УНИВЕРСАЛЬНОЕ ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель (варианты) относится к осветительному оборудованию, применяемому в условиях задымления при тушении пожаров, спасении людей и материальных ценностей в условиях пожаров, а также при ликвидации последствий прочих чрезвычайных ситуаций, сопровождаемых задымлением.
Известен принятый за прототип универсальный светодиодный фонарь, состоящий из источника света синего цвета на светодиодах и источника света красного и белого цветов с механизмом управления цветности свечения и электропитания (1).
Недостатком известного диодного фонаря является избыточность элементов управления, обусловленная тем, что в известном универсальном фонаре с тремя группами светодиодов различных цветов излучения: красного, синего и зеленого, каждая группа имеет собственный регулятор тока и выключатель. Это затрудняет и замедляет работу с ним оператора, особенно в условиях стресса и дефицита времени, характерных для действий в условиях чрезвычайных ситуаций, а при исполнении в герметичном корпусе - приводит к необходимости выполнения в нем дополнительных отверстий под переключатели, подлежащих соответствующей конструктивной заделке, что повышает вероятность разгерметизации корпуса фонаря и выхода его из строя, что приводит к снижению надежности и эффективности освещения в задымленном пространстве.
Технический результат - повышение эффективности освещения в условиях задымления.
Технический результат (по первому варианту) достигается тем, что в универсальном осветительном устройстве, состоящем из источника синего цвета на светодиодах и источников света красного и белого цветов с механизмом управления цветностью свечения и электропитания, согласно полезной модели (по первому варианту) источником красного и белого свечения является одна или несколько ламп накаливания со съемным красным светофильтром, а механизм управления цветностью свечения включает в себя один многопозиционный переключатель, соединенный с источником света синего цвета на светодиодах и источником белого и красного цветов на лампах накаливания, и механизм установки и съема светофильтра (первый вариант).
Технический результат (по второму варианту) достигается тем, что в универсальном осветительном устройстве, состоящем из источника света синего цвета на светодиодах и источников света красного и белого цветов с механизмом управления цветности свечения и электропитания, согласно полезной модели (по второму варианту), источники синего, красного и белого свечения выполнены в виде единой группы из одного или нескольких однотипных многоцветных светодиодов, а механизм управления цветности свечения выполнен в виде одного многопозиционного переключателя, соединенного с группой многоцветных светодиодов.
На фиг.1 представлено распределение яркости излучения лампы накаливания по диапазону частот электромагнитных волн, воспринимаемых человеческим глазом.
На фиг.2 представлена схема универсального осветительного устройства по первому варианту.
На фиг.3 представлена схема универсального осветительного устройства по второму варианту.
Позиции на чертежах: 1 - механизм установки и съема красного светофильтра, 2 - многопозиционный переключатель, 3 - источник света красного и белого цветов на лампах накаливания со съемным красным светофильром, 4 - устройство управления цветности свечения, 5 - источник света синего цвета на светодиодах, 6 - устройство коммутации электропитания, 7 - источник электропитания, 8 - многопозиционный переключатель, 9 - устройство управления, 10 - источник света синего, красного и белого цветов, выполненный в виде одного или нескольких многоцветных светодиодах, 11 - устройство коммутации электропитания, 12 - источник электропитания.
Принцип работы универсального осветительного устройства основывается на использовании явлений, наблюдаемых при прохождении светового излучения через задымленную среду.
Дым представляет собой устойчивую дисперсную систему, состоящую из мелких твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в смеси газов. Данные частицы отражают световые волны и препятствуют прохождению света через задымленную среду. Отраженный от взвешенных в воздухе частиц свет возвращается к оператору, и мешает воспринимать лучи света, отразившиеся от предметов, расположенных за дымовой завесой. Таким образом, задача повышения проникающей способности светового излучения сквозь дымовую завесу может быть решена путем концентрации светового излучения источника в диапазоне, где наблюдается минимальное отражение испускаемого света от взвешенных в воздухе частиц дыма.
Известно, что сильнее всего световые волны отражаются от частиц, размеры которых сопоставимы с длиной отражаемых волн. По мере увеличения длины волны излучаемого света, его проникающая способность увеличивается. Поэтому в условиях, когда дым преимущественно состоит из частиц небольшого размера, наиболее эффективной проникающей способностью будут обладать световые волны с большой длиной волны, воспринимаемые человеческим глазом как красный свет. Такое положение свойственно ситуациям слабого и среднего задымления, возникающим, например, во время пожаров со сравнительно низкой температурой горения в очаге и полным сгоранием горючих материалов.
По мере роста температуры возгорания и интенсивности конвективных потоков, размер взвешенных частиц увеличивается. В подобных ситуациях размер взвешенных в воздухе частиц дыма становится сопоставимым с длиной волны красного света, и его проникающая способность падает. В этих условиях может наблюдаться обратный эффект, при котором наибольшей проникающей способностью будут обладать волны с малой длиной волны, воспринимаемые человеческим глазом как синий свет. Данный эффект называется «эффект Ми», и заключается в «обтекании» крупных частиц электромагнитными волнами высокой частоты.
Приведенные выше данные показывают, что осветительное устройство, предназначенное для действий в условиях задымления должно обладать возможностями излучения света красного и синего цветов. Кроме того, для придания ему свойства универсальности и обеспечения возможности его применения в нормальной среде, оно должно обладать возможностью излучения света во всем диапазоне видимых частот электромагнитных волн, каковое будет визуально восприниматься как свет белого цвета.
Подобное универсальное осветительное устройство может иметь два варианта конструкции:
- гибридная конструкция;
- конструкция на основе многоцветных диодов.
В основе универсального осветительного устройства гибридной конструкции (вариант 1) лежит одна или несколько ламп накаливания. График интенсивности излучения лампы накаливания в видимом диапазоне частот в зависимости от частоты излучаемой электромагнитной волны представлен на фиг.1. Буквами на графике обозначены зоны, визуально воспринимаемых цветов: К - красный, О - оранжевый, Ж - желтый, З - зеленый, С - синий, Φ - фиолетовый
Из представленного графика следует, что лампа накаливания излучает электромагнитные волны во всем диапазоне видимых частот, а пик интенсивности приходится на «красную» зону видимого диапазона частот. Таким образом, использование в универсальном осветительном устройстве одной или нескольких ламп накаливания позволит обеспечить для него функциональную возможность излучения света во всем диапазоне видимых частот, а, при условии применения выдвигаемого красного светофильтра, - в «красной» зоне видимого диапазона без существенной потери яркости. Возможность излучения волн «синего» диапазона частот должна обеспечиваться за счет использования группы синих светодиодов. Достоинством такого осветительного устройства будет низкая цена. Структурная схема варианта исполнения универсального осветительного устройства с лампой накаливания представлена на фиг.2.
Текущее положение многопозиционного переключателя 2 считывается устройством управления цветности свечения 4, которое, на основе данных о положении многопозиционного переключателя 2, формирует управляющее воздействие для устройства коммутации электропитания 6, которое управляет передачей электропитания от источника электропитания 7, подключая его либо ко входу источника света красного и белого цветов на лампах накаливания со съемным красным светофильтром 3, либо ко входу источника света синего цвета на светодиодах 5, либо переводит цепь в разомкнутое состояние. Выбор между белым и красным цветом свечения источника света красного и белого цветов на лампах накаливания 3 осуществляется установкой или съемом съемного красного светофильтра с помощью механизма установки и съема красного светофильтра 1.
Конструкция на основе многоцветных светодиодов (вариант 2) предусматривает исполнение источника света синего, красного и белого цветов 10 в виде единой группы из одного или нескольких многоцветных светодиодов с перестраиваемой цветностью свечения. В этом случае группа многоцветных светодиодов будет обеспечивать решение всех трех функциональных задач - излучение света синего, красного и белого цветов. Второй вариант исполнения, по сравнению с первым, будет более надежен и компактен, однако будет иметь более высокую цену. Структурная схема универсального осветительного устройства в варианте исполнения с группой многоцветных фотодиодов представлена на фиг.3.
Текущее положение многопозиционного переключателя 8 считывается устройством управления 9, которое, на основе данных о положении многопозиционного переключателя 8, формирует управляющее воздействие для устройства коммутации электропитания 11, которое управляет передачей электропитания от источника питания 12, подавая его на вход источника света синего, красного и белого цветов на многоцветных светодиодах 10, или переводит цепь в разомкнутое состояние.
Источники информации:
1. Патент RU №2194212 на изобретение «Универсальный светодиодный фонарь», МПК: F21L 17/00, приоритет: 25.07.2000.
2. http://www.ledel.ru/led_info/lamp_truth/