什么是聚光灯

在照明设备中，一个单独的壁龛占据了来自拉丁语 projectus 的聚光灯“定向或向前抛” - 一种通过反射锥形或抛物面反射器将光束集中在某个方向的设备。这个想法首先体现在列奥纳多·达·芬奇的画作中，并在 9 世纪由叶卡捷琳娜大帝领导下的伊万·彼得罗维奇·库利宾在俄罗斯付诸实践。他制作了一部带有镜子系统的光学电报，将普通蜡烛的光重新分配成定向光束。

库利宾用几根蜡烛照亮了圣彼得堡涅瓦河的对岸，令当时的科学界感到高兴。

该发明被用作海军和陆地通信中的信号灯，科学家照亮了皇宫宫殿的黑暗通道。后来，该主题以电光源的军事方向发展，并且反射器方案用于几乎所有需要集中光束的照明设备。

第一次世界大战防空探照灯。即使在那个时候，一些样本的距离也达到了 12 公里。

为了增加范围，有必要增加抛物面反射器的直径，某些类型的投影仪直径达到 2 米。后来，安装了聚焦透镜而不是保护玻璃。虽然一部分有用的发光光谱在透镜中丢失了，但这种解决方案可以节省反射表面积并生产紧凑型设备，直至手持设备。

聚光灯特性

根据设备的任务集，照明设备制造商生产的产品具有某些特性，这些特性与设备的设计没有太大关系，而是直接与设备发出的光有关，即：

• 力量 - 是光源的功耗，以瓦特 (W) 表示。功率越高，灯越亮越远。同时，同一电源的不同类型，其能效不同——能耗与光输出的比值；
• 光通量 - 是决定光源效率的主要特性，以流明 (Lm) 表示。然而，考虑到所有光学损耗的投影仪的最终效率是用照度计测量的。
• 散射角 - 取决于反射器的设计和直径，形成的光锥发散角从 6° 到 160°。角度越小，设备发光越远，但侧面照明将最小。反之亦然：角度越大，最小射程的光斑覆盖的面积越大；
• 光温度 - 被照亮物体的色调，以开尔文 (K) 为单位测量。由红变白。温度决定了显色指数，该参数决定了人眼感知调色板的自然程度。最好的 显色指数 位于 3500-4500 K 的中性范围内。

暖光较弱，但能更好地穿透雾、雪和雨。 在能见度良好的情况下，冷色阴影覆盖的距离更远，尽管物体的颜色和轮廓可能会混合成一个点。

根据预期的操作条件，聚光灯具有某些设计特点：

• 电源 - 大多数设备直接由 220 V 电源供电，但某些类型的灯需要镇流器或 司机.通常，这些电路元件最初包含在设备的设计中或外部连接。还有由电池、汽油或柴油发电机供电的独立射灯；
  LED驱动器
• 防护等级 - 确定单元外壳保证系统稳定运行的因素和环境条件的特​​性。根据国际分类，IP 以数字衡量，与对颗粒物和水分的防护程度有关。

聚光灯的种类

主要的设计差异涉及光源。第一个相对高效的电手电筒配备了 Edison 或 Ilyich 的电弧灯，其灯丝由碳、铂、钨制成。尽管由于经济不便，铂丝表现出最大的资源和光输出，但它被更便宜的钨丝所取代。随后，灯的发展方向是提高效率、使用寿命、紧凑性和更便宜的生产。

卤素

白炽灯的第一个改进是填充惰性气体和碘卤素的石英玻璃灯泡。在惰性环境中，灯丝不会烧得那么强烈，这允许更高的电压和更大的光输出。对于聚光灯，最常见的类型是带有双面 R7s 底座的线性卤素灯

对于圆形反射器，有带有 G 型针脚的较小灯。

能源效率 卤素灯 平均为 22 lm/watt，而 Ilich 灯泡为 15 lm/watt。它们的使用寿命也至少提高了 1.5 倍。电源需要变压器，但也有设计用于直接插入 220V 网络的变压器。

金属卤化物 。

它们由一个双层玻璃灯泡组成，里面的灯泡在高压下含有各种金属卤化物 - 当通过放电激活时能够发光的气体。设计中没有导体或灯丝。最常见的灯类型有 E27 或 E40 螺丝底座，但演播室、舞台照明有时使用单面和双面针脚底座。

MGL 具有高显色性、长达 20,000 小时的使用寿命和 85 Lm/W 的能效。启动设备需要一个扼流圈——镇流器，除其他外，在电源波动期间保持操作的稳定性。灯具无需加热，可在-40°C下启动，适合在北纬地区使用。

钠灯​​ (DNAT)

它们在结构上与金属卤化物灯没有太大区别。钠盐被添加到内部灯泡中，通过蒸发产生黄色和红色光谱中的强光能流。 高压灯 灯的能效约为 130 Lm/Watt，低压灯的能效高达 180 Lm/Watt。发光的单色光谱会扭曲显色性，但在植物光合作用所需的范围内与太阳光谱一样接近。这些类型的聚光灯最常安装在温室中。

标准类型的灯具有螺钉底座，但也有带销底座的品种。

为了模拟日光并改善显色性，有一些带有涂漆白色玻璃的样品。

在低于 35°C 的冰冻温度下，盐蒸气的发光强度较低。这些设备对电源中的功率波动非常敏感，因此它们需要一个扼流圈来操作和点火 呛.使用寿命在 13000-15000 小时范围内变化，随后光通量下降。

红外线照明器

与其他照明设备不同，红外灯只发射人眼不可见的 800 纳米红外范围。结合设计用于在这些范围内工作的摄像机，代表了一个隐蔽的夜间监视系统。

夜间视频录制。

摄像头只拾取黑白红外照明器的反射光线，其余空间似乎没有照明。这些单位使用气体放电或 引领 具有预设辉光光谱的灯用作这些设备的光源。

供您参考！ 有一些罕见的人类视觉异常，其中红外线是部分可见的。

引领

在过去的 20 年中被广泛使用，因为它们的紧凑性、低成本和能源效率在 70 到 130 Lm/W 的范围内。用于射灯的 LED 灯泡有两种：

1. COB - 紧密排列并充满磷光体的晶体。它们产生均匀的光流，但非常热，因此需要大量散热器或强制冷却。
2. 贴片 - 具有一组相同功率的 LED 元件的矩阵。

有更多的变化，但由于元件之间的空间有更好的散热。串联时，如果一个 LED 烧坏，则整个板子发生故障。 В 平行 整个负载落在剩余的灯泡上，这加速了它们的磨损。

在频繁过热 LED 元件后，如果它们不烧坏，它们会放弃高达 30% 的坍落度。对此，厂商更关注贴片矩阵，对散热要求不高。美国 Cree、日本 Nichia 或德国 Osram LED 平均产生 100 lm/W，使用寿命长达 50,000 小时。

聚光灯设计

传统上，设计由以下元素组成：

• 住房 - 外壳由塑料或金属制成。最好的解决方案是整个外壳由铝制成：重量轻、耐腐蚀且具有足够的导热性。后部装有金属散热器；
• 反射器 - 由闪亮的金属或镀箔塑料制成的反射器，用作聚焦光束的镜子；
• 防护玻璃 - 有时由耐热聚碳酸酯制成。在具有宽色散角的模型中，它是波纹状的，以更好地分布光斑。有些型号有聚焦镜头而不是玻璃；
• 光源;
• 电源 - 由变压器、驱动器或扼流圈代表，具体取决于灯的类型。如果设备直接使用 220 V 电源或外部连接，则可能不存在。

带有太阳能电池板和电池的完全自主设备占据了一个单独的利基市场。有些型号配备了光线和运动传感器，可在夜间或移动物体进入传感器视野时自动开启。

带有运动传感器的独立系统。

根据其用途，这些设备有多种安装方式：

1. 在控制台上。
2. 括号。
3. 三脚架。
4. 暂停。
5. 地钉。
6. 便携版。
7. 旋转模块。

适用范围

聚光灯在生活的各个领域无处不在，您需要照亮大面积或远距离。

街道，公园照明。

体育、购物、娱乐综合体。

纪念碑和建筑结构的装饰照明。

剧院灯光。

对象的安全性。.大多数情况下，它们是固定在杆子或旋转模块上的设备。

搜救和军事活动。为此，地面设备、航空和船舶配备了具有小于 30° 的窄光锥的远程探照灯。

电影业。摄影。

照明工作区、建筑工地。在偏远地区，使用带有发电机或大容量电池的综合设施。

模拟植物生长的阳光 温室.用于此目的的最常见的灯类型是 DNAT 和 LED。

外部区域的照明入口、工作区。

立面照明 具有宽色散角和高显色指数的灯具。

导航中的信号系统。以船上的沿海信标和信号灯为代表。