مصباح بخار الصوديوم

مصابيح الشوارع المصنوعة من الصوديوم في تونتورب، السويد
مصباح الصوديوم عالي الضغط بعد إطفائه. مادة الألومينا تتوهج باللون الأحمر لأنها لا تزال ساخنة.

مصباح بخار الصوديوم هو مصباح تفريغ غازي يستخدم الصوديوم في حالة مثارة لإنتاج ضوء بطول موجي مميز قريب من 589 نانومتر . 

يوجد نوعان من هذه المصابيح: مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط ومصابيح الصوديوم عالية الضغط . تُعد مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط مصادر إضاءة كهربائية عالية الكفاءة، لكن ضوءها الأصفر البرتقالي يحد من استخدامها في الإضاءة الخارجية، مثل مصابيح الشوارع ، حيث تُستخدم على نطاق واسع. [ 1 ] تُصدر مصابيح الصوديوم عالية الضغط طيفًا أوسع من الضوء مقارنةً بمصابيح الصوديوم منخفضة الضغط، لكنها لا تزال أقل دقة في عرض الألوان من أنواع المصابيح الأخرى. [ 2 ] تُصدر مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط ضوءًا أصفر برتقاليًا أحادي اللون فقط ، مما يُعيق رؤية الألوان ليلًا .

تُعزل المصابيح ذاتية التشغيل أحادية الطرف بقرص من الميكا وتُوضع داخل أنبوب تفريغ غازي (أنبوب قوس) مصنوع من زجاج البوروسيليكات ، وله غطاء معدني. [ 3 ] [ 4 ] وتشمل هذه المصابيح مصباح بخار الصوديوم، وهو مصباح التفريغ الغازي المستخدم في إنارة الشوارع. [ 5 ] [ 6 ] [ 3 ] [ 4 ]

تستخدم مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط عادةً قاعدة BY22d ذات وصلة حربة ، بينما تستخدم مصابيح الصوديوم عالية الضغط غالبًا قاعدة E27 (للقدرات الكهربائية المنخفضة من 35 إلى 100 واط) وقاعدة E40 (للقدرات الكهربائية العالية من 150 إلى 1000 واط) ذات وصلة لولبية من نوع إديسون . ومثل جميع مصابيح التفريغ الغازي، تتطلب مصابيح بخار الصوديوم مُحَوِّلًا كهربائيًا لتشغيلها.

تطوير

أصبح مصباح تفريغ قوس الصوديوم منخفض الضغط عمليًا لأول مرة حوالي عام 1920 بفضل تطوير نوع من الزجاج مقاوم للتآكل الناتج عن بخار الصوديوم. كانت هذه المصابيح تعمل بضغوط أقل من 1 باسكال ، وتنتج طيفًا ضوئيًا شبه أحادي اللون حول خطوط انبعاث الصوديوم عند أطوال موجية 589.0 و589.6 نانومتر. وقد حدّ الضوء الأصفر الناتج عنها من نطاق تطبيقاتها لتقتصر على تلك التي لا تتطلب رؤية الألوان. [ 7 ] 

أُجريت أبحاثٌ حول مصابيح الصوديوم عالية الضغط في كلٍّ من المملكة المتحدة والولايات المتحدة . وقد أدّى رفع ضغط بخار الصوديوم إلى توسيع طيف انبعاث الصوديوم، ما جعل الضوء الناتج يحتوي على طاقة أكبر عند أطوال موجية أعلى وأسفل  نطاق 589 نانومتر. وكانت مادة الكوارتز المستخدمة في مصابيح تفريغ الزئبق تتآكل بفعل بخار الصوديوم عالي الضغط. وفي عام 1959، أُجريت تجربة معملية لمصباح عالي الضغط. وشكّل تطوير شركة جنرال إلكتريك لمادة أكسيد الألومنيوم المُلبّد (مع إضافة أكسيد المغنيسيوم لتحسين نفاذية الضوء) خطوةً مهمةً في تصنيع مصباح تجاري. وبحلول عام 1962، أصبحت المادة متوفرة على شكل أنابيب، ولكن تطلّب الأمر تقنيات إضافية لإحكام إغلاق الأنابيب وإضافة الأقطاب الكهربائية اللازمة، إذ لم يكن من الممكن صهر المادة كما هو الحال مع الكوارتز. كانت أغطية طرفي أنبوب القوس الكهربائي تصل درجة حرارتها إلى 800 درجة مئوية (1470 درجة فهرنهايت) أثناء التشغيل، ثم تبرد إلى درجة حرارة الغرفة عند إطفاء المصباح، لذا كان على أطراف الأقطاب الكهربائية وختم أنبوب القوس تحمل دورات حرارية متكررة. وقد حلّ مايكل أرينداش [ 8 ] هذه المشكلة في مصنع جنرال إلكتريك نيلا بارك. أُتيحت أولى مصابيح الصوديوم عالية الضغط التجارية في عام 1965 من شركات في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وهولندا؛ عند طرحها، كان المصباح بقدرة 400 واط ينتج حوالي 100 لومن لكل واط. [ 7 ] [ 9 ]  

كما تم تصنيع أنابيب الياقوت الاصطناعي أحادية البلورة واستخدامها في مصابيح الصوديوم عالية الضغط في أوائل سبعينيات القرن العشرين، مع تحسن طفيف في الكفاءة، ولكن تكاليف الإنتاج كانت أعلى من تكاليف أنابيب الألومينا متعددة البلورات. [ 7 ]

الصوديوم منخفض الضغط

مصباح الصوديوم منخفض الضغط (SOX).
طيف مصباح الصوديوم منخفض الضغط. يمثل الشريط الأصفر الشديد انبعاث خط D الذري للصوديوم، والذي يشكل حوالي 90٪ من انبعاث الضوء المرئي لهذا النوع من المصابيح.
سيارتان من طراز هوندا فيت تحت مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط. تبدو كلتاهما سوداء، على الرغم من أن السيارة على اليسار حمراء زاهية، بينما السيارة على اليمين سوداء في الواقع.

تحتوي مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط (LPS) على أنبوب تفريغ غازي مصنوع من زجاج البوروسيليكات، ويحتوي على صوديوم صلب وكمية صغيرة من غازي النيون والأرجون في خليط بينينغ (99% نيون، 1% أرجون) لبدء عملية التفريغ الغازي. قد يكون أنبوب التفريغ خطيًا (مصباح SLI) [ 10 ] أو على شكل حرف U. عند تشغيل المصباح لأول مرة، يُصدر ضوءًا أحمر/ورديًا خافتًا (من النيون والأرجون) لتسخين معدن الصوديوم؛ وفي غضون دقائق قليلة، ومع تبخر معدن الصوديوم، يتحول الضوء المنبعث إلى اللون الأصفر الساطع المعتاد . تُنتج هذه المصابيح ضوءًا أحادي اللون تقريبًا بمتوسط ​​طول موجي 589.3 نانومتر (في الواقع، خطان طيفيان رئيسيان متقاربان جدًا عند 589.0 و589.6 نانومتر). يصعب تمييز ألوان الأجسام المضاءة بهذا النطاق الترددي الضيق فقط. 

تتميز مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط بغلاف زجاجي خارجي مفرغ من الهواء يحيط بأنبوب التفريغ الداخلي للعزل الحراري ، مما يحسن كفاءتها. كانت مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط السابقة مزودة بغلاف ديوار قابل للفصل (مصابيح SO). [ 11 ] طُوّرت مصابيح ذات غلاف مفرغ من الهواء دائم (مصابيح SOI) لتحسين العزل الحراري. [ 12 ] وتحقق مزيد من التحسين بتغطية الغلاف الزجاجي بطبقة عاكسة للأشعة تحت الحمراء من أكسيد الإنديوم والقصدير ، مما أدى إلى ظهور مصابيح SOX، وهي النوع القياسي الحالي لمصابيح الصوديوم منخفضة الضغط. [ 13 ]

بعد تطوير مصباح Philips Mini-SOX 18W (الذي أصبح أصغر مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط، والذي أُدمج لاحقًا في سلسلة SOX-E)، [ 14 ] طُبقت بعض ميزات التصميم التي ساهمت في كفاءته العالية على مصابيح SOX عالية الطاقة الموجودة. وكانت النتيجة سلسلة SOX-E (الاقتصادية)، التي تميزت بكفاءة أعلى في استهلاك الطاقة، وعملت بتيار أقل من السابق. ويمكن تمييزها بسهولة من خلال أغطية التثبيت السوداء بدلاً من الحمراء الموجودة في مصابيح SOX القياسية. وقد انخفضت طاقة المصباح بشكل ملحوظ مقارنةً بسلسلة SOX التقليدية، مما أدى إلى خفض كثافة تيار التفريغ وزيادة الكفاءة الضوئية. وقد تحقق ذلك من خلال تحسين العزل الحراري وتعديل الطلاء العاكس للأشعة تحت الحمراء. [ 15 ]

ومن التطورات اللاحقة الأخرى مصباح SOX-PSG (ممتص الحالة الصلبة من فيليبس)، الذي قدم نظام امتصاص مختلفًا جذريًا (مصممًا للحفاظ على فراغ مثالي) لمنع التسريبات التي قد تتسبب في أعطال مبكرة في مصابيح SOX القياسية، وبالتالي كان الهدف منه توفير عمر أطول وأكثر موثوقية للمستخدم النهائي. كما اعتمد تصميمًا حراريًا مُحسَّنًا لزيادة الكفاءة والمتانة. عادةً ما تُعرف بعض النماذج (وخاصةً نماذج الإنتاج المبكر والمتوسط) بأغطية الحربة الزرقاء، على الرغم من أن النماذج اللاحقة احتفظت بالأغطية الحمراء المعتادة. تم إنتاج مصابيح SOX-PSG بقدرتي 35 وات و55 وات فقط، وكان طراز SOX-E بقدرة 36 ​​وات هو النموذج الوحيد الموفر للطاقة/المُقترن بنسخة SOX-E-PSG ذات غطاء حربة أخضر. [ 16 ] من المعروف أيضًا أنه تم توفير مصابيح SOX-Plus/Pro التي كان من المفترض أن يكون عمرها الافتراضي ضعف عمر مصابيح SOX/الصوديوم منخفضة الضغط العادية، ولكنها تبدو متشابهة للغاية مع المصابيح العادية. [ 17 ]

تُعدّ مصابيح الصوديوم ذات الضغط المنخفض من بين أكثر مصادر الإضاءة الكهربائية كفاءةً عند قياسها في ظروف الإضاءة النهارية ، حيث تُنتج ما يزيد عن 100 ويصل إلى 206 لومن / واط . [ 18 ] تُعزى هذه الكفاءة العالية جزئيًا إلى أن الضوء المنبعث منها يقع عند طول موجي قريب من ذروة حساسية العين البشرية. وتُستخدم هذه المصابيح بشكل أساسي في الإضاءة الخارجية (مثل مصابيح الشوارع وإضاءة الأمن ) حيث لا يُعدّ تجسيد الألوان بدقة أمرًا بالغ الأهمية.

تُشبه مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط (LPS) المصابيح الفلورية في كونها مصدر ضوء منخفض الشدة ذو شكل خطي. لا تُصدر هذه المصابيح قوسًا ساطعًا كما تفعل مصابيح التفريغ عالي الكثافة (HID)، بل تُصدر توهجًا ضوئيًا أكثر نعومة، مما يُقلل من الوهج. وعلى عكس مصابيح HID، تعود مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط إلى سطوعها الكامل بسرعة عند انخفاض الجهد. تتوفر مصابيح LPS بقدرات تتراوح من 10 إلى 180  واط؛ إلا أن المصابيح الأطول قد تُعاني من مشاكل في التصميم والهندسة.

تتمتع مصابيح الصوديوم الفوسفورية الحديثة بعمر افتراضي يصل إلى 18000 ساعة تقريبًا، ولا ينخفض ​​سطوعها مع مرور الوقت، على الرغم من زيادة استهلاكها للطاقة بنسبة 10% تقريبًا قرب نهاية عمرها الافتراضي. وتختلف هذه الخاصية عن مصابيح بخار الزئبق عالية الكثافة، التي يخفت ضوؤها تدريجيًا حتى تصبح غير فعالة، بينما تستهلك طاقة كهربائية ثابتة.

في عام 2017، أعلنت شركة فيليبس للإضاءة، وهي شركة رائدة في تصنيع مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط، عن توقفها عن إنتاج هذه المصابيح بسبب انخفاض الطلب. [ 19 ] في البداية، كان من المقرر إيقاف الإنتاج تدريجياً خلال عام 2020، ولكن تم تقديم هذا التاريخ، وتم إنتاج آخر المصابيح في مصنع هاميلتون ، اسكتلندا، في  31 ديسمبر 2019. [ 20 ]

لا تزال شركة تشيان شون للإضاءة في تايتشو بالصين تقوم بتصنيع وبيع مصابيح LPS، والمحولات، وأجهزة الإشعال، والمقابس. [ 21 ]

اعتبارات التلوث الضوئي

في المواقع التي يُؤخذ فيها التلوث الضوئي بعين الاعتبار، مثل المناطق القريبة من المراصد الفلكية أو شواطئ تعشيش السلاحف البحرية ، يُفضّل استخدام مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط (كما كان الحال سابقًا في سان خوسيه، كاليفورنيا، وفلاغستاف ، أريزونا ). [ 22 ] [ 23 ] تُصدر هذه المصابيح ضوءًا على خطين طيفيين رئيسيين فقط (مع خطوط أخرى أضعف بكثير)، وبالتالي تُقلّل من التداخل الطيفي مع الرصد الفلكي. [ 24 ] بعد توقف إنتاج مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط، يجري النظر في استخدام مصابيح LED كهرمانية ضيقة النطاق، والتي تقع على طيف لوني مشابه لمصابيح الصوديوم منخفضة الضغط.

يؤدي اللون الأصفر لمصابيح الصوديوم منخفضة الضغط إلى أقل قدر من توهج السماء المرئي، ويعود ذلك أساسًا إلى انزياح بوركينجي في الرؤية البشرية المتكيفة مع الظلام، مما يجعل العين أقل حساسية للضوء الأصفر المتناثر عند مستويات الإضاءة المنخفضة في الغلاف الجوي الصافي. [ 25 ] [ 26 ] ومن نتائج انتشار الإضاءة العامة أن المدن ذات الإضاءة الكافية تُضاء في الليالي الغائمة بضوء منعكس من السحب. وعندما تكون مصابيح بخار الصوديوم مصدر الإضاءة الحضرية، تكتسي سماء الليل بلون برتقالي.

المؤثرات الخاصة في الأفلام

عملية بخار الصوديوم (المعروفة أحيانًا باسم الشاشة الصفراء) هي تقنية تصوير سينمائي تعتمد على خصائص النطاق الضيق لمصباح LPS. عادةً ما يكون فيلم النيجاتيف الملون غير حساس للضوء الأصفر الصادر من مصباح LPS، ولكن يمكن لفيلم أبيض وأسود خاص تسجيله. باستخدام كاميرا خاصة، تُسجل المشاهد على بكرتين في وقت واحد: إحداهما مع الممثلين (أو عناصر أخرى في المقدمة)، والأخرى تُستخدم كقناع لدمجها لاحقًا مع خلفية مختلفة . حققت هذه التقنية في الأصل نتائج أفضل من تقنية الشاشة الزرقاء ، واستُخدمت في الفترة من عام 1956 إلى عام 1990، وخاصةً من قِبل استوديوهات ديزني . من الأمثلة البارزة على الأفلام التي استخدمت هذه التقنية فيلم " الطيور" لألفريد هيتشكوك ، وفيلمي ديزني " ماري بوبينز" و "مقابض السرير والمكانس" . لاحقًا، أدت التطورات في تقنيات الشاشة الزرقاء والخضراء والتصوير الحاسوبي إلى تضييق هذه الفجوة، مما جعل عملية بخار الصوديوم غير مجدية اقتصاديًا. [ 27 ]

المعايير الكهربائية

[ 28 ]

نوع المصباحالقدرة المقدرة (واط)قدرة المصباح (واط)الجهد الاسمي للمصباح (فولت)تيار المصباح (أمبير)
سوكس-إي1818570.35
2627690.45
36351200.35
66651230.62
91901730.62
1311272500.62
سوكس3537700.60
55561090.59
90911120.94
1351351640.95
1801852400.91

الصوديوم عالي الضغط

مصابيح الصوديوم عالية الضغط (SON).
طيف مصباح الصوديوم عالي الضغط. الشريط الأصفر المائل للأحمر على اليسار هو انبعاث خط D الذري للصوديوم؛ أما الخط الفيروزي فهو خط صوديوم يكون ضعيفًا نسبيًا في حالة التفريغ منخفض الضغط، ولكنه يصبح شديدًا في حالة التفريغ عالي الضغط. معظم الخطوط الخضراء والزرقاء والبنفسجية الأخرى ناتجة في الغالب عن خطوط الصوديوم، ولكن أيضًا عن خطوط الزئبق.
رسم تخطيطي يوضح الناتج الطيفي لمصباح الصوديوم عالي الضغط (HPS) النموذجي
مبنى مكاتب مضاء بمصابيح صوديوم عالية الضغط
مبنى مكاتب مضاء بمصابيح صوديوم عالية الضغط

تُستخدم مصابيح الصوديوم عالية الضغط (HPS) على نطاق واسع في الإضاءة الصناعية، لا سيما في المنشآت الصناعية الكبيرة، كما تُستخدم عادةً كمصابيح لنمو النباتات . وهي تحتوي على الزئبق . [ 29 ] وتُستخدم أيضًا على نطاق واسع في إضاءة المناطق الخارجية، مثل الطرق ومواقف السيارات والمناطق الأمنية. يُعد فهم تغير حساسية رؤية الألوان لدى الإنسان من الرؤية النهارية إلى الرؤية المتوسطة والليلية أمرًا ضروريًا للتخطيط السليم عند تصميم إضاءة الطرق. [ 30 ]

تتميز مصابيح الصوديوم عالية الضغط بكفاءة عالية، حيث تبلغ حوالي 100 لومن لكل واط عند قياسها في ظروف الإضاءة النهارية . أما بعض المصابيح ذات القدرة الأعلى (مثل 600 واط) فتصل كفاءتها إلى حوالي 150 لومن لكل واط.

نظراً لأن قوس الصوديوم عالي الضغط شديد التفاعل الكيميائي، فإن أنبوب القوس يُصنع عادةً من أكسيد الألومنيوم الشفاف . وقد دفع هذا التصميم شركة جنرال إلكتريك إلى استخدام الاسم التجاري "لوكالوكس" لخط إنتاجها من مصابيح الصوديوم عالية الضغط.

يُستخدم غاز الزينون تحت ضغط منخفض كغاز بدء تشغيل في مصباح الصوديوم عالي الضغط. يتميز بأقل موصلية حرارية وأقل جهد تأين بين جميع الغازات النبيلة المستقرة . وبصفته غازًا نبيلًا، فإنه لا يتداخل مع التفاعلات الكيميائية التي تحدث في المصباح أثناء التشغيل. تقلل الموصلية الحرارية المنخفضة من الفقد الحراري في المصباح أثناء التشغيل، كما أن جهد التأين المنخفض يجعل جهد انهيار الغاز منخفضًا نسبيًا في الحالة الباردة، مما يسهل بدء تشغيل المصباح.

مصباح صوديوم عالي الضغط "أبيض"

يُعدّ مصباح الصوديوم عالي الضغط الأبيض (HPS) نوعًا مُعدَّلًا من مصابيح الصوديوم عالية الضغط التي طُرحت عام 1986، ويتميز بضغط أعلى من مصابيح الصوديوم عالية الضغط التقليدية، مما يُنتج درجة حرارة لونية تبلغ حوالي 2500  كلفن مع مؤشر تجسيد لوني (CRI) يبلغ حوالي 85، وهو ما يُشابه إلى حد كبير لون الضوء المتوهج. [ 31 ] تُستخدم هذه المصابيح غالبًا في الأماكن المغلقة، مثل المقاهي والمطاعم، لإضفاء لمسة جمالية. مع ذلك، فإن مصابيح الصوديوم عالية الضغط البيضاء أغلى ثمنًا وأقل كفاءة في الإضاءة، ولذلك لا يُمكنها منافسة مصابيح الصوديوم عالية الضغط التقليدية.

المعايير الكهربائية لمصابيح الصوديوم البيضاء

[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]

القدرة المقدرة (واط)قدرة المصباح (واط)الجهد الاسمي للمصباح (فولت)تيار المصباح (أمبير)
3533.3980.47
5055.5900.78
10097981.31

نظرية التشغيل

مراحل التسخين لمصباح HPS/SON بقدرة 70 واط على تركيب [ 35 ] DW Windsor Strand B. يتحول التوهج الأبيض الخافت للزينون الناتج عن القوس الكهربائي في أنبوب القوس بسرعة وتدريجياً إلى توهج برتقالي لبخار الصوديوم المعدني.
رسم تخطيطي لمصباح صوديوم عالي الضغط

يوجد مزيج من الصوديوم والزئبق المعدنيين في أبرد جزء من المصباح، وهو يوفر بخار الصوديوم والزئبق اللازم لتكوين القوس الكهربائي. تتحدد درجة حرارة هذا المزيج إلى حد كبير بقدرة المصباح. فكلما زادت قدرة المصباح، ارتفعت درجة حرارة المزيج. وكلما ارتفعت درجة حرارة المزيج، زاد ضغط بخار الزئبق والصوديوم داخل المصباح، وبالتالي ارتفع الجهد الكهربائي. ومع ارتفاع درجة الحرارة، يستهلك التيار الثابت والجهد المتزايد طاقة متزايدة حتى الوصول إلى مستوى القدرة التشغيلية. ولجهد معين، توجد عادةً ثلاثة أنماط تشغيل:

  1. انطفأ المصباح ولم يعد هناك تيار كهربائي.
  2. يعمل المصباح باستخدام الملغم السائل في الأنبوب (بخار مشبع).
  3. يعمل المصباح مع تبخر جميع الملغم (بخار غير مشبع).

تُعتبر الحالتان الأولى والأخيرة مستقرتين، لأن مقاومة المصباح ترتبط ارتباطًا ضعيفًا بالجهد، بينما تُعتبر الحالة الثانية غير مستقرة. أي زيادة غير طبيعية في التيار ستؤدي إلى زيادة في الطاقة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الملغم، وبالتالي انخفاض في المقاومة، مما يؤدي إلى زيادة أخرى في التيار. سيؤدي هذا إلى تأثير متسارع، وسينتقل المصباح إلى حالة التيار العالي (رقم 3). ولأن المصابيح الفعلية غير مصممة لتحمل هذه الطاقة العالية، فإن هذا سيؤدي إلى عطل كارثي. وبالمثل، فإن انخفاضًا غير طبيعي في التيار سيؤدي إلى انطفاء المصباح. الحالة الثانية هي حالة التشغيل المثالية للمصباح، لأن الفقدان البطيء للملغم من الخزان، مع احتراق المصباح بمرور الوقت، سيكون له تأثير أقل على خصائص المصباح من تبخر الملغم بالكامل. والنتيجة هي متوسط ​​عمر للمصباح يتجاوز 20,000 ساعة.

في الاستخدام العملي، يُغذّى المصباح بمصدر جهد متردد موصول على التوالي مع مُحَوِّل حثي لتوفير تيار ثابت تقريبًا للمصباح، بدلًا من جهد ثابت، مما يضمن تشغيلًا مستقرًا. عادةً ما يكون المُحَوِّل حثيًا وليس مقاوميًا لتقليل فقد الطاقة الناتج عن المقاومة. ولأن المصباح ينطفئ فعليًا عند كل نقطة انقطاع للتيار في دورة التيار المتردد، يُساعد المُحَوِّل الحثي في ​​إعادة إشعاله بتوفير نبضة جهد عند نقطة انقطاع التيار.

يتكون الضوء المنبعث من المصباح من خطوط انبعاث ذرية للزئبق والصوديوم، إلا أن خط انبعاث الصوديوم D هو السائد. يتميز هذا الخط باتساعه الشديد الناتج عن الضغط (الرنين)، كما أنه ينعكس ذاتيًا بسبب امتصاصه في الطبقات الخارجية الباردة للقوس الكهربائي، مما يمنح المصباح خصائص تجسيد ألوان محسّنة . إضافةً إلى ذلك، يتسع الجناح الأحمر لخط انبعاث D بفعل قوى فان دير فالس الناتجة عن ذرات الزئبق في القوس الكهربائي.

المعايير الكهربائية لمصابيح الصوديوم عالية الضغط الأوروبية والبريطانية

[ 36 ]

نوع المصباحالقدرة المقدرة (واط)قدرة المصباح (واط)الجهد الاسمي للمصباح (فولت)تيار المصباح (أمبير)
ابن353585 فولت ± 150.53
505085 فولت ± 150.76
707090 فولت ± 150.98
100100100±151.20
150150100±151.80
250250100±153.00
400392100±154.60
600605110±156.10
سون-تي1000960100±1510.60
سون-إي10001000110±1510.60

المعايير الكهربائية لمصابيح الصوديوم الأمريكية عالية الضغط

[ 37 ]

نوع المصباحالقدرة المقدرة (واط)قدرة المصباح (واط)الجهد الاسمي للمصباح (فولت)تيار المصباح (أمبير)
S763535520.83
S685050521.18
S627070521.60
S54100100.4552.10
S55150150553.20
S561501501001.80
S662002001002.40
S502502501003.00
S673103101003.60
S514004001004.60
S1454304301164.25
S1066006001106.20
S1117507501207.00
S52100010002504.70

نهاية الحياة

في نهاية عمرها الافتراضي، قد تبدأ مصابيح الصوديوم عالية الضغط المشبعة (HPS) بالتشغيل والإيقاف بشكل متقطع. تتسبب المواد المتناثرة من الأقطاب الكهربائية في تعتيم أنبوب القوس الكهربائي، مما يجعله يمتص المزيد من الضوء المشع ويرتفع درجة حرارته. يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى زيادة ضغط الغاز، مما يزيد من انخفاض الجهد في أنبوب القوس. في النهاية، لا يوفر الصمام الكهربائي الجهد الكافي للحفاظ على تفريغ القوس . مع ارتفاع درجة حرارة المصباح، ينطفئ القوس الكهربائي وينطفئ المصباح. بعد انطفاء القوس، يبرد المصباح مرة أخرى، وينخفض ​​ضغط الغاز في أنبوب القوس، ويستطيع الصمام الكهربائي إعادة إشعال القوس. نتيجة لذلك، يتوهج المصباح لفترة ثم ينطفئ، ويبدأ عادةً بلون أبيض نقي أو مائل للزرقة ثم يتحول إلى لون برتقالي محمر قبل أن ينطفئ تمامًا. تتوقف بعض تصميمات أجهزة الإشعال عن محاولة تشغيل المصباح بعد بضع دورات لحماية الصمام الكهربائي وجهاز الإشعال من التلف الناتج عن نبضات الجهد العالي المتكررة. إذا تم فصل الطاقة وإعادة توصيلها، فسيقوم جهاز التثبيت بسلسلة جديدة من محاولات بدء التشغيل.

تُظهر مصابيح الصوديوم غير المشبعة عالية الضغط عطلاً مختلفاً عند نهاية عمرها الافتراضي. فبما أن ملغم الصوديوم يتبخر بالكامل، لا يحدث ارتفاع في الجهد، وبالتالي لا تعمل هذه المصابيح بشكل دوري عند نهاية عمرها الافتراضي. وعند استهلاك الصوديوم بالكامل، يُصدر المصباح ضوءاً أخضر اللون ناتجاً عن تفريغ بخار الزئبق.

لا يؤدي تعطل مصباح مصدر الطاقة المنخفض (LPS) إلى حدوث دورات تشغيل متكررة. لن يضيء المصباح أو سيحافظ على التوهج الأحمر الخافت لمرحلة بدء التشغيل. في حالة عطل أخرى، يتسبب ثقب صغير في أنبوب القوس في تسرب بعض بخار الصوديوم إلى المصباح الخارجي المفرغ من الهواء. يتكثف الصوديوم مكونًا طبقة عاكسة على الزجاج الخارجي، مما يحجب أنبوب القوس جزئيًا. غالبًا ما يستمر المصباح في العمل بشكل طبيعي، ولكن جزءًا كبيرًا من الضوء الناتج يُحجب بواسطة طبقة الصوديوم، فلا يُصدر أي إضاءة. [ 38 ]

الانحدار والتحول التدريجي إلى مصابيح LED

منذ منتصف العقد الثاني من الألفية الثانية، بدأت العديد من السلطات المحلية حول العالم بالتخلص التدريجي من مصابيح بخار الصوديوم، والتحول إلى مصابيح LED لإضاءة الشوارع ، مُعللة ذلك بمخاوف بيئية (خاصةً فيما يتعلق بتغير المناخ) وتوفير استهلاك الطاقة (نظرًا لكفاءة مصابيح LED العالية). [ 39 ] [ 40 ] ومع ذلك، تُصنع هذه المصابيح عادةً لإصدار ضوء أبيض يتراوح بين 4500 و5000 كلفن (مقارنةً بـ 1400-2700 كلفن لمصابيح الصوديوم). وتُثير هذه المصابيح مخاوف صحية عديدة، كما أنها لا تحظى باستحسان الناس من الناحية الجمالية [ 41 ] ، بالإضافة إلى أعطالها التقنية. [ 42 ] وقد قامت بعض البلديات، مثل تيتوسفيل بولاية فلوريدا ومركز كينيدي للفضاء المجاور ، بتركيب مصابيح LED لإضاءة الشوارع، والتي تُصدر ضوءًا برتقاليًا/كهرمانيًا "أكثر دفئًا" من مصابيح الصوديوم السابقة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. إدارة الأشغال العامة (1980). سان خوسيه: دراسة وتقرير عن إضاءة الصوديوم منخفضة الضغط . سان خوسيه : مدينة سان خوسيه. ص  8. مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 ديسمبر 2013 .
  2. لوجينبول، كريستيان ب. "مشاكل الصوديوم منخفض الضغط والأسئلة الشائعة" . فلاغستاف، أريزونا : المرصد البحري الأمريكي . مؤرشف من الأصل في 10 سبتمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 5 ديسمبر 2013 .
  3. 1 2 "مصباح الصوديوم ذو الضغط المنخفض" .
  4. 1 2 "مصباح الصوديوم ذو الضغط المنخفض" .
  5. "مقارنة الإضاءة: مصابيح LED مقابل مصابيح الصوديوم عالية الضغط/مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط" . StouchLighting.com .
  6. "مصباح الصوديوم - كيف يعمل وتاريخه" . EdisonTechCenter.org .
  7. 1 2 3 ريموند كين، هاينز سيل، ثورة في المصابيح: سجل 50 عامًا من التقدم، الطبعة الثانية ، مطبعة فيرمونت، 2001. ص 238-241.
  8. براءة اختراع أمريكية رقم US3737717A، أرينداش، مايكل، "مصباح عالي الكثافة يحتوي على فتيل تقصير حراري"، نُشر في 13-03-1972، وصدر في 05-06-1973، وتم تخصيصها لشركة جنرال إلكتريك.
  9. ^ JJ de Groot، JAJM van Vliet، مصباح الصوديوم عالي الضغط ، ماكميلان للتعليم العالي الدولي، 1986، ISBN 1349091960الصفحات 13-17.
  10. "SLI/H صوديوم" . LampTech.co.uk . ١١ يونيو ٢٠١٨. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٣ مارس ٢٠١٢ .
  11. "SO/H صوديوم" . LampTech.co.uk . 4 يونيو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 مارس 2012 .
  12. "SOI/H صوديوم" . LampTech.co.uk . 16 يونيو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 مارس 2012 .
  13. "SOX Sodium" . LampTech.co.uk . 2 نوفمبر 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 مارس 2012 .
  14. "Philips Mini-SOX 18W" . LampTech.co.uk . 21 يونيو 2015. تاريخ الاطلاع: 16 سبتمبر 2025 .
  15. "Philips SOX-E 26W" . LampTech.co.uk . 5 يوليو 2015. تاريخ الاسترجاع: 16 سبتمبر 2025 .
  16. "Philips SOX PSG 35W" . LampTech . 11 يوليو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 مارس 2026 .
  17. "Philips SOX-Plus 35W" . LampTech . 11 يوليو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 مارس 2026 .
  18. "MASTER SOX-E 131W BY22d 1SL/6" . إضاءة فيليبس . 19 سبتمبر 2023.{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  19. روت، دوغ (28 سبتمبر 2017). "انتبهوا! مصابيح فيليبس منخفضة الضغط المصنوعة من أكسيد الصوديوم (SOX) في طريقها إلى الانقراض" . AtlantaLightBulbs.com . مؤرشف من الأصل في 23 مايو 2022.
  20. "نهاية حقبة مع إلغاء الوظائف السبعين المتبقية في مصنع فيليبس السابق" . صحيفة ديلي ريكورد . ١١ يوليو ٢٠١٩. مؤرشف من الأصل في ٢٢ نوفمبر ٢٠٢١.
  21. "مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط | SOX و SOX-E" . شركة QS للإضاءة .
  22. «سياسة المجلس - الإضاءة الخارجية في المشاريع الخاصة» (ملف PDF) . مدينة سان خوسيه، كاليفورنيا. 20 يونيو 2000 [1 مارس 1983]. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 15 مايو 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أكتوبر 2012 .
  23. "قانون تقسيم المناطق في فلاغستاف" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 13 سبتمبر 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أبريل 2014 .
  24. لوجينبول، سي بي (12-16 يوليو 1999)، "لماذا يحتاج علم الفلك إلى إضاءة الصوديوم منخفضة الضغط"، في آر جيه كوهين؛ دبليو تي سوليفان (محرران)، لماذا يحتاج علم الفلك إلى إضاءة الصوديوم منخفضة الضغط ، الحفاظ على السماء الفلكية، وقائع ندوة الاتحاد الفلكي الدولي 196، المجلد 196، فيينا، النمسا: الاتحاد الفلكي الدولي (نُشر عام 2001)، ص 81، رمز Bibcode : 2001IAUS..196...81L ، مؤرشف من الأصل في 24 يناير 2024  
  25. لوجينبول، سي بي؛ بولي، بي إيه؛ دافيوس، دي آر (مايو 2014). "تأثير توزيع القدرة الطيفية لمصدر الضوء على توهج السماء" . مجلة التحليل الطيفي الكمي ونقل الإشعاع . 139 : 21-26 . Bibcode : 2014JQSRT.139...21L . doi : 10.1016/j.jqsrt.2013.12.004 .
  26. أوبيه، م.؛ روبي، ج.؛ كوسيفاج، م. (5 يوليو 2013). "تقييم التأثيرات الطيفية المحتملة لمختلف أنواع الإضاءة الاصطناعية على تثبيط الميلاتونين، والتمثيل الضوئي، ورؤية النجوم" . PLOS ONE . 8 (7) e67798. Bibcode : 2013PLoSO...867798A . doi : 10.1371/ journal.pone.0067798 . PMC 3702543. PMID 23861808 .  
  27. هيس، جون ب. (6 يناير 2017). "الشاشة الصفراء وانتقام الشاشة الزرقاء" . Filmmaker IQ . مؤرشف من الأصل في 28 نوفمبر 2018. تم الاطلاع عليه في 8 سبتمبر 2019 .
  28. ^ المعهد الألماني للنورمونج واللجنة الأوروبية للمعايير الكهروتقنية (مارس 2002). مصابيح بخار الصوديوم ذات الضغط المنخفض - مواصفات الأداء (التقرير الفني). المعهد الألماني للنورمونج. الدين إن 60192.
  29. "مصابيح الصوديوم عالية الضغط: صحيفة حقائق مركز باسيفيك للطاقة" (ملف PDF) . شركة باسيفيك للغاز والكهرباء . مايو 1997. مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 مارس 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يوليو 2024 .
  30. "التقرير النهائي لعرض وتقييم إضاءة الشوارع بتقنية الميزوبتيك" (ملف PDF) . مركز أبحاث الإضاءة، معهد رينسيلار للفنون التطبيقية. 31 يناير 2008. تاريخ الاطلاع: 29 أغسطس 2011 .(المقارنة مع مصابيح الصوديوم عالية الضغط ومصابيح الهاليد المعدني)
  31. "مصباح فيليبس SDW-T عالي الضغط أبيض الصوديوم SON" . LampTech.co.uk . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-09-2007 .
  32. "نشرة SDW-T 35W" .
  33. ^ “نشرة SDW-T 50W” (PDF) .
  34. ^ “نشرة SDW-T 100W” (PDF) .
  35. "ستراند" . دي دبليو وندسور . تم الاسترجاع في 2024-08-03 .
  36. ^ Deutsches Institut für Normung واللجنة الأوروبية للتوحيد القياسي الكهروتقني (ديسمبر 2019). مصابيح بخار الصوديوم ذات الضغط العالي - مواصفات الأداء (التقرير الفني). المعهد الألماني للنورمونج. الدين إن 60662.
  37. "Scribd" . Scribd . تم الاسترجاع بتاريخ 2025-10-04 .
  38. لايتون، لي (2020). "كفاءة الطاقة - إضاءة HID" (ملف PDF) . PDHonline.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 أكتوبر 2024 .
  39. "تركيب مصابيح شوارع جديدة !! – الجمعية الفلكية البريطانية" . 
  40. "سواء أعجبك ذلك أم لا، فإن شيكاغو على وشك أن تصبح أقل برتقالية بكثير" .
  41. "يبدو أن التعرض لضوء LED الأبيض يثبط إنتاج الجسم للميلاتونين أكثر من بعض الأضواء الأخرى، كما تشير الأبحاث" .
  42. دا سيلفا، سوزانا (4 أكتوبر 2022). "لماذا تتحول آلاف مصابيح الشوارع في المدينة إلى اللون الأرجواني؟" . سي بي سي نيوز . تم الاطلاع عليه في 4 أبريل 2026 .

مصادر