NGHIEN CUU BONG DEN NATRI

Nghiên Cứu Về Bóng Đèn Natri


Bóng Đèn
Natri

High Pressure Sodium Lamp
The Low-pressure Sodium Lamp


I.LOW-PRESSURE SODIUM LAMP (Đèn Natri thấp áp)
1. Lịch sử ra đời

-Đèn LPS là đèn natri đầu tiên được phát triển, được biết đến bởi chữ ký màu vàng đơn sắc. Sử dụng chủ yếu ở châu Âu và
không hấp dẫn tại các thị trường khác do CRI (chỉ số hoàn màu) hoặc màu của nó kém
-Nó là một trong những đèn sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới vì nó tạo ra ánh sáng và màu sắc nhạy cảm nhất với mắt người.


2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Chủ yếu ở châu Âu sử dụng đèn LPS cho chiếu sáng ngoài trời. Họ tạo ra một ánh sáng màu vàng đơn sắc. Trong hình bên dưới,
bạn sẽ thấy đèn bắt đầu tạo ra một ánh sáng màu đỏ do khí neon. Khi nhiệt độ tăng, natri bắt đầu bốc hơi và đèn chuyển sang một
màu vàng tinh khiết.


Argon có điện áp thấp hơn ánh sáng, argon giúp các đèn nhỏ hơn phát sáng từ một điện áp thấp. Đèn LPS lớn được sử dụng
trong chiếu sáng đường phố phần lớn không sử dụng argon.


3. Sơ đồ đấu điện

4 . Ưu nhược điểm của bóng LPS
*Ưu điểm:
- Đèn có hiệu suất cao
- Đèn có công suất lớn để sử dụng các khu vực rộng lớn
- Mặc dù thời gian nóng lên từ 5-10 phút nó khởi động lại ngay lập tức nếu nguồn bị yếu
- Quang thông phát ra không giảm theo tuổi thọ(chẳng hạn như trong đèn LED hoặc đèn sợi đốt)
 
*Nhược điểm:
- Đèn hiển thị màu xấu
- Natri là một chất độc hại có thể gây cháy khi tiếp xúc với không khí

Số liệu thống kê:
- CRI: 44
- Nhiệt độ màu: 1800
- Hiệu suất:100-190 lm/W
- Tuổi thọ bóng đèn: 18.000 giờ


5. Các nhà phát minh
- Đèn LPS được phát minh đầu tiên vào năm 1920 bởi Arthur H.
Compton ở Westinghouse. Đèn đầu tiên là một bóng đèn tròn với
hai điện cực ở mỗi bên. Các natri kim loại rắn vẫn về trung tâm
dưới cùng của bóng đèn. Khi làm nóng kim loại sẽ bốc hơi và
đèn sẽ phát sáng màu vàng. Các đèn phải được thiết kế trong một
hình cầu bởi vì sau khi kim loại được làm nguội đèn sẽ tắt
-Vấn đề với các mô hình của Compton là natri ăn mòn cao sẽ tấn
công và làm đen kính thạch anh.

Marcello Pirani lãnh đạo tiến bộ lớn tiếp theo trong các đèn
natri áp suất thấp. Ông làm việc cho Osram tại Đức, nơi ông đã
phát triển kính kháng natri vào năm 1931. Ông đã sử dụng lò
nướng để làm nóng đèn, bốc hơi natri và khởi động đèn.
 
Năm 1932, các đèn natri đầu tiên được bán bởi Philips. Philips
đã không công bố tên của các cá nhân đã phát triển một đèn
natri đáng tin cậy sẵn sàng cho sử dụng rộng rãi. Các đèn đầu
tiên có vỏ bên ngoài có thể tháo rời với một khoảng chân không
giữa kính để ngăn cách các bóng đèn, giữ cho nó đủ nóng để
giữ natri ở dạng hơi.
 


I. High Pressure Sodium Lamp (Đèn Natri Áp Cao)
1. Lịch sử ra đời

-Các đèn HPS là đèn phổ biến nhất cho chiếu sáng đường phố trên hành tinh. Đèn là một sự cải tiến so với đèn LPS vì nó có màu được
chấp nhận hơn với hiệu quả tuyệt vời của đèn natri. Việc hiển thị màu sắc tốt hơn đi kèm với một chút của sự hy sinh, nó ít hiệu quả
hơn so với LPS. General Electric đầu tiên phát triển các đèn ở Schenectady, New York và Nela Park, bang Ohio. Các đèn đầu tiên được
tung vào thị trường trong năm 1964.


2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Đèn HPS bao gồm một ống hồ quang hẹp được hỗ trợ bởi một khung trong một bóng đèn. Các ống hồ quang có áp
suất cao bên trong cho hiệu quả cao hơn. Sodium, thủy ngân và xenon thường được sử dụng bên trong ống hồ
quang. Các ống hồ quang được làm bằng nhôm oxit gốm có khả năng chống các tác động ăn mòn của chất kiềm như
natri.

3. Sơ đồ đấu điện


4 . Ưu nhược điểm của bóng HPS

Ưu điểm:
- Hiệu suất cao
- Kích thước nhỏ hơn LPS hoặc huỳnh quang, HPS phù hợp với nhiều kiểu cố định
- Có thể được trang bị thêm hơi thuỷ ngân
- Tuổi thọ đèn HPS cao hơn đèn LPS
 
Nhược điểm:
- Có màu xấu so với đèn halogen kim loại và đèn halogen
- Cần một chấn lưu vận hành một điện áp hồ quang thấp 52-100V. Điều này làm giảm hiệu suất thực tế của đèn khi bạn nối toàn bộ hệ thống với
nhau.
 
Số liệu thống kê:
- CRI: 20-30
- Hiệu suất: 80 - 140 lm /W
- Tuổi thọ bóng đèn: 24.000h


5. Các nhà phát minh

Nhà phát minh đầu tiên của đèn natri biết rằng với một áp suất cao hơn trong ống vòng cung mà hiệu quả tốt hơn có thể đạt được.
Vấn đề là không có vật liệu có thể chịu được áp lực cao, nhiệt độ cao, và tính chất ăn mòn của muối.

Năm 1955, 35 năm sau khi Compton phát minh ra đèn natri. Một nhà
nghiên cứu có tên là Robert L. Coble làm việc tại General Electric Lab

nghiên cứu gần Schenectady, New York phát triển một loại vật liệu được
gọi là Lucalox. Lucalox là một thuật ngữ thương mại đối với nhôm oxit
gốm. Tác phẩm của ông đã giúp mở đường cho William Louden, Kurt
Schmidt, và Elmer Homonnay để phát minh ra bóng đèn HPS.


Năm 1964 Louden, Schmidt và Homonnay làm việc để tạo ra
một đèn HPS tại Nela Park, bang Ohio (Một công viên nghiên
cứu General Electric ở Cleveland, OH). Sử dụng vật liệu
Lucalox mới mà họ đã tìm ra cách để tạo ra một ống hồ quang,
sơ tán ống và chèn các điện cực sẽ chịu đựng được các điều
kiện thù địch bên trong ống. Phiên bản thương mại đầu tiên của
đèn là vào năm 1964. Trong những năm 1980 kỹ sư GE cải
thiện hơn nữa hiệu quả và tuổi thọ bóng đèn.