Was ist ein scheinwerfer

Unter den Beleuchtungsgeräten nehmen Suchscheinwerfer aus dem lateinischen Projectus „nach vorne gerichtet oder geworfen“ eine separate Nische ein - dies sind Geräte, die Lichtstrahlen mithilfe eines reflektierenden kegelförmigen oder parabolischen Reflektors in eine bestimmte Richtung konzentrieren. Die Idee spiegelte sich erstmals in den Zeichnungen von Leonardo da Vinci wider und wurde in Russland im 9. Jahrhundert von Ivan Petrovich Kulibin unter Katharina II. zum Leben erweckt. Er stellte einen optischen Telegraphen her, indem er ein Spiegelsystem verwendete, das das Licht von gewöhnlichen Wachskerzen in einen gerichteten Strahl umverteilte.

Mit Hilfe von nur wenigen Kerzen erhellte Kulibin das gegenüberliegende Ufer der Newa in St. Petersburg, was die damalige Wissenschaftsgemeinde begeisterte.

Die Erfindung wurde als Semaphor in der Flotte und in der Landkommunikation eingesetzt, mit der der Wissenschaftler die dunklen Passagen des Zarskoje-Selo-Palastes beleuchtete.Zukünftig entwickelte sich das Thema bereits mit elektrischen Lichtquellen in militärische Richtung, und die Reflektorschaltung wurde in fast allen Beleuchtungskörpern eingesetzt, wo ein konzentrierter Lichtstrahl benötigt wurde.

Ein Flugabwehr-Suchscheinwerfer aus dem Ersten Weltkrieg. Selbst dann endeten einige Proben bei 12 Kilometern.

Um die Reichweite zu erhöhen, musste der Durchmesser des Parabolreflektors vergrößert werden, und einige Arten von Suchscheinwerfern erreichten einen Durchmesser von 2 Metern. In Zukunft wurden anstelle von Schutzglas Fokussierlinsen installiert. Obwohl ein Teil des nützlichen Lumineszenzspektrums in der Linse verloren geht, ermöglichte diese Lösung, den Bereich der reflektierenden Oberfläche einzusparen und kompakte Geräte herzustellen, bis hin zu manuellen.

Spotlight-Spezifikationen

Basierend auf der dem Gerät zugewiesenen Aufgabe stellen Hersteller von Beleuchtungsgeräten Produkte mit bestimmten Eigenschaften her, die weniger mit dem Design des Geräts, sondern direkt mit dem von ihm emittierten Licht zusammenhängen, nämlich:

• Energie - Höhe des Stromverbrauchs der Lichtquelle, ausgedrückt in Watt (W). Je höher die Leistung, desto heller und weiter leuchtet die Lampe. Gleichzeitig haben verschiedene Arten gleicher Leistung eine unterschiedliche Energieeffizienz - das Verhältnis von Energieverbrauch zu Lichtleistung;
• Lichtfluss - die Haupteigenschaft, die die Effizienz der Lichtquelle bestimmt, ausgedrückt in Lumen (Lm). Die endgültige Effizienz eines Scheinwerfers wird jedoch unter Berücksichtigung aller optischen Verluste mit einem Luxmeter in Lux gemessen;
• Streuwinkel - Je nach Ausführung und Durchmesser des Reflektors wird der Streuwinkel des Lichtkegels von 6 bis 160 ° gebildet.Je kleiner der Winkel, desto weiter leuchtet das Gerät, aber die seitliche Beleuchtung ist minimal. Und umgekehrt: je größer der Winkel, desto größer die vom Lichtfleck abgedeckte Fläche mit minimaler Reichweite;
• Lichttemperatur - der Farbton der beleuchteten Objekte, gemessen in Kelvin (K). Variiert von rot bis weiß. Der Farbwiedergabeindex hängt von der Temperatur ab - der Parameter hängt davon ab, wie natürlich die Farbpalette vom menschlichen Auge wahrgenommen wird. Am besten Farbwiedergabeindex liegt im neutralen Bereich von 3500–4500 K.

Warmes Licht ist schwächer, durchdringt aber besser Nebel, Schnee und Regen. Bei guten Sichtverhältnissen deckt der kühle Farbton eine größere Distanz ab, obwohl Farben und Konturen von Objekten zu einem Fleck verschmelzen können.

Abhängig von den zu erwartenden Betriebsbedingungen weisen Scheinwerfer bestimmte Konstruktionsmerkmale auf:

• Stromversorgung - Die meisten Geräte werden direkt aus dem 220-V-Netz gespeist, einige Lampentypen benötigen jedoch ein Vorschaltgerät bzw Treiber. Diese Schaltungselemente werden in der Regel von vornherein in das Design des Gerätes einbezogen oder von außen angeschlossen. Es gibt auch eigenständige Suchscheinwerfer, die mit Batterien, Benzin- oder Dieselgeneratoren betrieben werden.
  LED-Treiber
• Stärke des Schutzes - eine Eigenschaft, die die Faktoren und Umgebungsbedingungen bestimmt, unter denen die Hülle der Einheit den stabilen Betrieb des Systems gewährleistet. Gemäß der internationalen Klassifizierung wird IP in Zahlen gemessen, bezogen auf den Schutzgrad gegen feste Partikel und Feuchtigkeit.

Arten von Scheinwerfern

Der wesentliche Designunterschied betrifft die Lichtquelle.In den ersten relativ effizienten elektrischen Lampen wurden Edison- oder Iljitsch-Lichtbogenlampen mit einem Glühfaden aus Kohlenstoff, Platin und Wolfram eingebaut. Und obwohl das Filament aus Platin die größte Ressource und Lichtausbeute aufwies, wurde es aufgrund der wirtschaftlichen Unzweckmäßigkeit durch billigeres Wolfram ersetzt. In Zukunft geht die Evolution der Lampen in Richtung Effizienzsteigerung, Ressourcenschonung, Kompaktheit und günstigere Produktion.

Halogen

Die erste Modifikation von Glühlampen war ein Quarzglaskolben, der mit Edelgasen und Jodhalogenen gefüllt war. In einer inerten Umgebung brennt das Filament nicht so stark durch, wodurch die Spannung erhöht und die Lichtleistung erhöht werden konnte. Für Fluter wird am häufigsten eine lineare Halogenlampe mit einem doppelseitigen R7s-Sockel verwendet.

Für runde Reflektoren gibt es kompaktere Lampen mit G-Stecksockel.

Energieeffizienz Halogen durchschnittlich 22 lm / Watt gegenüber 15 lm / Watt für Ilyich-Lampen. Die Ressource ihrer Arbeit wird ebenfalls mindestens 1,5-mal erhöht. Für die Stromversorgung ist ein Transformator erforderlich, es gibt jedoch Typen, die für den direkten Anschluss an ein 220-V-Netz ausgelegt sind.

Metallhalogenid

Sie sind ein doppelter Glaskolben, dessen Inneres unter hohem Druck Halogenide verschiedener Metalle enthält - Gase, die glühen können, wenn sie durch eine elektrische Entladung aktiviert werden. Das Design enthält keinen Leiter oder Faden. Der gebräuchlichste Lampentyp hat einen E27- oder E40-Schraubsockel, in der Studio- und Bühnenbeleuchtung werden jedoch manchmal einseitige und doppelseitige Stiftsockel verwendet.

MGLs zeichnen sich durch eine hohe Farbwiedergabe, eine Lebensdauer von bis zu 20.000 Stunden und eine Energieeffizienz von 85 Lm/Watt aus.Zum Starten des Geräts ist eine Drossel erforderlich - unter anderem ein Vorschaltgerät, das die Stabilität bei Stromstößen aufrechterhält. Die Lampen müssen nicht aufgewärmt werden und starten bei Temperaturen von -40 °C, was den Einsatz in nördlichen Breiten ermöglicht.

Natriumlampen (DNaT)

Strukturell unterscheiden sie sich praktisch nicht von Metallhalogeniden. Dem Innenkolben werden Natriumsalze zugesetzt, die verdampfen und einen starken Strom von Lichtenergie im gelben und roten Spektrum abgeben. Hochdrucklampen haben eine Energieeffizienz von ca. 130 lm/Watt, und eine geringe bis 180 lm/Watt. Gleichzeitig verfälscht das monochrome Spektrum des Leuchtens die Farbwiedergabe, ist aber in den für die pflanzliche Photosynthese notwendigen Bereichen dem Sonnenspektrum so nahe wie möglich. Es sind diese Arten von Scheinwerfern, die am häufigsten in Gewächshäusern installiert werden.

Standardlampentypen haben einen Schraubsockel, aber es gibt Varianten mit Stiften.

Zur Simulation von Tageslicht und zur Verbesserung der Farbwiedergabe sind Muster mit weiß getöntem Glas erhältlich.

Bei Temperaturen unter 35°C glüht Salzdampf weniger intensiv. Die Geräte sind äußerst empfindlich gegenüber Schwankungen im Netz, daher ist dies für ihren Betrieb und ihre Zündung erforderlich Gaspedal. Die Ressource Arbeit schwankt im Bereich von 13.000–15.000 Stunden, gefolgt von einem Rückgang des Lichtstroms.

Infrarotstrahler

Anders als andere Leuchtmittel strahlen IR-Lampen nur den für das menschliche Auge unsichtbaren Infrarotbereich ab 800 Nanometer ab. In Kombination mit Videokameras, die für diesen Bereich ausgelegt sind, bilden sie ein verdecktes Nacht-Videoüberwachungssystem.

Nächtliche Videoaufnahmen.

Die Kamera erfasst nur die reflektierten Strahlen der IR-Scheinwerfer in Schwarzweiß, der Rest des Raums erscheint unbeleuchtet. Als Lichtquelle für diese Geräte werden Gasentladungs-bzw LED Lampen mit einem bestimmten Lumineszenzspektrum.

Notiz! Es gibt seltene Anomalien in der Entwicklung menschlicher Sehorgane, bei denen Infrarotstrahlen teilweise sichtbar sind.

LED

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

1. COB - Kristalle, die nahe beieinander liegen und mit einem Leuchtstoff gefüllt sind. Sie geben einen gleichmäßigen Lichtstrahl ab, werden aber sehr heiß und benötigen daher einen massiven Kühler oder eine Zwangskühlung.
2. smd - Matrizen mit einer Reihe von LED-Elementen gleicher Leistung.

Sie haben eine größere Streuung, aber aufgrund des Abstands zwischen den Elementen haben sie eine bessere Wärmeableitung. Wenn bei einer seriellen Verbindung eine LED durchbrennt, fällt die gesamte Platine aus. BEI parallel Option fällt die gesamte Last auf die verbleibenden Glühbirnen, was deren Verschleiß beschleunigt.

Nach häufiger Überhitzung geben LED-Elemente, wenn sie nicht durchbrennen, einen Drawdown von bis zu 30 %. In dieser Hinsicht achten die Hersteller verstärkt auf SMD-Matrizen, die keine so hohen Anforderungen an die Wärmeableitung stellen. Amerikanische Cree-LEDs, japanische Nichia- oder deutsche Osram-LEDs erzeugen durchschnittlich 100 Lm/W und haben eine Ressource von bis zu 50.000 Betriebsstunden.

Scheinwerfergerät

Traditionell besteht das Design aus folgenden Elementen:

• rahmen - aus Kunststoff oder Metall.Die beste Lösung ist, wenn der Korpus komplett aus Aluminium besteht: leicht, korrosionsbeständig und mit ausreichender Wärmeleitfähigkeit. Die Rückseite ist mit einem Metallstrahler ausgestattet;
• Reflektor - ein Reflektor aus glänzendem Metall oder Folienkunststoff, der als Spiegel dient, um den Strahl zu fokussieren;
• Schutzglas - teilweise aus hitzebeständigem Polycarbonat. Bei Modellen mit breitem Abstrahlwinkel besitzt es eine Riffelung zur besseren Verteilung des Lichtflecks. In einigen Proben ist anstelle von Glas eine Fokussierlinse installiert;
• Lichtquelle;
• Netzteil - dargestellt durch einen Transformator, Treiber oder eine Drossel, je nach Lampentyp. Es kann fehlen, wenn das Gerät direkt an einem 220-V-Netz arbeitet oder extern angeschlossen wird.

Eine separate Nische besetzen vollautonome Geräte mit Solarpanel und Batterie. Einige Proben sind mit Licht- und Bewegungssensoren zur automatischen Aktivierung bei Nacht oder wenn ein sich bewegendes Objekt in das Sichtfeld des Sensors eintritt, ausgestattet.

Autonomes System mit Bewegungssensor.

Je nach Verwendungszweck haben die Geräte mehrere Befestigungsarten:

1. Zur Konsole.
2. Halterung.
3. Stativ.
4. Suspension.
5. Erdspieß.
6. Tragbare Option.
7. Drehmodul.

Geltungsbereich

Suchscheinwerfer sind weit verbreitet in allen Lebensbereichen, in denen es notwendig ist, große Flächen oder über große Entfernungen auszuleuchten.

Straße, Parkbeleuchtung.

Sport-, Einkaufs-, Unterhaltungskomplexe.

Dekorative Beleuchtung von Denkmälern und architektonischen Strukturen.

Theaterbeleuchtung.

Objektsicherheit. Meistens handelt es sich dabei um Geräte, die an Masten oder Drehmodulen befestigt sind.

Such- und Rettungsaktivitäten und militärische Operationen.Für diese Zwecke werden Bodengeräte, Flugzeuge und Schiffe mit Langstrecken-Suchscheinwerfern mit einem schmalen Lichtkegel von weniger als 30° ausgestattet.

Filmindustrie. Fotografie.

Beleuchtung von Arbeitsbereichen, Baustellen. In abgelegenen Gebieten werden Komplexe mit einem Generator oder Batterien mit hoher Kapazität verwendet.

Simulieren Sie Sonnenlicht, um darin Pflanzen zu züchten Gewächshäuser. Die für diesen Zweck am häufigsten verwendeten Lampentypen sind HPS und LEDs.

Beleuchtung angrenzender Gebiete, Eingänge, Arbeitsbereiche.

Fassadenbeleuchtung Leuchten mit breitem Abstrahlwinkel und hohem Farbwiedergabeindex.

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