定义
基于钠(Na)原子发光的金属蒸气灯。
钠蒸气灯是基于钠(Na)原子的光发射的金属蒸气灯,有时带有额外的发射,例如汞。 他们主要利用钠原子的特征橙色589-nm D线,这也在物理学中得到了广泛的研究。
与大多数其他类型的金属蒸气灯一样,钠蒸气灯需要与合适的电镇流器一起操作,以稳定电流。
低压钠灯
低压钠灯(LPS灯)通常由几厘米长的圆柱形或U形玻璃管制成。 由于工作压力低(例如低于 1 Pa),功率密度适中,导致发光辐射有限,这是低压放电灯的典型特征。
为了开始放电,灯罩除了钠外,还需要含有少量的启动气体,通常是氖气和/或氩气。 然后可以在该气体中开始放电,由此产生的温度升高导致钠蒸发。 需要几分钟才能使灯达到其全部亮度。
钠蒸气灯产生橙色准单色光,压力展宽很小。 更准确地说,在589.0 nm和589.6 nm处有两条紧密定位的窄光谱线;然而,这个细节对于视觉外观并不重要。 还有几条来自起始气体的相当微弱的排放线,但对于应用来说通常微不足道。
钠灯有时仍用于街道照明,可以很容易地从典型的橙色中识别出来。 它们相对节能,使用寿命长(远高于 10,000 小时)。 它们的发射光谱当然不适合色觉,但对于恶劣天气条件下的照明是有利的,因为相对较长的波长光散射较少,例如空气中的微小水滴,因此更有效地支持视觉,几乎没有眩光。
通过使用额外的外部灯泡和两个灯泡之间的真空,可以进一步提高灯效率,因为这可以最大限度地减少热损失。 然后,明视的发光效率可以达到约200 lm/W的优异值;请注意,589 nm的发射波长相对接近明视响应函数的峰值,而它不太适合暗视觉。
高压钠灯
还有高压钠蒸气灯(HPS灯),也含有一些汞,以更高的功率密度(也更小的发射量)和相应的更高辐射运行。 在这里,体积压力在 10 kPa 到 100 kPa 之间。 电弧管通常由半透明的氧化铝(氧化铝)陶瓷制成,与灯具玻璃相比,可以更好地承受高工作温度和热钠蒸气的高化学反应性。
由于稠密气体中的高碰撞率,光发射光谱大大变宽了压力。 在红-橙-黄区域仍然有特别明显的钠排放,但在汞的绿色、蓝色和紫色中也有一些排放。 总体而言,获得了一种白光,但仍具有橙色色调。色觉得到一定程度的支持,但显色指数仍然很差,例如与氙气灯相比。 发光效率可能同样相当高,例如大约 150 lm/W,特别是对于更高功率的型号。 氙气通常用作起始气体。 灯泡使用寿命可达 20,000 小时或更长时间。
部分由于汞有毒且对环境有问题,高压钠灯在许多应用中越来越多地被替代解决方案所取代。 此外,有些灯类型仍然含有汞,但具有其他优点,特别是在显色性方面。 例如,金属卤化物灯的使用越来越多,其中一些是无汞的。