Lampy sodowej jest lampa wyładowcza , dla których luminescencji wytwarza się w sód pary Rozróżniamy niskich lamp sodowych ciśnienie, które emitują światło, którego kolor żółty, i parę lamp o wysokiej sodowe, nieco bardziej pomarańczowy. Lampy te są powszechnie używane do oświetlenia ulicznego .
Wykorzystanie oparów sodu jako źródła światła sięga czasów stosowania torfu palnego, w którym pomarańczowe światło płomienia było fałszywie przypisywane siarki . Dopiero w połowie XIX p wieku, wraz z pojawieniem się rur wyładowczych niskociśnieniowych i łuków węgla , który bada użycie sodu i jego soli, do oświetlenia. Jednakże, dopiero w 1930 , że pierwsze metalowe lampy sodowe wyłoni dzięki rozwoju Arthur Comptona wystąpienia alkalicznych odpornego boran szkła , lecz gdy ciśnienie par i temperatura wzrosła. Tłoczenia wzrasta, lampy pogorszeniu nieodwracalne po kilku sekundach.
W 1932 roku Philips i Osram , odpowiednio w Holandii i Niemczech , wprowadzają na rynek pierwsze lampy tego typu, które od razu będą używane w oświetleniu drogowym. Ze skutecznością świetlną 55 lm / W źródła te były wówczas najbardziej ekonomiczne. Technologia tych lamp ewoluowała ogromnie aż do lat pięćdziesiątych XX wieku . Ich morfologia wtedy niewiele się zmieniła.
Ich bardzo słabe oddawanie barw i dość duże wymiary ograniczyły ich zastosowanie do oświetlenia dróg publicznych i niektórych przestrzeni przemysłowych. Dlatego bardzo wcześnie rozważano zwiększenie prężności pary w celu rozproszenia większej mocy na jednostkę długości oraz wzbogacenie emitowanego widma w celu uczynienia światła bardziej przyjemnym dla oka.
Istotnym aspektem tych źródeł, który był przedmiotem wielu badań i rozwoju, jest izolacja termiczna rury wyładowczej. Pierwsze lampy wykorzystywały rurkę wyładowczą połączoną z przezroczystym dewarem , podobnym do tych, które można znaleźć w butelkach termosowych. Chociaż izolacja termiczna była wówczas zadowalająca, te zewnętrzne butelki miały tę wadę, że szybko brudziły się od wewnątrz. Ten problem został rozwiązany w połowie lat pięćdziesiątych XX wieku dzięki jednoczęściowej konstrukcji, w której rura wyładowcza jest zamknięta w obudowie ciągnionej próżniowo. Izolacja termiczna została poprawiona, ale z osłonami szklanymi, co miało tę wadę, że lampy te były raczej ciężkie i kruche.
Głównym ulepszeniem było zastąpienie tych osłon przezroczystą warstwą złota , srebra lub bizmutu osadzoną na wewnętrznej powierzchni zewnętrznej bańki, odbijającą promieniowanie podczerwone z powrotem do rury wyładowczej. Dopiero pod koniec lat pięćdziesiątych XX wieku odkryto, że syntetyczny szafir jest odporny na opary sodu.
W ten sposób pierwsza lampa wysokociśnieniowa została wyprodukowana w 1958 roku w laboratoriach Thorn w Wielkiej Brytanii . Jednak dopiero po opracowaniu rurek z polikrystalicznego tlenku glinu i odpowiednich uszczelek w 1964 roku wyprodukowano komercyjną lampę. Chociaż w tej technologii osiągnięto barierę 100 lm / W, zastosowanie tych cienkich warstw stanowiło problem. pochłaniania światła emitowanego przez wyładowanie elektryczne. Problem ten został częściowo rozwiązany przez zastosowanie do folii dwutlenku cyny , a następnie indu i tlenku cyny, co na początku lat 80-tych umożliwiło osiągnięcie 200 lm / W, limitu, który na początku lat 80-tych ma obecnie. nie został zdany.
Pierwsze lampy wykonane w laboratorium miały wypełnienie parowe z ksenonu i sodu, ale ze względów praktycznych dodano rtęć.
Lampy niskoprężne na opary sodu (LPS) składają się z rury wyładowczej wygiętej w kształt litery U i zamkniętej w zewnętrznej bańce opalanej próżniowo.
Rura wylotowa jest wypełniona mieszaniną neon (99%), argonu (1%), pod niskim ciśnieniem, umożliwiając odprowadzanie gruntowania i ogrzewania sodu do 260 ° C .
Rurka wykonana jest ze szkła sodowo-wapniowego pokrytego cienką warstwą szkła boranowego odpornego na opary metali alkalicznych . Rura ta jest wyposażona na końcach w elektrody pokryte tlenkami metali ziem rzadkich w celu zapewnienia dobrej emisji elektronów.
W zewnętrznej bańce znajduje się próżnia, której jakość utrzymują lusterka barowe umieszczone w pobliżu oprawki. Cyrkonu osad jest często używany do złamania żadnych węglowodorowe oparów , które mogą być obecne. Warstwa tlenku cynowo-indowego o grubości 0,3 mikrometra pokrywa wewnętrzną stronę bańki. Powłoka ta ma za zadanie odbijać promieniowanie podczerwone z powrotem do rury wyładowczej.
Wysokoprężne lampy sodowe (HPS) po raz pierwszy pojawiły się na rynku we wczesnych latach siedemdziesiątych XX wieku . Bardziej ekonomiczne niż lampy rtęciowe, a jednocześnie posiadające wyższy strumień świetlny, stały się powszechne w oświetleniu publicznym w latach 80 - tych wraz ze spadkiem ceny, optymalizacją zużycia energii i zwiększoną żywotnością. Ze względów praktycznych używają innych związków chemicznych. Jednak tylko sód jest odpowiedzialny za emisję światła, ksenon i rtęć służą jedynie do uruchamiania lampy i utrwalania dobrych właściwości elektrycznych łuku.
W przeciwieństwie do źródeł niskociśnieniowych, które charakteryzują się prawie monochromatycznym pomarańczowym promieniowaniem, lampy pracujące pod wysokim ciśnieniem wykazują interakcje między różnymi elementami, dając nałożone widmo pasm i dyskretnych linii.
W związku z tym światło z tych lamp uważa się za lepszej jakości, ponieważ zawierają one inne kolory niż pomarańczowy. To właśnie ta cecha zapewnia tym lampom doskonałą skuteczność świetlną, ponieważ oko jest bardziej wrażliwe na emitowane długości fal. Z tych dwóch powodów źródła te oświetlają zdecydowaną większość dróg i gałęzi przemysłu na całym świecie, chociaż współczynnik CRI pozostaje słaby ze względu na silną przewagę żółto-pomarańczowego odcienia (stosunkowo nasycony w widmie).
W latach osiemdziesiątych XX wieku opracowano dwa rodzaje lamp dających bielsze światło .
Rodzina standardowych lamp sodowych rozciąga się od 35 watów do 1000 W , ze skutecznością świetlną od 90 lm · W -1 do 140 lm · W -1 , co jest preferowanym źródłem oszczędnego oświetlenia.
Standardowe moce przezroczystych lamp rurowych mogą wynosić:
Z wyjątkiem 18-watowych lamp, wszystkie modele do 180 watów mają napięcie początkowe większe niż 250 woltów. Dlatego większość tych lamp jest zasilana przez autotransformator dyspersyjny z napięciem wtórnym w obwodzie otwartym 450 V.
Od lat 80. XX wieku istniały tak zwane hybrydowe systemy zasilania składające się z cewki indukcyjnej i inicjatora wysokiego napięcia. Cewka jest zaprojektowana w taki sposób, że ważna jest trzecia harmoniczna prądu. Wynikowa fala prądu jest bardziej prostokątna niż sinusoidalna, co zwiększa wydajność tych lamp.
Lampy te są bardzo praktyczne do uprawy wszelkiego rodzaju roślin w pomieszczeniach. Dzięki nim krótkie zimowe dni można zamienić w piękne letnie dni. Dla amatorów dostępne są teraz dwa rodzaje lamp używanych przez profesjonalistów.
Lampy te są preferowanym punktowym źródłem światła dla roślin w stosunku do źródła liniowego, takiego jak świetlówki .
Tryb pracy odbywa się w 3 etapach:
Lampy niskociśnieniowe emitujące głównie w liniach dubletu sodowego generują znacznie mniejsze zanieczyszczenie światłem niż lampy wysokociśnieniowe, które mają pełniejsze widmo. W astronomowie amatorzy mogą filtrować je łatwo.
Ponieważ sód zapala się samorzutnie w powietrzu, pęknięcie (wewnętrznej) żarówki sodowej powoduje zapalenie się. Ponieważ ilość sodu jest niska, nie uwalnia on bardzo dużej energii ale może zapalić pobliskie materiały; dlatego należy unikać stłuczenia tych lamp w pobliżu materiałów łatwopalnych (ubrania, słoma, papier, tektura, proszki metali, węglowodory itp.).