Что такое рефлектор в светильнике

Что такое рефлектор в светильнике

Рефлектор Минина (лампа Минина [1] , «синяя лампа») — прибор для физиотерапии, вспомогательное лечебное средство. Рефлектор состоит из лампы накаливания с колбой синего цвета и фокусирующего абажура с электрическим проводом для присоединения электропитания. Таким образом, это обычная лампа накаливания, синий же цвет при прогревании переносицы в меньшей мере, нежели другой, проникает сквозь закрытые веки и не ослепляет глаза [2] . Не следует путать данную лампу с ультрафиолетовыми лампами (лампа Вуда, кварцевая лампа), она не излучает ультрафиолетовые лучи и не может заменять соответствующие лампы. Форма абажура способствует направленности света [3] .

Сейчас невозможно достоверно утверждать, кому принадлежит авторство изобретения рефлектора, но различные источники утверждают, что для физиотерапии рефлектор впервые применил в 1891 году русский военный врач А. В. Минин (1851—1909) [3] .

Беременность не является противопоказанием к применению рефлектора, но ввиду глубины проникающего света необходимо исключить его применение на область живота.

Лечебное воздействие рефлектора основано на направленном инфракрасном (обыкновенном тепловом) излучении лампочки. Лечебный эффект сводится к прогреванию той части тела, на которую направлена лампочка [4] .

Любители выращивания растений используют рефлектор в качестве «искусственного солнца». В сельской местности его применяют для создания комфортных условий и повышения выживаемости цыплят, известны и другие способы применения.

Содержание

Показания и противопоказания [ источник не указан 95 дней ] [ править | править код ]

Противопоказания к физиотерапевтическому использованию рефлектора: онкологические заболевания, острые гнойные процессы (гайморит, фронтит), недостаточность мозгового кровообращения, вегетативные дисфункции, симпаталгии, склонность к кровотечениям, лечением гормонами и цитостатиками, активный туберкулез.

Применение [ править | править код ]

После включения устройства в сеть световой поток от излучателя необходимо направить перпендикулярно облучаемой поверхности. Расстояние воздействия — 20-50 см. Пациент должен ощущать лёгкое и приятное тепло. Не допускаются выраженные тепловые ощущения. Рекомендуются сеансы по 15-30 минут не более двух раз в день. Курс лечения до двадцати пяти процедур. Повторные курсы терапии не ранее, чем через месяц. Глаза при облучении лица и смежных областей необходимо закрывать, а контактные линзы — снимать, так как инфракрасное излучение может подсушивать слизистую оболочку глаз и нагревать контактные линзы [5] .

Зеркальная или рефлекторная лампа накаливания отличается от других ламп особой формой колбы, а также наличием на части ее поверхности светоотражающего зеркального покрытия, представляющего собой тонкую пленку термически распыленного по стеклу алюминия.

Данное покрытие наносится на колбу лампы для того, чтобы перераспределить ее световой поток в пространстве, дабы более целенаправленно использовать его в пределах определенного телесного угла, чтобы можно было отчетливо осветить определенное место, получить более локализованное освещение, чем это возможно с обычной лампой, причем без необходимости применять дополнительный отражатель (рефлектор).

Для достижения подобного эффекта с обычной лампой, потребовался бы дополнительный, часто громоздкий, отражатель, который бы пришлось как-то установить позади.

Лампы данного типа (рефлекторные лампы) традиционно устанавливают в светильники направленного света, применяемые для местного освещения витрин, с целью создания подсветки локальных зон в жилых объектах и в офисах, для светового оформления картин и художественных композиций в рекламе и на выставках, – в общем там где требуется сделать акцент освещением, подчеркнуть какую-нибудь локальную зону.

Рефлекторные лампы бывают цветными и прозрачными, матовыми, а также инфракрасными и ультрафиолетовыми. Они выпускаются всеми ведущими производителями ламп.

Ряд номинальных мощностей таких ламп не сильно отличается от ряда мощностей простых ламп накаливания, хотя невооруженному глазу заметно явное отличие в форме колб зеркальных ламп. Колбы здесь не гладкие грушевидные, как у обычных лампочек, а более приплюснутые, поскольку задняя часть колбы по сути — это рефлектор, а передняя — рассеиватель.

Читайте также:  Гектар в дар

Что касается размеров, то цоколи здесь стандартные алюминиевые E14 и E27 – для мощностей 25, 30, 40 и 60 Вт, а для ламп на мощности 75, 80 и 120 Вт — характерны только цоколи типа Е27.
Как нетрудно догадаться, цифра в маркировке цоколя — это его диаметр в миллиметрах. Диаметр же колбы в миллиметрах маркируется как R39, R50, R63, R80, PAR38. Различные колбы встречаются у ламп различной мощности. Колбы диаметром 122 мм свойственны зеркальным лампам мощностью 80 и 120 Вт.

Сегодня, когда светодиоды полностью захватили сферу освещения, не удивительно появление на рынке светодиодных аналогов рефлекторных ламп. Светодиоды принципиально иначе создают световой поток, чем нить накаливания, поэтому их просто устанавливают на плоскую печатную плату, а плату элементарно прикрывают матовым стеклом. В результате получается аналогичный «прожекторный» эффект зеркальной лампы, хотя потребляемая мощность в 10 раз ниже чем у традиционных зеркальных ламп.

Все что касается типоразмеров рефлекторных ламп накаливания — относится и к светодиодным «рефлекторным» лампам: размеры их колб R39, R50, R63. Срок службы светодиодов многократно превосходит нить накаливания, составляя 20 и более лет.

Качественные светодиодные «рефлекторные» лампы имеют собственный встроенный стабилизированный преобразователь напряжения, благодаря чему эти лампы не так чувствительны к перепадам напряжения питания, как лампы с нитью накала, при том светоотдача находится в районе 80 Лм/Вт.

Такие лампы находят более широкое применение чем лампы накаливания: они, конечно, применяются для традиционных целей — для локальных подсветок витрин, картин, растений и т. д., но также, в силу своей экономичности, хорошо подходят и для освещения небольших помещений, где благодаря направленному свету способствуют большему визуальному комфорту людей.

Применение рефлекторов вместе с лампами для освещения аквариума

Для чего нужен рефлектор

Ответ достаточно простой – чтобы получить больше света без увеличения количества ламп. Например, хороший рефлектор может увеличить количество падаемого на поверхность воды света почти в два раза. С другой стороны, плохой рефлектор может испортить все дело – из-за перегрева люминесцентной лампы ее светоотдача резко падает.

Далее рассмотрены рефлекторы, используемые вместе с люминесцентными лампами. В качестве материала можно использовть алюминизированные рефлекторы. Например, специальное Альзак-покрытие имеет коэффициент отражения до 85%. В принципе, можно использовать и металлическую фольгу, коэффициент отражения которой равен – 60-70%.

Также рассмотрены и так называемые рефлекторные (или апертурные) лампы, которые имеют отражающее покрытие на поверхности лампы.

к началу страницы

Моделирование различных конфигураций рефлекторов.

Для того, чтобы рассмотреть различные формы рефлектора, с точки зрения их оптимальности я провел моделирование на компьютере (используя, свою собственную программу для расчета осветительных систем – OptCom). Для моделирования был выбран мой аквариум, длиной 36" (91 см) и шириной 12" (30 см). Лампы были выбраны длиной 24" (61 см). Условно световой поток каждой лампы принимался за 1000 Лм. Коэффициент отражения зеркального рефлектора равен 80%. В зависимости от типа используемого материала, коэффициент отражения алюминированного рефлектора может доходить до 85% (обычное зеркало имеет коэффициент отражения около 90%). Для моделирования шероховатости материала рефлектора было принято, что отраженный свет рассеивается в пределах малого угла по косинусному закону и это рассеяние зависит от угла падения.

Учитывался только лишь свет, попадающий на поверхность воды. Потери на отражение от поверхности воды, рассеяние света и т.д. не учитывались. Следует отметить, что полученные данные не характеризуют эффективность рефлектора, которая будет выше, поскольку часть света, вышедшего из рефлектора, не достигает воды, из-за небольшой ширины аквариума. Это надо иметь в виду, поскольку часто изготовители рефлекторов дают значение эффективности рефлектора, т.е. количеcтва света, вышедшего из рефлектора.

Читайте также:  Собака долго не писает ростов на дону

Светораспределение на поверхности воды не учитывалось. Например, иногда желательно иметь равномерную освещеность по поверхности или, наоборот, иметь больше света спереди.

Тщательной оптимизации рефлекторов не производилось, поэтому можно ожидать, что при дальнейшей оптимизации можно получить 5-10% эффективности. Однако, из-за погрешностей изготовления рефлектора, ошибки в положении ламп, относительно рефлектора, вариации в световом потоке ламп, которые могут достигать 10%, зависимость светоотдачи ламп от температуры, питающего напряжения и т.д. данная оптимизация представляется нецелесообразной.

Различные рефлекторы дают световой поток с различными углами падения к поверхности воды. Для минимизации потерь на отражение следует стараться, чтобы угол падения был как можно ближе к 90 градусам. С другой стороны, если поверхность воды находится в движении, например фильтр или компрессор создают волны, то такая оптимизация не имеет особого смысла.

Я промоделировал стандартные лампы диаметром T12 и T5, для ламп диаметром T8 результат будет где-то посередине. Лампы полагались излучающими равномерно по длине и с поверхностью излучающей по закону Ламберта (кто не знает этого, вполне могут пропустить). Свет попадающий обратно в лампу переизлучается с эффективностью 10% (в реальности, наверное, еще меньше). Лампы размещались на высоте 8 см от поверхности воды.

Никакой зависимости температуры ламп от их взаимного расположения не учитывалось. хотя этот фактор очень важен, поскольку при нагревании ламп их эффективность падает.

Было промоделировано 4 типа рефлекторов. В таблице приведены округленные значения светого потока. Конфигурации рефлекторов даны на рисунках ниже.

1620 (лампы близко к друг другу)
1770 (лампы далеко друг от друга)

1860 (лампы близко к другу)
2240 (лампы далеко друг от друга)

Из этого можно сделать следующие выводы:

  • Как и следовало ожидать, при отсутствии рефлектора, количество света, попадающего на поверхность воды, определяется углом между направлениями на края аквариума и с вершиной в лампе u=2 atan (15/8) = 124° . Количество света равно (лампа излучает в полный угол 360°) 124/360 = 34%. Эффективность не зависит от количества и диаметра ламп, при условии, что лампы размещены примерно посередине. Если разместить лампы близко к краю, то часть светового потока будет теряться.
  • Не имеет смысла использовать много ламп, особенно большого диаметра. При расположении их близко к друг другу теряется много света, при этом они нагреваются, что приводит к еще большим потерям.
  • Использование даже самого простого рефлектора приводит к увеличению полезного светового потока почти вдвое. Поэтому лучше использовать меньшее количсетво ламп, но с рефлектором.
  • Самый "хороший" рефлектор ненамного (10-20%) лучше самого плохого.
  • Моделирование показало, что если рефлектор расположен невысоко над водой, то использование диффузного рефлектора (покрытого белой краской с коэффициентом отражения 0.8 – 0.9) приводит к снижению его эффективности на 10-15% при 1-2 лампах и к намного большим потерям при 3-4 лампах.

Если рассматривать эффективность рефлектора совместно с водой в аквариуме, то различные рефлекторы отличаются эффективностью, но этот вопрос тут не рассматривается (это несложно, но в другой раз)

Полукруглый рефлектор. На самом деле – это форма не круглая, а достаточно сложный профиль – параболический или гиперболический

Во первом случае свет, излученный левой лампой, из-за близости верхней поверхности рефлектора, отражается во вторую лампу. Во втором случае, свет проходит мимо второй лампы. Помиомо этого, близкое расположение рефлектора вызывает перегрев ламп и снижение их светоотдачи.

Читайте также:  Вторичный пищевой гиперпаратиреоз у котят в ростове

Если пренебречь конечностью длины лампы и считать ее бесконечно длинной, то задача проектирования рефлектора сводится к двумерной, которая достаточно хорошо изучена.

Такой рефлектор лучше предыдущих, поскольку лучи, излучаемые вверх, не отражаются обратно в лампы, а как бы "огибают" их.

В итоге, можно сделать вывод:

Если вы не гонитесь за последними 5% (как известно, последние 5% требуют 95% усилий), то принципиального значения форма поверхности рефлектора не имеет. Любой "хороший" рефлектор будет давать примерно одинаковое количество света. Вариации в световом потокое ламп, положения ламп относительно рефлектора и т.д. делают дальнейшую оптимизацию не имеющей особого смысла.

Изготовление рефлектора

Рефлектор для лампы достаточно несложно изготовить самому. Если у вас нету материала с отражающим покрытием, то каркас можно изготовить из пластика, дерева и обклеить фольгой. Помните о том, что температура на поверхности рефлектора может быть достаточно высокой и вам необходимо обеспечить вентиляционные отверстия и не использовать легковозгораемые пластики и т.д.

Как было показано выше, форма рефлектора, особенно для одной-двух ламп не имеет принципиального значения, поэтому любая "хорошая" форма будет иметь примерно одинаковую эффективность в пределах 10-15%. Под "хорошей" формой понимается та форма, у которой число отражений не более одного и возврат лучей в лампу минимален. на рисунке предствалено двумерное сечение рефлектора. Видно, что высота рефлектора должна быть такой, чтобы все лучи выше того, который идет от лампы в край аквариума (или другую точку на воде), перехватывались рефлектором. Задавшись примерным направлением отраженного граничного луча (например, вниз или под углом), можно построить перпендикуляр к поверхности рефлектора в этой точке (точка 1 на рисунке). Аналогично определяется перпендикуляр и в точке 2. рекомендуется взять еще несколь точек, для проверки, чтобы не получилась ситуация, изображенная на точке 3, где отраженный луч не идет вниз. После этого можно либо сделать многоугольный каркас, либо построить плавную кривую и по шаблону выгнуть рефлектор. Не следует размещать верхнюю точку рефлектора близко к лампе, поскольку лучи будут попадать обратно в лампу. К тому же лампа будет греться.

Такой самодельный рефлектор будет иметь эффективность ненамного хуже фирменного.

к началу страницы

Использование рефлекторных ламп

Это можно понять, если предположить покрытие зеркально отражающим (для диффузного покрытия результат получается аналогично фотометрическому шару).

В таком случае, часть света, сгенерированного лампой, которая вышла из апертуры при первом проходе, полагая лампу бесконечно длинной:

F1 = F w, где w = w/360° – относительная площадь апертуры лампы. Часть потока отразится обратно – (F-F1) = u F. где u=1-w

Полагая коэффициент отражения и коэффицицент потерь при прохожении через лампу- r, получим, что при втором проходе количество света, вышедшее через апертуру равно: F2 = r u F w, а отразится обратно: r u 2 F

После второго отражения, через апертуру выйдет свет: F3 = r 2 u 2 F w. И так далее, в итоге получается бесконечная геометрическая прогрессия, сумма которой равна:

Положим коэффициент отражения r=0.8 и определим эффективность такой лампы:

Как и следовало ожидать, эффективность такой лампы не слишком высока. Иначе потери света можно обьяснить тем, что чем меньше апертура лампы, тем больше свет "бегает" внутри лампы, отражаясь от зеркального покрытия.

Из этого можно сделать вывод, что рефлекторная лампа по своей эффективности примерно равна обычной лампе с внешним рефлектором

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector