Фонарик - Flashlight
А фонарик (США) или факел (Великобритания) - переносной переносной электрический светильник. Источником света часто был лампа накаливания (лампа), но постепенно заменяется на светодиоды (Светодиоды) с середины 2000-х гг. Типичный фонарик состоит из источника света, установленного в рефлекторе, прозрачной крышке (иногда в сочетании с линза ) для защиты источника света и отражателя, аккумулятор, а выключатель. Они поддерживаются и защищены корпусом.
Изобретение сухих элементов и миниатюрных электрических ламп накаливания сделало первые фонарики с батарейным питанием возможными примерно в 1899 году. Сегодня в фонариках используются в основном светоизлучающие диоды. одноразовый или же перезаряжаемые батарейки. Некоторые питаются от пользователя, поворачивающего заводить, встряхивая лампу или сжимая ее. Некоторые имеют солнечные панели для подзарядки аккумулятора.
Помимо ручного фонарика общего назначения, многие формы были адаптированы для специальных целей. Фонари на голове или на шлеме, предназначенные для шахтеры и туристы оставьте руки свободными. Некоторые фонарики можно использовать под водой или в легковоспламеняющейся атмосфере. Фонари используются в качестве источника света в местах, где нет электрические розетки, в течение Отключения питания или когда свет необходим в месте, где трудно использовать проводную лампу, например, за или под тяжелой мебелью или при обслуживании приборов.
Этимология
Ранние фонарики горели угольно-цинковые батареи, которые не могли обеспечить постоянный электрический ток и требовали периодического «отдыха» для продолжения работы.[1] Поскольку в этих ранних фонариках также использовались энергосберегающие лампы с углеродной нитью, "отдых" происходил через короткие промежутки времени. Следовательно, их можно было использовать только в коротких вспышках, отсюда и общее в Северной Америке название «фонарик».[2]
История
Первый сухая ячейка Аккумулятор был изобретен в 1887 году. В отличие от предыдущих аккумуляторов, он использовал пастообразный электролит вместо жидкости. Это была первая батарея, подходящая для портативных электрических устройств, поскольку она не проливалась и не ломалась, и работала в любом положении. Первые серийные сухие аккумуляторные батареи появились в 1896 году, а вскоре последовало изобретение портативных электрических фонарей. Портативные портативные электрические фонари предлагают преимущества в удобстве и безопасности по сравнению с (горение) факелы, свечи и фонари. Электрическая лампа не имела запаха, не имела дыма и выделяла меньше тепла, чем освещение, работающее от внутреннего сгорания. Его можно было мгновенно включать и выключать, избегая риска возгорания.
10 января 1899 года британский изобретатель Дэвид Мизелл получил патент США № 617,592, назначенный к Американская компания по производству новинок и электротехники.[3] Это «электрическое устройство», разработанное Мизелл, питалось от Батарейки "D" Уложен спереди назад в бумажной трубке с лампочкой и грубым латунным отражателем на конце.[2][4] Компания подарила некоторые из этих устройств Полиция Нью-Йорка, которые положительно на них откликнулись.
Углеродные лампы накаливания и довольно грубые сухие элементы сделали ранние фонари дорогой новинкой с низкими продажами и низким интересом производителей. Развитие лампа с вольфрамовой нитью в 1904 г., что в три раза больше эффективность углеродных волокон накаливания и улучшенных аккумуляторов сделали фонарики более полезными и популярными. Преимущество мгновенного управления и отсутствие пламени означало, что переносные электрические лампы начали заменять лампы на основе горения, такие как ураганный фонарь.[5] К 1922 году было доступно несколько типов; трубчатая ручная разновидность, тип фонаря, который можно было установить для длительного использования, карманные лампы для работы на близком расстоянии и лампы прожекторного типа с большим отражателем для освещения далеких объектов. В 1922 году в Соединенных Штатах было около 10 миллионов пользователей фонариками, при этом годовой объем продаж обновленных батарей и фонарей составлял 20 миллионов долларов, что сопоставимо с продажами многих электроприборов, работающих от сети.[6] Фонарики стали очень популярными в Китае; К концу 1930-х годов 60 компаний производили фонарики, некоторые из них продавали фонари всего за треть стоимости эквивалентных импортных моделей.[7] Миниатюрные лампы, разработанные для фонарей и автомобилей, стали важным сектором производства ламп накаливания.
ВЕЛ фонарики были произведены в начале 2000-х.[8] Маглит сделали свой первый светодиодный фонарик в 2006 году.[9]
Лампа накаливания
Лампы накаливания используют лампы накаливания который состоит из стеклянной колбы и вольфрам нить. Лампы находятся под вакуумом или заполнены аргон, криптон или же ксенон. В некоторых мощных лампах накаливания используется галогенная лампа где колба содержит галоген газ, такой как йод или же бром для увеличения срока службы и эффективности лампы. Во всех фонариках, кроме одноразовых или новых, лампочка заменяется пользователем; срок службы лампы может составлять всего несколько часов.[10]
Световой поток лампы накаливания в фонарике широко варьируется в зависимости от типа лампы. Миниатюрная брелок-лампа дает один-два люмена. Фонарь с двумя D-образными ячейками, использующий обычную миниатюрную лампу в стиле предварительной фокусировки, будет производить от 15 до 20 люмен света[11] и пучок около 200 свеча. Один популярная марка Аккумуляторный фокусирующий фонарик использует галогенную лампу и дает 218 люмен. Для сравнения: бытовая лампа накаливания на 60 Вт дает около 900 люмен. В световая отдача или люмен, производимый на ватт потребляемой мощности ламп фонарика, варьируется в приблизительном диапазоне от 8 до 22 люмен / ватт, в зависимости от размера лампы и наполняемого газа, при этом 12-вольтовые лампы с галогеновым наполнением имеют наивысшую эффективность.[нужна цитата ]
ВЕЛ
Мощный белый-светодиоды (Светодиоды) в основном заменили лампы накаливания в практических фонариках. Светодиоды существовали десятилетиями, в основном как индикаторы малой мощности. В 1999 году, Lumileds Corporation из Сан-Хосе, Калифорния, представила Luxeon LED, мощный излучатель белого света. Это сделало возможным использование светодиодных фонарей по мощности и времени работы лучше, чем лампы накаливания. Первым светодиодным фонариком Luxeon был Arc LS, разработанный в 2001 году.[нужна цитата ] Белые светодиоды в корпусах диаметром 5 мм производят всего несколько люмен каждый; многие единицы могут быть сгруппированы вместе, чтобы обеспечить дополнительный свет. Светодиоды, рисунок более 100 миллиамперы каждый из них упрощает задачу оптической конструкции, создавая мощный и строго контролируемый луч.
Светодиоды могут быть значительно более эффективными, чем лампы накаливания, при этом белые светодиоды производят порядка 100 люмен на каждый ватт, по сравнению с 8-10 люменами на ватт небольших ламп накаливания. Светодиодный фонарик будет иметь более продолжительное время автономной работы, чем фонарик накаливания с сопоставимой мощностью.[10] Светодиоды также менее хрупкие, чем стеклянные лампы. Светодиодные лампы имеют разные спектры света по сравнению с источниками накаливания и изготавливаются в нескольких диапазонах цветовая температура и индекс цветопередачи. Поскольку светодиод имеет долгий срок службы по сравнению с обычным сроком службы фонарика, очень часто он устанавливается постоянно. Фонарики, изготовленные для лампы накаливания, часто можно заменить более эффективной светодиодной лампой.
Светодиоды обычно должны иметь контроль для ограничения тока через диод. Для фонарей, использующих один или два одноразовых элемента на 1,5 В, требуется повышающий преобразователь для обеспечения более высокого напряжения, необходимого для белого светодиода, которому для работы требуется около 3,4 В. В фонариках, использующих три или более сухих элемента, можно использовать только резистор для ограничения тока. Некоторые фонарики регулируют ток через светодиоды с помощью электроники, чтобы стабилизировать светоотдачу при разрядке батарей. Светодиоды поддерживают почти постоянное состояние цветовая температура независимо от входного напряжения или тока, в то время как цветовая температура лампы накаливания быстро снижается по мере разряда батареи, становясь краснее и менее заметной. Регулируемые светодиодные фонарики также могут иметь выбираемые пользователем уровни мощности, соответствующие задаче, например, слабый свет для чтения карты и высокий уровень мощности для проверки дорожных знаков. Это было бы трудно сделать с одной лампой накаливания, так как эффективность лампы быстро падает при низкой мощности.
Светодиодные фонарики могут потреблять от батареи 1 ватт или намного больше, выделяя не только свет, но и тепло. В отличие от вольфрамовых нитей, которые для получения света должны быть горячими, светоотдача и срок службы светодиода уменьшаются с увеличением температуры. Отвод тепла для светодиода часто диктует, что у небольших мощных светодиодных фонарей есть алюминий или другие тела с высокой теплопроводностью, отражатели и другие детали для рассеивания тепла; они могут нагреваться во время использования.[12]
Световой поток светодиодных фонарей различается даже шире, чем у ламп накаливания. Лампы типа «брелок», работающие от кнопки батарейки, или лампы, использующие один 5-миллиметровый светодиод, могут давать только пару люмен. Даже небольшой светодиодный фонарик, работающий от элемента AA, но оснащенный светодиодом, может излучать 100 люмен. Самые мощные светодиодные фонари производят более 100 000 люмен и могут использовать несколько светодиодов.[13]
Светодиоды очень эффективны в создании цветного света по сравнению с лампами накаливания и фильтрами. Светодиодный фонарик может содержать разные светодиоды для белого и цветного света, выбираемые пользователем для разных целей. Цветные светодиодные фонари используются для сигнализации, специальных проверок, судебно-медицинской экспертизы или для отслеживания кровавых следов раненых охотничьих животных. У фонарика может быть красный светодиод, предназначенный для сохранения темноты. приспособление зрения. Ультрафиолетовый Светодиоды могут использоваться для инспекционных огней, например, для обнаружения флуоресцентных красителей, добавленных в системы кондиционирования воздуха для обнаружения утечек, для проверки бумаги. валюта, или проверка УФ-флуоресцентных меток на прачечной или держателях билетов на мероприятия. Инфракрасные светодиоды могут использоваться в осветителях систем ночного видения. Светодиодные фонарики могут быть указаны для совместимости с приборы ночного видения.
Скрытый
Менее распространенный тип фонарика использует газоразрядная лампа высокой интенсивности (HID лампа) в качестве источника света. В газоразрядной лампе HID используется смесь галогенид металла соли и аргон как наполнитель. Лампы HID излучают больше света, чем фонарь накаливания, используя такое же количество электроэнергии. Лампа прослужит дольше и более устойчива к ударам, чем обычная лампа накаливания, так как в ней отсутствует относительно хрупкая электрическая нить накаливания, характерная для ламп накаливания. Однако они намного дороже из-за балласт цепь, необходимая для запуска и работы лампы. Лампа HID требует короткого времени прогрева, прежде чем она достигнет полной мощности. Типичный фонарь HID должен иметь лампу мощностью 35 Вт и производить более 3000 люмен.
Аксессуары
Некоторые аксессуары для фонарика позволяют изменять цвет света или по-разному рассеивать свет. Полупрозрачные цветные пластиковые конусы, надетые на линзы фонарика, увеличивают видимость при взгляде сбоку от источника света. Такой маршалловые палочки часто используются для управления автомобилями или самолетами в ночное время. Цветные линзы, помещенные на торец фонаря, используются для сигнализации, например, на железнодорожных станциях. Цветной свет иногда полезен для охотников, отслеживающих раненую дичь после сумерек, или для судебно-медицинской экспертизы местности. Красный фильтр помогает сохранить ночное зрение после выключения фонарика и может быть полезен для наблюдения за животными (например, для гнездования морские черепахи ), не беспокоя их.[14]
Съемные световоды, состоящие из жестких изогнутых пластиковых стержней или полужестких или гибких трубок, содержащих оптические волокна, доступны для некоторых фонарей для проверки внутри резервуаров, стен или конструкций; когда не требуется, световод можно снять и использовать для других целей.
Форматы и специализированный дизайн
Фонарик - маленький, ручка -размерный фонарик, часто содержащий два Батарейки типа АА или же Батарейки ААА. В некоторых типах лампа накаливания имеет встроенный линза который фокусирует свет, поэтому в фонарик не встроен отражатель. В других используются лампы накаливания, установленные в отражателях. ВЕЛ фонарики становятся все более распространенными. Недорогие устройства могут быть одноразовыми без возможности замены батарей или лампочек, и иногда на них печатается реклама в рекламных целях.
А налобный фонарь предназначен для ношения на голове, часто имеет отдельные компоненты лампы и батареи. Аккумулятор можно прикрепить на затылке или в кармане для улучшения баланса. Фары оставляют руки пользователя свободными. Фару можно прикрепить к краю шляпы или установить на каска вместо ремней; другие типы напоминают оправы для очков. Как и налобный фонарь, фонарик с угловой головкой излучает свет перпендикулярно длине трубки аккумулятора; его можно закрепить на оголовье, ремне или тесьме или положить на плоскую поверхность. Некоторые типы позволяют пользователю регулировать угол наклона головы. В Фонарь Fulton MX991 / U был фонарик с угловой головкой, выданный военным США; Фары подобного стиля остаются популярными.
Тактические фонари иногда устанавливаются на пистолет или же винтовка. Они позволяют мгновенно осветить цель. Они достаточно маленькие, чтобы их было легко рельсовый к стволу пистолета. Тактические фонари должны выдерживать воздействие отдачи и должны легко управляться, удерживая оружие.
Хотя большинство фонарей предназначены для замены батареек и лампочки пользователем по мере необходимости, они полностью герметичны. одноразовый фонарики, например недорогие брелок для ключей фары, сделаны. Когда батарейки разряжены или лампочка выходит из строя, весь продукт утилизируется.
Лампы для дайвинга должны быть водонепроницаемыми под давлением и использоваться для ночной дайвинг и дополнительное освещение куда не может попасть поверхностный свет. Батарейный отсек фонаря для дайвинга может иметь катализатор для рекомбинации любого газообразного водорода, выделяемого из батареи, поскольку газ не может быть выпущен при использовании.
Люди, работающие в опасные зоны со значительной концентрацией горючих газов или пыли, например, в шахтах, машинных отделениях судов, химических заводах или элеваторы используйте «невоспламеняющиеся», «искробезопасные» или «взрывозащищенные» фонари, сконструированные таким образом, чтобы любая искра в фонарике не могла вызвать взрыв вне света. Для фонарика может потребоваться разрешение властей для конкретной службы и определенных газов или пыли. Превышение внешней температуры фонарика не должно превышать самовоспламенение точка газа, поэтому замена более мощных ламп или батареек может привести к аннулированию разрешения.
Инспекционные фонарики имеют стационарные световоды, содержащие оптические волокна или пластиковые стержни. В другом варианте лампа устанавливается на конце гибкого кабеля, полужесткого или шарнирного зонда. Такие лампы используются для проверки внутри резервуаров или внутри таких конструкций, как самолет. При использовании для проверки внутренней части цистерн, содержащих легковоспламеняющиеся жидкости, контрольные огни могут также иметь класс огнестойкости (взрывозащищенности), чтобы они не могли воспламенить жидкости или пары.[15]
Отоскопы и офтальмоскопы представляют собой медицинские инструменты, сочетающие в себе ручной источник света и увеличительные линзы для исследования слухового прохода и глаз соответственно.
На кораблях ВМФ боевые фонари могут использоваться как переносное аварийное освещение. Устанавливаемый в основных отсеках корабля, боевой фонарь можно отсоединить от его крепления и использовать в качестве переносного освещения в случае выхода из строя основного освещения. Боевые фонари могут использовать лампы накаливания или светодиодные лампы и могут иметь одноразовые первичные или перезаряжаемые батареи.[16]
Многие фонарики имеют цилиндрическую форму с узлом лампы, прикрепленным к одному концу. Однако ранние образцы имели множество других форм. Некоторые напоминали подсвечники, с лампочкой, установленной в верхней части аккумуляторной трубки, закрепленной на плоском основании, с ручкой. Многие напоминали фонари, состоящий из аккумуляторного ящика с ручкой и прикрепленной спереди лампы и отражателя. Электрические фонари используются для освещения широкой площади непосредственно вокруг фонаря, а не для формирования узкого луча; их можно установить на ровной поверхности или прикрепить к опорам. Некоторые электрические фонари используют миниатюру флюоресцентные лампы для более высокой эффективности, чем лампы накаливания. Портативные ручные электрические прожекторы могут иметь отражатели и лампы большего размера и более мощные. батареи чем трубчатые фонарики, предназначенные для размещения в кармане.
Многофункциональные портативные устройства могут включать в себя фонарик в качестве одной из своих функций, например, комбинацию портативного радио / фонарика. Много смартфоны иметь кнопку или программное приложение, доступное для включения подсветки экрана на полную мощность или для включения вспышки камеры или видеолампы, обеспечивающей функцию «фонарика».
В дополнение к утилитарным фонарикам, новые, игрушечные и декоративные переносные электрические фонари были сделаны в бесчисленном множестве форм; в 1890-х годах одним из первых применений портативных аккумуляторных фонарей был новый вид фарфора. булавка для галстука со скрытой лампочкой и аккумулятором.
Источники питания
Аккумуляторы
Самый распространенный источник питания для фонарей - это аккумулятор. Первичная батарея (одноразовый ) типы, используемые в фонариках, включают кнопочные ячейки, угольно-цинковые батареи как в обычных, так и в тяжелых режимах, щелочной, и литий.
Вторичные, перезаряжаемые типы включают свинцово-кислотные батареи, NiMH, NiCd батареи и литий-ионные батареи. Выбор батарей будет иметь решающее значение для размера, веса, времени работы и формы фонарика. Пользователи фонарей могут предпочесть обычные батареи, чтобы упростить замену.
Первичные элементы наиболее экономичны для нечастого использования. Некоторые типы литиевых первичных элементов могут храниться годами с меньшим риском утечки по сравнению с цинковыми батареями. Длительный срок хранения пригодится там, где фонарики требуются только в экстренных случаях. Литиевые первичные батареи также полезны при более низких температурах, чем цинковые батареи, все из которых имеют электролиты на водной основе. Литиевые первичные батареи имеют меньшую внутреннее сопротивление чем цинковые первичные батареи, поэтому они более эффективны в фонариках с высоким энергопотреблением.
Фонари, используемые в течение длительного времени каждый день, могут быть более экономичны при использовании аккумуляторных (вторичных) батарей. Фонари, предназначенные для аккумуляторных батарей, могут позволять зарядку без извлечения батарей; например, фонарь, находящийся в транспортном средстве, может заряжаться непрерывно и всегда быть готовым, когда это необходимо. Некоторые аккумуляторные фонарики имеют индикаторы состояния заряда аккумулятор. Лампы отключения питания предназначены для поддержания заряда батарей от сетевой розетки и автоматического включения после сбоя питания переменного тока; Фонарь отключения питания можно вынуть из розетки и использовать в качестве переносного фонарика. Фонари на солнечных батареях использовать энергию из солнечная батарея чтобы зарядить бортовую батарею для последующего использования.
Механическая мощность
Один из типов фонарей с механическим приводом имеет кривошип и пружину, соединенные с небольшим электрический генератор (динамо). Некоторые типы используют динамо-машину для зарядки конденсатора или батареи, в то время как другие зажигают только во время движения динамо-машины. Другие производят электроэнергию, используя электромагнитная индукция. Они используют прочный перманент магнит который может свободно скользить вверх и вниз по трубе, проходя при этом через моток проволоки. При встряхивании фонарика заряжается конденсатор или перезаряжаемый аккумулятор который подает ток к источнику света. Такие фонарики могут быть полезны в экстренных случаях, когда электроснабжение и аккумуляторы могут отсутствовать. Фонари с динамо-приводом были популярны во время Второй мировой войны, так как запасные батареи было трудно найти.
Конденсатор
По крайней мере, один производитель делает аккумуляторный фонарик, который использует суперконденсатор для хранения энергии.[17] Конденсатор можно заряжать быстрее, чем аккумулятор, и его можно перезаряжать много раз без потери емкости; однако время работы ограничено относительной емкостью конденсаторов по сравнению с электрохимическими батареями.
Отражатели и линзы
Отражатель примерно с параболический форма концентрирует свет, излучаемый лампочкой, в направленный луч. Некоторые фонарики позволяют пользователю регулировать относительное положение лампы и отражателя, обеспечивая эффект переменной фокусировки от широкого прожектора до узкого луча. Отражатели могут быть изготовлены из полированного металла, стекла или пластика с алюминизированным отражающим покрытием. Некоторые производители используют гальку или «апельсиновую корку» вместо гладкого отражателя, чтобы улучшить равномерность излучаемого светового луча. При использовании нескольких светодиодов каждый может быть помещен в свой собственный параболический отражатель. Фонари с использованием "полное внутреннее отражение "Узел имеет прозрачный оптический элемент (световод) для направления света от источника в луч; поверхность отражателя не требуется. Для данного размера источника света более крупный отражатель или линза позволяет получать более плотный луч при захвате такая же доля излучаемого света. Некоторые фонарики используют Линзы Френеля, которые позволяют уменьшить вес объектива.
Отражатель может иметь плоскую прозрачную крышку для защиты от грязи и влаги, но в некоторых конструкциях имеется пластиковая или стеклянная линза типа «яблочко» для формирования концентрированного луча. Объектив или крышка отражателя должны выдерживать удары и нагрев лампы, а также не должны терять слишком много проходящего света на отражение или поглощение. Очень маленькие фонарики могут не иметь отражателя или линзы отдельно от лампы. Некоторые типы карманных лампочек или небольших светодиодов имеют встроенную линзу.
Отражатель формирует узкий луч, называемый «поток», в то время как свет, излучаемый вперед, не попадает в отражатель и образует широкий поток или «пятно» света. Поскольку светодиоды излучают больше всего света в полусфере, линзовые светильники, когда светодиод обращен вперед, или рефлекторные светильники, обращенные назад, излучают меньше света. Свет с переменным фокусным расстоянием, «масштабирование» или «поток для рассеивания» может перемещать отражатель или линзу, или они могут перемещать излучатель; Перемещение эмиттера ставит перед проектировщиком проблему сохранения теплоотвода светодиода.
Переключатель управления
В оригинальных фонариках 1890-х годов металлическое кольцо вокруг оптоволоконного корпуса фонаря служило одним контактом с выключатель; второй контакт представлял собой подвижную металлическую петлю, которую можно было перевернуть, чтобы коснуться кольца, замыкая цепь. В фонариках использовались самые разные конструкции механических переключателей, в которых используются ползунковые переключатели, кулисные переключатели или боковые или торцевые кнопки. Распространенной комбинацией является ползунковый переключатель, который позволяет оставлять свет включенным в течение длительного времени, в сочетании с кнопкой мгновенного действия для прерывистого использования или сигнализации. (В более ранних моделях кнопка была переключателем, а ползунок просто фиксировал ее.) Поскольку напряжение и ток низкие, конструкция переключателя ограничена только доступным пространством и желаемой стоимостью производства. Переключатели могут быть покрыты гибким резиновым чехлом, чтобы исключить попадание грязи и влаги, или иметь подсветку для удобного размещения. Другой распространенный тип переключателя основан на повороте головки света. Оружейные фонари могут иметь выносные выключатели для удобства эксплуатации.
Электронное управление позволяет пользователю выбирать переменные выходные уровни или различные режимы работы, такие как предварительно запрограммированные режимы проблескового маячка или стробоскопа. Электронное управление может приводиться в действие кнопками, ползунками, магнитами, вращающимися головками или вращающимися кольцами управления. Некоторые модели фонарей включают датчик ускорения, позволяющий им реагировать на тряску или выбирать режимы в зависимости от направления света при включении. По крайней мере, один производитель позволяет пользователю программировать функции фонарика через USB порт. Электронное управление может также обеспечивать индикацию оставшейся емкости батареи, напряжения или предоставлять информацию, касающуюся подзарядки или автоматического уменьшения яркости, когда батарея приближается к полной разрядке.
Материалы
Использовались ранние фонарики вулканизированное волокно или трубки из твердой резины с металлическими торцевыми крышками. Были использованы многие другие материалы, включая тянутую сталь, латунь с гальваническим покрытием, медь, серебро, даже дерево и кожу. Современные фонарики обычно изготавливаются из пластика или алюминия. Пластмассы варьируются от недорогих полистирол и полиэтилен к более сложным смесям АБС или армированные стекловолокном эпоксидные смолы. У некоторых производителей есть собственные составы пластмасс для своей продукции.[18] Желательный пластик для изготовления фонарей обеспечивает простоту формования и соответствующие механические свойства готового корпуса фонаря. Алюминий, простой, окрашенный или анодированный, это популярный выбор. Он электропроводен, легко поддается механической обработке и хорошо рассеивает тепло. Используются несколько стандартных сплавов алюминия. Другие металлы включают медь, нержавеющая сталь, и титан, которые можно полировать для придания декоративной отделки. Цинк можно отливать под давлением в сложные формы. Магний и его сплавы обеспечивают прочность и рассеивание тепла, аналогичные алюминию при меньшем весе, но они легко корродируют.
Металлы могут быть нарисованный в трубчатую форму, или трубчатый экструдированный материал может быть обработан для добавления резьбы для головки и хвостовой крышки, накатки для захвата, а также декоративных и функциональных плоскостей или отверстий в корпусе. Светодиодные фонарики могут иметь охлаждающие ребра, встроенные в металлические корпуса. Пластмассы часто литье под давлением в почти окончательную форму, требуя всего лишь нескольких шагов процесса для завершения сборки.[19]Металлические корпуса обеспечивают лучшее рассеивание тепла для светодиода, но пластмассы не проводят электричество и могут противостоять коррозии и износу.
Рейтинги и стандарты
Правила техники безопасности
Промышленные, морские организации, организации общественной безопасности и военные организации разрабатывают спецификации для фонарей в специализированных ролях. Обычно светоотдача, габаритные размеры, совместимость с батареями и срок службы должны соответствовать минимальным ограничениям. Фонари могут быть проверены на ударопрочность, водо- и химическую стойкость, а также на срок службы переключателя управления.
Фонари, предназначенные для использования в опасные зоны с легковоспламеняющимся газом или пылью проходят испытания, чтобы убедиться, что они не могут вызвать взрыв.[20] Фонари, одобренные для использования в зонах с горючим газом, будут иметь маркировку, указывающую утверждающее агентствоMSHA, ATEX, UL и т. д.) и символы для условий, которые были протестированы. Фонари для опасных зон могут быть предназначены для автоматического отключения лампы в случае поломки колбы, чтобы предотвратить воспламенение горючего газа.[21]
Правила для морских и воздушных судов будут определять количество и общие свойства фонарей, входящих в стандартное оборудование безопасности судна. Фонари для небольших лодок могут быть водонепроницаемыми и плавучими. Службы силовых структур могут выдавать определенные модели фонариков или могут предоставлять участникам только минимальные стандарты производительности, чтобы они могли покупать свои собственные фонарики.
Стандарты производительности
В бывшем стандарте армии США MIL-F-3747E описан стандарт производительности пластиковых фонарей с использованием двух или трех сухих батарей D-элементов, в прямой или угловой форме, а также в стандартных, взрывозащищенных, термостойких, направлениях движения и виды контроля. Стандарт описывал только фонарики с лампами накаливания и был отменен в 1996 году.
В Соединенных Штатах, ANSI в 2009 году опубликовано Фонарик FL1 базовый стандарт производительности. Этот добровольный стандарт определяет процедуры и условия испытаний для общей светоотдачи, интенсивности луча, рабочего расстояния, ударопрочности и водостойкости, а также времени работы батареи до 10% от начальной светоотдачи. Стандарт FL1 дает определения терминов, используемых в маркетинговых фонариках, с целью позволить потребителю сравнить протестированные продукты со стандартом.[22] Стандарт рекомендует определенные графические символы и формулировки для упаковки продукта, чтобы потребитель мог идентифицировать продукты, протестированные на соответствие стандарту. Тестирование может проводиться самим производителем или сторонней испытательной лабораторией.
Стандарт FL1 требует, чтобы измерения, указанные на упаковке, производились с типом батарей, поставляемых с фонариком, или с идентифицированным типом батареи. Первоначальный световой поток измеряется с помощью интегрирующая сфера фотометр через 30 секунд после включения света свежими (или только что заряженными) батареями. Общее количество излучаемого света указано в люмен. Интенсивность света определяется путем измерения самого яркого пятна в луче фонарика, в канделы. Поскольку это мера всего света, излучаемого телесный угол («конус» света в определенном направлении), интенсивность луча не зависит от расстояния.
Рабочее расстояние определяется как расстояние, на котором максимум света падает на поверхность (освещенность ) упадет до 0,25 люкс. Это похоже на полнолуние в ясную ночь. Расстояние рассчитывается как квадратный корень из (интенсивность луча в канделах, деленная на 0,25 люкс); например, интенсивность луча 1000 кандел дает оценку рабочего диапазона квадратного корня из (1000 / 0,25), или 63 метра. Результат указывается в метрах или футах. Рабочее расстояние указано с точки зрения пользователя фонарика. Свет, направленный прямо на наблюдателя, может быть виден на темном фоне на много большем расстоянии, особенно если у наблюдателя есть оборудование ночного видения.
Время работы измеряется с использованием поставляемых или указанных батареек и включения света до тех пор, пока интенсивность луча не упадет до 10% от значения через 30 секунд после включения. Стандарт не оценивает поведение выхода фонарика во время работы. Регулируемый фонарик может работать только с медленно снижающейся мощностью, а затем резко отключаться, но нерегулируемые типы могут иметь резко снижающуюся светоотдачу только через короткое время. Производители фар могут использовать другой стандарт, который определяет время работы до тех пор, пока световой поток не упадет до 1 люкс на расстоянии 2 метров; это значение не сопоставимо с измерением времени работы FL 1.
Ударопрочность измеряется путем падения фонарика в шести различных направлениях и наблюдения за тем, что он все еще функционирует и не имеет больших трещин или изломов; сообщается высота, использованная в тесте. Водонепроницаемость, если указано, оценивается после испытания на удар; внутри устройства не должно быть видно воды, и он должен оставаться работоспособным. Рейтинги приведены в IP-код условия, в которых струйное распыление соответствует IP X6, кратковременное погружение - IPX7, 30-минутное погружение на глубину 1 метр и более - IP X8; (глубина сообщается, если больше 1 метра). Рейтинг IP X8, присвоенный FL1, не означает, что лампа пригодна для использования в качестве водолазного фонаря, поскольку протокол испытаний проверяет функцию света только после погружения, а не во время погружения.[23]
Потребитель должен решить, насколько хорошо условия испытаний ANSI соответствуют его требованиям, но все производители, проводящие испытания по стандарту FL1, могут сравнивать на единообразной основе. Измерения освещенности более напрямую связаны с использованием фонарей, чем с номинальной потребляемой мощностью лампы (ватты), поскольку различные типы светодиодов и ламп накаливания сильно различаются в зависимости от количество света на ватт. Даже один и тот же светодиод или лампа в разных оптических системах будет показывать разные характеристики луча. Видимость объектов зависит от многих факторов, а также от количества света, излучаемого фонариком.
Стандарт ANSI FL1 не определяет размеры угол ширины луча но потребитель может использовать интенсивность канделы и общий просвет для оценки характеристик луча. Если два фонаря имеют одинаковую общую яркость (люмен), то устройство с более высоким рейтингом в канделах дает более концентрированный луч света, подходящий для освещения удаленных объектов; у него также будет большее рабочее расстояние. Если два источника света имеют одинаковые значения канделы, свет с более высоким значением светового потока будет давать более широкий луч и освещать более широкую площадь в целом. Ширина луча (содержащая большую часть мощности луча или «горячего пятна») в несколько градусов соответствует световому пятну, полезному для поиска удаленных объектов; ширина луча 20 и более градусов описывается как прожекторы, подходящие для освещения обширной близлежащей территории. Обычно даже луч фонарика с небольшим горячим пятном будет иметь некоторый свет, видимый в виде «разлива» вокруг пятна.
Приложения
| Люмен (классифицировать) | Тип | Приложения |
|---|---|---|
| 1–20 | Брелок | Поиск замочных скважин, использование с близкого расстояния, дополнение к зрению, адаптированному к темноте, ходьба в темноте |
| От 30 до 100 | Общее назначение | Бытовое использование, ремонт автомобилей, поход по тропе, исследование пещер |
| 100 и выше | Тактические фонарики | Установленные на оружие фары |
| 200 и выше | Велосипедные фары | Использование света зависит от скорости, качества трассы, окружающего освещения. |
| 1000 и выше | Высокая мощность | На открытом воздухе, поисково-спасательные работы, спелеология, ночное ориентирование, использование скоростных велосипедов, дайвинг |
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Брук Шумм. «Неперезаряжаемые батареи». Энциклопедия электрохимии. Архивировано 22 октября 2013 года.. Получено 2010-12-13.CS1 maint: BOT: статус исходного URL-адреса неизвестен (связь)
- ^ а б "Музей фонарей, страница первая". В архиве из оригинала 17.01.2017.
- ^ "обмануть".
- ^ «Электропедия по истории науки и техники, развития науки, технологий и изобретений». В архиве из оригинала от 12.05.2011.
- ^ Уильям Т. О'Ди, Социальная история освещения, Routledge and Kegan, 1958, страницы 90-91.
- ^ Юджин Х. Мэтьюз, Фонарики и батарейки для фонарейв томе 17 «Транзакции КЭС», доступном в Интернет-архиве по адресу https://archive.org/details/illuminatingengi17illu, Март 1922 г., страницы 135-146
- ^ Франк Дикёттер, Экзотические товары: современные предметы и повседневная жизнь Китая, Columbia University Press, 2006 г. ISBN 0-231-14116-5 стр. 142-144
- ^ Как проектируются и производятся светодиодные фонарики, Gizmodo, Уэс Силер, 23.06.2014
- ^ Хронология официального сайта Maglite, дата обращения 10.12.2018
- ^ а б Фрэнк Крейт, Д.Ю. Госвами, Справочник по энергоэффективности и возобновляемой энергии, CRC Press 2007 ISBN 978-0-8493-1730-9, стр. 12-37
- ^ Клифф Гомер, Дальний свет в Популярная механика, Ноябрь 2003 г., стр. 81-88
- ^ Чарльз В. Весснер (редактор) Партнерство в области твердотельного освещения: отчет о семинаре Национальная академия прессы, 2002 г. ISBN 0-309-08319-2 стр.54
- ^ «Светодиодный фонарь ИМАЛЕНТ М серии». www.imalent.com.
- ^ "Гид по фонарику". Среда, 3 октября 2018 г.
- ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-11-11. Получено 2012-01-09.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь) Министерство транспорта США Консультативный циркуляр 43-204 Визуальный осмотр воздушных судов, 1997, страницы 96-100
- ^ «Архивная копия». В архиве из оригинала от 26.03.2017. Получено 2017-03-26.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
- ^ Франсуа Беген, Эльжбета Фраковяк (редактор), Суперконденсаторы: материалы, системы и области применения Wiley 2013, ISBN 3527646698, п. 515
- ^ Фонарик Energizer, фары и портативные осветительные материалы В архиве 2011-11-29 на Wayback Machine. Energizerlightingproducts.com. Проверено 9 декабря 2013.
- ^ Джеймс Дж. Бралла (ред.), Справочник производственных процессов, Industrial Press Inc., 2007 г. ISBN 0-831 1-3179-9 стр. 673
- ^ Сертификаты безопасности и испытания продукции Energizer Lighting В архиве 2011-11-02 в Wayback Machine. Energizerlightingproducts.com (01.07.2003). Проверено 9 декабря 2013.
- ^ Стандарт лабораторий страховщика UL 783
- ^ Введение и содержание стандарта ANSI FL1 получены 17 октября 2011 г. В архиве 2011-11-15 на Wayback Machine
- ^ Переключатели или регулировка фокуса могут не работать должным образом, когда фонарик находится под внешним давлением, даже если вода не попадает в корпус.
- ^ Руководство Flashaholic по светодиодным фонарикам, www.CoastPortland.com, 2011 стр. 10
внешняя ссылка
- Дж. Трейси, Фонари в Кении: выявление социальных, экономических последствий, последствий для здоровья и окружающей среды при отсутствии контроля качества, магистерская работа, посвященная использованию фонарей в Кении.
- Музей фонарей, веб-сайт коллекционера, на котором показано множество старых или необычных фонарей.