Was ist ein Spotlight?

Eine besondere Nische unter den Beleuchtungskörpern sind die Scheinwerfer, vom lateinischen projectus "gerichtet oder nach vorne geworfen" - Geräte, die die Lichtstrahlen mit Hilfe eines reflektierenden kegelförmigen oder parabolischen Reflektors in eine bestimmte Richtung bündeln. Die Idee fand ihren ersten Niederschlag in den Zeichnungen von Leonardo da Vinci, und in Russland wurde sie von Iwan Kulibin unter Katharina der Großen im neunten Jahrhundert in die Praxis umgesetzt. Er entwickelte einen optischen Telegraphen mit einem System von Spiegeln, die das Licht von gewöhnlichen Wachskerzen in einen gerichteten Strahl umleiten.

Mit nur wenigen Kerzen beleuchtete Kulibin das gegenüberliegende Ufer der Newa in St. Petersburg und begeisterte damit die damalige wissenschaftliche Gemeinschaft.

Die Erfindung wurde als Semaphore in der Marine und in der Landkommunikation eingesetzt, und er benutzte sie, um die dunklen Gänge des Palastes von Zarskoje Selo zu beleuchten. Das Thema wurde in militärischer Hinsicht mit elektrischen Lichtquellen weiterentwickelt, und das Reflektorschema wurde in praktisch allen Beleuchtungskörpern verwendet, bei denen ein konzentrierter Lichtstrahl erforderlich war.

Ein Flugabwehrscheinwerfer aus dem Ersten Weltkrieg. Schon damals reichten einige Exemplare bis zu 12 Kilometer weit.

Um die Reichweite zu erhöhen, musste der Durchmesser des Parabolreflektors vergrößert werden, und einige Typen von Scheinwerfern hatten einen Durchmesser von bis zu 2 Metern. Später wurden statt des Schutzglases Fokussierlinsen eingebaut. Obwohl ein Teil des nutzbaren Lumineszenzspektrums in der Linse verloren geht, ermöglichte diese Lösung die Einsparung einer reflektierenden Fläche und die Herstellung kompakter Geräte bis hin zu handgehaltenen Geräten.

Merkmale des Suchscheinwerfers

Je nach der dem Gerät zugewiesenen Aufgabe stellen die Hersteller von Beleuchtungstechnik Produkte mit bestimmten Eigenschaften her, die nicht so sehr mit dem Design des Geräts, sondern direkt mit dem von ihm ausgestrahlten Licht zusammenhängen, nämlich:

• Strom - ist die Leistungsaufnahme einer Lichtquelle, ausgedrückt in Watt (W). Je höher die Wattzahl, desto heller und weiter reicht die Lampe. Verschiedene Typen mit gleicher Leistung haben jedoch eine unterschiedliche Energieeffizienz - das Verhältnis von Energieverbrauch zu Lichtausbeute;
• Lichtstrom - ist das Hauptmerkmal, das die Effizienz einer Lichtquelle bestimmt, ausgedrückt in Lumen (Lm). Die letztendliche Effizienz eines Projektors, die alle optischen Verluste berücksichtigt, wird jedoch mit einem Luxmeter in Lux gemessen;
• Streuwinkel - je nach Ausführung und Durchmesser des Reflektors beträgt der Divergenzwinkel des Lichtkegels zwischen 6 und 160°. Je kleiner der Winkel, desto weiter leuchtet das Gerät, aber die seitliche Blendung wird minimal sein. Umgekehrt gilt: Je höher der Winkel, desto größer ist der Bereich, den der Scheinwerfer bei geringem Abstand abdeckt;
• Lichttemperatur - Farbton des beleuchteten Objekts, gemessen in Kelvin (K). Variiert von rot bis weiß. Die Temperatur bestimmt den Farbwiedergabeindex, einen Parameter, der angibt, wie natürlich die Farbpalette vom menschlichen Auge wahrgenommen wird. Das Beste Farbwiedergabeindex liegt im neutralen Farbwiedergabebereich von 3500-4500 K.

Warmes Licht ist schwächer, durchdringt aber Nebel, Schnee und Regen besser. Bei guter Sicht deckt der kühlere Farbton eine größere Entfernung ab, obwohl die Farben und Umrisse von Objekten zu einem einzigen Fleck verschmelzen können.

Strahler weisen je nach den vorgesehenen Einsatzbedingungen bestimmte Konstruktionsmerkmale auf:

• Stromquelle - die meisten Geräte werden direkt vom 220-V-Netz gespeist, aber einige Lampentypen benötigen ein Vorschaltgerät oder Fahrer. In der Regel sind diese Schaltkreiselemente entweder von vornherein in die Konstruktion des Geräts integriert oder extern angeschlossen. Es gibt auch autonome Scheinwerfer, die mit Batterien, Benzin- oder Dieselgeneratoren betrieben werden;
  LED-Treiber
• Schutzklasse - Ein Merkmal, das die Faktoren und Umgebungsbedingungen bestimmt, unter denen das Gehäuse der Einheit einen stabilen Betrieb des Systems gewährleistet. Nach der internationalen Klassifizierung wird IP in Zahlen gemessen, die sich auf den Grad des Schutzes gegen Feinstaub und Feuchtigkeit beziehen.

Scheinwerfertypen

Der Hauptunterschied in der Konstruktion betrifft die Lichtquelle. Die ersten relativ effizienten elektrischen Laternen waren mit Edison- oder Iljitsch-Bogenlampen mit Kohle-, Platin- oder Wolframglühfaden ausgestattet. Obwohl der Platinfaden die längste Lebensdauer und Lichtausbeute aufwies, wurde er aus wirtschaftlicher Unzweckmäßigkeit durch den billigeren Wolframfaden ersetzt. In der Folge entwickelten sich die Lampen in Richtung höherer Effizienz, längerer Lebensdauer, Kompaktheit und billigerer Produktion.

Halogen

Die erste Modifikation der Glühbirne war ein Quarzglaskolben, der mit Edelgasen und Jodhalogenen gefüllt war. In einer inerten Umgebung brennt die Glühwendel nicht so stark aus, was eine Erhöhung der Spannung und der Lichtleistung ermöglicht hat. Bei Flutlichtstrahlern ist der gebräuchlichste Typ die lineare Halogenlampe mit doppelseitigem R7s-Sockel

Für runde Reflektoren gibt es kleinere Lampen mit G-Sockel

Energie-Effizienz von Halogenlampen Halogenlampen haben im Durchschnitt 22 lm/Watt im Vergleich zu 15 lm/Watt bei Ilich-Glühlampen. Auch ihre Lebensdauer wird um mindestens das 1,5-fache erhöht. Für die Stromversorgung ist ein Transformator erforderlich, aber es gibt auch Modelle, die direkt an das 220-V-Netz angeschlossen werden können.

Metallhalogenid .

Dabei handelt es sich um doppelwandige Glaskolben, deren innerer Teil unter hohem Druck verschiedene Metallhalogenide enthält - Gase, die bei elektrischer Aktivierung zu leuchten beginnen. Es gibt keinen Leiter oder Faden in der Konstruktion. Der gängigste Lampentyp hat einen E27- oder E40-Schraubsockel, aber in der Studio- und Bühnenbeleuchtung werden manchmal auch einseitige und doppelseitige Stiftsockel verwendet.

Die MGLs bieten eine hohe Farbwiedergabe, eine Lebensdauer von bis zu 20.000 Stunden und eine Energieeffizienz von 85 Lm/W. Zum Starten des Geräts ist eine Drossel, ein Vorschaltgerät, erforderlich, das u. a. die Stabilität bei Netzschwankungen aufrechterhält. Die Lampen müssen nicht vorgeheizt werden und können bei Temperaturen von bis zu -40°C in Betrieb genommen werden, so dass sie auch in nördlichen Breitengraden eingesetzt werden können.

Natriumdampflampen (DNaT)

Sie unterscheiden sich in ihrem Aufbau nicht wesentlich von Halogen-Metalldampflampen. Dem Innenkolben werden Natriumsalze zugesetzt, die, sobald sie verdampft sind, einen starken Strom von Lichtenergie im gelben und roten Spektrum abgeben. Die Hochdrucklampen Lampen haben eine Energieeffizienz von ca. 130 Lm/Watt und Niederdrucklampen bis zu 180 Lm/Watt. Das monochrome Lichtspektrum verzerrt die Farbwiedergabe, kommt aber in den für die Photosynthese der Pflanzen erforderlichen Bereichen dem Sonnenlicht so nahe wie möglich. Diese Art von Scheinwerfern wird am häufigsten in Gewächshäusern eingesetzt.

Die Standardlampentypen haben einen Schraubsockel, es gibt aber auch Varianten mit Stiftsockel.

Um Tageslicht zu simulieren und die Farbwiedergabe zu verbessern, gibt es Beispiele mit weiß getöntem Glas.

Bei Frost unter 35 °C leuchten die Salzdämpfe weniger intensiv. Die Geräte sind sehr empfindlich gegenüber Stromschwankungen im Netz und benötigen daher Drossel. Die Lebensdauer schwankt zwischen 13000 und 15000 Stunden mit anschließendem Lichtstromrückgang.

Infrarote Flutlichter

Im Gegensatz zu anderen Beleuchtungsvorrichtungen strahlen IR-Leuchten nur infrarotes Licht aus, das mit 800 Nanometern für das menschliche Auge unsichtbar ist. In Kombination mit Videokameras, die für diese Bereiche ausgelegt sind, stellen sie ein verdecktes nächtliches Überwachungssystem dar.

Videoaufnahme bei Nacht.

Die Kamera nimmt nur das reflektierte Licht der Infrarotstrahler in Schwarzweiß auf, der Rest der Szene erscheint unbeleuchtet. Diese Geräte verwenden Gasentladung oder LED Als Lichtquelle für diese Geräte werden Lampen mit definiertem Lichtspektrum verwendet.

Informationen! Es gibt seltene Anomalien in der Entwicklung des menschlichen Auges, die die IR-Strahlen teilweise sichtbar machen.

LED

haben sich in den letzten 20 Jahren aufgrund ihrer Kompaktheit, ihrer geringen Kosten und ihrer Energieeffizienz im Bereich von 70 bis 130 Lm/Watt durchgesetzt. Es gibt zwei Arten von LED-Birnen, die in Scheinwerfern verwendet werden:

1. COB - Die Kristalle liegen eng beieinander und sind mit Phosphor gefüllt. Erzeugt eine gleichmäßige Lichtleistung, ist aber sehr heiß und erfordert daher einen massiven Kühlkörper oder eine Zwangskühlung.
2. SMD - Matrizen mit einer Reihe von LED-Elementen der gleichen Wattleistung.

Sie weisen eine größere Variation auf, haben aber aufgrund des Raums zwischen den Elementen eine bessere Wärmeableitung. Wenn eine LED in Reihe geschaltet ist, fällt die gesamte Platine aus, wenn eine LED durchbrennt. В parallel Die verbleibenden Glühbirnen sind der vollen Belastung ausgesetzt, was ihren Verschleiß beschleunigt.

Nach häufigem Überhitzen der LED-Elemente, wenn sie nicht durchbrennen, geben sie bis zu 30 % nach. Aus diesem Grund legen die Hersteller mehr Wert auf SMD-Matrizen, die nicht so hohe Anforderungen an die Wärmeableitung stellen. Amerikanische Cree-, japanische Nichia- oder deutsche Osram-LEDs erzeugen durchschnittlich 100 lm/W und haben eine Lebensdauer von bis zu 50.000 Stunden.

Spotlight-Design

Traditionell besteht die Konstruktion aus den folgenden Elementen:

• Gehäuse - Gehäuse aus Kunststoff oder Metall. Die beste Lösung ist, wenn das gesamte Gehäuse aus Aluminium besteht: leicht, korrosionsbeständig und mit ausreichender Wärmeleitfähigkeit. Der hintere Teil ist mit einem Metallkühler ausgestattet;
• Reflektor - Reflektor aus glänzendem Metall oder Kunststofffolie, der als Spiegel zur Bündelung des Strahls dient;
• Schutzglas - Manchmal aus hitzebeständigem Polycarbonat. Bei Modellen mit breitem Abstrahlwinkel ist sie zur besseren Verteilung des Lichtpunktes geriffelt. Einige Modelle haben eine Fokussierlinse anstelle von Glas;
• Lichtquelle;
• Stromzufuhr - je nach Lampentyp durch einen Transformator, einen Treiber oder eine Drossel dargestellt. Bei direktem Betrieb an einem 220-V-Netz ist er möglicherweise nicht vorhanden oder er ist extern verdrahtet.

Eine separate Nische wird von völlig autarken Geräten mit Solarpanel und Batterie besetzt. Einige Modelle sind mit Licht- und Bewegungssensoren ausgestattet, die bei Nacht oder wenn ein sich bewegendes Objekt in das Sichtfeld des Sensors gerät, automatisch aktiviert werden.

Eigenständiges System mit Bewegungsmelder.

Je nach Funktion können die Geräte auf verschiedene Weise montiert werden:

1. Auf einer Konsole.
2. Klammer.
3. Stativ.
4. Aufhängung.
5. Erdspieß.
6. Tragbare Version.
7. Schwenkbares Modul.

Umfang der Anwendung

Strahler sind allgegenwärtig in allen Lebensbereichen, in denen große Flächen oder weite Entfernungen beleuchtet werden müssen.

StraßeParkbeleuchtung.

Sport-, Einkaufs- und Unterhaltungsmöglichkeiten.

Dekorative Beleuchtung von Denkmälern und architektonischen Bauten.

Theater-Beleuchtung.

Sicherheit der Objekte.. Meistens handelt es sich dabei um Geräte, die an Masten oder an schwenkbaren Modulen befestigt sind.

Such- und Rettungsaktionen und militärische Aktivitäten. Zu diesem Zweck sind Bodenfahrzeuge, Flugzeuge und Schiffe mit weitreichenden Scheinwerfern mit einem engen Lichtkegel von weniger als 30° ausgestattet.

Filmindustrie. Fotografie.

Beleuchtung von Arbeitsbereichen, Baustellen. In abgelegenen Gebieten werden Anlagen mit Generator oder Hochleistungsbatterien eingesetzt.

Sonnenlichtimitation für das Pflanzenwachstum in Gewächshäusern. Gewächshäuser. Die gebräuchlichsten Lampen für diesen Zweck sind DNAT und LED.

Beleuchtung von GemeinschaftsräumenEingänge und Arbeitsbereiche.

Beleuchtung der Fassade Leuchte mit breitem Abstrahlwinkel und hohem Farbwiedergabeindex.

Signalsysteme in der Navigation. Dargestellt durch Küstenbaken und Semaphoren auf Schiffen.