Дайв-свет
 Пещерный дайвер с наголовным фонарем | |
| Использование | Обеспечение освещения под водой для обеспечения безопасности, навигации, связи, облегчения работы или восстановления цвета. |
|---|---|
Фонарь для дайвинга — это источник света, который носит с собой дайвер для освещения подводной среды. Аквалангисты обычно имеют автономные фонари, но дайверы с надводным питанием могут иметь фонари с питанием от кабеля.
Фонарь для дайвинга обычно используется во время ночных погружений и погружений в пещерах, когда естественного света мало или совсем нет, но он также имеет полезную функцию в течение дня, поскольку вода сначала поглощает более длинные (красные) волны, а затем с увеличением глубины - желтый и зеленый. . Используя искусственный свет, можно рассмотреть объект в полном цвете на большей глубине.
Нужно [ править ]
дайвера Вода ослабляет свет за счет поглощения, поэтому использование фонаря для дайвинга улучшит подводное зрение на глубине. [1] По мере увеличения глубины вода поглощает больше света. Поглощение цвета зависит от чистоты воды: чистая вода наиболее прозрачна для синих частот, но примеси могут значительно снизить это значение. На цветовое зрение также влияют мутность и более крупные твердые частицы. [2]
История [ править ]
Ранние подводные фонари представляли собой стационарные электрические прожекторы или портативные лампы с сухими батареями для использования дайверами в стандартной водолазной одежде . [3] Siebe Gorman & Company Ltd разработала модель портативного фонаря с параболической линзой, который крепится к корсету дайвера через шаровое соединение, позволяющее дайверу использовать обе руки во время работы. [3]
В 1906 году была представлена вольфрамовая дайвинга мощностью от 200 до 3000 свечей . нить, которая использовалась для производства ламп накаливания для [3] В 1919 году компания Siebe Gorman & Company представила ручную ртутную лампу мощностью 250 Вт, которая могла производить до 18 000 свечей. [3] Для погружений в мутной воде предпочтительным выбором стали ручные натриевые лампы мощностью 45 Вт. [3] Эти первые фонари приходилось включать под водой, чтобы избежать растрескивания нагретого стекла при попадании в холодную воду. [3]
Первый фонарь, доступный ВМС США, имел мощность 150 свечей. [4] Первые испытания показали необходимость увеличения длины кабеля стандартного фонаря ВМС США со 125 футов до 250 футов в 1915 году, чтобы обеспечить большую дальность действия. [4] Экспериментальное водолазное подразделение ВМС США продолжает оценивать фонари для дайвинга на предмет мощности влажного и сухого освещения , срока службы батареи, водонепроницаемости, а также максимальной рабочей глубины. [5]
Галогенные лампы стали использоваться в последние десятилетия 20-го века, поскольку они давали больше света при той же мощности. За ними последовали газоразрядные лампы высокой интенсивности , а затем и светодиоды, как по отдельности, так и в группах. Дайверы с поверхностным питанием могут использовать питание от кабеля в шлангокабеле, но аквалангистам нужны фонари, независимые от подключения к поверхности, чтобы наилучшим образом использовать свое преимущество в мобильности. Портативные источники питания эволюционировали от свинцово-кислотных батарей для аккумуляторных фонарей и углеродно-цинковых батарей для одноразовых источников питания к щелочным батареям , никель-кадмиевым (NiCad), никель-металлогидридным (NiMH) и, совсем недавно, литий-ионным аккумуляторным батареям. батарейки [6]
Было обнаружено, что водонепроницаемые шахтерские фонари подходят для умеренных глубин и популярны для дайвинга в пещерах. На больших глубинах самодельные, а затем и профессионально изготовленные контейнерные фонари продолжили традицию мощного, но тяжелого и громоздкого источника питания, подключенного к легкой, легко переносимой фонарной головке, которую можно было носить в руке или подвешивать на зажиме или вокруг шеи, когда для выполнения задачи требовались обе руки. Рукоятка Goodman была разработана для того, чтобы можно было носить легкую головку на тыльной стороне руки, что освобождало пальцы для других задач. Позже это было преобразовано в перчатку Гудмана — мягкую частичную перчатку, которая поддерживает свет так же, как ручка Гудмана. По состоянию на 2000 год канистровые фонари с герметичными свинцово-кислотными батареями (12 В, 7 Ач) были стандартными для основных пещерных светильников, а HID также был популярен для спелеологии, поскольку они были более эффективными, используя меньшую мощность при эквивалентном люмене - HID мощностью 18 Вт был бы ярче и горел. галогенная лампа мощностью более 50 Вт. Недостаток HID заключался в том, что его нельзя было выключить, а затем сразу включить снова, и он стоил намного дороже. [6]
Наблюдается постоянное увеличение светового потока при меньшей мощности источников света и увеличении удельной мощности батарей. Ко второму десятилетию 21-го века компактные ручные фонари с выходной мощностью в несколько тысяч люмен были доступны в конфигурациях с широким и узким лучом, иногда в сочетании, а иногда и в сочетании с красными светодиодами и последовательностями миганий, похожими на стробоскопы. Эти лампы часто также подходят для использования в качестве видеоосветителей и могут заменить стробоскопы для фотосъемки по цене.Некоторые светодиодные фонари также доступны с ультрафиолетовым излучением для наблюдения и фотографирования флуоресцентных организмов . [6]
Как прожекторы с узким лучом, так и прожекторы с широким лучом и их комбинации были доступны с первых лет. Некоторые из осветительных головок имели рефлекторы, которые можно было перемещать вдоль оси для фокусировки луча, но более поздние светильники просто имеют отдельный набор светодиодов для узкого и широкого луча и переключаются с одного на другой по мере необходимости. В этих фонарях также распространена переменная выходная мощность, и выбранная мощность обеспечивает низкую яркость в течение длительного времени горения или более высокую яркость и короткое время горения. [6]
В одном из первых канистровых фонарей, приписываемых Фрэнку Марцу примерно в 1965 году, использовались автомобильные фары с закрытым лучом. Позже в пещерных светильниках использовались головки из пробирок. Они были произведены на коммерческой основе в начале 1970-х годов компанией Lamar English (English Engineering), а позже Марк Леонард произвел ряд канистровых фонарей как с круглым, так и с прямоугольным сечением из акрила и алюминия. Марк Леонард стал соучредителем Dive-Rite, а компания American Underwater Lighting сменила компанию English Engineering. Билл Гэвин модифицировал английский фонарь с помощью быстроразъемных кабелей, которые AUL произвела как Spectrum 1000 Extreme Exposure. К 2000 году NiCad-аккумуляторы использовались в нескольких канистровых фонарях. [6]
Современные источники [ править ]
Существует несколько вариантов типов головок/ламп:
Ксеноновые лампы (лампы накаливания) излучают теплый естественный свет и, как правило, дешевле, однако имеют меньшую яркость и более короткий срок службы батареи, чем светодиодные или HID-лампы.
Светодиоды (светоизлучающие диоды) – очень долговечны, эффективны и мощны.
HID (разряд высокой интенсивности) – чрезвычайно мощные и имеют почти белый луч. С другой стороны, HID очень хрупкие и довольно дорогие. [7]
Современный фонарь для дайвинга обычно имеет светоотдачу не менее 100 люмен . Яркие фонари для дайвинга имеют яркость около 2500 люмен. Галогенные лампы обеспечивают такой свет при потребляемой мощности более 50 Вт. Газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID) [6] и светоизлучающие диоды (LED) могут обеспечивать аналогичную мощность при меньшей мощности. [8]
Конфигурация [ править ]
Ручной (интегральный) [ править ]
Источник света и источник питания размещены в одном водонепроницаемом и устойчивом к давлению корпусе. Свет включается и выключается механизмом, встроенным в корпус.
Канистра свет [ править ]
Фонари-канистры возникли, когда размер батареи, необходимый для достаточного времени горения мощного фонаря, был слишком большим, чтобы дайвер мог удобно носить его в руке. Обходной путь заключался в использовании осветительной головки с источником света, который был небольшим и достаточно легким, чтобы его можно было легко носить в руке или на головном креплении, и подавать питание через кабель от водонепроницаемого батарейного отсека, который носит с собой. снаряжение дайвера. Кабель также выполняет функцию троса для фонаря и позволяет повесить его на шею дайвера для освещения работ, где необходимы обе руки. [6]
Крепление на голову [ править ]
Налобные фонари используются дайверами, которым приходится использовать обе руки для других целей. Это может быть подводная работа коммерческого дайвера или преодоление жестких ограничений для дайвера, занимающегося пещерами или затонувшими кораблями. При использовании крепления на голову существует больший риск ослепления находящихся поблизости дайверов, поскольку огни движутся вместе с головой дайвера, и такое расположение больше подходит для дайверов, которые работают или исследуют в одиночку. [ нужна ссылка ] Крепления для шлема обычно используются для коммерческих работ, которые часто контролируются с помощью видеокамеры замкнутого контура, установленной на шлеме.
В качестве фонарей для крепления на голову используются как цельные фонари, предназначенные для ручного использования, так и осветительные головки с питанием от канистр или кабелей, подключаемых к поверхности. Есть также несколько цельных фонарей, специально предназначенных для крепления на голову, и полнолицевая маска производства Ocean Reef со встроенным освещением. [9]
Налобные фонари для спелеологии иногда можно использовать в качестве налобных фонарей для погружений в неглубокие пещеры, поскольку они водонепроницаемы, но, как правило, они не предназначены для использования под большим давлением. [ нужна ссылка ]
Временное использование наголовного фонаря для выполнения такта, требующего обеих рук, может помочь дайверу осветить задачу или отслеживать ориентир при погружении с проникновением. свет можно включить на время выполнения задания или основной свет можно временно разместить на шлеме. Головной фонарь также доступен немедленно, если ручной основной фонарь вышел из строя, а основной резервный фонарь спрятан там, где в данный момент к нему невозможно легко добраться. Фары, установленные на голове, также вызывают более заметное обратное рассеяние, снижая видимость в мутной воде. [10]
Поверхность поставляется [ править ]
Если дайверу подается дыхательный газ с поверхности, удобно подавать питание для фонарей с поверхности через тот же шлангокабель. Для этой цели обычно используется дополнительный кабель. Головка фонаря функционально такая же, как и канистровый фонарь, и обычно крепится на шлеме, где ее можно назвать шляпным фонарем.
Строительство [ править ]
Корпуса [ править ]
Для корпуса используются несколько материалов. Пластик , полученный методом литья под давлением, наиболее популярен для светильников бюджетного класса, а также для некоторых более мощных светильников, производимых в больших количествах. Изделия небольшого объема и самодельные светильники обычно изготавливаются из алюминиевого сплава или высококачественных инженерных пластиков, таких как ацеталь (делрин), а иногда и из нержавеющей стали, латуни или бронзы. Линзы (порты) обычно изготавливаются из высококачественного прозрачного пластика или закаленного стекла . Кольцевые уплотнения входят в стандартную комплектацию для герметизации соединений и соединений, а также для герметизации проходов через водонепроницаемый корпус элементов управления переключателями. [ нужна ссылка ]
Источник питания [ править ]
Щелочные батареи , цинк-углеродные батареи , никель-металлогидридные батареи (NiMH) , литий-ионные батареи , свинцово-кислотные батареи , [6] и поверхностное питание по кабелю обычно используются в качестве источника питания. [11]
Напряжение зависит от требований конкретного источника света и обычно колеблется от 1,2 В для одного NiMH-элемента до 12 В для свинцово-кислотного аккумулятора. [6] Фонари для шлемов с наземным питанием могут использовать источники питания 24 или 36 В. [11] Высокое напряжение обычно не используется, за исключением конечной стадии схемы HID, по соображениям безопасности.
Переключение [ править ]
Для освещения, которое необходимо включать и выключать под водой, требуется переключатель, не подверженный давлению и водонепроницаемый.
- Преимущество магнитных переключателей заключается в том, что они действуют через корпус, не требуя проникновения, но могут повлиять на работу компаса, на который можно положиться при навигации. Магнит удерживается во внешнем ползунке или лицевой панели и может заржаветь при попадании воды.
- Тумблеры с резиновыми накладками, которые полностью закрывают тумблер и плотно прилегают к корпусу, используются как в серийных, так и в нестандартных светильниках.
- Также используются внешние рычаги, управляющие внутренними переключателями через вращающийся вал, уплотненный уплотнительными кольцами.
- Можно использовать кнопки, но они должны быть подпружинены в достаточной степени, чтобы компенсировать внешнее давление. Обычно это делается с помощью толкателя небольшого диаметра с уплотнительными кольцами и пружины средней прочности. Снаружи для удобства используется широкая грибовидная головка.
- Завинчивающиеся торцевые крышки являются обычным явлением. Почти всегда это крышка, которую снимают при замене батареек, поэтому она в любом случае должна быть съемной и хорошо запечатанной. Этот конец фонаря прикручивается дальше к корпусу, чтобы обеспечить контакт между батареей и контактом. Уплотнительные кольца цилиндра используются для предотвращения утечек, позволяя крышке перемещаться в осевом направлении для замыкания контакта. Двойные уплотнительные кольца более надежны, так как первое из них протекает, второе является резервным. [ нужна ссылка ] Выключателем этого типа лучше всего пользоваться как можно реже под водой, и он часто не очень удобен в использовании, поскольку он относительно жесткий и иногда для работы требуется обе руки.
Аксессуары [ править ]
Технические дайверы часто используют ручку типа Гудмана для переноски фонаря на тыльной стороне руки, чтобы можно было использовать руку, не роняя фонарь. [6] Ручка этого типа изначально была жесткой и использовалась для переноски канистрового фонаря, но теперь также используется для небольших цельных фонарей. В производных моделях используется банджи, чтобы удерживать свет на месте, или они сделаны из мягкого материала и носят как перчатку. Их по-разному называют ручками для перчаток, перчатками Goodman, держателями для фонарей без помощи рук или мягкими креплениями для рук. [12]
Небольшой фонарь для погружения на мягкой ручке типа Goodman, вид сбоку
Небольшой фонарь для погружения на мягкой ручке типа Goodman, вид спереди
Небольшой фонарь для погружения на мягкой ручке типа Goodman, вид сбоку, показано использование ручки
Простое ручное крепление на банджи
Угол луча [ править ]
Узкий луч (прожектор) или широкий луч (прожектор), а также фокусировка (с помощью регулируемой линзы или отражателя):
Угол луча выбирается в соответствии с условиями и видами деятельности планируемого погружения. Пещерные дайверы часто выбирают фонари с узким лучом света при погружениях при хорошей видимости, поскольку они обеспечивают хорошее освещение на относительно больших расстояниях, что полезно при навигации в незнакомом пространстве, где действительно можно видеть вперед на довольно большое расстояние. Некоторые считают, что при плохой видимости или на близком расстоянии от узкого луча бесполезно, а более широкий луч распределяет свет по более полезной площади. Другие считают, что в условиях плохой видимости широкий угол луча отвлекает, поскольку он имеет тенденцию отражаться назад к большому количеству света от плавающих частиц (обратное рассеяние). Видеоосвещение обычно требует более широкого луча, поскольку для получения хороших результатов необходимо учитывать угол обзора видеокамеры. В случае очень широкоугольного видео, такого как GoPro и т.п., необходим чрезвычайно широкоугольный луч.
Угол луча может составлять от 8 до 10 градусов в крайних случаях или около 140 ° с простым плоским стеклянным портом. Возможны еще более широкие углы (более 180°) с куполообразным портом на светильнике или светильником в виде «пробирки» без отражателя. В светодиодных светильниках обычно используется внутренняя «линза» для создания сфокусированного луча. Это фактически фокусирует луч за счет внутреннего отражения на параболической поверхности. Для каждого светодиода может быть доступно несколько вариантов линз для разных углов луча, но в большинстве моделей светильников используется только тот, который выбран производителем.
Некоторые подводные фонари имеют функцию фокусировки, с помощью которой можно регулировать угол луча. Это можно сделать двумя способами, в зависимости от основного характера излучения источника света. HID-светильники, которые обычно излучают ненаправленный свет, обычно фокусируются с помощью отражателя, который можно перемещать вдоль источника света. Они создают луч с центральной яркой областью и рассеянным общим освещением вокруг нее. Это хорошо для одновременного освещения ближних и дальних областей, но не подходит для широкоугольного видео, так как горячая точка сбивает с толку программное обеспечение автоматической экспозиции, и в результате обычно получается передержка в горячей точке и недодержка вокруг нее. . [13]
В других источниках света используется система линз над передней частью источника света, которая может быть сфокусирована за счет осевого перемещения линзы, которая может иметь резьбу для точного управления.
Сравнение угла луча двух фонарей для дайвинга с одним и тем же светодиодом; с линзой слева и без линзы справа
Сравнение двух фонарей для дайвинга с одним и тем же светодиодом; с линзой слева и без линзы справа
Два фонаря для дайвинга с одинаковым светодиодом; с верхней линзой и без нижней линзы. Оба включаются, если завинтить заднюю крышку по часовой стрелке, чтобы замкнуть внутренний контакт.
Функция [ править ]
Основной, резервный, видеосвет
Первичный [ править ]
Обычно это мощный фонарь, подходящий для запланированного погружения, с достаточной мощностью и подходящим углом луча. Угол луча и требуемая светоотдача зависят от целей погружения.
Резервное копирование [ править ]
Имеются запасные фонари на случай, если основной свет выйдет из строя во время погружения. Это особенно важно при погружениях в пещеры и затонувшие корабли, когда свет необходим для облегчения навигации из замкнутого пространства. Пещерных дайверов обучают носить с собой три фонаря для дайвинга в результате анализа несчастных случаев, проведенного Шеком Эксли, опубликованного в 1977 году. [14] [15]
Видео свет [ править ]
Видеоосвещение — это особое применение. Как правило, они не важны для безопасности погружения, но необходимы для того, чтобы видеокамера получала изображение приемлемого качества либо для видеозаписи, либо для того, чтобы наземная команда могла контролировать работу, выполняемую дайвером. Современные подводные видеолампы сейчас относительно малы, имеют время работы 45–60 минут и мощность 600–8000 люмен. Эти светодиодные фонари питаются от литий-ионных батарей и обычно имеют цветовую температуру 5600 К (дневной свет) . [16]
Путешествие [ править ]
Могут быть ограничения на транспортировку фонарей для дайвинга и их батарей по воздуху из-за опасности возгорания, особенно с литиевыми батареями большего размера. В большинстве случаев батареи следует вынимать и хранить в электрически изолированных контейнерах или заклеивать их клеммы, чтобы они не могли закоротить и перегреться. [17]
Магниевый факел [ править ]
Типом одноразового источника подводного освещения, который в 1950-е годы использовался ограниченно, является магниевый факел, пиротехническое устройство, в котором используется металлический магний , который можно воспламенить и гореть под водой . Он излучал яркий белый круговой свет и после активации продолжал гореть до тех пор, пока не иссякнет. Они также производили большие объемы газообразного водорода , который мог быть опасным при смешивании с выдыхаемым газом для дыхания и вместе мог образовать взрывоопасную смесь, если оказаться в замкнутом пространстве.
Галерея дайверских фонарей (временных) [ править ]
Наземная световая головка и видеокамера замкнутого контура на шлеме Kirby-Morgan 17.
Наземная световая головка и видеокамера замкнутого контура на шлеме Kirby-Morgan 57.
Наземная световая головка и видеокамера замкнутого контура на шлеме Kirby-Morgan 17.
Наземная световая головка и видеокамера замкнутого контура на шлеме Kirby-Morgan 17.
Наземная световая головка и видеокамера замкнутого контура на шлеме Kirby-Morgan 17.
Вид сбоку на головной фонарь для спелеологии и небольшие цельные фонари, прикрепленные к шлему для спелеотуризма для неглубоких погружений в пещеры.
Вид спереди на спелеологический налобный фонарь и небольшие цельные фонари, прикрепленные к спелеологическому шлему для неглубоких погружений в пещеры.
Желтый аккумуляторный блок для фары головного света, закрепленный на задней части ремня безопасности бокового крепления.
Пещерные дайверы с налобными фонарями.
Дайверы с канистровыми фонарями и ручками Goodman.
Фонарь для дайвинга, прикрепленный к ручке шлема
Ссылки [ править ]
- ^ Адольфсон Дж; Берхаге, Т. (1974). Восприятие и производительность под водой . Джон Уайли и сыновья. ISBN 0-471-00900-8 .
- ^ Лурия С.М., Кинни Дж.А. (март 1970 г.). «Подводное видение». Наука . 167 (3924): 1454–1461. Бибкод : 1970Sci...167.1454L . дои : 10.1126/science.167.3924.1454 . ПМИД 5415277 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж Дэвис, Роберт Х (1955). Глубокое погружение и подводные операции (6-е изд.). Толворт, Сурбитон, Суррей: Siebe Gorman & Company Ltd.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Стилсон, Джорджия (1915). «Отчет о тестах глубокого погружения» . Бюро строительства и ремонта США, Военно-морское ведомство. Технический отчет . Архивировано из оригинала 7 июля 2012 г. Проверено 19 апреля 2013 г.
{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ Радецкий, Р; Аткинсон, Ф (1974). «Оценка ручных подводных фонарей для дайверов Fara-Lite, Allan Light и Margolis Light». экспериментального водолазного подразделения ВМС США Технический отчет (отчет) . НЕДУ-15-74. Архивировано из оригинала 5 июля 2013 г. Проверено 19 апреля 2013 г.
{{cite report}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Линдблом, Стив (2000). Дайвлайт-компаньон . Warner NH: Airspeed Press. ISBN 0-9678873-1-3 .
- ^ «Да будет свет: как выбрать фонари для дайвинга» . Погружение и погружение . 7 мая 2018 г. . Проверено 21 ноября 2019 г.
- ^ «Твердотельное освещение: сравнение светодиодов с традиционными источниками света» . eere.energy.gov . Архивировано из оригинала 5 мая 2009 г.
- ^ «SDVL – Щитовый дисплей и козырек – Интегрированная система данных и освещения» . Океанский риф . Архивировано из оригинала 1 июня 2013 г. Проверено 26 июля 2013 г.
- ^ Гибб, Натали (21 апреля 2020 г.). «Защитные шлемы и пещерный дайвинг» . сайт divermag.com . Проверено 13 мая 2024 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Спецификация светодиодных фонарей для шлемов Hytech» (PDF) . Проверено 26 июля 2013 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Перчатки, ручки и держатели для фонарей Goodman без помощи рук» . aqualumo.com.au . Проверено 30 июля 2020 г.
- ^ Сивьеро, Дэмиен. «Подводные видеосветы 101» . uwlightdude.com . Проверено 26 августа 2015 г.
- ^ Шек Эксли (1977). Базовый пещерный дайвинг: план выживания . Секция пещерного дайвинга Национального спелеологического общества. ISBN 99946-633-7-2 .
- ^ Бозаник, Дж. Э. (1997). «Стандарты AAUS для научных водолазных работ в пещерах и пещерах: предложение». . В СФ Нортон (ред.). Дайвинг ради науки. Труды Американской академии подводных наук . 17-й ежегодный научный симпозиум по дайвингу. Архивировано из оригинала 12 апреля 2009 г. Проверено 17 апреля 2013 г.
{{cite conference}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ Китчел, Дениз. «Выбор системы освещения для подводной фотографии» . оптический океан.blogspot.com . Проверено 26 августа 2015 г.
- ^ «Транспортировка дайверских фонарей и аккумуляторов» . www.dansa.org . 7 апреля 2020 г. . Проверено 19 апреля 2024 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Светящееся кораблекрушение Чёрной Бороды , журнал P3
