в) – в софитном исполнении (тип ДНаТСф);
1 – разрядная трубка;
2 – стеклянная внешняя колба;
3 – теплоотражающий экран;
4 – светорассеивающее покрытие;
5 – бариевый газопоглотитель;
6 – цоколь резьбовой;
7 – кварцевая внешняя колба;
Цоколь специальный.
Лампа обладает самой высокой световой отдачей среди РЛ – 100-120 Лм/Вт – и незначительным снижением потока при длительном сроке службы – не более 15-20% за 10 тыс. час. Недостаток – низкое качество цветопередачи.
Принцип действия основан на использовании резонансного излучения атомов Na (589, 589,6 нм). Лампы содержат смесь паров натрия и ртути при высоком давлении и зажигающий газ – ксенон. Na, имеющий наиболее низкие потенциалы возбуждения и ионизации, является основным рабочим веществом (обеспечивает спектр излучения, ē и ионы в разряде). Ртуть вводится в качестве буферного газа для повышения температуры разряда, градиента потенциала в столбе разряда и для снижения тепловых потерь; вклада в излучение ртуть почти не дает. Рабочее давление паров Na 4-14 кПа, соотношение парциальных давлений паров Na и ртути 1: 10 - 1:20. Xe вводится при холодном давлении 2,6 кПа; он повышает световую отдачу за счет снижения теплопроводности плазмы. Uзажиг ламп с Хе – 2- 4 кВ. Для уменьшения Uзажиг иногда используют смесь Ne + 0,5%Ar в качестве зажигающего газа, но при этом на 25% снижается световая отдача лампы.
Баланс энергии в ДНаТ:
ВИ – 30%
УФ + ИК – 20%
Потери на электродах – 6%
Тепловые потери – 44%
Внутри внешней колбы - вакуум. Разрядная трубка изготавливается из особо чистой окиси алюминия в виде диффузно пропускающей свет поликристаллической керамики (поликор или люкор), либо в виде прозрачного трубчатого монокристалла – лейкосапфира. Эти материалы устойчивы к длительному воздействию паров Na при температуре до 1600ºС, вакуумплотные и механически прочные, имеют общий коэффициент пропускания ВИ 90-95%.
Для лучшей фиксации местоположения холодной зоны горелки и обеспечения заданной температуры амальгамы Na могут быть использованы теплоотражаюшие экраны из ниобиевой ленты, надеваемые на один или оба заэлектродных участка разрядной трубки.
Современные конструкции натриевых ламп имеют повышенное давление наполнения ксенона на 20%. Это дает следующие преимущества:
1. улучшается цвет излучения
2. световая отдача повышается до 120-150 Лм/Вт
3. ограничивается износ электродов и замедляется процесс потемнения стеклянной трубки (лампа сохраняет 90% номинального светового потока к концу срока службы)
4. стабилизация разряда длится быстрее (после 2-х минут работы лампа достигает почти 80% номинального светового пока).
При погасании разряда лампа сразу же при повторном включении не зажигается. Для повторного включения лампа должна остыть. Это объясняется зависимостью Uз от произведения давления наполняющего газа на межэлектродное расстояние – кривая Пашена. Наличие min на кривой объясняется с точки зрения процессов ионизации, происходящих в разряде.
Кривая Пашена
Если напряженность электрического поля достигает значения, при котором возможна ударная ионизация, то в поле возникают лавинные процессы, в которых происходит размножение заряженных частиц – ē и ионов. Например, в какой-либо точке поля с напряженностью Е возник свободный ē, обладающий энергией, достаточной для ионизации молекул газа. Этот так называемый начальный ē может возникнуть, например, в результате фотоионизации молекул газа каким-либо внешним ионизатором. Этот ē ионизирует молекулу, что приводит к образованию положительного иона и двух ē. Разгоняясь в электрическом поле, каждый из этих ē в свою очередь ионизирует по молекуле, что приводит к образованию трех положительных ионов и четырех ē, и т.д.
При увеличении давления против значения, соответствующего min Uз, увеличивается частота столкновений ē, поэтому уменьшается длина свободного пробега ē от одного столкновения до другого и он не успевает набрать на этом отрезке энергию, необходимую для ионизации. Поэтому для зажигания разряда необходимо большее напряжение. Это – участок правой ветви кривой Пашена.
При уменьшении давления уменьшается число столкновений ē с молекулами, поэтому для увеличения числа ионизаций необходима бóльшая энергия ē, что обеспечивается бóльшим напряжением между электродами. Поэтому с уменьшением давления Uз возрастает (левая ветвь кривой Пашена).