đèn hps là gì? Đèn HPS có nghĩa là đèn cao áp natri ở Việt Nam, thường được gọi là đèn cao áp natri hoặc đèn cao áp natri.
Philips sản xuất và bán đèn natri đầu tiên ở Hà Lan vào năm 1932. Có hai loại đèn natri: natri áp suất thấp (lps / natri áp suất thấp) và natri áp suất cao (hps). Chúng thường được sử dụng để chiếu sáng đường cao tốc và chiếu sáng công nghiệp. trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách chúng hoạt động và những ưu điểm và nhược điểm của chúng.
đèn natri áp suất thấp (lps)
Đèn Natri áp suất thấp (LPS) có một ống thủy tinh borosilicat chứa natri rắn và một lượng nhỏ hỗn hợp neon và argon để bắt đầu quá trình phóng điện. Ống đèn có thể ở dạng ống dài (ống đen) hoặc hình chữ u. khi bật lại đèn, nó phát ra ánh sáng đỏ / hồng mờ do natri bị nung nóng; sau khi natri hóa hơi vài phút, đèn sẽ hoạt động và phát ra ánh sáng màu vàng. đèn hầu như chỉ phát ra ánh sáng vàng đơn sắc có bước sóng khoảng 589,3nm nên khó phân biệt màu sắc của vật được chiếu sáng.
ống lps được bao phủ bởi một lớp chân không, để cô lập nó, do đó làm tăng hiệu suất của đèn. Đèn lps cũ hơn có một lớp chân không có thể tháo rời (đèn). đèn có lớp chân không cố định (đèn nội soi) được phát triển để tăng hiệu quả cách nhiệt. những cải tiến sau đó đã được thực hiện với một gương phản xạ hồng ngoại làm bằng oxit thiếc-indium (sox)
Đèn lps là một trong những loại đèn hiệu quả nhất có thể đạt 200lm / w. đèn chủ yếu được sử dụng để chiếu sáng ngoài trời (ví dụ như chiếu sáng đường phố, an ninh), khi không cần thiết phải phân biệt màu sắc. một số nghiên cứu gần đây cho thấy rằng trong điều kiện ánh sáng yếu, ánh sáng trắng mang lại thị lực tốt hơn.
giống như đèn huỳnh quang, đèn lps phát ra ánh sáng dịu và thẳng. Nó không phát ra ánh sáng chói như các loại đèn phóng điện cường độ cao (HID) khác, nó phát ra ánh sáng dịu hơn và ít chói hơn. Không giống như đèn HID, đèn LPS phục hồi rất nhanh trong trường hợp mất điện. Đèn lps có các loại công suất từ 10w đến 180w; Đèn có ống dài hơn có thể được sản xuất, tuy nhiên do vấn đề thiết kế và kỹ thuật nên loại đèn này không được sản xuất.
Đèn lps hiện tại có tuổi thọ xấp xỉ 18.000 giờ và độ sáng không giảm theo tuổi thọ của đèn, mặc dù điện năng tiêu thụ sẽ tăng dần lên xấp xỉ 10% khi hết tuổi thọ. điều này khác với đèn hơi thủy ngân giấu kín, có độ sáng giảm dần theo thời gian, nhưng mức tiêu thụ điện năng vẫn không đổi.
đèn natri cao áp (hps)
đèn cao áp natri (hps) thường được sử dụng trong chiếu sáng nhà máy. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng rộng rãi trong chiếu sáng ngoài trời như chiếu sáng công cộng, đèn bảo vệ. Cần hiểu rõ sự thay đổi khả năng phân biệt màu sắc của con người trong điều kiện ánh sáng yếu và ban đêm để có phương án thiết kế đèn giao thông hợp lý.
Đèn hp khá hiệu quả, khoảng 100 lm / w, trong điều kiện ánh sáng đầy đủ. đèn công suất cao hơn (600w) và hiệu suất cao hơn (150 lm / w)
Vì hơi natri có khả năng phản ứng hóa học rất mạnh nên ống đèn thường được làm bằng một lớp nhôm oxit trong suốt. cấu trúc này đã được đăng ký bảo hộ bởi điện tử tổng hợp với tên thương mại “lucalox” cho dòng bóng đèn hps.
Khí xenon áp suất thấp được sử dụng làm “khí khởi động” trong đèn hps. bởi vì nó có độ dẫn nhiệt thấp nhất và không có khả năng bị ion hóa tất cả các khí trơ. Vì là khí trơ nên sẽ không ảnh hưởng đến phản ứng hóa học diễn ra khi đèn hoạt động. dẫn nhiệt kém làm giảm tổn thất nhiệt khi bóng đèn hoạt động, và vì khó bị ion hóa nên đèn sẽ có điện áp khởi động thấp, giúp khởi động đèn dễ dàng hơn.
Một biến thể khác của đèn natri cao áp được giới thiệu vào năm 1986, son môi có áp suất cao hơn đèn hps / son thông thường, tạo ra ánh sáng có nhiệt độ màu là 2700k và chỉ số hoàn màu (cri) là 85, tương tự đến màu sắc của đèn sợi đốt. Loại đèn này thường được dùng để chiếu sáng nội thất quán cafe, nhà hàng nhằm tạo hiệu ứng thẩm mỹ. tuy nhiên, son môi “trắng” đắt tiền, thời gian sử dụng ngắn và hiệu quả thấp, vì vậy chúng không thể cạnh tranh với đèn hps vào thời điểm đó.
nguyên tắc hoạt động
Hỗn hợp natri – thủy ngân ở nhiệt độ thấp nhất trong đèn và cung cấp natri và hơi thủy ngân cần thiết để tạo ra hồ quang. nhiệt độ của hỗn hống phần lớn được quyết định bởi công suất của đèn. công suất đèn càng cao thì nhiệt độ hỗn hống càng cao. nhiệt độ của hỗn hống càng cao, áp suất hơi của thủy ngân và natri càng cao và điện áp hoạt động cần thiết càng cao. khi nhiệt độ tăng, cường độ dòng điện được duy trì và tăng dần điện áp cho đến khi đạt được công suất hoạt động. Ở điện áp được cung cấp, thông thường chúng ta có 3 chế độ hoạt động:
- đèn sẽ tắt và không có dòng điện chạy qua.
- đèn sẽ hoạt động với hỗn hợp lỏng trong ống.
- đèn sẽ hoạt động với tất cả hỗn hống được sử dụng làm bay hơi.
Trạng thái đầu tiên và trạng thái cuối cùng là ổn định, vì điện trở của đèn khá nhỏ so với điện áp, trong khi trạng thái thứ hai không ổn định. bởi vì với sự gia tăng bất thường của dòng điện, công suất sẽ tăng, nhiệt độ của hỗn hống sẽ tăng và dòng điện sẽ tăng hơn nữa. điều này tạo ra hiệu ứng quá tải làm cho đèn đạt trạng thái dòng điện cao. Do đèn không được thiết kế để chịu được nguồn năng lượng lớn nên điều này sẽ gây ra hiện tượng cháy nổ đèn. Tương tự, khi dòng điện giảm bất thường, đèn sẽ tắt. trạng thái 2 là trạng thái hoạt động mong muốn của đèn, vì hỗn hống bay hơi chậm sẽ ít ảnh hưởng đến các đặc tính của đèn hơn là bay hơi hoàn toàn. do đó, tuổi thọ trung bình của bóng đèn có thể vượt quá 20.000 giờ.
Trong thực tế, bóng đèn được cấp nguồn AC liên tục từ nguồn điện có chấn lưu cuộn cảm, thay vì điện áp cố định, đảm bảo hoạt động ổn định. chấn lưu được sử dụng thường là chấn lưu cảm ứng hơn là được cấp trực tiếp qua điện trở để giảm tổn thất trở kháng. vì đèn sẽ tắt ở điện áp bằng không trong chu kỳ xoay chiều, chấn lưu cảm ứng sẽ bật đèn bằng cách cung cấp xung điện áp tại điểm điện áp bằng không
Ánh sáng do đèn phát ra bao gồm các vạch phát xạ thủy ngân và natri, nhưng sự phát xạ chủ yếu đến từ vạch d natri. dòng này có cộng hưởng áp suất mạnh và cũng có tính tự hấp thụ vì sự hấp thụ ở lớp nhiệt độ thấp hơn của hồ quang làm cho ánh sáng từ đèn hiển thị màu sắc tốt hơn. hơn nữa, mặt đỏ của vạch phát xạ d cũng bị kéo căng bởi lực van der waals của nguyên tử thủy ngân trong hồ quang.
khi đèn tắt
vào cuối vòng đời, đèn natri cao áp (hps) xuất hiện, hiện tượng được gọi là “nhấp nháy”, do mất natri trong hồ quang. Natri là một kim loại phản ứng mạnh và biến mất khi phản ứng với oxit nhôm trong ống hồ quang. sản phẩm là natri nhôm oxit: 6 na + al2o3 → 3 na2o + 2 al
Do đó, những đèn này có thể hoạt động ở điện áp thấp, nhưng khi chúng nóng lên trong quá trình hoạt động, áp suất khí bên trong ống đèn tăng lên, làm tăng điện áp cần thiết để giữ cho độ sáng của bình không đổi. Khi bóng đèn già đi, điện áp duy trì cho hồ quang cuối cùng sẽ tăng lên ngoài khả năng đáp ứng của chấn lưu. khi đèn đến điểm này mà không hình thành hồ quang thì bóng đèn bị hỏng. cuối cùng, khi hồ quang bị dập tắt, nhiệt độ của đèn giảm, áp suất trong ống đèn giảm, và chấn lưu một lần nữa có khả năng tạo ra hồ quang. hiệu ứng này làm cho đèn sáng một lúc rồi tắt, sau đó bật lại, ban đầu thường là đèn màu trắng hoặc hơi xanh, sau đó chuyển sang màu đỏ cam trước khi tắt.
Một số chấn lưu có thiết kế phức tạp hơn có thể phát hiện thấy “nhấp nháy” và sẽ không cố gắng thắp sáng đèn sau một vài chu kỳ, do việc phát điện lặp đi lặp lại. áp suất mồi cao để khởi động lại hồ quang sẽ làm giảm tuổi thọ của chấn lưu. nếu tắt nguồn và bật lại, chấn lưu sẽ tiếp tục tạo ra quá trình khởi động mới.
đèn lps bị hỏng sẽ không gây ra “nhấp nháy”, không phát sáng hoặc tạo ra ánh sáng đỏ yếu trong giai đoạn khởi động. ở một chế độ hỏng hóc khác, khi có một số lỗ nhỏ làm cho hơi natri từ ống hồ quang rò rỉ vào bầu chân không. natri sẽ ngưng tụ và tạo ra một lớp phủ phản chiếu trên kính bên ngoài, ngăn một phần ánh sáng từ ống hồ quang. đèn có thể hoạt động bình thường, nhưng lớp natri chặn phần lớn ánh sáng, khiến đèn bị mờ hoặc hoàn toàn không bật.
ưu nhược điểm của đèn hps
Dựa trên tất cả thông tin được đề cập ở trên, hãy tóm tắt những ưu điểm và nhược điểm của công nghệ đèn hps so với các loại đèn khác.
lợi thế:
- tuổi thọ cao
- hiệu suất phát quang cao
bất lợi:
- độ hoàn màu thấp.
- natri là một chất độc có thể bốc cháy khi tiếp xúc với không khí.
nếu không sử dụng đèn hps thì nên sử dụng đèn nào?
Hiện nay với khoa học công nghệ phát triển rất nhanh như hiện tại. Một loại đèn mới ra đời với những đặc điểm nổi bật đó là đèn LED. So với đèn hps có thể nói chúng khắc phục được tất cả các nhược điểm của đèn và có những ưu điểm vượt trội hơn so với đèn hps. Hiện tại, đây chắc chắn là sự lựa chọn hàng đầu cho bất kỳ ứng dụng chiếu sáng nào. xem thêm:
- so sánh led và hps
- led là gì?
nếu bạn đọc bài viết và có nhu cầu sử dụng đèn led hãy liên hệ ngay với potech. Là một trong những nhà sản xuất và phân phối đèn LED chất lượng cao hàng đầu, chúng tôi hỗ trợ tư vấn và giúp bạn có bộ đèn tốt nhất. Gọi ngay 0912122016 để bắt đầu.
tham khảo: wikipedia
www.potech.com.vn
