Прожекторы

Конструкция

По типу источника света (лампы) прожекторы могут быть:

• Галогенные.
• Металлогалогенные.
• Светодиодные.
• Ртутные.
• Ксеноновые.

Конструкции ламповых прожекторов:

1)      Лампа — источник света.

Используемые типы ламп:

• Накаливания:

Н — галогенные (накаливания общего назначения);

И — кварцевые галогенные (накаливания).

• Газоразрядные:

Г (для прожекторов общего назначения) или МГ (для кинопрожекторов) — металлогалогенные — ртутные типа ДРИ, ДРИШ (дуговая ртутная с излучающими добавками и такая же шаровая);

Р — ртутные типа ДРЛ (дуговая ртутная люминисцентная);

Ж — натриевые типа ДНаТ (дуговая натриевая трубчатая);

К — ксеноновые.

Лампа помещается в корпус, вворачивается в патрон.

2)      Корпус выполняется из алюминия или алюминиевого сплава, листовой стали, силумина.

3)      Отражатель (рефлектор) — устройство, задающее направление светового потока. Конструкционно, это внутренняя сторона задней крышки корпуса. Крепится к корпусу с помощью откидных болтов или защелок.

От формы отражателя зависит направление света.

• Обычный параболический рефлектор дает конический световой луч и освещенную площадь в виде круга в сечении. Прожектор с таким отражателем — круглосимметричный.
• Параболоцилиндрический рефлектор дает луч узкий в поперечной плоскости и широкий в продольной и освещенную плоскость в виде полосы. Параболоцилиндрический перфорированный рефлектор дает заливающий свет и освещенную площадь в виде квадрата со скругленными углами. Прожектор — симметричный.
• Сложный бипараболический рефлектор, в котором отражающая поверхность одного из 4-х сегментов существенно больше остальных, дает луч света, направленный в сторону, противоположную самому развитому сегменту отражателя. Это ассиметричные прожекторы (кососветы).

 

4)      Патрон из термостойкой пластмассы, керамики для присоединения лампы.

5)      Блок мгновенных перезажиганий — в прожекторах с газоразрядными лампами, крепится обычно в нижней части корпуса.

6)      Защитное термостойкое стекло. Рама со стеклом может крепиться при помощи откидных болтов — тогда она открывающаяся. Уплотняется защитными прокладками из термостойких материалов (например, термостойкой кремний-органической резины).

7)      Защитная сетка, жалюзи — поверх стекла.

8)      Узел ввода с клеммными зажимами — для присоединения к электрической сети. Узел ввода должен быть рассчитан на подвод проводов и кабелей сечением от 0,75 до 4 мм².

9)      Защитный зажим для заземления (только в прожекторах класса защиты I) из болта или винта и шайб, на корпусе вблизи присоединительных контактных зажимов. Предохраняет от ослабления присоединения провода.

10)  Устройство для крепления: скоба, кронштейн, лира с поворотным устройством, обеспечивающим поворот в горизонтальной и вертикальной плоскости. Все эти детали обычно выполняются из стали.

Наружные металлические части (корпус, устройство для крепления, крепежные детали: откидные болты, защелки) выполняются из коррозионно-защищенного алюминия, нержавеющей стали, оцинкованной стали либо защищаются гальваническими или лакокрасочными покрытиями.

Прожекторы общего назначения могут комплектоваться датчиками движения, металогалогенные  прожекторы  — блоком мгновенных перезажиганий, а светосигнальные судовые комплектуются также визирным устройством для наведения на объект.

Прожекторы светодиодные общего назначения имеет следующие конструктивные особенности:

1)      Платы со светодиодами (светоизлучающий модуль, светоблок). На плате может содержаться до 100 светодиодов (присоединяются методом пайки).

2)      Корпус с узлом ввода для присоединения к электрической сети.

3)      Защитное стекло.

4)      Устройство для крепления.

Пункты 2–4 — как и в конструкции ламповых прожекторов.

Конструкция кинопрожектора:

1)      Лампа:

• Н — накаливания,
• МГ — металогалогенная.

2)      Корпус.

3)      Патрон для крепления источника света.

4)      Отражатель параболоидный (П) — в задней части корпуса.

5)      Линза Френеля (Ф) в оправе — в передней части корпуса, используется для преломления света в целях перераспределения светового потока. Оправа выполняется съемным узлом, что обеспечивает легкий доступ к линзе и источнику света.

6)      Механизм фокусировки — для перемещения источника света вдоль оптической оси.

7)      Устройство питания:

• узел ввода с клеммными зажимами — для присоединения к электрической сети (без обозначения);
• аккумулятор для автономного питания (А);
• электронное пускорегулирующее устройство (Э).

8)      Устройство для крепления прожектора: лира с поворотным устройством, обеспечивающим поворот в горизонтальной и вертикальной плоскости, скоба для крюка подъемной машины.

9)      Ручка для переноски.

По типу отражателя и схеме распространения света прожекторы бывают:

• Симметричные (в т. ч. заливающего света).
• Круглосимметричные.
• Асимметричные.

Симметричные — с параболоцилиндрическим рефлектором, дающим прямой поток света, узкий в поперечной плоскости и широкий в продольной, либо с случае перфорированного рефлектора — заливающий свет — прямой поток, широкий в поперечной плоскости.

Круголосимметричные — с параболическим рефлектором, дающим прямой поток света и круглое в сечении световое пятно.

Ассиметричные (кососветы) — со сложным бипараболическим рефлектором, направляющим свет под углом 30–50° к главной оптической оси. Применяются в случаях, когда неудобно установить симметричный прожектор и повернуть его.

Применение

По назначению прожекторы могут быть:

• Общего назначения.
• Судовые.
• Кинопрожекторы.

Применение прожекторов общего назначения в зависимости от типа лампы и мощности приведено в таблице 1.

Таблица 1

Применение прожекторов общего назначения в зависимости от типа лампы

Лампы		Особенности, влияющие на размещение	Мощность, Вт	Применение
Галогенные	Галогенные	До 40 % потребляемой энергии преобразуется в тепло	100–500	Для архитектурной подсветки
			500–1000	Для освещения рекламных конструкций
			От 1500	Для освещения больших пространств и сооружений: мостов, площадей
			До 5 000	Кинопрожекторы
Метало-галогенные	Газоразрядные в парах ртути, натрия, ксенона	Загораются не сразу, набирают яркость в течение 2–6 минут	70–150	Для архитектурной подсветки, подсветки рекламных конструкций, выставочных залов
			От 150	Освещение спортивных сооружений, фасадов зданий, площадей
			От 250	Освещение больших открытых пространств, производственных территорий
			70–4000	Освещение площадей, торцевых стен зданий, мостов, рекламных конструкций, выставочных и концертных залов, больших открытых пространств, производственных площадей, кинопрожекторы
Натриевые		Желтый оттенок света		Освещение дорог, парков, больших производственных площадей; в архитектурной подсветке встречаются редко
Ртутные		Молочный свет		Оптимальны для освещения парковок, стройплощадок, заводских территорий
Ксеноновые		Мгновенное включение (в том числе повторное), время стабилизации 19 секунд		Местное освещение площадок, территорий, использование на судах
Светодиодные	Светодиодные	Крайне низкое энергопотребление	10–70	Внутренняя подстветка: витрин, бассейнов, залов, освещение рекламных конструкций, фасадов, ландшафтное освещение
			50–240	Освещение придворовых территорий, пешеходных и парковых зон, мостов, автодорог

Типы кинопрожекторов в зависимости от номинальных диаметров следующие (в скобках указывается диаметр линзы Френеля, мм): К10 (100), К15 (150), К20 (200), К25 (250), К30 (300), К35 (355), К40 (400), К50(505), К60 (610), К70 (700).

Характеристики

Рассчитаны в основном на бытовое рабочее напряжение — 220 В переменного тока частоты 50 Гц.

Потребляемая мощность: 10–3500 Вт.

Световой поток в люменах (лм) показывает уровень освещенности, обеспечиваемый лампой. Зависит от мощности лампы и ее типа. Световой поток обычной лампы накаливания мощностью 100 Вт при напряжении 220 В составляет 1300 лм. Световой поток прожектора с металлогалогенной лампой с теми же параметрами будет в 5 раз выше — 6500 лм.

Цветовая температура показывает степень естественности света, измеряется по температурной шкале Кельвина:

• 2700–3000 К — теплый белый свет (желтоватый оттенок разной степени интенсивности;
• 3800 К — молочный белый;
• 4000 К — нейтральный белый, цветовая температура солнца в 12 часов дня;
• 4200 К — холодный белый (с голубоватым оттенком);
• 5000–6500 К — белые дневного света (смесь солнечного и небесного света).

Индекс цветопередачи показывает, насколько естественно передаются цвета. Эталон — 100 Ra. Человек видит цвета естественными в диапазоне 80–100 Ra.

• 91–100 — очень хорошая цветопередача;
• 81–91 — хорошая;
• 51–80 — средняя;
• < 51 — слабая.

Характеристики в зависимости от разных типов ламп приведены в таблице 2. Для удобства сравнения вместо светового потока приводим световую отдачу, лм/Вт — уровень освещенности, вырабатываемый на каждый Вт потраченной энергии.

Таблица 2

Характеристики

Лампы		Световая отдача, лм/Вт	Цветовая температура, К*	Цветопередача, Ra	Мощность, подходящая к использованию в прожекторах, Вт
Галогенные	Галогенные	10–15, до 25	2700–3200	99–100	100, 150, 200, 250, 300, 500, 1000, 1500, 2000, 5000
Металогалогенные	Газоразрядные в парах ртути, натрия, ксенона	До 120	4300–6000	80–95	20–20 000. Наиболее используемые: 70, 150, 250, 400, 500, 600, 1000, 1500, 2000, 3500
Натриевые		До 200	3000	25–70	50, 80, 125, 175, 250, 400, 700, 1000, 2000
Ртутные		До 60	3800	42–80	50, 80, 125, 175, 250, 400, 700 ВВ и НВ, 1000 ВВ и НВ, 2000
Ксеноновые		До 60	4300–6000	65–75	До 10 000
Светодиодные	Светодиодные	До 100	2700–7000	82–98	10–240

^* Приведены варианты, используемые именно для прожекторов, а не все варианты цветовой температуры ламп.

Климатическое исполнение прожекторов общего назначения может быть:

• У — для умеренного климата;
• УХЛ — для умеренного и холодного;
• ХЛ — для холодного;
• T — для теплого климата;

Прожекторов для речных судов:

• УХЛ;
• Т — для тропического климата;
• О — общеклиматическое исполнение, кроме очень холодного климата.

Прожекторов для морских судов:

• М — для умеренно-холодного морского;
• ТМ — для тропического морского;
• ОМ — общеклиматический морской.

Выделяют следующие категории размещения:

• 1 — на открытом воздухе;
• 2 — помещения, где колебания температуры и влажности не существенно отличаются от колебаний на открытом воздухе;
• 3 — закрытые помещения с естественной вентиляцией без искусственного регулирования климатических условий (отсутствуют воздействия песка и пыли, солнца и воды — дождя);
• 4 — помещения с искусственным регулированием климатических условий (отсутствуют воздействия песка и пыли, солнца и воды — дождя, наружного воздуха);
• 5 — помещения с повышенной влажностью (длительное наличие воды или конденсированной влаги).

По электрической защите прожекторы общего назначения могут быть классов защиты I, II и III, судовые — только класса защиты I .

Класса защиты I имеют защитный зажим и нанесенный рядом знак заземления.

Классов защиты II и III изготавливаются без защитного зажима, но сама конструкция должна исключать возможность случайного прикосновения к токоведущим частям. Изделия класса II имеют двойную или усиленную изоляцию, а класса III  рассчитаны на работу при безопасном сверхнизком напряжении.

Степень защиты от проникновения влаги и пыли ­— от IP54, для судовых — не ниже IP56, для кинопрожекторов — от IP20.

Предельная температура нагрева в процессе работы рукояток, кнопок и прочих подвергающихся частому прикосновению деталей из металлов не должна превышать 60 °C, из других материалов (например, пластика) — 75 °C.

Срок службы должен быть не менее 5 лет, судовых — не менее 12 лет.

Маркировка

В разделе дана маркировка наиболее чаще применяемых у нас на территории прожекторов.

Условное обозначение прожекторов общего назначения:

• тип лампы (см. конструкцию);
• основное назначение (О — общее, У — для наружного размещения);
• номер серии;
• мощность лампы в Ваттах;
• номер модификации;
• климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150 (см. характеристики);
• номинальная частота в Гц для прожекторов с разрядными лампами (если не указано, то частота — 50 Гц);
• обозначение технических условий либо (для моделей на экспорт) Госстандарта.

Могут быть указаны также:

• рабочее положение;
• масса и размеры;
• пригодность к внутренней установке.

Пример маркировки: Прожектор НО 01–1500 – 05 УХЛ1 ГОСТ 6047-90.

Н	О	01	1500	05	УХЛ	1	ГОСТ 6047-90
Лампа накаливания	Общее назначение	Номер серии	Мощность лампы 1500 Вт	Номер модификации	Для умеренного и холодного	Категория размещения	Стандарт

Маркировка кинопрожектора содержит:

• тип (см. применение );
• источник света (лампы) (см. конструкцию );
• оптический элемент (см. конструкцию );
• мощность лампы, кВт. Будет указана тогда, когда кинопрожекторы одного типа выполнены в двух или нескольких исполнениях, отличающихся мощностью лампы;
• источник питания: без обозначения — сеть, А — автономное, Э — электронное пускорегулирующее устройство;
• вид управления: Д — дистанционное, без обозначения — без дистанционного.

Пример маркировки: К10МГФ-АЭ ГОСТ 9508-90.

К10	МГ	Ф	АЭ	ГОСТ 6047-90
Кинопрожектор с диаметром линзы 100 мм	С металлогалогенной лампой	С линзой Френеля	С автономным питанием, с электронным пускорегулирующим устройством	Стандарт

Виды

Галогеновые

Прожекторы, используемые для освещения площадей, рекламных щитов большого размера, торцевых стен зданий, торговых и выставочных залов, для декоративной подсветки мостов, памятников. Световая отдача составляет 16–20 лм/Вт. Срок эксплуатации лампы до 2000 часов. Достоинством можно считать очень хорошую цветопередачу, приближенную к солнечному свету. Прожектор галогенный позволяет создавать рассеянное, мягкое, бестеневое или направленное точечное освещение.

Ксеноновые

Прожекторы, используемые для освещения сцен, залов и др. помещений и территорий, для которых важна хорошая цветопередача. Световая отдача интенсивнее в два раза при том, что потребляемая мощность намного меньше. Срок службы ксеноновых ламп составляет более 2500 часов.

Металлогалогеновые

Прожекторы, используемые для освещения торговых, концертных залов, выставочных галерей, декоративной подсветки зданий и сооружений, т. е. для освещения помещений и территорий с высокими требованиями к яркости света. Световая отдача у металлогалогенной лампы примерно в шесть раз больше, чем у лампы накаливания такой же мощности, а срок службы — в десять раз. Достоинством служит яркий, но холодный свет, не нагревающий окружающее пространство.

Светодиодные

Прожекторы, используемые для декоративного освещения залов, витрин, фасадов зданий и памятников архитектуры. Светодиод дает столько же света, сколько галогенная лампа, потребляя при этом в четыре раза меньше энергии. Срок службы светодиодов очень большой и составляет 50–100 тыс. часов. У него большая контрастность света и отличная цветопередача.

Ртутные

Прожекторы, широко используемые для освещения улиц, открытых пространств, производственных площадей, где не предъявляется высоких требований к цветопередаче. Характеризуются высокой световой отдачей и большой продолжительностью горения.