لامپ انواع مختلفی دارد که در ادامه این مطلب قرار است به بررسی لامپ بخار سدیم بپردازیم و راجب ساختار و انواع لامپ بخار سدیم صحبت کنیم با فرنام الکتریک همراه باشید. لامپ سدیم و جیوه از سری لامپ های تخلیه گازی است. لامپ سدیم با فشار کم شامل یک لولۀ داخلی با دو الکترود اصلی است که در آن قوس الکتریکی ایجاد می شود. از آنجا که درجه حرارت این لوله C 270⁰ است برای جلوگیری از تلفات حرارتی از یک حباب خارجی استفاده می شود و سطح داخلی آن نیز با یک مادۀ منعکس کننده اشعۀ حرارتی مادون قرمز، مثلاً اکسیدانیدیوم، پوشانده می شود. به منظور از دست ندادن انرژی حرارتی، این لامپ ها دو جداره اند.
به دلیل آنکه فشار بخار داخل لامپ، کم است ابعاد حباب و در نتیجه لامپ، بزرگ است. همچنین برای اینکه لولۀ داخلی (که برای طول قوس الکتریکی بلند ساخته می شود) جای زیادی نگیرد آن را U شکل می سازند. با این عمل، علاوه بر کوچک کردن حجم کلی لامپ، از تلفات انرژی حرارتی نیز تا حدی جلوگیری می شود، زیرا دو شاخۀ لولۀ U، انرژی را بین یکدیگر تبادل می کنند.
ویژگی های ساخت لامپ بخار سدیم چیست ؟
حباب بیرونی لامپ های بخار سدیم از شیشه بوروسیلیکات ساخته شده است. سطح داخلی شیشه بیرونی با اکسید ایندیوم پوشانده شده است. این پوشش بازتابنده گرما از اکسید ایندیوم اجازه عبور نور مرئی را می دهد اما تابش مادون قرمز را به داخل لوله بازتاب می دهد که در نتیجه آن هم خروجی نور و هم دمای داخل لوله افزایش می یابد.
لوله قوس الکتریکی لامپ بخار سدیم از شیشه ساخته شده است و به منظورایجاد قوس الکتریکی به شکل U خم می شود. لوله قوس در هر دو انتها پشتیبانی می شود. لوله قوس حاوی مخلوطی از سدیم فلزی و گازهای بی اثر آرگون و نئون است.
عملکرد لامپ بخار سدیم چیست ؟
عملکرد لامپ بخار سدیم چیست ؟ عملکرد اساسی لامپ بخار سدیم مانند دیگر لامپهای تخلیه گاز است به این معنا که قوس الکتریکی از یک لوله حاوی بخار فلزی عبور می کند. گاز شروع کننده نیز مورد نیاز است که به طور کلی مخلوطی از گازهای بی اثر آرگون و نئون است. این عملیات به این صورت است
بعد از ورود برق به لامپ، الکترودها یک قوس تولید می کنند و این قوس از طریق گاز رسانا انتقال پیدا می کند.
لامپ نور صورتی مایل به قرمز را تولید می کند. جریان عبوری از مخلوط گاز بی اثر آرگون و نئون، گرما تولید می کند. این گرما سدیم فلزی را بخار می کند. با گذشت زمان، مقدار سدیم در جریان قوس افزایش می یابد و این باعث تولید رنگ نارنجی تک رنگ در طول موج 6/489 نانومتر می شود. برای عملکرد مناسب لامپ بخار سدیم، فشار معمول حدود 005/0 و دامنه دما بین 250 درجه تا 270 درجه است.
انواع لامپ بخار سدیم
دو نوع لامپ بخار سدیم وجود دارد که به شرح زیر می باشد:
لامپ سدیم کم فشار
در لامپ بخار سدیم، گازی که در آن تخلیه الکتریکی صورت می گیرد، بخار سدیم است. در نتیجه نور این لامپ ها در محدوده نور زرد قرار دارد. لامپ های بخار سدیم را به دو دسته کم فشار و پر فشار تقسیم می شوند. لامپ های بخار سدیم کم فشار یا SOX بیشترین بهره نوری را در بین لامپ هایی که تا کنون تولید شده اند دارد که تا ۱۷۳ لومن بر وات می رسد و در چراغ های خیابانی مورد استفاده قرار می گیرند.
در این لامپ ها فشار گاز داخل تیوپ بالاتر از یک اتمسفر است با این حال چون فشار گاز کمتر از لامپ های بخار سدیم پرفشار است این لامپ ها را با نام لامپ های کم فشار شناخته می شوند. به دلیل پایین بودن فشار بخاز سدیم، ابعاد تیوپ و لامپ نسبتاً بزرگ است.
مزایای لامپ سدیم کم فشار
- نوری که لامپ سدیم کم فشار تولید می کند نور زرد بوده که چشم انسان، حداکثر حساسیت را در برابر آن دارد.
- حشرات بیشتر به نور آبی تمایل داشته و کمتر به نور زرد نزدیک می شوند. به همین دلیل در تابستان، حشرات در اطراف این لامپ جمع نمی شوند.
- درخشندگی لامپ حدود ۱۰ است که چشم را آزار نمی دهد.
- در صورت خاموش کردن چراغ، می توان آن را در کمتر از یک دقیقه روشن کرد.
- ضریب بهرۀ نوری آن بسیار بالا بوده و خیرگی زیادی دارد. توان نوری لامپ سدیم کم فشار در سرتاسر عمر لامپ تقریباً ثابت می ماند.
- این لامپ ها کمترین کیفیت نور را دارند. به این دلیل در مکان هایی که رنگ نور مطرح نبوده و قدرت تمیز و تشخیص مورد نظر باشد مورد استفاده قرار می گیرند. البته در بسیاری از شهرها استفاده از این نوع لامپ ها در روشنایی سطح جاده ممنوع شده است.
به دلیل تک رنگ بودن این منبع نوری، رنگ نور زیر این چراغ ها، سیاه، سفید یا سایه های خاکستری رنگ به نظر می رسد. این لامپ ها در رنج توان های ۱۸ تا ۱۸۰ وات در دسترس هستند.
لامپ بخار سدیم پرفشار
در بین لامپ های تخلیه گازی، که برای تامین روشنایی عمومی به کار می روند لامپ بخار سدیم پرفشار یا Tubular، از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه هستند. صرف نظر از رنگ نور نامناسب، این لامپ ها به دلیل داشتن بهره نور بالا و نیز طول عمر زیاد، برای تأمین روشنایی معابر شهری مناسب هستند.
به همین دلیل، در حال حاضر در بیشتر نقاط دنیا از این نوع لامپ ها استفاده زیادی می شود. در استفاده از این لامپ های باید به این نکته توجه کرد که شاخص نمود رنگ این لامپ ها بسیار پایین است، به همین دلیل استفاده از این لامپ ها برای محل هایی که در آنها افراد به صورت بلند مدت تردد دارند، نظیر پیاده روها، مراکز خرید شهری، پارک ها و … مناسب نیست.
با توجه به اینکه لامپ های بخار سدیم، از نظر نمود رنگ جزو بدترین گروه لامپ ها هستند، استفاده از این نوع لامپ ها در محیط های داخلی (نظیر سالن های تولید و نیز برای اهداف نورپردازی ابنیه تاریخی، توصیه نمی شود.
در مقابل برای تامین روشنایی معابر شهری و بین شهری، نظیر اتوبان ها، خیابان ها و جاده ها، تونل ها، پله ها و … استفاده از لامپ های بخار سدیم بهترین گزینه است. این لامپ ها در ۳ شکل بیضوی ، تیوبلار (tubular) و تیغه ای (TS tubilar) ساخته می شوند و در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.
این لامپ ها به طور وسیع در صنعت و روشنایی خارجی کاربرد دارند و به دلیل بازدۀ بالا نسبت به لامپ های متال هالید، انتخاب بهتری هستند اما تنوع رنگ کمتری دارند. تفاوت این لامپ با لامپ های متال هالید و بخار جیوه، در نداشتن الکترود راه اندازی است. بخار سدیم به صورت پرفشار در لوله ای سرامیکی استفاده می شود.
ولتاژ دو سر دو الکترود باعث می شود تا گاز سدیم یونیزه شده و لامپ روشن شود. لولۀ قوس این لامپ از مواد سرامیکی ساخته می شود تا بتواند در دماهای ۲۳۷۲ درجه فارنهایت پایدار بماند.
مزایا و معایب انواع لامپ بخار سدیم
لامپ بخار سدیم در مغازه ها، اداره ها، مکان های صنعتی و جاده ها استفاده می شود.
مزایا و معایب آن به شرح زیر است:
مزایا
- بازدهی آن 100 تا 185 لومن بر وات است.
- عمر متوسطی بین 14000 تا 18000 ساعت دارند و نگهداری لومن بسیار عالی است.(کاهش بسیار کمی در خروجی لومن در طول عمر لامپ دارند)
- اکثر لامپ ها پس از قطع منبع انرژی دوباره روشن می شوند اما برای رسیدن به روشنایی کامل به مقداری زمان نیاز دارند.
- بطور یکنواخت نور را پخش میکند.
معایب
- نور آن تک رنگ است.
- خرید لامپ بخار سدیم برای منازل مقرون به صرفه نیست.
- زمان راه اندازی تا خروجی کامل نور به اندازه 7 تا 15 دقیقه است.
- برای حفظ خروجی لومن، وات در طول عمر لامپ افزایش می یابد.
- به دلیل ترانس لامپ بخار سدیم، قیمت افزایش می یابد.
- دفع الکترود از لامپ میسر نیست.
- ذرات جامد سدیم در اطراف لوله تخلیه جمع می شوند.
- لوله تخلیه با تبخیر سدیم، سیاه می شود.