结构和设计

     高压钠灯的基本结构如图3.3.4所示,在真空的外泡壳内有一半透明的陶瓷电弧管为了得到高光效和长寿命的高压钠灯,必须进行系统化设计,设计时需要在通用的标准下行参数优化:

1.电气参数:灯功率和灯的工作电压,其数据来自给定的控制装置/灯具的配合情况。

2.几何参数:在机械上和光学上配合情况的数值和偏差,如灯的全长和放电管长摩。

3.材料限制,如陶瓷放电管和电极的最大允许工作温度等。

图3.3.4高压钠灯的基本结构

     国际电工委员会标准(IEC662,1980)给出了前两项中的许多参数。但这么多的要求无法在同一个灯内同时得到满足,所以最终的设计必然是对各参数进行折衷综合考虑。

     实际设计过程中,最重要的步骤是确定电弧管本身的参量。关键的变量是电场和电流放电管内径尺寸和壁厚,以及钠和汞蒸气的分压强。调整这些参数可以发现,对一个可接受的管壁温度,光效或显色性都有最佳的数值。此时采用计算机模拟或根据以往的经验法,均可得到比较正确的结果,一般单凭经验就可以得到一些大致的倾向。设计时,最重要的界定因素是上限约为1500K的管壁温度,相关的管壁负载是20W·cm-2。通常,在光源中光效和显色性两者不能同时兼得,普遍的措施是在降低光效的前提下提高显色性。

     高压钠灯的外泡壳使电弧管工作在受保护的环境中,从而避免电极引出端受损。电弧管两端的导电引出端是用金属铌制成的,在高温下,它很容易和氧、氢起作用,所以放置电弧管的外泡壳内部环境必须是真空或者是充填惰性气体的。一般,外泡壳的材料应选择具有良好的透光性和耐高温的硬质玻璃。从对电弧管的保温性能而言,显然真空要比充气的好外泡壳的形状可以是透明管状的,也可以是内涂粉的椭球形,这可依据具体应用的需要而定。在设计时,应注意严格控制泡壳的温度,以免泡壳材料承受不适当的应力。为了控制这种情况,在国际电工委员会第662号(EC662)文件中对每种额定功率的灯指定了几何参数。

     对有些灯,需要将一个内启动辅助器装在电弧管附近,用来改善灯的启动功能。通常采用金属线或灯丝的形式沿着放电管外表面安装。对于用双金属元件预热的灯,为了避免因电解效应造成的钠损失,启动辅助器常偏斜安装于放电管表面。

产品展示

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