Mikä on valonheitin

Niistä valaisimet, erityinen markkinarako ovat valonheittimet, latinan projectus "suunnattu tai heitetään eteenpäin" - laitteet, jotka keskittävät valonsäteet tiettyyn suuntaan avulla heijastava kartiomainen tai parabolinen heijastin. Ajatus näkyi ensimmäisen kerran Leonardo da Vincin piirustuksissa, ja Venäjällä sen toteutti Ivan Kulibin Katariina Suuren aikana yhdeksännellä vuosisadalla. Hän kehitti optisen lennättimen, jossa hän käytti peilijärjestelmää, joka jakoi tavallisista vahakynttilöistä tulevan valon suunnatuksi säteeksi.

Vain muutamalla kynttilällä Kulibin valaisi Nevan vastarannan Pietarissa ja ihastutti silloista tiedeyhteisöä.

Keksintöä käytettiin semaforina laivastossa ja maaliikenteen viestinnässä, ja hän käytti sitä Tsarskoje Selon palatsin pimeiden käytävien valaisemiseen. Aihetta kehitettiin edelleen sotilaalliseen suuntaan sähköisten valonlähteiden kanssa, ja heijastinjärjestelmää käytettiin lähes kaikissa valaisimissa, joissa tarvittiin keskitettyä valonsädettä.

Ensimmäisen maailmansodan aikainen ilmapuolustusvalaisin. Jo tuolloin jotkut esimerkit ulottuivat jopa 12 kilometrin päähän.

Kantaman lisäämiseksi parabolisen heijastimen halkaisijaa oli kasvatettava, ja joidenkin valonheittimien halkaisija oli jopa 2 metriä. Myöhemmin suojalasin sijaan asennettiin tarkennuslinssit. Vaikka osa luminisenssin hyödyllisestä spektristä häviää linssissä, tämän ratkaisun avulla voitiin säästää heijastuspinta-alaa ja valmistaa kompakteja laitteita jopa kädessä pidettäviin laitteisiin asti.

Hakuvalojen ominaisuudet

Valaisintekniikan valmistajat valmistavat laitteelle annetun tehtävän perusteella tuotteita, joilla on tiettyjä ominaisuuksia, jotka eivät liity niinkään laitteen suunnitteluun vaan suoraan sen lähettämään valoon:

• teho - on valonlähteen tehonkulutus watteina (W) ilmaistuna. Mitä suurempi teho, sitä kirkkaampi ja kauemmas lamppu ulottuu. Eri valaisintyyppien energiatehokkuus - energiankulutuksen ja valotehokkuuden suhde - on kuitenkin erilainen;
• valovirta - on tärkein ominaisuus, joka määrittää valonlähteen hyötysuhteen, joka ilmaistaan lumenina (Lm). Valonheittimen lopullinen hyötysuhde, jossa otetaan huomioon kaikki optiset häviöt, mitataan kuitenkin luksimittarilla;
• Sirontakulma - heijastimen suunnittelusta ja halkaisijasta riippuen valokartion divergenssikulma on 6-160 °. Mitä pienempi kulma, sitä kauemmas laite loistaa, mutta sivuhäikäisy on minimaalinen. Mitä suurempi kulma on, sitä laajemman alueen kohdevalo kattaa mahdollisimman pienellä etäisyydellä;
• valon lämpötila - Valaistun kohteen värisävy, mitattuna kelvineinä (K). Vaihtelee punaisesta valkoiseen. Lämpötila määrittää värintoistoindeksin, parametrin, joka määrittää, kuinka luonnollisesti ihmissilmä havaitsee väripaletin. Paras värintoistoindeksi on neutraalin 3500-4500 K värintoistoindeksin alueella.

Lämmin valo on heikompaa, mutta läpäisee paremmin sumun, lumen ja sateen. Hyvässä näkyvyydessä viileämpi sävy kattaa suuremman etäisyyden, vaikka kohteiden värit ja ääriviivat voivat sulautua yhdeksi pisteeksi.

Valonheittimissä on tiettyjä suunnitteluun liittyviä ominaisuuksia, jotka riippuvat käyttötarkoituksesta:

• Virtalähde - useimmat yksiköt saavat virtansa suoraan 220 V:n sähköverkosta, mutta jotkin lampputyypit vaativat liitäntälaitteen tai virranrajoittimen. kuljettaja. Tyypillisesti nämä piirielementit sisältyvät joko alun perin yksikön suunnitteluun tai ne liitetään ulkoisesti. Tarjolla on myös erillisiä valonheittimiä, jotka saavat virtansa akuista tai bensiini- tai dieselgeneraattoreista;
  LED-ohjain
• suojausluokka - Ominaisuus, joka määrittää tekijät ja ympäristöolosuhteet, joissa yksikön kotelointi takaa järjestelmän vakaan toiminnan. Kansainvälisen luokituksen mukaan IP-luokitus mitataan numeroin suhteessa hiukkasilta ja kosteudelta suojaamisen asteeseen.

Spotlight-tyypit

Tärkein suunnitteluero koskee valonlähdettä. Ensimmäisissä suhteellisen tehokkaissa sähkölyhdyissä oli Edisonin tai Iljitšin kaarilamput, joissa oli hiili-, platina- tai volframihehkulanka. Vaikka platinahehkulanka oli käyttöiältään ja valoteholtaan pisin, se korvattiin taloudellisista syistä halvemmalla volframilla. Myöhemmin lamppuja kehitettiin siten, että niiden hyötysuhde parani, niiden käyttöikä piteni, ne olivat pienikokoisia ja niiden valmistus oli halvempaa.

Halogeeni

Hehkulamppujen ensimmäinen muunnos oli inertillä kaasulla ja jodihalogeeneilla täytetty kvartsilasipolttimo. Inertissä ympäristössä hehkulanka ei pala yhtä voimakkaasti, mikä on mahdollistanut jännitteen ja valotehon lisäämisen. Valonheittimissä yleisin tyyppi on lineaarinen halogeenilamppu, jossa on kaksipuolinen R7s-kanta.

Pyöreitä heijastimia varten on saatavana pienempiä lamppuja, joissa on tappityyppinen G-kanta.

Energiatehokkuus halogeenilamput halogeenien keskimääräinen teho on 22 lm/Watt, kun se Ilichin polttimoiden kohdalla on 15 lm/Watt. Myös niiden käyttöikä pitenee vähintään 1,5-kertaiseksi. Virransyöttöön tarvitaan muuntaja, mutta on olemassa muuntajatyyppejä, jotka on suunniteltu kytkettäväksi suoraan 220 voltin verkkoon.

Metallihalogenidi .

Nämä ovat kaksiruutuisia lasipulloja, joista sisempi sisältää korkeassa paineessa erilaisia metallihalogenideja - kaasuja, jotka pystyvät hehkumaan, kun ne aktivoidaan sähköisesti. Rakenteessa ei ole johdinta tai hehkulankaa. Yleisin lampputyyppi on E27- tai E40-ruuvikanta, mutta studio- ja näyttämövalaistuksessa käytetään joskus yksi- ja kaksipuolisia tappikantoja.

MGL-valaisimet tarjoavat korkean värintoiston, jopa 20 000 tunnin käyttöiän ja 85 Lm/W:n energiatehokkuuden. Yksikön käynnistämiseen tarvitaan kuristin eli liitäntälaite, joka muun muassa ylläpitää vakautta verkkovirran vaihtelujen aikana. Valaisimia ei tarvitse esilämmittää, ja ne voidaan käynnistää jopa -40 °C:n lämpötilassa, mikä mahdollistaa niiden käytön pohjoisilla leveysasteilla.

Natriumhöyrylamput (DNaT)

Ne eivät eroa rakenteeltaan juurikaan metallihalidilampuista. Sisäiseen lamppuun on lisätty natriumsuoloja, jotka haihduttuaan tuottavat voimakkaan valovirran keltaisen ja punaisen spektrin valoenergiaa. Korkeapainelamput lamppujen energiatehokkuus on noin 130 Lm/Watt ja matalapainelamppujen jopa 180 Lm/Watt. Yksivärinen valospektri vääristää värintoistoa, mutta se on mahdollisimman lähellä auringonvaloa kasvien fotosynteesin edellyttämillä alueilla. Tällaisia valonheittimiä asennetaan useimmiten kasvihuoneisiin.

Vakiolampputyypeissä on ruuvikanta, mutta saatavilla on myös tappikantaisia versioita.

Päivänvalon simuloimiseksi ja värintoiston parantamiseksi on olemassa esimerkkejä, joissa on valkoiseksi sävytetty lasi.

Alle 35 °C:n pakkasessa suolahöyryt hehkuvat heikommin. Laitteet ovat hyvin herkkiä sähköverkon tehonvaihteluille, ja siksi ne vaativat kuristuslaite. Käyttöikä vaihtelee 13000-15000 tunnin välillä, minkä jälkeen valovirta vähenee.

Infrapuna-valonheittimet

Toisin kuin muut valaisimet, infrapunavalot säteilevät vain infrapunavaloa, joka on ihmissilmälle näkymätöntä 800 nanometrin säteellä. Yhdessä näille alueille suunniteltujen videokameroiden kanssa ne muodostavat salaisen yövalvontajärjestelmän.

Yöaikainen videokuvaus.

Kamera havaitsee vain infrapunavalaisimien heijastaman valon mustavalkoisena, ja muu kohtaus näyttää valaisemattomalta. Näissä yksiköissä käytetään kaasupurkausta tai LED Näiden yksiköiden valonlähteenä käytetään lamppuja, joilla on määritelty valospektri.

Tietoa! Ihmissilmän kehityksessä on harvinaisia poikkeavuuksia, jotka tekevät IR-säteistä osittain näkyviä.

LED

ovat yleistyneet viimeisten 20 vuoden aikana niiden pienikokoisuuden, alhaisen hinnan ja energiatehokkuuden (70-130 lm/watt) ansiosta. Valonheittimissä käytetään kahdenlaisia LED-lamppuja:

1. COB - Kiteet ovat tiiviisti toisistaan erillään ja täynnä fosforia. Tuottaa tasaisen valotehon, mutta on erittäin kuuma ja vaatii siksi massiivisen jäähdytyselementin tai pakkojäähdytyksen.
2. SMD - Matriisit, joissa on joukko LED-elementtejä, joiden teho on sama.

Vaihtelu on suurempi, mutta elementtien välisen tilan ansiosta lämmönsiirto on parempi. Jos yksi LED palaa sarjassa, koko kortti ei toimi, jos se kytketään sarjaan. В rinnakkainen Jäljellä olevat lamput kärsivät täydestä kuormituksesta, joka nopeuttaa niiden kulumista.

Usein ylikuumenevien LED-elementtien jälkeen, jos ne eivät pala loppuun, ne antavat jopa 30 %:n notkahduksen. Tästä syystä valmistajat kiinnittävät enemmän huomiota SMD-matriiseihin, jotka eivät ole niin vaativia lämmöntuoton kannalta. Amerikkalaisen Creen, japanilaisen Nichian tai saksalaisen Osramin LEDit tuottavat keskimäärin 100 lm/W ja niiden käyttöikä on jopa 50 000 tuntia.

Spotlight-suunnittelu

Perinteisesti rakenne koostuu seuraavista osista:

• asuminen - muovista tai metallista valmistettu kotelo. Paras ratkaisu on, jos koko kotelo on alumiinia: se on kevyttä, korroosionkestävää ja sillä on riittävä lämmönjohtavuus. Takaosassa on metallinen jäähdytin;
• heijastin - heijastin, joka on valmistettu kiiltävästä metallista tai muovikalvosta ja toimii peilinä, joka tarkentaa säteen;
• suojalasi - Joskus valmistettu kuumuutta kestävästä polykarbonaatista. Malleissa, joissa on laaja hajontakulma, se on aallotettu valopisteen paremman jakautumisen varmistamiseksi. Joissakin malleissa on tarkennuslinssi lasin sijaan;
• valonlähde;
• virtalähde - jota edustaa muuntaja, ohjain tai kuristin lampputyypistä riippuen. Sitä ei välttämättä ole, kun laite toimii suoraan 220 V:n verkkovirralla, tai se voi olla kytketty ulkoisesti.

Erillinen paikka on täysin itsenäisillä laitteilla, joissa on aurinkopaneeli ja akku. Joissakin malleissa on valo- ja liiketunnistimet, jotka aktivoituvat automaattisesti yöllä tai kun liikkuva esine tulee tunnistimen näkökenttään.

Itsenäinen järjestelmä liiketunnistimella.

Laitteet voidaan asentaa eri tavoin riippuen niiden käyttötarkoituksesta:

1. Konsolilla.
2. Sulku.
3. Kolmijalka.
4. Jousitus.
5. Maapiikki.
6. Kannettava versio.
7. Kääntyvä moduuli.

Soveltamisala

Valonheittimet ovat yleisiä kaikilla elämänaloilla, joilla on valaistava suuria alueita tai pitkiä matkoja.

Street, puiston valaistus.

Urheilu-, ostos- ja viihdepalvelut.

Muistomerkkien ja arkkitehtonisten rakennelmien koristevalaistus.

Teatterin valaistus.

Esineiden turvallisuus.. Useimmiten kyseessä ovat pylväisiin tai kääntyviin moduuleihin kiinnitetyt laitteet.

Etsintä- ja pelastustoiminta sekä sotilastoiminta. Tätä tarkoitusta varten maa-ajoneuvot, lentokoneet ja alukset on varustettu pitkän kantaman valonheittimillä, joiden valokeila on kapea, alle 30°.

Elokuvateollisuus. Valokuvaus.

Työalueiden ja rakennustyömaiden valaistus. Syrjäisillä alueilla käytetään komplekseja, joissa on generaattori tai suurikapasiteettiset akut.

Auringonvalon jäljitelmä kasvien kasvattamiseksi kasvihuoneissa. kasvihuoneet. Yleisimmät tähän tarkoitukseen käytettävät lampputyypit ovat DNAT ja LED.

yleisten tilojen valaistusSisäänkäynnit ja työskentelyalueet.

Julkisivuvalaistus Valaisin, jossa on laaja hajontakulma ja korkea värintoistoindeksi.

Navigoinnin signaalijärjestelmät. Rannikkomajakoiden ja laivojen semaforien esittämät.