Tragbares elektrisches Handlicht
Eine Taschenlampe (häufiger als Fackel außerhalb Nordamerikas bezeichnet) ist eine tragbare elektrische Handlampe . Die Lichtquelle ist normalerweise eine Glühlampe (Lampe) oder eine Leuchtdiode (LED). Eine typische Taschenlampe besteht aus der in einem Reflektor montierten Lichtquelle, einer transparenten Abdeckung (manchmal kombiniert mit einer Linse) zum Schutz der Lichtquelle und des Reflektors, einer Batterie und einem Schalter. Diese werden durch einen Fall unterstützt und geschützt.
Die Erfindung der Glühbirnen mit Trockenzellen und elektrischen Glühlampen ermöglichte die ersten batteriebetriebenen Taschenlampen um 1899. Heute verwenden Taschenlampen meistens Glühlampen oder Leuchtdioden und werden mit Einweg- oder wiederaufladbaren Batterien betrieben. Einige werden durch den Benutzer angetrieben, der eine Kurbel dreht oder die Lampe schüttelt, und andere verfügen über Sonnenkollektoren, um eine Batterie aufzuladen.
Neben der Allzweck-Taschenlampe wurden viele Formen für spezielle Zwecke angepasst. Taschenlampen, die für Bergleute und Camper konzipiert sind, lassen die Hände frei. Einige Taschenlampen können unter Wasser oder in brennbaren Atmosphären verwendet werden. Taschenlampen werden als Lichtquelle verwendet, wenn sie an einem Ort ohne Strom oder bei Stromausfällen sind.
Etymology [ edit ]
Frühe Taschenlampen wurden mit Zink-Kohle-Batterien betrieben, die keinen stabilen elektrischen Strom liefern konnten und periodische "Ruhe" brauchten, um weiter zu funktionieren. [1] Since Diese frühen Taschenlampen verwendeten auch energiearme Kohlefilamentlampen, wobei "Ruhe" in kurzen Abständen auftrat. Folglich konnten sie nur in kurzen Blitzen verwendet werden, daher der gebräuchliche nordamerikanische Name "Taschenlampe". [2]
Geschichte [ edit ]
Die Zeichnungen von Misells Patent 617,592 zeigen den Querschnitt der Taschenlampe mit drei Zellen, Reflektor und Linse
Die Taschenlampe von 1899 war eine Faserröhre mit Endkappen aus Messing und einer Bullaugenglaslinse an einem Ende.
Die erste Trockenzellenbatterie wurde 1887 erfunden ein Pastenelektrolyt anstelle einer Flüssigkeit. Dies war der erste Akku, der für tragbare elektrische Geräte geeignet war, da er nicht leicht auslief oder brach und in irgendeiner Orientierung funktionierte. Die ersten in Serie produzierten Trockenzellenbatterien wurden 1896 hergestellt, und die Erfindung der tragbaren elektrischen Leuchten folgte bald. Tragbare elektrische Handleuchten boten Vorteile in Bezug auf Komfort und Sicherheit gegenüber Brennern, Kerzen und Laternen. Die elektrische Lampe war geruchlos, rauchfrei und emittierte weniger Wärme als die Beleuchtung mit Verbrennungsanlagen. Es kann sofort ein- und ausgeschaltet werden und die Brandgefahr wird vermieden.
Am 10. Januar 1899 erhielt der britische Erfinder David Misell das US-Patent Nr. 617.592, übertragen auf die American Electrical Novelty and Manufacturing Company. [3] Dieses von Misell entworfene "elektrische Gerät" wurde mit "D" -Batterien betrieben, die vorne angeordnet waren zurück in einer Papierschlauchröhre mit der Glühbirne und einem groben Messingreflektor am Ende. [2][4] Das Unternehmen spendete einige dieser Geräte der Polizei von New York City, die positiv auf sie reagierte.
Kohlenstoff-Glühlampen und ziemlich grob trocken Zellen machten frühe Taschenlampen zu einer teuren Neuheit mit geringen Umsätzen und geringem Interesse der Hersteller. Die Entwicklung der Wolfram-Glühlampe im Jahr 1904 mit der dreifachen Wirksamkeit von Kohlenstofffilament-Typen und verbesserten Batterien machte Taschenlampen nützlicher und populärer. Der Vorteil der sofortigen Kontrolle und das Fehlen einer Flamme bedeutete, dass elektrische Handleuchten, die Verbrennungslampen wie die Hurrikanlaterne ersetzten, zu ersetzen begannen. [5] Bis 1922 waren mehrere Typen erhältlich; die röhrenförmige Handvariante, ein Laternenstil, der für einen längeren Gebrauch aufgestellt werden kann, Lampen im Taschenformat für die Arbeit in der Nähe und große Reflektorlampen mit Scheinwerfer für die Beleuchtung entfernter Objekte. Im Jahr 1922 gab es in den Vereinigten Staaten schätzungsweise 10 Millionen Nutzer von Taschenlampen mit einem Jahresumsatz von 20 Millionen US-Dollar für Erneuerungsbatterien und Taschenlampen, vergleichbar mit dem Verkauf zahlreicher netzbetriebener Elektrogeräte. [6] Taschenlampen wurden in China sehr beliebt; Ende der dreißiger Jahre stellten 60 Unternehmen Taschenlampen her, von denen einige nur ein Drittel der Kosten für gleichwertige Importmodelle verkauften. [7] Die für Taschenlampen und Automobilanwendungen entwickelten Miniaturlampen wurden zu einem wichtigen Sektor der Glühlampenherstellung.
LED-Taschenlampen wurden in den frühen 2000er Jahren hergestellt. [8] Maglite stellte 2006 die erste LED-Taschenlampe her. [9]
Glühlampen [ edit
Glühlampen verwenden Glühlampen, die aus einer Glaskolben und einem Wolfram-Glühfaden bestehen. Die Zwiebeln stehen unter Vakuum oder sind mit Argon, Krypton oder Xenon gefüllt. Einige Hochleistungsglühlampen verwenden eine Halogenlampe, bei der die Glühlampe ein Halogengas wie Jod oder Brom enthält, um die Lebensdauer und Wirksamkeit der Glühlampe zu verbessern. Bei allen als Einweg- oder Neuheitstaschenlampen ist die Glühlampe durch den Benutzer austauschbar. Die Lebensdauer der Glühlampe kann nur einige Stunden betragen. [10]
Die Lichtleistung einer Glühlampe in einer Taschenlampe variiert je nach Lampentyp stark. Eine Miniatur-Schlüsselanhängerlampe erzeugt ein oder zwei Lumen. Eine Zwei-D-Zellen-Taschenlampe, die eine herkömmliche Miniaturlampe im Prefocus-Stil verwendet, erzeugt Licht in der Größenordnung von 15 bis 20 Lumen [11] und einen Strahl von etwa 200 Kerzenlicht. Eine beliebte Marke für wiederaufladbare fokussierende Taschenlampen verwendet eine Halogenlampe und produziert 218 Lumen. Zum Vergleich: Eine 60-Watt-Haushaltsglühlampe erzeugt etwa 900 Lumen. Die Lichtausbeute oder Lumen, die pro Watt der Eingabe von Taschenlampen erzeugt werden, variiert über den ungefähren Bereich von 8 bis 22 Lumen / Watt, abhängig von der Größe der Birne und dem Füllgas, wobei halogengefüllte 12-Volt-Lampen die höchste Wirksamkeit aufweisen. [ Zitat benötigt ]
LEDs können erheblich effizienter sein als Glühlampen. Weiße LEDs erzeugen pro Watt etwa 100 Lumen im Vergleich zu 8-10 Lumen pro Watt kleiner Glühlampen. Eine LED-Taschenlampe hat eine längere Lebensdauer als eine Glühlampe mit vergleichbarer Leistung. [10] LEDs sind auch weniger empfindlich als Glaslampen. LED-Lampen weisen im Vergleich zu Glühlampen unterschiedliche Lichtspektren auf und werden in verschiedenen Farbtemperatur- und Farbwiedergabebereichen hergestellt. Da die LED im Vergleich zur normalen Lebensdauer einer Taschenlampe eine lange Lebensdauer hat, ist sie häufig fest installiert.
LEDs müssen im Allgemeinen über eine Steuerung verfügen, um den Strom durch die Diode zu begrenzen. Taschenlampen mit einer oder zwei Einweg-1,5-Volt-Zellen erfordern einen Hochsetzsteller, um die höhere Spannung zu liefern, die von einer weißen LED benötigt wird, die etwa 3,4 Volt benötigt, um zu funktionieren. Taschenlampen mit drei oder mehr Trockenzellen dürfen nur einen Widerstand zur Strombegrenzung verwenden. Einige Taschenlampen regeln elektronisch den Strom durch die LEDs, um die Lichtleistung zu stabilisieren, wenn sich die Batterien entladen. LEDs halten die Farbtemperatur unabhängig von der Eingangsspannung oder dem Eingangsstrom nahezu konstant, während die Farbtemperatur einer Glühlampe schnell abnimmt, wenn sich die Batterie entlädt, röter und weniger sichtbar wird. Geregelte LED-Taschenlampen können auch vom Benutzer wählbare Ausgabepegel aufweisen, die für eine Aufgabe geeignet sind, beispielsweise ein schwaches Licht zum Lesen einer Karte und eine hohe Ausgabe zum Prüfen eines Verkehrszeichens. Dies wäre mit einer einzelnen Glühbirne schwierig zu bewerkstelligen, da die Effizienz der Lampe bei niedriger Leistung schnell abfällt.
LED-Taschenlampen verbrauchen 1 Watt oder mehr von der Batterie und erzeugen sowohl Wärme als auch Licht. Im Gegensatz zu Wolframfilamenten, die heiß sein müssen, um Licht zu erzeugen, nehmen sowohl die Lichtleistung als auch die Lebensdauer einer LED mit der Temperatur ab. Die Wärmeabstrahlung für die LED schreibt häufig vor, dass kleine Hochleistungs-LED-Taschenlampen aus Aluminium oder anderen Körpern mit hoher Wärmeleitfähigkeit, Reflektoren und anderen Teilen bestehen, um Wärme abzuleiten. Sie können sich während des Betriebs erwärmen. [12]
Die Lichtleistung von LED-Taschenlampen variiert noch stärker als bei Glühlampen. Lampen des Typs "Schlüsselbund", die mit Knopfbatterien betrieben werden, oder Leuchten, die eine einzelne 5-mm-LED verwenden, können nur einige Lumen erzeugen. Selbst eine kleine LED-Taschenlampe, die mit einer AA-Zelle betrieben wird, jedoch mit einer LED ausgestattet ist, kann 100 Lumen abgeben. Die leistungsstärksten LED-Taschenlampen erzeugen mehr als 32.000 [13] Lumen und verwenden möglicherweise mehrere LEDs.
LEDs erzeugen im Vergleich zu Glühlampen und Filtern sehr effizient farbiges Licht. Eine LED-Taschenlampe kann verschiedene LEDs für weißes und farbiges Licht enthalten, die vom Benutzer für verschiedene Zwecke ausgewählt werden können. Farbige LED-Taschenlampen werden zur Signalisierung, speziellen Inspektionsaufgaben, zur forensischen Untersuchung oder zum Nachverfolgen der Blutspur von verwundeten Wildtieren eingesetzt. Eine Taschenlampe verfügt möglicherweise über eine rote LED, die dazu gedacht ist, die Sichtanpassung bei Dunkelheit zu bewahren. Ultraviolett-LEDs können für Inspektionsleuchten verwendet werden, zum Beispiel zum Erkennen von Fluoreszenzfarbstoffen, die zu Klimaanlagen hinzugefügt werden, um ein Durchsickern zu erkennen, Papiergeld zu untersuchen, oder UV-fluoreszierende Markierungen auf Wäsche- oder Ereignisticketinhabern zu überprüfen. Infrarot-LEDs können für Beleuchtungseinrichtungen für Nachtsichtsysteme verwendet werden. LED-Taschenlampen können mit Nachtsichtgeräten kompatibel sein.
Eine weniger verbreitete Art von Blitzlicht verwendet eine Hochintensitätsentladungslampe (HID-Lampe) als Lichtquelle. Eine HID-Gasentladungslampe verwendet eine Mischung aus Metallhalogenidsalzen und Argon als Füllstoff. HID-Lampen erzeugen bei gleicher Strommenge mehr Licht als eine Glühlampe. Die Lampe hält länger und ist schlagfester als eine herkömmliche Glühlampe, da ihnen der relativ zerbrechliche elektrische Faden in Glühlampen fehlt. Sie sind jedoch aufgrund des Vorschaltgeräts, das zum Starten und Betreiben der Lampe erforderlich ist, viel teurer. Eine HID-Lampe benötigt eine kurze Aufwärmzeit, bevor sie die volle Leistung erreicht.
Eine typische HID-Taschenlampe hätte eine 35-Watt-Lampe und produzierte mehr als 3.000 Lumen.
Zubehör [ edit ]
Bei bestimmten Zubehörteilen für eine Taschenlampe kann die Farbe des Lichts geändert oder das Licht unterschiedlich gestreut werden. Durchscheinende farbige Kunststoffkegel, die über die Linse einer Taschenlampe geschoben werden, erhöhen die Sichtbarkeit, wenn sie auf die Lichtseite schauen. Solche Rangierstäbe werden häufig verwendet, um Automobile oder Flugzeuge nachts zu lenken. Farbige Linsen, die über dem Ende der Taschenlampe angeordnet sind, werden zum Signalisieren beispielsweise in Bahnhöfen verwendet. Farbiges Licht ist gelegentlich nützlich für Jäger, die verwundetes Wild nach Einbruch der Dunkelheit aufspüren oder zur Untersuchung eines Gebiets. Ein roter Filter hilft, die Nachtsicht nach dem Ausschalten der Taschenlampe aufrechtzuerhalten, und kann zum Beobachten von Tieren (z. B. Nisten von Unechten Karettschildkröten) hilfreich sein, ohne sie zu stören. [14]
Abnehmbare Lichtleiter, bestehend aus von starr gebogenen Kunststoffstäben oder halbstarren oder flexiblen Schläuchen, die optische Fasern enthalten, sind für einige Taschenlampen für die Inspektion in Tanks oder innerhalb von Wänden oder Strukturen erhältlich; Wenn dies nicht erforderlich ist, kann der Lichtleiter entfernt und das Licht für andere Zwecke verwendet werden.
Formate und Sonderanfertigungen [ edit ]
Ein Penlight ist eine kleine Taschenlampe in Stiftgröße, die häufig zwei AA-Batterien oder AAA-Batterien enthält. Bei einigen Typen hat die Glühlampe eine integrierte Linse, die das Licht fokussiert, so dass kein Reflektor in das Stiftlicht eingebaut ist. Andere verwenden Glühlampen, die in Reflektoren montiert sind. LED-Stiftleuchten werden immer häufiger. Kostengünstige Einheiten sind möglicherweise wegwerfbar, ohne dass Batterien oder Glühlampen ausgetauscht werden müssen, und sie werden manchmal zu Werbezwecken mit Werbung bedruckt.
Ein Scheinwerfer ist so konzipiert, dass er am Kopf getragen werden kann und häufig separate Lampen- und Batteriekomponenten aufweist. Der Akku kann am Hinterkopf oder in einer Tasche angebracht sein, um das Gleichgewicht zu verbessern. Scheinwerfer lassen die Hände des Benutzers frei. Ein Scheinwerfer kann an den Rand eines Hutes geklemmt oder auf einen harten Hut montiert werden, anstatt Riemen zu verwenden. andere Typen ähneln Brillengestellen. Ähnlich wie der Scheinwerfer strahlt eine Winkeltaschenlampe Licht senkrecht zur Länge der Batterieröhre aus. Es kann an einem Stirnband, Gürtel oder Gurtband befestigt oder auf einer ebenen Fläche aufgestellt werden. Bei einigen Typen kann der Benutzer den Winkel des Kopfes einstellen. Die Fulton MX991 / U-Taschenlampe war eine Taschenlampe mit winkliger Beleuchtung, die an US-Militärangehörige ausgestellt wurde. ähnliche Stilleuchten bleiben beliebt.
Taktische Lichter werden manchmal an einer Handfeuerwaffe oder einem Gewehr montiert. Sie ermöglichen die kurzzeitige Beleuchtung eines Ziels. Sie sind klein genug, um leicht an einem Geschützlauf montiert zu werden. Taktische Lichter müssen dem Aufprall des Rückstoßes standhalten und müssen beim Halten der Waffe leicht kontrolliert werden können.
Obwohl die meisten Taschenlampen für den Benutzer bestimmt sind, die Batterien und die Glühlampe nach Bedarf auszutauschen, werden vollständig versiegelte Einweg-Taschenlampen, wie preiswerte Schlüsselanhängerleuchten, hergestellt. Wenn die Batterien erschöpft sind oder die Glühlampe ausfällt, wird das gesamte Produkt verworfen.
Tauchlampen müssen unter Druck wasserdicht sein und werden für Nachttauchen und zusätzliche Beleuchtung verwendet, wenn Oberflächenlicht nicht erreicht werden kann. Das Batteriefach einer Tauchlampe kann einen Katalysator aufweisen, um jegliches Wasserstoffgas, das von der Batterie abgegeben wird, zu rekombinieren, da im Gebrauch kein Gas abgelassen werden kann.
Personen, die in explosionsgefährdeten Bereichen mit erheblichen Konzentrationen brennbarer Gase oder Stäube, wie Minen, Maschinenräume von Schiffen, chemischen Anlagen oder Getreidesilos, arbeiten, verwenden "nicht anregende", "eigensichere" oder "explosionsgeschützte" Taschenlampen so dass ein Funke in der Taschenlampe keine Explosion außerhalb des Lichts auslösen kann. Die Taschenlampe erfordert möglicherweise eine Genehmigung der zuständigen Behörde für die jeweilige Dienstleistung und die erwarteten Gase oder Stäube. Der äußere Temperaturanstieg der Taschenlampe darf den Selbstentzündungspunkt des Gases nicht überschreiten, sodass durch Ersetzung leistungsstärkerer Lampen oder Batterien die Zulassung erlischt.
Prüflampen haben fest montierte Lichtleiter mit Lichtleitern oder Kunststoffstäben. Eine andere Art hat eine Lampe, die am Ende eines flexiblen Kabels oder einer halbstarren oder gelenkigen Sonde montiert ist. Solche Lampen werden zur Inspektion in Tanks oder in Strukturen wie Flugzeugen verwendet. Bei der Inspektion des Innenraums von Tanks, die brennbare Flüssigkeiten enthalten, können die Inspektionsleuchten auch als feuerfest (explosionssicher) eingestuft werden, damit sie keine Flüssigkeiten oder Dämpfe entzünden können. [15]
Otoscopes und Ophthalmoskope sind medizinische Instrumente, die eine Handlichtquelle und Vergrößerungslinsen zur Untersuchung des Gehörgangs bzw. der Augen kombinieren.
An Bord von Marineschiffen können Schlachtlaternen als tragbare Notbeleuchtung verwendet werden. Eine in großen Abteilen des Schiffes installierte Kampflaterne kann von der Halterung getrennt und als tragbare Beleuchtung verwendet werden, wenn die Hauptbeleuchtung außer Betrieb ist. Battle Laternen können entweder Glühlampen oder LED-Lampen verwenden und verfügen entweder über primäre oder wiederaufladbare Einwegbatterien. [16]
Viele Taschenlampen haben ein zylindrisches Design, wobei die Lampenanordnung an einem Ende befestigt ist. Frühe Designs gab es jedoch in einer Vielzahl anderer Formen. Einige ähnelten Kerzenständern mit einer Glühlampe, die an der Oberseite eines auf einer flachen Basis befestigten Batterierohrs mit einem Griff befestigt war. Viele ähnelten Laternen, bestehend aus einem Batteriekasten mit Griff und Lampe und Reflektor an der Vorderseite. Elektrische Laternen werden zum Beleuchten des breiten Bereichs unmittelbar um die Laterne verwendet, anstatt einen schmalen Strahl auszubilden. Sie können auf einer ebenen Fläche abgestellt oder an Stützen befestigt werden. Einige elektrische Laternen verwenden Miniatur-Leuchtstofflampen für eine höhere Wirksamkeit als Glühlampen. Tragbare elektrische Handscheinwerfer bieten größere Reflektoren und Lampen sowie leistungsfähigere Batterien als röhrenförmige Taschenlampen, die in eine Tasche passen sollen.
Tragbare Multifunktionsgeräte können eine Taschenlampe als eines ihrer Merkmale enthalten; zum Beispiel eine tragbare Funk- / Taschenlampen-Kombination. Viele Smartphones verfügen über eine Taste oder eine Softwareanwendung, mit der die Hintergrundbeleuchtung des Bildschirms auf volle Intensität gestellt werden kann oder der Kamerablitz oder das Videolicht eingeschaltet werden kann, wodurch eine "Taschenlampe" -Funktion bereitgestellt wird.
Neben nützlichen Taschenlampen wurden neuartige, elektrische und dekorative tragbare elektrische Leuchten in unzähligen Formen hergestellt. In den 1890er Jahren war eine der frühesten Anwendungen für tragbare Batterielampen eine Art von Verbindungsankern aus Porzellan mit verdeckter Glühlampe und Batterie.
Stromquellen [ edit ]
Batterien [ edit ]
Die häufigste Stromquelle für Taschenlampen ist die Batterie. Zu den in Taschenlampen verwendeten Primärbatterien (Einwegbatterien) gehören Knopfzellen, Kohle-Zink-Batterien in Standard- und Hochleistungsbatterien, Alkali- und Lithiumbatterien.
Zu den wiederaufladbaren Sekundärtypen zählen Blei-Säure-Batterien, NiMH-, NiCd-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien. Die Wahl der Batterien spielt eine entscheidende Rolle für Größe, Gewicht, Laufzeit und Form der Taschenlampe. Benutzer von Taschenlampen bevorzugen einen herkömmlichen Batterietyp, um den Austausch zu vereinfachen.
Primärzellen sind für den seltenen Einsatz am wirtschaftlichsten. Einige Arten von Lithiumprimärzellen können jahrelang gelagert werden, wobei das Risiko eines Auslaufens im Vergleich zu Zinkbatterien geringer ist. Eine lange Lagerdauer ist nützlich, wenn Taschenlampen nur in Notfällen benötigt werden. Lithiumprimärbatterien sind auch bei niedrigeren Temperaturen als Zinkbatterien nützlich, die alle Elektrolyte auf Wasserbasis aufweisen. Lithiumprimärbatterien haben einen niedrigeren Innenwiderstand als Zinkprimärbatterien und sind daher bei Taschenlampen mit hohem Stromverbrauch effizienter.
Taschenlampen, die täglich für längere Zeit verwendet werden, können mit wiederaufladbaren (sekundären) Batterien wirtschaftlicher betrieben werden. Für wiederaufladbare Batterien vorgesehene Taschenlampen können das Laden ohne Entfernen der Batterien ermöglichen. Zum Beispiel kann ein Licht, das in einem Fahrzeug aufbewahrt wird, eine Erhaltungsladung haben und bei Bedarf immer bereit sein. Einige wiederaufladbare Taschenlampen verfügen über Anzeigen für den Ladezustand der Batterie. Stromausfallleuchten sind so ausgelegt, dass ihre Batterien über einen Netzstecker aufgeladen werden und sich nach einem Stromausfall automatisch einschalten. Das Stromausfalllicht kann aus der Steckdose entnommen und als tragbare Taschenlampe verwendet werden. Solarbetriebene Taschenlampen verwenden Energie aus einer Solarzelle, um eine Bordbatterie für den späteren Gebrauch aufzuladen.
Mechanische Leistung [ edit ]
Ein Typ einer mechanisch angetriebenen Taschenlampe hat eine Wickelkurbel und eine Feder, die mit einem kleinen elektrischen Generator (Dynamo) verbunden ist. Einige Typen verwenden den Dynamo, um einen Kondensator oder eine Batterie aufzuladen, während andere nur leuchten, wenn sich der Dynamo bewegt. Andere erzeugen Elektrizität mittels elektromagnetischer Induktion. Sie verwenden einen starken Dauermagneten, der eine Röhre frei auf und ab gleiten kann und dabei durch eine Drahtspule geht. Durch das Schütteln der Taschenlampe wird ein Kondensator oder ein Akku aufgeladen, der eine Lichtquelle mit Strom versorgt. Solche Taschenlampen können in Notfällen nützlich sein, wenn Netzstrom und Batterien nicht verfügbar sind. Dynamo-betriebene Taschenlampen waren im Zweiten Weltkrieg beliebt, da Ersatzakkus schwer zu finden waren.
Kondensator [ edit ]
Mindestens ein Hersteller stellt eine wiederaufladbare Taschenlampe her, die einen Superkondensator zum Speichern von Energie verwendet. [17] Der Kondensator kann schneller aufgeladen werden als Batterie und Dose viele Male ohne Kapazitätsverlust aufgeladen werden; Die Laufzeit ist jedoch durch das relative Volumen der Kondensatoren im Vergleich zu elektrochemischen Batterien begrenzt.
Reflektoren und Linsen [ edit ]
Ein Reflektor mit annähernd parabolischer Form konzentriert das von der Birne emittierte Licht in einen gerichteten Strahl. Einige Taschenlampen ermöglichen es dem Benutzer, die relative Position der Lampe und des Reflektors einzustellen, wodurch ein variabler Fokuseffekt von einem breiten Scheinwerfer bis zu einem engen Lichtstrahl erzielt wird. Reflektoren können aus poliertem Metall oder aus Glas oder Kunststoff mit einer aluminisierten reflektierenden Oberfläche bestehen. Einige Hersteller verwenden anstelle eines glatten Reflektors eine Kiesel- oder "Orangenschale", um die Gleichmäßigkeit des ausgesendeten Lichtstrahls zu verbessern. Wenn mehrere LEDs verwendet werden, kann jede in einen eigenen Parabolreflektor eingesetzt werden. Taschenlampen, die eine "Total Internal Reflection" -Anordnung verwenden, haben ein transparentes optisches Element (Lichtleiter), um Licht von der Quelle in einen Strahl zu leiten; Es ist keine Reflektorfläche erforderlich. Bei einer gegebenen Lichtquellengröße ermöglicht ein größerer Reflektor oder eine größere Linse die Erzeugung eines engeren Strahls, während der gleiche Bruchteil des emittierten Lichts erfasst wird.
Der Reflektor kann eine flache transparente Abdeckung aufweisen, um Schmutz und Feuchtigkeit fernzuhalten, aber einige Konstruktionen haben eine "Bullaugen" -Linse aus Kunststoff oder Glas, um einen konzentrierten Strahl zu bilden. Die Linsen- oder Reflektorabdeckung muss Stößen und der Hitze der Lampe standhalten und darf nicht zu viel des durchgelassenen Lichts durch Reflexion oder Absorption verlieren. Bei sehr kleinen Taschenlampen ist möglicherweise kein Reflektor oder eine von der Lampe getrennte Linse vorhanden. Einige Arten von Glühlampen oder kleinen LEDs verfügen über eine eingebaute Linse.
Ein Reflektor bildet einen schmalen Strahl, der als "Wurf" bezeichnet wird, während nach vorne ausgestrahltes Licht den Reflektor verfehlt und eine breite Flut oder "Streu" von Licht bildet. Da LEDs in einer Halbkugel das meiste Licht abstrahlen, strahlen Linsen mit der LED nach vorne oder Reflektorleuchten mit der Rückseite nach unten weniger Streuung aus. "Zoom" - oder "Flood-To-Throw" -Lichter mit variablem Fokus können den Reflektor oder die Linse bewegen oder den Emitter bewegen; Das Bewegen des Emitters stellt den Designer vor das Problem, die Wärmeabfuhr für die LED aufrechtzuerhalten.
Steuerschalter [ edit ]
Die ursprünglichen Taschenlampen aus den 1890er Jahren verwendeten einen Metallring um den Faserkörper der Taschenlampe als einen Kontakt eines Schalters, und der zweite Kontakt war eine bewegliche Metallschleife, die sein könnte nach unten gedreht, um den Ring zu berühren, wodurch die Schaltung abgeschlossen wird. In Taschenlampen wurden verschiedenste mechanische Schalterdesigns verwendet, die Schiebeschalter, Wippschalter oder seitlich angebrachte oder am Ende montierte Drucktaster verwenden. Eine übliche Kombination ist ein Schiebeschalter, mit dem das Licht längere Zeit eingeschaltet bleiben kann, kombiniert mit einer kurzzeitigen Taste für die intermittierende Verwendung oder Signalisierung. (Bei früheren Modellen war der Knopf ein Schalter und der Schieberegler sperrte einfach den Knopf.) Da Spannungen und Ströme niedrig sind, ist das Schalterdesign nur durch den verfügbaren Platz und die gewünschten Produktionskosten begrenzt. Schalter können mit einem flexiblen Gummistiefel abgedeckt werden, um Schmutz und Feuchtigkeit auszuschließen. Ein anderer üblicher Schaltertyp beruht auf dem Verdrehen des Lichtkopfes. In der Waffe montierte Leuchten können zur bequemen Bedienung über Fernschalter verfügen.
Mit elektronischen Steuerelementen kann der Benutzer variable Ausgangspegel oder verschiedene Betriebsmodi auswählen, z. B. vorprogrammierte Blinklicht- oder Stroboskopmodi. Elektronische Bedienelemente können mit Tasten, Schiebern, Magneten, Drehköpfen oder Drehrädern bedient werden. Einige Taschenlampenmodelle verfügen über einen Beschleunigungssensor, der es ihnen ermöglicht, auf Erschütterungen zu reagieren oder Modi basierend auf der Richtung auszuwählen, in der das Licht beim Einschalten gehalten wird. Mindestens ein Hersteller ermöglicht die Programmierung der Funktionen der Taschenlampe über einen USB-Anschluss. Eine elektronische Steuerung kann auch eine Anzeige der verbleibenden Batteriekapazität oder eine automatische Absenkung der Helligkeit liefern, wenn sich die Batterie der vollständigen Entladung nähert.
Materialien [ edit ]
Frühe Taschenlampen verwendeten vulkanisierte Faser- oder Hartgummischläuche mit Metallkappen. Viele andere Materialien, darunter gezogener Stahl, plattiertes Messing, Kupfer, Silber, sogar Holz und Leder, wurden verwendet. Moderne Taschenlampen bestehen in der Regel aus Kunststoff oder Aluminium. Kunststoffe reichen von preiswertem Polystyrol und Polyethylen bis zu komplexeren Mischungen aus ABS oder glasfaserverstärkten Epoxiden. Einige Hersteller haben für ihre Produkte eigene Kunststoffformulierungen. [18] Ein für die Herstellung von Taschenlampen wünschenswerter Kunststoff ermöglicht ein einfaches Formen und angemessene mechanische Eigenschaften des fertigen Taschenlampengehäuses. Aluminium, entweder glatt, lackiert oder eloxiert, ist eine beliebte Wahl. Es ist elektrisch leitfähig, lässt sich leicht bearbeiten und leitet die Wärme gut ab. Es werden mehrere Standardlegierungen aus Aluminium verwendet. Andere Metalle umfassen Kupfer, Edelstahl und Titan, die poliert werden können, um eine dekorative Oberfläche zu erhalten. Zink kann in komplizierte Formen gespritzt werden. Magnesium und seine Legierungen bieten Festigkeit und Wärmeableitung ähnlich wie Aluminium mit geringerem Gewicht, korrodieren jedoch leicht.
Metalle können in eine röhrenförmige Form gezogen werden oder röhrenförmige extrudierte Materialien können bearbeitet werden, um Gewinde für den Kopf und die Schwanzkappe hinzuzufügen, Rändelungen für den Griff und dekorative und funktionelle Oberflächen oder Löcher im Körper. LED-Taschenlampen können Kühlrippen in ihre Metallgehäuse eingearbeitet haben. Kunststoffe werden oft in nahezu fertiger Form spritzgegossen, sodass nur noch wenige Prozessschritte erforderlich sind. [19]
Metallgehäuse bieten eine bessere Wärmeableitung für die LED, aber Kunststoffe sind nicht elektrisch leitfähig und können Korrosion und Verschleiß standhalten.
Ratings und Standards [ edit ]
Sicherheitsvorschriften [ edit ]
Industrie-, See-, öffentliche Sicherheits- und Militärorganisationen entwickeln Spezifikationen für Taschenlampen in speziellen Rollen. Normalerweise sind Lichtausbeute, Gesamtabmessungen, Batteriekompatibilität und Haltbarkeit erforderlich, um Mindestgrenzwerte einzuhalten. Taschenlampen können auf Schlagfestigkeit, Wasser- und Chemikalienbeständigkeit sowie auf die Lebensdauer des Steuerschalters geprüft werden.
Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen mit brennbaren Gasen oder Stäuben vorgesehene Lampen werden geprüft, um sicherzustellen, dass sie keine Explosion auslösen können. [20] Für brennbare Gasbereiche zugelassene Taschenlampen weisen Markierungen auf, die die Genehmigungsbehörde (MSHA, ATEX, UL usw.) anzeigen. ) und Symbole für die getesteten Bedingungen. Taschenlampen für explosionsgefährdete Bereiche können so konstruiert sein, dass sie die Lampe bei einem Bruch der Glühlampe automatisch ausschalten, um die Entzündung von brennbarem Gas zu verhindern. [21]
In den Vorschriften für Schiffe und Luftfahrzeuge werden die Anzahl und die allgemeinen Eigenschaften der Lampen angegeben Taschenlampen gehören zur serienmäßigen Sicherheitsausstattung des Schiffes. Taschenlampen für kleine Boote müssen möglicherweise wasserdicht sein und schwimmen. Uniformed Services können bestimmte Modelle von Taschenlampen herausgeben oder nur Mindestleistungsstandards für das Mitglied festlegen, um seine eigenen Taschenlampen zu kaufen.
Leistungsstandards [ edit ]
Der frühere US-Armeestandard MIL-F-3747E beschrieb den Leistungsstandard für Kunststofflampen, die zwei oder drei D-Zellen-Trockenbatterien verwenden, entweder in einer Reihe oder Winkelform und in standardmäßigen, explosionssicheren, hitzebeständigen, Verkehrsrichtungen und Inspektionsarten. Die Norm beschrieb nur Glühlampenlampen und wurde 1996 zurückgezogen.
In den Vereinigten Staaten veröffentlichte ANSI 2009 FL1 Flashlight-Grundleistungsstandard . Diese freiwillige Norm definiert Testverfahren und -bedingungen für die Gesamtlichtleistung, Strahlintensität, Arbeitsabstand, Schlagfestigkeit und Wasserbeständigkeit sowie die Batterielaufzeit bis zu 10% der anfänglichen Lichtleistung. Die FL1-Norm enthält Definitionen für Begriffe, die bei der Vermarktung von Taschenlampen verwendet werden, um dem Verbraucher einen Vergleich der getesteten Produkte mit der Norm zu ermöglichen. [22] Die Norm empfiehlt bestimmte grafische Symbole und Formulierungen für das Produktpaket, damit der Verbraucher die Produkte identifizieren kann nach dem Standard getestet. Die Prüfung kann vom Hersteller selbst oder von einem unabhängigen Prüflabor durchgeführt werden.
Gemäß dem FL1-Standard müssen auf der Verpackung gemeldete Messungen mit dem mit der Taschenlampe verpackten Batterietyp oder mit einem identifizierten Batterietyp durchgeführt werden. Die Anfangslichtleistung wird 30 Sekunden nach dem Einschalten des Lichts mit neuen (oder neu geladenen) Batterien mit einem Ulbrichtkugel-Photometer gemessen. Das gesamte emittierte Licht wird in Lumen angegeben. Die Lichtintensität wird bestimmt, indem der hellste Punkt in dem von der Taschenlampe erzeugten Strahl in Candelas gemessen wird. Since this is a measure of all the light emitted in a solid angle (the "cone" of light in a particular direction), the beam intensity is independent of distance.
The working distance is defined as the distance at which the maximum light falling on a surface (illuminance) would fall to 0.25 lux. This is comparable to a full moon on a clear night. The distance is calculated from the square root of (the beam intensity in candelas divided by 0.25 lux); for example, a beam intensity of 1000 candelas produces a working range rating of the square root of (1000/0.25), or 63 meters. The result is reported in meters or feet. The working distance is from the point of view of the user of the flashlight. A light directly pointed at an observer may be visible against a dark background for many times this distance, especially if the observer has night-vision equipment.
Run time is measured using the supplied or specified batteries and letting the light run until the intensity of the beam has dropped to 10% of the value 30 seconds after switching on. The standard does not evaluate the behavior of the flashlight output during run time. A regulated flashlight may run at only a slowly declining output and then abruptly cut off, but unregulated types may have steeply-declining light output after only a short time. Manufacturers of headlamps may use a different standard which rates run times until light output falls to 1 lux at 2 meters distance; this value is not comparable to the FL 1 runtime measurement.
Impact resistance is measured by dropping the flashlight in six different orientations and observing that it still functions and has no large cracks or breaks in it; the height used in the test is reported. Water resistance, if specified, is evaluated after impact testing; no water is to be visible inside the unit and it must remain functional. Ratings are given in IP Code terms, where jet spray corresponds to IP X6, brief immersion to IPX7, 30 minutes immersion at 1 meter or more is IP X8; (the depth is reported if greater than 1 meter). An IP X8 rating by FL1 does not imply that the lamp is suitable for use as a diver's light since the test protocol examines function of the light only after immersion, not during immersion.[23]
The consumer must decide how well the ANSI test conditions match their requirements, but all manufacturers testing to the FL1 standard can be compared on a uniform basis. The light measurements are more directly related to the use of flashlights than is the nominal power input to the lamp (watts), since different LED and incandescent lamp types vary widely in the amount of light produced per watt. Even the same LED or lamp in different optical systems will show different beam characteristics. The visibility of objects depends on many factors as well as the amount of light emitted by the flashlight.
ANSI standard FL1 does not specify measurements of the beam width angle but the candela intensity and total lumen ratings can be used by the consumer to assess the beam characteristics. Where two flashlights have similar total light (lumen) measures, the unit with the higher candela rating produces a more concentrated beam of light, suitable for lighting distant objects; it will also have a higher working distance. If two lights have similar candela ratings, the light with higher lumen value will produce a wider beam and will light a wider area overall. A beam width (containing most of the power of the beam, or "hot spot") of a few degrees corresponds to a spot light, useful for searching for distant objects; beam widths of 20 degrees or more are described as flood lights, suitable for lighting a wide nearby area. Typically even a flashlight beam with a small hot spot will have some light visible as "spill" around the spot.
Applications[edit]
| Lumens (range) | Type | Applications |
|---|---|---|
| 1–20 | Keychain | Finding keyholes, close range use, supplement to dark-adapted vision, walking in the dark |
| 30 to 100 | General purpose | Household use, car repairs, hiking on a trail, cave exploration |
| 100 and above | Tactical flashlights | Weapon mounted lights |
| 200 and above | Bicycle headlamps | Light use depends on speed, quality of trail, surrounding light |
| 1000 and up | High powered | Outdoors, search and rescue, caving, night orienteering, high-speed bicycle use, diving |
See also[edit]
References[edit]
- ^ Brooke Schumm. "Nonrechargeable Batteries". The Electrochemistry Encyclopedia. Archived from the original on 2013-10-22. Retrieved 2010-12-13.CS1 maint: BOT: original-url status unknown (link)
- ^ a b "Flashlight Museum page one". Archived from the original on 2017-01-17.
- ^ "misell".
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- ^ William T. O'Dea, The Social History of LightingRoutledge and Kegan, 1958, pages 90-91
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