khí trơ để cung cấp cách nhiệt và ngăn ngừa các phản ứng hóa học.

Các điện cực được đặt ở mỗi đầu của ống hồ quang. Các điện cực này được làm bằng một vật liệu chịu lửa như vonfram và được thiết kế để chịu được nhiệt độ cao và môi trường hóa học bên trong ống hồ quang. Các kết nối điện được thực hiện thông qua đế của đèn, được thiết kế để phù hợp với ổ cắm tiêu chuẩn.

Khi đèn được bật lần đầu tiên, một điện áp cao được áp dụng trên các điện cực. Khí cao quý (thường là xenon) trong ống hồ quang được ion hóa trước tiên do năng lượng ion hóa thấp hơn của nó. Điều này tạo ra một đường dẫn dẫn điện và cho phép một dòng điện chảy qua ống ARC. Khi dòng điện đi qua, nhiệt tạo ra làm cho thủy ngân bốc hơi. Hơi thủy ngân sau đó trở nên ion hóa và dẫn điện hiệu quả hơn.

Nhiệt độ tăng và năng lượng điện làm cho natri trong ống hồ quang cũng hơi hóa. Các nguyên tử natri được kích thích bởi việc xả điện. Khi các nguyên tử natri kích thích này trở về trạng thái cơ bản của chúng, chúng phát ra các photon ánh sáng. Ánh sáng màu vàng đặc trưng của đèn natri áp suất cao là do phổ phát xạ của natri. Áp suất cao bên trong ống hồ quang làm cho các đường quang phổ mở rộng, dẫn đến đầu ra ánh sáng liên tục và hiệu quả hơn so với đèn natri áp suất thấp.

Hiệu quả phát sáng: Đèn natri áp suất cao có hiệu quả phát sáng tương đối cao. Họ có thể tạo ra một lượng đáng kể sản lượng ánh sáng cho năng lượng mà họ tiêu thụ. Ví dụ, đèn HPS 400 - watt điển hình có thể có thông lượng phát sáng khoảng 48.000 - 56.000 lumens. Điều này làm cho chúng năng lượng - hiệu quả cho các ứng dụng cần một lượng lớn ánh sáng, chẳng hạn như ánh sáng đường phố và ánh sáng khu vực công nghiệp.

Nhiệt độ màu sắc và kết xuất màu: Nhiệt độ màu của đèn natri áp suất cao tương đối thấp, thường là khoảng 2000 - 2200k. Điều này mang lại cho ánh sáng một màu sắc ấm áp, màu vàng. Chỉ số kết xuất màu (CRI) của đèn HPS thường nằm trong phạm vi 20 - 30. CRI thấp có nghĩa là các đèn này không tái tạo chính xác màu sắc của các vật thể. Tuy nhiên, trong các ứng dụng mà độ chính xác màu sắc không phải là mối quan tâm chính, chẳng hạn như ánh sáng đường phố ngoài trời và ánh sáng công nghiệp khu vực lớn, công suất ánh sáng cường độ cao và năng lượng - hiệu quả của chúng là quan trọng hơn.

Tuổi thọ của đèn: Tuổi thọ của đèn natri áp suất cao thường là khoảng 16.000 - 24.000 giờ. Cuộc sống tương đối dài này làm cho chúng trở thành một lựa chọn hiệu quả về chi phí cho các ứng dụng mà việc thay thế thường xuyên không thực tế, chẳng hạn như trong các thiết lập công nghiệp và ánh sáng công nghiệp cao.

Độ sáng và cường độ: Đèn natri áp suất cao được biết đến với công suất ánh sáng cường độ cao. Chúng có thể tạo ra một ánh sáng rất sáng, phù hợp để chiếu sáng các khu vực rộng lớn từ xa. Góc chùm có thể được điều chỉnh bằng các gương phản xạ hoặc các thiết bị quang khác để đạt được mẫu chiếu sáng mong muốn.

Ánh sáng đường phố: Đèn natri cao áp đã được sử dụng rộng rãi để chiếu sáng đường phố trong nhiều thập kỷ. Sản lượng ánh sáng và năng lượng cao của chúng - hiệu quả làm cho chúng phù hợp với đường chiếu sáng, đường cao tốc và đường phố thành phố. Ánh sáng màu vàng - màu cam có thể xuyên qua sương mù và các điều kiện khí quyển khác tốt hơn một số nguồn ánh sáng khác, cung cấp khả năng hiển thị tốt cho người lái xe và người đi bộ.

Ánh sáng công nghiệp: Trong các môi trường công nghiệp như nhà máy, nhà kho và hội thảo, đèn HPS được sử dụng để cung cấp ánh sáng sáng cho các khu vực làm việc. Tuổi thọ dài và khả năng bao phủ các khu vực rộng lớn với một đèn duy nhất làm cho chúng trở thành một lựa chọn thiết thực để thắp sáng các hoạt động công nghiệp quy mô lớn.

Ánh sáng khu vực ngoài trời: Đèn natri áp suất cao cũng được sử dụng để chiếu sáng các khu vực ngoài trời như bãi đỗ xe, sân thể thao và ngoại thất tòa nhà. Ánh sáng rực rỡ của chúng có thể chiếu sáng hiệu quả các khu vực này, tăng cường an ninh và khả năng hiển thị trong đêm.

Năng lượng - Hiệu quả: Như đã đề cập trước đó, chúng tương đối năng lượng - hiệu quả, tạo ra rất nhiều ánh sáng cho sức mạnh tiêu thụ. Điều này giúp giảm chi phí năng lượng trong các ứng dụng chiếu sáng quy mô lớn.

Tuổi thọ dài: Tuổi thọ dài của chúng làm giảm tần suất thay thế đèn, có thể là một lợi thế đáng kể trong các ứng dụng trong đó truy cập vào đèn để thay thế là khó khăn hoặc tốn kém.

Tầm nhìn tốt trong điều kiện bất lợi: Ánh sáng màu vàng - màu cam của đèn HPS có thể xuyên qua sương mù, bụi và các hạt khác trong không khí hiệu quả hơn một số nguồn ánh sáng khác.

Kết xuất màu kém: CRI thấp của đèn natri áp suất cao có nghĩa là chúng không tái tạo chính xác màu sắc của các vật thể. Đây có thể là một nhược điểm trong các ứng dụng trong đó phân biệt màu là quan trọng, chẳng hạn như trong các cửa hàng bán lẻ hoặc phòng trưng bày nghệ thuật.

Thời gian ấm áp và thời gian nghỉ ngơi: Đèn HPS có thời gian ấm áp - thời gian tăng vài phút trong đó đầu ra ánh sáng tăng dần và màu ổn định. Ngoài ra, nếu đèn bị tắt và sau đó cần phải bật lại một cách nhanh chóng, có thể mất nhiều thời gian hơn (một vài phút) để thiết lập lại và đạt đến độ sáng đầy đủ.

Hạn chế quang phổ: Phổ ánh sáng của đèn HPS được cô đặc trong phạm vi màu vàng - màu cam. Điều này có thể dẫn đến một môi trường thị giác lý tưởng ít hơn trong một số ứng dụng trong đó ánh sáng cân bằng hoặc trắng hơn được ưa thích.