Какво е прожектор

Сред осветителните тела специфична ниша заемат прожекторите, от латинското projectus "насочен или хвърлен напред" - устройства, които концентрират светлинните лъчи в определена посока с помощта на отразяващ конусовиден или параболичен рефлектор. Идеята е отразена за първи път в рисунките на Леонардо да Винчи, а в Русия е осъществена от Иван Кулибин при Екатерина Велика през IX век. Той разработва оптичен телеграф с помощта на система от огледала, които преразпределят светлината от обикновени восъчни свещи в насочен лъч.

Само с няколко свещи Кулибин осветява отсрещния бряг на река Нева в Санкт Петербург и предизвиква възхищението на тогавашната научна общност.

Изобретението е използвано като семафор във флота и в сухопътните комуникации, а той го използва за осветяване на тъмните коридори на двореца "Царско село". Темата е доразвита във военна насока с електрически светлинни източници, а схемата на рефлектора се използва в почти всички осветителни тела, в които се изисква концентриран светлинен сноп.

Прожектор за противовъздушна отбрана от Първата световна война. Още тогава някои примери са достигали до 12 километра.

За да се увеличи обсегът, диаметърът на параболичния рефлектор трябва да се увеличи и някои видове прожектори са с диаметър до 2 метра. По-късно вместо защитно стъкло се монтират фокусиращи лещи. Въпреки че част от полезния спектър на луминесценция се губи в лещата, това решение позволява да се спести от отразяващата повърхност и да се произвеждат компактни устройства до ръчни.

Характеристики на прожектора

Въз основа на задачата, възложена на устройството, производителите на осветителна техника създават продукти с определени свойства, които са свързани не толкова с дизайна на устройството, а пряко със светлината, излъчвана от него, а именно:

• мощност - е консумираната мощност на светлинния източник, изразена във ватове (W). Колкото по-висока е мощността, толкова по-ярка и по-далечна е светлината на лампата. Различните видове с еднаква мощност обаче имат различна енергийна ефективност - съотношението между потреблението на енергия и светлинната ефективност;
• светлинен поток - е основната характеристика, която определя ефективността на даден източник на светлина, изразена в лумени (Lm). Въпреки това крайната ефективност на проектора, като се вземат предвид всички оптични загуби, се измерва в лукси с луксметър;
• Ъгъл на разсейване - в зависимост от конструкцията и диаметъра на рефлектора, ъгълът на разсейване на светлинния конус е от 6 до 160°. Колкото по-малък е ъгълът, толкова по-далеч ще свети устройството, но страничните отблясъци ще са минимални. И обратното, колкото по-голям е ъгълът, толкова по-голяма е площта, покрита от прожектора, при минимално разстояние;
• температура на светлината - Оттенък на осветения обект, измерен в келвини (K). Варира от червено до бяло. Температурата определя индекса на цветопредаване - параметър, който определя доколко естествено човешкото око възприема цветовата палитра. Най-доброто индекс на цветопредаване се намира в неутралния индекс на цветопредаване 3500-4500 K.

Топлата светлина е по-слаба, но прониква по-добре през мъгла, сняг и дъжд. При добра видимост по-студеният нюанс покрива по-голямо разстояние, въпреки че цветовете и контурите на обектите могат да се слеят в едно петно.

Прожекторите имат определени конструктивни характеристики в зависимост от предвидените условия на употреба:

• Източник на захранване - повечето устройства се захранват директно от мрежата 220 V, но някои видове лампи изискват баласт или водач. Обикновено тези елементи на веригата са включени първоначално в конструкцията на устройството или са свързани външно. Съществуват и автономни прожектори, захранвани с батерии, бензинови или дизелови генератори;
  LED драйвер
• клас на защита - Характеристика, която определя факторите и условията на околната среда, при които корпусът на устройството гарантира стабилна работа на системата. Според международната класификация IP се измерва в цифри според степента на защита срещу частици и влага.

Видове прожектори

Основната разлика в дизайна е свързана с източника на светлина. Първите сравнително ефективни електрически фенери са оборудвани с дъгови лампи на Едисон или Илич с въглеродни, платинени и волфрамови нишки. Въпреки че платиновата нажежаема жичка е с най-дълъг експлоатационен живот и светлинна мощност, тя е заменена от по-евтината волфрамова поради икономическа нецелесъобразност. Впоследствие лампите се развиват в посока на по-висока ефективност, по-дълъг живот, компактност и по-евтино производство.

Халогенни

Първата модификация на крушките с нажежаема жичка е била крушка от кварцово стъкло, пълна с инертни газове и йодни халогени. В инертна среда нажежаемата жичка не изгаря толкова интензивно, което позволява да се увеличат напрежението и светлинният поток. За прожекторите най-разпространеният тип е линейната халогенна лампа с двустранна основа R7s.

За кръгли рефлектори има по-малки лампи с цокли тип G

Енергийна ефективност на халогенни лампи Халогените имат средна стойност 22lm/Watt в сравнение с 15lm/Watt при крушките Ilich. Освен това експлоатационният им живот се увеличава поне 1,5 пъти. За захранването е необходим трансформатор, но има и видове, предназначени за директно включване към 220V мрежа.

Метални халогениди .

Това са двупанелни стъклени колби, вътрешната от които съдържа под високо налягане различни метални халогениди - газове, които могат да светят при електрическо активиране. В конструкцията няма проводник или нишка. Най-разпространеният тип лампа е с цокъл с винт E27 или E40, но в студийното и сценичното осветление понякога се използват едностранни и двустранни цокли.

MGL предлагат високо качество на цветопредаване, продължителност на живота до 20 000 часа и енергийна ефективност от 85 Lm/W. За стартирането на устройството е необходим дросел, баласт, който, наред с другото, поддържа стабилността по време на колебанията на захранващата мрежа. Лампите не се нуждаят от предварително нагряване и могат да бъдат стартирани при температури до -40°C, което позволява използването им в северните географски ширини.

Натриеви лампи (DNaT)

Конструкцията им не се различава много от тази на металхалогенните лампи. Във вътрешната крушка се добавят натриеви соли, които след като се изпарят, дават силен поток от светлинна енергия в жълтия и червения спектър. Лампите с високо налягане Лампите с ниско налягане имат енергийна ефективност от около 130 Lm/Watt, а лампите с ниско налягане - до 180 Lm/Watt. Монохромният светлинен спектър нарушава цветопредаването, но е възможно най-близък до слънчевата светлина в диапазоните, необходими за фотосинтезата на растенията. Този тип прожектори най-често се монтират в оранжериите.

Стандартните видове лампи са с винтова основа, но има и разновидности с щифтова основа.

За да се симулира дневна светлина и да се подобри цветопредаването, има примери с бяло тонирано стъкло.

При мразовити условия под 35°C солените пари светят по-слабо. Уредите са много чувствителни към колебанията на мощността в електрическата мрежа и затова изискват дросел. Срокът на експлоатация варира между 13000 и 15000 часа с последващ спад на светлинния поток.

Инфрачервени прожектори

За разлика от други осветителни устройства, инфрачервените лампи излъчват само инфрачервена светлина, която е невидима за човешкото око с дължина 800 нанометра. В комбинация с видеокамери, предназначени за работа в тези диапазони, те представляват система за скрито нощно наблюдение.

Нощен видеозапис.

Камерата улавя само отразената светлина от инфрачервените осветители в черно и бяло, а останалата част от сцената изглежда неосветена. Тези агрегати използват газоразрядни или LED като източник на светлина за тези устройства се използват лампи с определен светлинен спектър.

Информация! Съществуват редки аномалии в развитието на човешкото око, които правят инфрачервените лъчи частично видими.

LED

получиха широко разпространение през последните 20 години благодарение на своята компактност, ниска цена и енергийна ефективност в диапазона от 70 до 130 Lm/Watt. В прожекторите се използват два вида светодиодни крушки:

1. COB - Кристали, разположени на близко разстояние един от друг и изпълнени с фосфор. Произвежда равномерна светлина, но е много горещ и затова изисква масивен радиатор или принудително охлаждане.
2. SMD - Матрици с набор от светодиодни елементи с еднаква мощност.

Имат по-големи вариации, но благодарение на пространството между елементите имат по-добро разсейване на топлината. Когато са свързани последователно, ако един светодиод изгори, цялата платка се поврежда. В паралелен Останалите крушки са подложени на пълно натоварване, което ускорява износването им.

След честото прегряване на LED елементите, ако не изгорят, те дават до 30% спад. Поради тази причина производителите обръщат повече внимание на SMD матриците, които не са толкова взискателни към разсейването на топлината. Американските светодиоди Cree, японските Nichia или германските Osram произвеждат средно 100 lm/W и имат експлоатационен живот до 50 000 часа.

Дизайн на прожекторите

Традиционно конструкцията се състои от следните елементи:

• жилища - корпус, изработен от пластмаса или метал. Най-доброто решение е целият корпус да се състои от алуминий: лек, устойчив на корозия и с достатъчна топлопроводимост. Задната част е оборудвана с метален радиатор;
• рефлектор - рефлектор, изработен от лъскаво метално или пластмасово фолио, който действа като огледало за фокусиране на лъча;
• защитно стъкло - Понякога са изработени от термоустойчив поликарбонат. При моделите с широк ъгъл на разсейване тя е вълнообразна за по-добро разпределение на светлинното петно. Някои модели имат фокусираща леща вместо стъкло;
• източник на светлина;
• захранване - представлява трансформатор, драйвер или дросел в зависимост от вида на лампата. Възможно е тя да не присъства, когато работи директно от 220 V захранваща мрежа, или да е свързана външно.

Отделна ниша заемат напълно автономните устройства със слънчев панел и батерия. Някои модели са оборудвани със сензори за светлина и движение, които се активират автоматично през нощта или когато движещ се обект навлезе в зрителното поле на сензора.

Самостоятелна система със сензор за движение.

В зависимост от функцията си устройствата могат да се монтират по няколко начина:

1. В конзола.
2. Скоба.
3. Статив.
4. Окачване.
5. Заземяване.
6. Преносима версия.
7. Въртящ се модул.

Обхват на приложение

Прожекторите са широко разпространени във всички области на живота, където е необходимо да се осветяват големи площи или големи разстояния.

Улица, парково осветление.

Спорт, пазаруване и развлечения.

Декоративно осветяване на паметници и архитектурни съоръжения.

Осветление на театъра.

Сигурност на обектите.. Най-често това са устройства, закрепени на стълбове или на въртящи се модули.

Търсене и спасяване и военни дейности. За тази цел наземните превозни средства, самолетите и корабите са оборудвани с прожектори с голям обсег на действие и тесен светлинен конус, по-малък от 30°.

Филмова индустрия. Снимки.

Осветяване на работни зони, строителни обекти. В отдалечените райони се използват комплекси с генератор или батерии с голям капацитет.

Имитация на слънчева светлина за растеж на растения в оранжерии. оранжерии. Най-често използваните за тази цел лампи са DNAT и LED.

осветление на общински зониВходове и работни зони.

Фасадно осветление Осветително тяло с широк ъгъл на разсейване и висок индекс на цветопредаване.

Сигнални системи в навигацията. Представя се от крайбрежните фарове и семафорите на корабите.