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纳户外分享:低光环境对光源的选择和使用

光的基本理论知识光可以驱散黑暗、消除内心的恐惧,让人在黑夜也能看见事物,延伸人们的活动范围。随着人类文明的发展,人类活动的时间和范围越来越不受到自然环境的制约和影响。

光的基本理论知识

光可以驱散黑暗、消除内心的恐惧,让人在黑夜也能看见事物,延伸人们的活动范围。随着人类文明的发展,人类活动的时间和范围越来越不受到自然环境的制约和影响。这意味着我们面临的环境越来越复杂,要处理的事务也越来越多元化。随着电子技术、发光技术和工业设计的发展,人类已经创造出各种便携式发光设备,并且利用这些工具来适应不同的环境和生活。在现代环境中,便携式的发光设备已经成为不可或缺的生产、生活工具。然而在面对如此琳琅满目的移动照明设备时,我们可能会产生一些困惑:这么多选择,究竟哪个更适合我们的生活和工作?为了解决这个问题,我们先来认识一下光。

衡量光的两个主要亮度单位是流明和坎德拉。流明是指光通量,坎德拉则是光强,如果说流明是指一个水桶能装多少水,坎德拉则可以理解为这桶水喷出时的最高水压强度。除了亮度之外,光源的色温选择也很重要。色温是指光波在不同的能量下,人类眼睛所感受的颜色变化。通常我们所见的太阳光正是标准色温6500 Kelvin(开尔文),色温越低,所见的颜色偏暖色调,如黄色、红色;色温越高,所见的颜色偏冷色调,如蓝色。移动照明设备通常会选用白光或暖黄光用于照明。此外,不同的光色也有不同的应用。白光对人眼来说是最常见的颜色,由多色光组合而成,用途最多最广最普遍;红光可以不让感光体(如胶卷)曝光,而且在低照度照明时可保护视力,常用于低光环境下察看地图;绿光用于夜视仪不会让其过载,且由于动物眼睛对绿光有过滤作用可用于狩猎;蓝光因为血液在这种色光下会呈现深黑色,易于辨识,可用在狩猎、执法追捕、搜索救援及医学领域。

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发光装备的简单介绍

现在人们最常用的移动发光装备是手电。手电的结构一般可以分为光源、二次光学元件、电源和筒身四个部分。

光源——从白炽灯到LED。白炽灯是将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的电光源。不同用途和要求的白炽灯,其结构和部件不尽相同。白炽灯的光效虽低,但光色和集光性能很好,是产量最大、应用最广泛的电光源。发光二极管(简称LED),由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光的发光装置。

二次光学元件——反光杯。常见的反光杯为镜面反光杯、橘皮反光杯和TIR全内反射镜光杯。镜面反光杯,顾名思义是表面光亮的光源反射器,如果放置得当,可以产生最集中和投射最远的光斑,不过如果灯泡放得太前面或者太靠后,黑色的光斑就会出现在光束中心。橘皮反光杯是纹理型反光杯,看上去由一些细小的方块组成(俗称橘皮),这种反光杯不能够产生像镜面反光杯那样集中的光斑,不过却能够使光线相对均匀分布,适合中近距离需要泛光光源的场合使用。TIR全内反射镜光杯,一种全玻璃材料透镜的反射杯,用玻璃做成一个成型的反光杯直接装在LED发光体上,其优点是体积小重量轻、聚光好,目前主要是Surefire在使用这种反光杯。不过李警官认为这种反光杯太过极端,聚光太过,使用受限,只适用于一些特殊场合。

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电源——电池。常见的手电电池主要有:AA(5号)电池、AAA(7号电池)、CR123A锂电池、18650和16340锂电池。AA(5号)电池、AAA(7号电池)便宜、易获取、体积小,对于一些易充电的场合,使用这种电池会更实用。CR123A锂电池、18650和16340锂电池比较稳定、轻便、高输出、寿命长,适合高能可靠的电筒,其缺点就是电池不容易获取。

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低光环境对光源的选择和使用

根据使用环境不同,李警官将照明分为三大类:日常照明、户外照明和特殊环境照明。


日常照明——日用照明和EDC照明。

日用照明,例如走夜路、翻找东西、突然停电等,人们会使用一些简单的照明工具如小型手电筒来进行照明。日用照明工具的特点是经济实惠、电源易得,如AAA(7号)电池、AA(5号)电池或者1号电池,其对光的性能和外观要求不高,最好可以调光以适应各种用途,要求续航性能好,不需经常更换电池。

EDC(Every Day Carry)照明是指随身照明,因此要求体积小重量轻硬度高,便于随身携带。一般来说EDC照明对照射距离和亮度要求不高,但对于特殊工作岗位的人来说,如警察,即使是EDC照明依然要求较高的亮度。与日用照明手电相比,EDC手电大多时候一次只需亮几十秒或几分钟,不必考虑发热问题,可选用亮度较高的LED光源。


户外照明——徒步照明、骑行照明、营地照明、探洞和探险照明。

徒步照明,指在户外、野外进行徒步穿越和越野跑等环境下的照明。照明装备首选头灯,手持式手电亦可。光源推荐LED,体积重量皆小,最好选择一些色温低的光源,如黄光,有良好的显色性和穿透性,可以适应恶劣的气候环境,如起雾的山区;亮度100流明以上,档位多,还应具备S.O.S.模式和爆闪模式,用于求救和驱赶恶狗等突发状况;对于照射距离,一般情况下50米足矣,领队则应选用射程更远的手电;长时间的徒步建议选择续航时间2-5小时且易于更换的电池为宜,短途活动则可以考虑续航时间5小时左右的锂电池。在户外,移动照明的基本要求是防雨和防摔,徒步照明可防小雨即可,防摔高度要求1~1.5米。

骑行照明,指在城市内、城郊、野外夜骑的照明。光源LED最好,可选择淡黄色等色温偏低的光源,亮度要达到200流明以上,泛光性能优,续航时间长。由于骑行照明不是手持照明,可适当选择较大的照明设备,但抗震性、防水性和耐摔性要求较高。此外,骑行照明除了主照明设备外,还可选择一些闪光器材安装在车尾和车轮上,起到警示的作用。李警官不推荐具有快速爆闪功能的发光器材,容易干扰对面骑友引发事故。

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营地照明,即营地或帐篷内照明,常见的有手电筒、轻便头灯和营地灯等。营地照明以泛光为主,营地亮度要求高一点,帐篷内则以低亮度为宜,手电筒一般会加上柔光罩使用,要求至少能防大雨冲刷。

探洞和探险照明,需要应对的使用环境相当复杂,未知的地方基本都充满各种不可预见性,水浸、摔落都是家常便饭,因此李警官认为探险类照明装备必须具有很高的可靠性,亮度和照射距离也比一般的光源要高出几个级别,最好具有调焦功能兼顾远近距离的照明。一般的探洞和探险照明器材包括专业的大功率头灯、搜索灯和高功率手电筒。


特殊环境照明——战术救援环境和其他特殊的工作环境。

战术救援环境一般包括查缉、检查、搜索、对抗和突入室内、信号发射以及个人防卫等,对手电的功能和可靠性都有特殊要求。战术手电一般小巧轻便,亮度超过300流明,灯泡功率超过6瓦,光斑规整均匀,聚光性能好,照射距离远,高硬度金属外壳,筒身防滑,战术开关,具有攻击头以及较一般手电要求更高的耐高低温性能、防水性能、防腐蚀性能、防摔抗震性能。其中值得一提的是开关部分,战术开关一般安装在尾盖上,可单手操作和适合戴手套操作,具有高亮点射和模式切换功能,而且必须具备爆闪模式。用于配枪的照明设备可配置鼠尾开关装置。战术手电一般使用CR123A或可充电高能电池,最好可以进行车充。


特殊的工作环境,如抢险救灾,照明工具一般有头灯,或者电筒配合夹具装载于头盔和肩部使用。光源一般采用氙气灯,照明设备要求抗震耐摔、耐腐蚀、防水、耐高低温,某些易爆环境还要求防爆。

最后,李警官用一句话对“低光环境对光源的选择和使用”进行言简意赅的总结:场上的移动照明设备功能性能各异,琳琅满目,最贵和最亮的不一定是最好的照明装备,只有适合你使用环境的才是最好的照明装备。



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