Прожектор

Полезная модель относится к световым приборам, создающим модулированный направленный поток высокоинтенсивного некогерентного излучения оптического диапазона. Отличительная особенность предлагаемого прожектора состоит в том, что он снабжен блоком формирования в области разрядного промежутка модулируемого газоразрядного источника света внешнего поперечного по отношению к направлению анодного тока источника света однородного горизонтального магнитного поля. Предлагаемая конструкция обеспечивает высокую степень эксплуатационной надежности прожектора за счет устранения факторов, влияющих на уменьшение глубины модуляции светового излучения прожектора.

Полезная модель относится к световым приборам, в частности к устройствам, создающим модулированный направленный поток высокоинтенсивного некогерентного излучения оптического диапазона.

Известен прожектор, предназначенный для предотвращения несанкционированного проникновения в охраняемую зону путем воздействия световым излучением определенной структуры на органы зрения нарушителя (непосредственно или по оптическим каналам связи) [1]. Прожектор содержит размещенный в отражателе газоразрядный источник света и блок токовой модуляции газоразрядного источника света по частоте. Следует отметить, что особенность указанного прожектора состоит в том, что его эффективность тем выше, чем меньше размеры тела свечения источника света и больше его яркость. С этой точки зрения очевидным преимуществом обладает прожектор, содержащий в качестве источника света шаровую ксеноновую лампу сверхвысокого давления, поскольку такая лампа имеет компактное светящее тело, яркость которого наибольшая среди известных газоразрядных источников света. К очевидным достоинствам этих ламп следует отнести практическое отсутствие периода разгорания, работа при постоянном токе и способность к модуляции излучения током до частоты в 10 и выше килогерц, а к недостаткам - дестабилизирующее воздействие на форму разрядной дуги конвекционных потоков газа внутри оболочки лампы. Известно [2], что короткодуговые лампы стабилизируются конвекционными потоками газа внутри оболочки лампы только при работе лампы в вертикальном положении анодом вверх, а при работе лампы в горизонтальном положении, что предпочтительно при создании компактного светооптического блока прожектора, поскольку в этом случае его элементы сводят к минимуму экранировку светового потока в зоне светового окна прожектора, конвекционные потоки смещают разрядную дугу вверх к верхней стенке оболочки лампы.

Нормальное функционирование прожектора [1], выбранного в качестве прототипа, предлагает достаточно высокую частоту модуляции излучения лампы (2...8 кГц) и изменение формы разрядной дуги под воздействием конвекционных потоков приводит к увеличению времени развития сильноточной стадии разряда и уменьшению крутизны фронтов импульсов оптического излучения, а, следовательно, и к уменьшению глубины модуляции излучения прожектора. Следует отметить, что уменьшение глубины модуляции излучения совершенно недопустимо, поскольку в этом случае против ослепляющего действия прожектора могут быть использованы сравнительно простые способы защиты органов зрения.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в создании прожектора, обладающего высокой степенью эксплуатационной надежности за счет устранения факторов, влияющих на уменьшение глубины модуляции светового излучения прожектора.

Как и прожектор, выбранный в качестве прототипа, заявляемый прожектор содержит размещенный в отражателе модулируемый газоразрядный источник света, осевая линия которого совмещена с оптической осью прожектора. В отличие от прототипа заявляемый прожектор снабжен блоком формирования в области разрядного промежутка газоразрядного источника света внешнего поперечного,по отношению к направлению анодного тока газоразрядного источника света, однородного горизонтального магнитного поля, магнитоактивные элементы которого размещены вне зоны охвата отражателем газоразрядного источника света, а отражатель выполнен из немагнитного материала.

Магнитоактивные элементы могут быть выполнены в виде постоянных магнитов (например двух), расположенных симметрично относительно осевой линии газоразрядного источника света. Возможно выполнение каждого из магнитоактивных элементов в виде набора постоянных магнитов из коротких магнитных штабиков.

На фиг.1 приведено схематичное изобретение варианта конкретного исполнения заявляемого прожектора, а на фиг.2 - взаимное расположение направлений действия магнитной индукции, анодного тока и силы, действующей на разрядную дугу.

Прожектор содержит модулируемый газоразрядный источник света в виде установленной горизонтально короткодутовой ксеноновой лампы сверхвысокого давления 1 и отражатель 2, который выполнен из алюминия с защитным покрытием из двуокиси кремния на активной поверхности. За отражателем 2 в плоскости, проходящей через разрядный промежуток лампы 1, перпендикулярно к относительной оси прожектора снизу и сверху симметрично относительно осевой линии газоразрядной лампы 1 установлены два постоянных полосовых магнита 3 и 4. В данном конкретном случае лампа 1 установлена анодом в сторону выходного окна отражателя 2, а постоянные магниты 3 и 4 ориентированы северным полюсом к плоскости изображения.

Прожектор работает следующим образом. При подаче на лампу 1 управляющего сигнала (блоки питания и токовой модуляции на фиг.1 не показаны) структура разрядного тока через лампу 1 имеет импульсный характер и лампа 1 становится источником яркого мигающего света, который отражателем 2 трансформируется в окружающее пространство. При среднем токе разряда лампы 1 порядка 50А разрядная дуга между анодом и катодом лампы 1 («К» и «А» на фиг.1) отклоняется дугообразно вверх конвекционными потоками, возникающими в полости лампы. Однако, при наложении внешнего магнитного поля, создаваемого в зоне разрядного промежутка лампы 1 постоянными магнитами 3 и 4, вследствие взаимодействия его с магнитным полем разрядной дуги - происходит смещение ее вниз, против направления действия конвекционных потоков, причем в данном конкретном случае воздействие на дугу определяется суммарным магнитным полем магнитов 3 и 4. Расположение постоянных магнитов 3 и 4 позволяет получить поперечное по отношению к анодному току однородное горизонтальное магнитное поле, направление магнитной индукции которого (В) и анодного тока

(7) таково, что сила (F), стабилизирующая форму разрядной дуги, направлена вертикально вниз (см. фиг.2). Траектория разряда из дугообразной превращается в прямолинейную, что снижает его сопротивление и, следовательно, скорость развития переднего фронта импульса. В результате крутизна фронтов импульсов света увеличивается и глубина модуляции сохраняет величину, близкую к расчетной.

Было установлено, что обеспечение глубины модуляции килогерцового диапазона на уровне 85% при среднем токе разряда 50А в лампе с межэлектродным промежутком порядка З мм обеспечивается при воздействии на разрядную дугу внешним магнитным полем, индукция которого в зоне разрядного промежутка составляет (0,7...1)·10 ^-3 Тл.

Промышленная применимость заявляемого решения подтверждается возможностью его многократного воспроизведения в процессе производственного изготовления в условиях серийного производства с использованием стандартного оборудования, современных технологий и комплектации.

Литература:

1. Свид. на ПМ №11299; F 21 M 1/00; 16.09.99 Бюл. №9.

2. Г.Н.Рохлин «Разрядные источники света», М., Энергоиздат, 1991 г.

1. Прожектор, содержащий размещенный в отражателе модулируемый газоразрядный источник света, осевая линия которого совмещена с оптической осью прожектора, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен блоком формирования в области разрядного промежутка газоразрядного источника света внешнего поперечного по отношению к направлению анодного тока газоразрядного источника света однородного горизонтального магнитного поля, магнитоактивные элементы которого размещены вне зоны охвата отражателем газоразрядного источника света, а отражатель выполнен из немагнитного материала.

2. Прожектор по п.1, отличающийся тем, что магнитоактивные элементы блока формирования магнитного поля выполнены в виде двух симметрично расположенных относительно осевой линии газоразрядного источника света постоянных магнитов.

3. Прожектор по п.2, отличающийся тем, что каждый из магнитоактивных элементов выполнен в виде набора постоянных магнитов из коротких магнитных штабиков.