Sodíkové výbojky je výbojka , pro který luminiscence se vyrábí v sodíku pára Rozlišujeme výbojky nízkotlaké sodíkové, které emitují světlo, jehož barva je žlutá, a výbojky z vysokotlaké sodíkové, mírně oranžovou barvu. Tyto lampy se běžně používají pro pouliční osvětlení .
Použití sodíkových par jako světelného zdroje sahá až do použití hořlavé rašeliny, kde bylo oranžové světlo plamene falešně připisováno síře . To nebylo až do poloviny XIX th století, s příchodem trubek nízkotlakých výbojky a uhlíku, oblouky , který studuje použití sodíku a jeho solí pro osvětlení. Nicméně, to nebylo až do 1930 , že první kovový sodík výbojky by se objevil díky vývoji Arthur Comptonova po dosažení alkalické odolného boritanu skla , ale je tlak par a teplota se zvýší. Výboj se zvyšuje, lampu zhoršila nenapravitelně po několika sekundách.
V roce 1932 , Philips a Osram , respektive v Nizozemsku av Německu , na trhu první lampy tohoto typu, který bude použit ihned pro silniční osvětlení. Se světelnou účinností 55 lm / W byly tyto zdroje v té době nejekonomičtější. Technologie těchto světel se enormně vyvinula až do 50. let . Jejich morfologie se poté jen málo změnila.
Jejich špatné vykreslení, spíše skvělé barvy a rozměry, omezily jejich použití na osvětlení ulice a některých průmyslových oblastí. Proto se velmi brzy uvažovalo o zvýšení tlaku par, aby se rozptýlilo více energie na jednotku délky, a aby se obohatilo emitované spektrum, aby bylo světlo příjemnější pro oko.
Rozhodujícím aspektem těchto zdrojů, který je předmětem značného výzkumu a vývoje, je tepelná izolace výtlačného potrubí. První lampy používaly výbojku spojenou s průhledným Dewarem , podobně jako u termosek. Ačkoli byla v té době tepelná izolace uspokojivá, tyto vnější láhve měly tu nevýhodu, že se rychle znečistily zevnitř. Tento problém byl vyřešen v polovině 50. let 20. století jednodílným designem, kde je výbojka uzavřena ve vakuově taženém krytu. Byla vylepšena tepelná izolace, ale se skleněnými pouzdry, jejichž nevýhodou bylo, že tyto lampy byly poměrně těžké a křehké.
Zásadním zlepšením bylo nahrazení těchto obalů průhledným filmem ze zlata , stříbra nebo vizmutu, uloženým na vnitřním povrchu vnější baňky, odrážejícím infračervené záření zpět do výbojky. Teprve na konci 50. let se zjistilo, že syntetický safír je odolný vůči parám sodíku.
Tak byla v roce 1958 vyrobena první vysokotlaká lampa v laboratořích ve Velké Británii . Avšak pouze s vývojem trubek z polykrystalického oxidu hlinitého a odpovídajícími těsněními byla v roce 1964 vyrobena komerční lampa. Přestože bylo touto technologií dosaženo bariéry 100 lm / W, použití těchto tenkých vrstev představovalo problém absorpce světla vyzařovaného elektrickým výbojem. Tento problém byl částečně vyřešen s použitím oxidu cíničitého k filmu, pak z india a oxidu cínu, který na počátku 1980 umožnilo dosáhnout 200 lm / W, limit, který tento den nebyla dále.
První lampy vyrobené v laboratoři měly parní náplň xenonu a sodíku, ale z praktických důvodů byla přidána rtuť.
Nízkotlaké sodíkové výbojky (LPS) se skládají z výbojky ohnuté do tvaru písmene U a uzavřené ve vnější vakuové žárovce.
Vypouštěcí trubka je naplněna směsí neon (99%) argonu (1%) při nízkém tlaku, což umožňuje vybití plnicí a ohřevu sodíku do 260 ° C .
Trubice je vyrobena ze sodnovápenatého skla pokrytého tenkou vrstvou borátového skla odolného proti parám alkalických kovů . Tato trubice je na svých koncích opatřena elektrodami pokrytými oxidy vzácných zemin pro dobrou emisi elektronů.
Vnější baňka má vakuum, jehož kvalitu udržují bariová zrcadla umístěná poblíž objímky. Zirkonová peleta se často používá k rozbití jakýchkoli uhlovodíkových par, které mohou být přítomny. Vnitřek vnější baňky pokrývá film oxidu india a cínu o tloušťce 0,3 mikrometru. Tento povlak je navržen tak, aby odrážel infračervené záření zpět do výbojky.
Vysokotlaké sodíkové výbojky (HPS) se poprvé objevily na trhu na začátku 70. let . Ekonomičtější než rtuťové výbojky s vyšším světelným tokem se v 80. letech 20. století rozšířily pro veřejné osvětlení poklesem ceny, optimalizací energie a prodloužením životnosti. Z praktických důvodů používají jiné chemické sloučeniny. Avšak pouze sodík je zodpovědný za vyzařování světla, xenon a rtuť slouží pouze k tomu, aby se lampa mohla spustit a opravit dobré elektrické vlastnosti oblouku.
Na rozdíl od nízkotlakých zdrojů, které se vyznačují téměř jednobarevným oranžovým zářením, vykazují lampy pracující pod vysokým tlakem interakce mezi různými prvky, které dávají superponované spektrum pásem a diskrétních čar.
Světlo z těchto lamp je tedy považováno za kvalitnější, protože obsahuje jiné barvy než oranžovou. Právě tato charakteristika dodává těmto lampám vynikající světelnou účinnost, přičemž oko je citlivější na emitované vlnové délky. Z těchto dvou důvodů tyto zdroje osvětlují drtivou většinu silnic a průmyslových odvětví po celém světě, ačkoli CRI zůstává nízký kvůli silné převaze žlutooranžového odstínu (ve spektru relativně nasycen).
V 80. letech byly vyvinuty dva typy světelných zdrojů produkujících bělejší světlo .
Standardní řada sodíkových výbojek sahá od 35 W do 1 000 W , se světelnou účinností 90 lm · W -1 až 140 lm · W -1 , což je zdroj volby pro úsporné osvětlení.
Standardní výkony čirých trubicových lamp mohou být:
S výjimkou 18 wattových žárovek mají všechny modely do 180 wattů počáteční napětí větší než 250 voltů. Většina z těchto lamp je proto napájena disperzním autotransformátorem se sekundárním napětím otevřeného obvodu 450 V.
Od 80. let 20. století existují takzvané hybridní energetické systémy tvořené induktorem a vysokonapěťovým iniciátorem. Induktor je navržen tak, aby byla důležitá třetí harmonická proudu. Výsledná proudová vlna je více čtvercová než sinusová, což je vlastnost, která zvyšuje účinnost těchto lamp.
Tyto lampy jsou velmi praktické pro pěstování rostlin všeho druhu v interiéru. Umožňují přeměnit krátké zimní dny na krásné letní dny. Pro amatéry jsou nyní k dispozici dva typy lamp používaných profesionály.
Tyto lampy jsou preferovaným bodovým zdrojem světla pro rostliny před lineárním zdrojem, jako jsou zářivky .
Provozní režim probíhá ve 3 fázích:
Nízkotlaké výbojky vyzařující hlavně ve vedení dubletu sodíku generují mnohem menší světelné znečištění než vysokotlaké výbojky, které mají úplnější spektrum. Na amatérských astronomů ji lze filtrovat snadno.
Vzhledem k tomu, že se sodík ve vzduchu spontánně vznítí, rozbití (vnitřní) sodíkové baňky způsobí plamen. Protože množství sodíku je nízké, neuvolňuje příliš vysokou energii ale může vznítit blízké materiály; proto se vyvarujte rozbití těchto lamp v blízkosti hořlavých materiálů (oděvy, sláma, papír, lepenka, kovové prášky, uhlovodíky atd.).