Виды и устройство прожекторов

Прожектор – это источник направленного света. Отражатель собирает поток света и направляет его в выбранное место. Отличие прожекторов от обычных ламп в том, что они имеют однонаправленное светораспределение, которое проявляется в виде яркого луча. Сейчас они применяются во многих сферах – как для освещения дворов, спасательных операций, так и для защиты объектов от вторжения в ночное время. В статье разберемся, что такое прожектор, из чего он состоит и какие бывают виды.

Виды прожекторов

Раньше прожектор ассоциировался с массивным устройством, предназначенным для освещения объектов большой площади – предприятий, стадионов, улиц. Это потому что в них применялись в основном галогенные и люминесцентные лампы, с большим выделением тепла. С появлением светодиодных технологий, стали выпускаться малогабаритные виды прожекторов, которые подходят для украшения ландшафтов, освещения сцен, внутренних дворов и наружных подъездных дорожек в частных домах.

Если требуется освещение на большой территории, то предварительно нужно разобраться, что такое прожектор и как он работает будет.

Галогенные

Лампы этого вида прожектора состоят из колбы, наполненной инертным газом. Расположенная внутри нить накаливания в такой среде дольше работает, да и напряжение у галогеновых ламп выше. Состоит такая лампа из:

• колбы, изготовленной из кварцевого стекла и заполненной инертным газом;
• электрода;
• спирали, сделанной из вольфрама;
• цоколя.

Для стабильной работы в инертный газ добавлен галоген – либо бром, либо йод. Работает такой источник света, как и обычные лампы накаливания: при подаче напряжения спираль нагревается и излучает свет. Отличие в том, что галогеновые добавки увеличивают его срок действия, ведь они умеют «перехватывать» молекулы вольфрама, который в инертной среде окисляется, и возвращать их назад. Спираль в нем поэтому и служит дольше, и сильнее накаляется, увеличивая яркость света.

Увеличивает срок службы таких ламп до 12 тыс. часов тиенно присутствие галогена. Поэтому колбы для них изготавливают из кварцевого стекла, способного выдержать длительное воздействие высоких температур.

Галогеновые лампы производятся разной мощности, форм и размеров, но для прожекторов чаще всего берут линейные варианты, как на рисунке ниже. Они подходят для рефлекторов квадратной формы, а вот для круглых аналогов есть небольшие лампочки со штырями в цоколе.

Их можно увидеть на строительных участках, во дворах частных и многоквартирных домов, на стоянках для автомобилей, на крытых/подземных паркингах.

Металлогалогенные

Многие путают галогенные и металлогалогенные прожекторы, считая, что это одно и тоже. На самом деле их объединяет только наличие галогена в колбе, хотя и он другой – в них вместо обычных галогенов используются галогениды металлов. Если в первом в колбе, заполненной газом с галогеном, раскаляется вольфрамовая спираль, то во втором последней вовсе нет. В основе металлогалогенных ламп две колбы – одна больше, а другая маленькая. Первая заполняется инертным газом (аргоном), а во второй – иодид натрия или скандия. Их отличие в том, что они светятся при разогреве, что и происходит, когда в лампу подается электрический разряд. Такие источники света применяют для освещения фасадов зданий, сцен и открытых театральных площадок, торговых помещений, дворов и промышленных зон. Средний срок эксплуатации составляет 15 тыс. часов.

В металлогенные устройства устанавливают лампы с винтовым цоколем Е27 или Е40, но для небольших пространств, например, сцены или студии, лучше применить варианты со штырьковым одинарным или двойным цоколем. Ниже изображены лампы с разными видами цоколей.

Натриевые лампы (ДНаТ)

Эти лампы легко конкурируют в другими типами излучателей. Они также состоят из двойных колб, одна из которых заполнена солями натрия. При разогреве они испаряются, создавая сильный световой поток. Излучение этих ламп ближе к солнечному спектру, поэтому прожекторы с ними устанавливаются в тепличных и фермерских хозяйствах.

Есть два вида натриевых светильников:

1. Высокого давления. Их светоотдача соответствует 150 Лм/Вт, при этом надежность подтверждается длительной эксплуатацией – до 28 тыс. часов.
2. Низкого давления. Они редко используются сейчас, хотя освещение лампами с натриевым наполнением полезнее для глаз человека и легче воспринимается.

Совет

пределить, что срок натриевой лампы заканчивается, можно по смене интенсивности цвета потока – он становится более красным и тусклым. Это говорит о том, что лампу скоро придется менять

Плюсы натриевых ламп:

• они излучают свет теплых оттенков, приятных для глаз людей;
• долго работают без замены;
• экономят электричество;
• работают в температурном диапазоне от -40 до + 60 °С.

Мощность источника света с натриевыми лампами позволяет монтировать их в парках и скверах для освещения дорожек, на улицах, в тепличных и животноводческих хозяйствах.

Хотя такие прожекторы относятся к морозоустойчивым, и используются для наружного освещения, но при температуре ниже -35 °С интенсивность их свечения снижается. Их еще одна «слабость» обнаруживается при перепадах напряжения в электросети.

Инфракрасные

Данный тип монтируется для «помощи» видеокамерам наблюдения во время ночных съемок. Люди не видят инфракрасное излучение, а камеры «видят», поэтому ИК лампы позволяют им делать запись происходящего в зоне наблюдения. Получается четкая картинка, только черно-белая.

В таких источниках света стоят газоразрядные или светодиодные лампочки с инфракрасным спектром излучения. На рынке встречаются ИК-прожекторы:

• встроенные в камеры;
• работающие по сигналу – подходят для внешнего освещения;
• импульсные, подающие направленный свет;
• периметральные – подходят для освещения объектов очень больших по площади.

Они энергоэффективны, долго эксплуатируются, с большой дальностью действия. Больше о инфракрасных прожекторах можно узнать из видео ниже:

VIDEO-COUNTRY.RU: инфракрасные прожектора #ик прожектор

Светодиодные

Прожекторы этого типа появились на рынке лет 20 назад и с тех пор пользуются спросом у потребителей. Их основные преимущества:

• компактные размеры;
• универсальность – можно использовать как для освещения объектов небольших, так и больших по площади;
• невысокая стоимость;
• энергоэффективность;
• работа в диапазоне от 70 до 130 Лм/Вт.

Существует два вида светодиодных проекторов:

• кристаллический (СОВ). Состоит из кристаллов, помещенных в люминофор. При включении подают ровный поток света. Недостаток – перегревание. Чтобы избежать поломки и продлить срок эксплуатации, такому источнику света необходимо устройство охлаждения;
• SMD матричный вариант, состоящий определённого количества элементов, расположенных на основе, за счет чего достигается хороший теплоотвод.

Недостаток данного типа прожекторов в том, что при линейном подключении достаточно одному элементу выйти из строя, как перестают работать все остальные. Также их слабость – перегрев. Если они не сгорают при повышении температуры, то снижают интенсивность светового потока до 30 %. Матричные варианты способны работать до 50 тыс. часов

При всем разнообразии прожекторов, именно светодиодные являются самыми популярными. Связано это с качественными и техническими характеристиками и стоимостью. Подбирать светодиодные прожекторы нужно, исходя из их мощности и сферы применения.

Типы светодиодов в LED прожекторах

Для таких осветительных приборов используются чипы, завернутые в специальную защитную оболочку, пропускающую электрический разряд и обеспечивающую теплопроводность. Светодиоды в прожекторах делятся на монохроматические цвета (красный, синий, зеленый) и белый. Первые используются для украшения и освещения ландшафтных элементов, дорожек, деревьев, архитектурных объектов, памятников, фонтанов. Вторые – для освещения объектов с большой площадью.

Чипы встроены в корпус из пластика или металла с отражателем, который преобразует длину световых волн, а также смешивает цвета.

Светодиоды SMD (средней мощности)                                

Эти источники света состоят из корпуса, в котором есть места для микросхем. Они отличаются высокой светоотдачей и низкой стоимостью, но их нерентабельно использовать в мощных системах, так как из-за высокой температуры они очень быстро меняют свои свойства – световой поток становится слабым, теряет не только интенсивность, но и цвет.

Светодиоды высокой мощности                                                 

Они подходят для прожекторов высокой мощности, так как способны выдерживать большие нагрузки – тепловые, механические и электрические. В их основе керамическое основание, покрытое слоем меди, со специальными переходными отверстиями, которые обеспечивают защиту от перегрева, направляя тепло от полупроводников в окружающую среду по тепловому пути. Они бывают одно- и многокристальные. Первые обладают мощностью до 3 Вт, вторые – от 4 Вт и более. Способны излучать как белое, так и цветное свечение.

Светодиоды такой мощности создают волну до 660 НМ, рассеивание которой видимо под углом до 160 °.

Светодиоды COB (Chip-on-Board)

Это высокомощные светодиодные блоки, встроенные в корпуса с матрицей или керамической подложкой. Прожекторы с такими светодиодами используют в местах, где требуется акцентное освещение, созданное направленным лучом. Так как подача электричества к каждому чипу в СОВ распространяется по отдельным проводам, то вся система становится чувствительной к перепадам напряжения.

Устройство прожектора

Внутри прожекторов могут находиться разные источники света, но устройство у них у всех очень схожи. Так, они состоят из:

• Корпуса. Он может быть сделан из пластика, но так как в основном прожекторы используются на открытом воздухе, то лучший материал для них – алюминий. Он достаточно прочный, долговечный, не подвержен коррозии.
• Рефлектора. Это важная деталь, так как именно зеркало фокусирует и направляет луч. Рефлектор может быть изготовлен из пластика, покрытого фольгой, или металла.
• Стекла. Вместо него может использоваться поликарбонат. Есть устройства с рифлеными линзами, благодаря чему лучше распределяется световой поток. Также может использоваться специальная фокусирующая линза.
• Источник света, который может быть любым, даже простая лампа накаливания.
• Бока питания. Он необходим в устройствах, которые не работают от сети. В зависимости от вида, могут использоваться либо трансформаторы, либо драйверы, либо дроссели.

Ниже представлено устройство светодиодного прожектора.

Благодаря развитию технологий сегодня на рынке есть прожекторы, оснащенные солнечными панелями и аккумуляторами. Они могут иметь дополнительные функции, например, датчик движения или таймер, которые включают/выключают источник света.

Конструкция прожекторов

Эти устройства отличаются по конструкции. Ниже представлены два вида прожекторов, которые есть сегодня на отечественном рынке.

Интегрированные

Это автономные системы. Все элементы устройства располагаются в герметичном корпусе, чаще сделанного из алюминия, изготовленного под высоким давлением. В этом преимущество таких прожекторов – все компоненты (электроника, датчик движения или света, блок питания) собраны в единую структуру, герметично закрыты, обладают органичными формами.

Модульные прожекторы

В отличии от интегрированного форм-фактора, в модульном можно самому конфигурировать систему, дополняя её отдельными модулями, регулируя наличие определённых функция системы.

Дизайн

Современные прожекторы не только имеют разные источники света, но и размеры, и формы. Есть огромные стационарные устройства, назначение которых – освещение больших по площади объектов. А есть переносные небольшие, но мощные прожекторы, светораспределение которых позволяет применять их в поисковых или военных операциях.

Сфера применения

Прожекторы стали обычным осветительным элементом, поэтому сейчас их применяют и для освещения небольших частных дворов, и промышленных, спортивных объектов или космодромов. Выбор осуществляется в зависимости от условий эксплуатации, назначения, технических параметров.

Освещение участков и зон

Прожекторы нужны для освещения обширного пространства, например, аэродромов и перронов на вокзале, складских помещений, дворов и детских площадок в многоквартирных домах, строительных и пляжных зон, терминалов и проезжих частей.

Для этого выбираются устройства, закрепленные на высоких мачтах, хотя для освещения крытых парковок больше подходят подвесные варианты. Их можно направлять в любые стороны, но при этом выстраивают по периметру площадок.

Освещение спортивных объектов

Без прожекторов также не обойтись на стадионах и таких спортивных площадках, как теннисные, для гольфа, волейбола и баскетбола, катки, для конных состязаний. На них чаще всего применяются типы прямого светораспределения. Прожектора устанавливаются на мачты, если это открытые площадки, или на подвески в спортивных залах.

К освещению спортивных сооружений нужно подходить с позиции того, что все участки должны быть одинаково четко просматриваться. То есть источники света важно и правильно установить, и корректно направить их свет. Обычно перед монтажом составляется план с учетом ориентации по местности и мощности ламп.

Ландшафтное освещение

Чтобы подчеркнуть красоту скульптур, фонтанов, беседок или даже деревьев устанавливают подсветки. Для этой цели приспосабливают прожекторы. Они не светят на них, как фонари, а делают необычными, для чего монтируются лампы с функциями рассеянного света, размытого освещения, точечной подсветки или даже имитации лунного света.

Освещение безопасности

Прожекторы также монтируются на объектах, нуждающихся в дополнительных мерах защиты/безопасности – в тюрьмах, промышленных и административных зданиях, коммерческих, жилых, торговых объектах, музеях, институтах, то есть там, где возможно проникновение злоумышленников. Их свет можно направлять как по периметру участка, так и на здание или зону. Их устанавливают, как «помощников» для камер наблюдения.

Промышленное наружное освещение

В усиленной защите и наблюдении нуждаются нефтебазы, химические и нефтеперерабатывающие заводы, буровые вышки, АЗС, очистные сооружения, то есть места, в которых возможен выброс или утечка легковоспламеняющихся веществ или где хранятся агрессивные и опасные соединения. Чтобы сотрудники работали в безопасных условиях, по их периметру монтируются прожекторы из материалов, способных выдержать воздействие вредных паров, и разработанные для таких мест. Они хорошо переносят воздействие непогоды, не плавятся и не ломаются при перегреве.

Архитектурное освещение

Освещение зданий, парков, статуй, фонтанов, входящих в категорию архитектурного наследия, стало стимулом для «выманивания» туристов из отелей, ведь в каждом месте с богатой историей есть маршруты для знакомства с ночной жизнью города.

Направленный свет подчеркивает красоту объектов, освещает отдельные участки или ровным светом заливает всю их площадь.

Мобильные световые вышки

Такие прожекторы нужны в местах, где либо нет подключения к электросети, либо они требуются временно, например, когда приемы, встречи или концерты проводятся в парковых зонах, при оборудовании штаба реагирования во время аварий, землетрясений или на участках дорог, где идут строительные работы.

Обычно прожекторы присоединяются к раме, закрепленной на выдвижной мачте. Их легко разворачивать в разные стороны, направлять свет в нужном направлении.

Освещение рекламных щитов

Реклама – дорогое удовольствие, поэтому многие рекламодатели не хотят, чтобы билборды или щиты с информацией об их услугах или товарах простаивали ночью. Освещенные плакаты в темное время привлекают больше внимания, чем днем, когда потоки машин и людей просто проезжают или проходят мимо. При правильном направлении света можно усилить впечатление от того, что на них изображено, увеличивая интерес к продукту/услуге.

Освещение сценического пространства

Без яркого света на съемочной или театральной сцене не работают. В театре подключают прожекторы, которые освещают сцену со всех углов, а также снизу и сверху. На съемках свет включают, когда снимают сцены в студии. Для этого устанавливают осветители, которые можно направлять в разные стороны, опускать или поднимать. Обычно они крепятся на рамах.

Есть, например, светодиодные прожекторы, которые в среднем рассчитаны на 70 тыс. часов работы или более. Они экономят электроэнергию, так как им мало ее требуется для работы, поэтому можно использовать десятки светодиодных ламп без больших затрат.

Осветители, работающие в театральной сфере или в киноиндустрии, пользуются PAR прожекторами – лампами с длинным корпусом, способными излучать узкие потоки света.

Прожекторы сейчас встречаются во всех сферах человеческой жизни. В зависимости от объекта и назначения, они становятся украшением или частью ландшафта, элементом охранной системы или «помощником» осветителя.

Выбирается источник света по техническим параметрам, условиям эксплуатации, назначению и способу установки.