Mga lampara ng sodium: pangingibabaw ng elemento ng kemikal na may tamed

Tinatalakay ng artikulo ang disenyo at aplikasyon ng mga high-pressure sodium lamp.

Mahirap ngayon para sa mga astronomo. Hindi mahalaga kung saan sa kalangitan sila ay nakatuon ng mga teleskopyo, ang mga linya ng sodium at mercury ay palaging naroroon sa mga larawan ng spectra ng mga bituin. Ang nasabing spectra ay hindi lahat pinapatunayan na ang mga bituin ay mayaman sa mga sangkap na kemikal na ito. Ang dahilan ay puro makalupang: ang panlabas na pag-iilaw ng mga lungsod at freeways sa tulong ng mga high-intensity discharge lamp ay lumilikha ng isang napakalakas na pag-iilaw ng kapaligiran na ang mga sensitibong mga instrumento sa astronomya ay nakakakuha ng ilaw ng mga ginawa ng mga "bituin".

Ang pinakamalaking kontribusyon sa pag-iilaw sa kalye, at ang pangunahing hadlang sa mga obserbasyon ng astronomya, ngayon mataas na presyon ng sodium lamp. Tungkol sa kanila at tatalakayin sa materyal na ito.

Una sa lahat, bakit eksaktong presyon? Ang katotohanan ay ang paglabas ng mga lampara ng tubo na may mababang presyon ng mercury ay lumitaw sa panahon ng prewar. Ang mga lampara ng fluorescent ay mabilis na naging laganap. Ngunit ang isang paglabas sa sodium singaw sa loob ng mahabang panahon ay hindi nakuha dahil sa mababang bahagyang presyon ng sodium sa mababang temperatura.

Matapos ang isang bilang ng mga teknolohikal na trick, ang pagkakaiba ay upang lumikha ng mga lampara ng sodium na nagpapatakbo sa mababang presyon. Ngunit hindi sila malawak na ginagamit dahil sa kumplikadong disenyo. Isang mas masuwerteng kapalaran mataas na presyon ng sodium lamp (NLVD). Ang paunang pagtatangka upang lumikha ng mga lampara sa isang shell ng quartz glass na natapos sa kabiguan. Sa mataas na temperatura, ang aktibidad ng kemikal ng sodium ay nagdaragdag. Ang kadaliang kumilos ng mga atomo (pagsasabog) ay lumalaki din. Samakatuwid, sa mga burner ng kuwarts, ang sodium ay mabilis na tumagos sa quartz, sinira ang shell ng burner.

Nasusukat ang sitwasyon kung kailan sa unang bahagi ng 60s, ang General Electric ay nag-patent ng isang bagong ceramic material na maaaring gumana sa singaw ng sodium sa mataas na temperatura. Natanggap niya ang tatak na pangalan na "Lukalos". Mayroon kaming mga keramika na ito na kilala bilang Polycor. Ang mga keramika ay ginawa sa pamamagitan ng mataas na temperatura ng pagsasala ng alumina powder.

Ang alumina ay may higit sa 10 mga pagbabago ng sala-sala ng kristal, depende sa mga kondisyon ng reaksyon ng oksihenasyon. Para sa mga layunin ng pag-iilaw, isa lamang ang pagbabago ay angkop - ang alpha form ng oxide, na may pinakamakapang siksik na packing ng mga atoms sa kristal. Ang proseso ng pagsisisi, o sa halip ang "lumalagong" ng mga keramika ay napaka-sumpungin. Sa katunayan, bilang karagdagan sa kemikal na pagtutol sa sodium singaw, ang mga keramika ay dapat magkaroon ng mataas na transparency. Ano ang punto ng paggawa ng isang lampara kung ang karamihan sa ilaw ay nawala sa mga dingding ng naglalabas na tubo (burner)?

Ang ceramic burner ng mga lampara ng sodium ang pangunahing tampok na nakikilala mula sa iba pang mga mapagkukunan ng gas-discharge light. Ang mga keramika na nagpapatakbo sa mga temperatura na higit sa 1000 degree, ay maaaring mapanatili ang sodium para sa libu-libong oras. Ngunit hindi ito nangangahulugan na ang sodium ay hindi lahat ay maaaring tumagos palabas sa dami ng panlabas na flask.

Ang isang siksik na sala ng kristal ay talagang pinipigilan ang pagsasabog ng mga atomo sa pamamagitan ng mga keramika. Ngunit ang mala-kristal na mga bloke ng aluminyo oxide ay "nakagapos" sa bawat isa sa pamamagitan ng mga amorphous, tulad ng salamin na mga seramika. Ito ay binubuo ng mga additives na naglilimita sa paglaki ng mga polycor crystals at mga impurities na hindi maiiwasan sa anumang materyal.Matagumpay sa kahabaan ng mga hangganan ng mga kristal ay mas mataas kaysa sa pamamagitan ng isang kristal na sala-sala. Samakatuwid, ang buhay ng mga lampara ng sodium ay natutukoy nang tumpak sa pamamagitan ng pagkawala ng sodium sa pamamagitan ng materyal na intercrystalline.

Para sa mga lampara ng sodium ay ginagamit at nag-iisang kristal ng aluminum oxide - "monocor", na mas kilala bilang sapiro.Ang mga tubo ng pagdidisid na gawa sa tulad ng isang materyal ay may napakataas na transmittance, mataas na pagtutol sa pagsasabog ng sodium, ngunit ang anisotropic (magkakaibang direksyon) mga mekanikal na katangian ay nagpapahirap na i-seal ang mga burner na may mga temperatura na semento. Bilang karagdagan, ang mga ito ay kapansin-pansin na mas mahal kaysa sa mga burner ng polycrystalline.

Ang sodium lamp burner ay may lamang dalawang electrodes na kung saan ang isang patong ng paglabas ay inilalapat upang mapadali ang paunang pag-aapoy ng lampara. Ang isang inert gas (karaniwang xenon sa isang presyon ng halos 20 mm Hg) at isang amalgam (haluang metal) ng mercury na may sodium ay dosed sa burner, sa anyo ng isang bola ng mahigpit na naayos na komposisyon at sukat.

Ang buhay ng lampara ay direktang nauugnay sa buhay ng burner. At iyon, sa turn, ay natutukoy ng stock ng sodium at ang komposisyon ng paglabas sa mga electrodes. Sa paglipas ng panahon, ang sodium ay tumulo sa pamamagitan ng mga keramika, na humahantong sa isang pagtaas sa boltahe sa burner, na nagiging sanhi agad na mamatay ang lampara pagkatapos na ipasok ang mode.

Pagkatapos ng paglamig, ang lampara ay kumikislap muli upang lumabas muli. Ang madalas na operasyon (mga maikling on-off na siklo) ay humantong sa pinabilis na pagkonsumo ng komposisyon ng emitter - emission sa mga electrodes at nabigo ang lampara.

Ang burner ay naka-mount sa isang panlabas na prasko na gawa sa refractory glass sa mga traverses (sumusuporta). Matapos ang paglisan at pagwasak, ang base ay nakadikit sa flask (karaniwang E27 o E40). Ang dami ng panlabas na flask ay inilikas. Upang makakuha ng isang mas mataas na vacuum, isang komposisyon ng getter - getter - ay dinagdagan na sprayed dito.

Ang pagkakabukod ng vacuum ng mga burner ay kinakailangan upang maprotektahan ang mga refractory metal ng istraktura ng burner (niobium, molibdenum) mula sa oksihenasyon. Ngunit ang pangunahing gawain ay upang maalis ang pagkawala ng init sa pamamagitan ng pagpupulong. Pagkatapos ng lahat, ang mga keramika na nagpapatakbo sa temperatura na higit sa 1000 degree ay nagiging isang malakas na mapagkukunan ng thermal energy. Sa mahinang thermal pagkakabukod, ang kahusayan ng lampara ay bumababa, ang bombilya at lampara ng lampara ay sobrang init.

Ang isang malawak na hanay ng mga lampara ng sodium mula 35 hanggang 1000 watts ay magagamit na ngayon. Tatlong pangunahing grupo ng mga lampara ng sodium ay maaaring makilala ayon sa hugis ng panlabas na bombilya at mga tampok ng application: DNaT na may isang tubular na bombilya, DNaS na may isang elliptical na nagyelo na shell at DNaZ na may salamin na salamin ng salamin.

Tungkol sa application mataas na presyon ng sodium lamp hindi ito nagkakahalaga ng espesyal na pagbanggit: ito ay ilaw sa lansangan ng mga pag-aayos, abalang mga highway at pag-highlight ng mga ensemble ng arkitektura.

Mga Lampara DNaS binuo bilang isang kapalit para sa arc mercury fluorescent lamp (DRL). Bilang karagdagan sa mga elliptical na hugis ng flask, mayroon silang mga kakaiba sa pagpuno ng mga burner: sa halip na purong xenon, isang halo ng mga marangal na gas (Penning halo) ay dosed upang mapadali ang pag-aapoy. Ang ganitong mga lampara ay pinatatakbo nang walang aparato ng pag-aapoy na bumubuo ng mga mataas na boltahe ng boltahe. Ang iba pang mga uri ng mga lampara ng sodium ay nangangailangan ng isang katulad na aparato.

Lamps DNAZ natagpuan ang application sa pang-industriya na greenhouses upang mapabilis ang fotosintesis ng halaman. Ang bahagi ng mga lampara na ito sa kabuuang bilang ng mga mapagkukunan gamit ang sodium radiation ay medyo maliit, at maaari silang maiugnay sa mga espesyal na lampara.

Sa napakataas na kahusayan at mahusay na pag-render ng kulay, mababang-kapangyarihan na mga lampara ng sodium (35 at 50 W) ay maaaring makahanap ng aplikasyon sa pang-araw-araw na buhay. Ang mga additives sa burner ng mga bihirang-lupa na metal ay ginagawang posible upang makakuha ng isang spectrum ng radiation na halos hindi mailalarawan mula sa sikat ng araw.

Ngunit ang sakong Achilles ng mga lampara ay hindi isang komplikadong pamamaraan ng kuryente - ang mga makabagong elektroniko ay madaling makayanan ang isang katulad na problema. Ang oras ng pagpabilis at exit sa operating mode ay isang balakid na nagpapabaya sa lahat ng mga pakinabang ng mga lampara ng sodium sa pang-araw-araw na buhay. Ang mga ilaw na may ilaw na ilaw ay pumasok sa 4-6 minuto, at ganap na nagpapatatag ang mga parameter sa loob ng 20-25 minuto. Upang makamit ang mga term na may tulad na abala sa pag-iilaw ng mga silid, bihira ang sinumang sumang-ayon.

Sa ngayon, halos walang ibang alternatibong mapagkukunan ng ilaw para sa panlabas na ilaw.Ang mga lampara ng sodium ay sakupin ang angkop na lugar na ito sa loob ng mahabang panahon, na mahinahon na tumitingin sa mga pagtatangka mga modernong "upstarts" tulad ng mga ilaw ng LED pindutin ang mga ito sa labas.