СВЕТОВОЙ ПРИБОР Российский патент 1996 года по МПК F21V11/00 

Изобретение относится к светотехническому приборостроению, медицинской технике, бытовой технике, технике люминесцентного анализа и фототехнике, сельскому хозяйству, мясо- и рыбоперерабатывающей технике, технике общественного питания.

Известны световые приборы с газоразрядными источниками света для освещения, излучающие преимущественно в видимой области спектра, содержащие люминесцентные лампы в качестве источника света, и перераспределяющее свет оптическое устройство в виде отражателя и экрана, расположенное между источником излучения и потребителем света и уменьшающее яркость светящейся поверхности прибора в направлении потребителя с целью снижения блескости [1,2] Эти приборы, используются для общего и местного освещения в бытовых, производственных и жилых помещениях, в растениеводстве (в теплицах для регулирования продолжительности светового дня, для освещения растений при отсутствии естественного света в фитотронах, селекционных камерах), в исследовательских и других специальных установках, для селекционно-генетических, физиологических, фитопатологических исследований, для исследования фотомутагинеза, для фоторегуляции метаболизма грибов, для облучения культуры тканей растений, семян, плодов, для освещения растений в замкнутых экологических системах.

Известны световые приборы [1,2] создающие излучение в отдельных областях видимой части спектра посредством использования цветных экранов, ламп с различным цветом излучения и применяемые в медицине для лечения желтухи (голубая область спектра), невротических состояний, в фотографии при обработке фотоматериалов (красная область спектра), в сельском хозяйстве. В овощеводстве и растениеводстве они применяются в качестве фотоловушек для борьбы с насекомыми, используя эффект фототаксиса (индуцирование направленного движения свободных биологических объектов), основанный на их способности лучше реагировать на тот или иной цвет.

Известны световые приборы с люминесцентными лампами [1,2] информационного назначения, у которых на рассеивающей поверхности выполнено какое-либо изображение. К ним относятся световые приборы для внутренней и наружной сигнализации, световые указатели, рекламные, информационные и художественно-рекламные табло.

Известны световые приборы с газоразрядными источниками света [1,3] излучающие преимущественно в ультрафиолетовой (УФ) области спектра, применяемые для обеззараживания воздуха, воды, продуктов питания, медицинского оборудования, для эритемного воздействия на кожу человека, с целью улучшения выработки витамина D₂, пигментации кожи, лечения псориаза, для облучения сельскохозяйственных животных, для борьбы с насекомыми в растениеводстве, овощеводстве и быту в качестве фотоловушек, в которых в качестве источника излучения используются соответствующие УФ-лампы.

Известны световые приборы с газоразрядными источниками света, вырабатывающие излучение только в УФ-области спектра посредством применения газоразрядных ламп "черного" света [4] или светофильтров, пропускающих только УФ-составляющую излучения используемых ламп, и применяемые для люминесцентного анализа, в частности, для распознавания подлинности бумажных купюр, меченых люминесцирующими в видимой области спектра красками.

Существенным недостатком известных световых приборов с газоразрядными источниками света является их монофункциональность, обусловленная их возможностью генерировать излучение в одной области спектра, определенной их конструкцией и типом применяемых источников оптического излучения, вследствие чего, для выполнения всех функций, присущих световым приборам, требуется большое количество типов светильников, действующих в разное время или одновременно в разных местах или в одном месте.

Наиболее близким по технической сущности является световой прибор, представляющий собой облучатель для обеззараживания воздуха ОБОВ-8-01 [5] состоящий из прямоугольного коробчатого корпуса, имеющего отверстия в нижней и верхней его частях для обеспечения самовентиляции воздуха, который обеззараживается бактерицидным излучением находящихся внутри корпуса безозонных бактерицидных ртутных ламп низкого давления мощностью 8 Вт типа ДРББ8. Используемая лампа лампа УФ-излучения преимущественно с длиной волны 254 нм, не образующая озона (это позволяет использовать облучатели в присутствии людей) с высокой бактерицидной отдачей, обеспечивающей снижение затрат электроэнергии на обеззараживание воздуха. Скорость потока воздуха в облучателе составляет 3 л/с и определяется градиентом температуры между нижней частью корпуса и верхней, в которой установлен дроссель с рабочей температурой, превышающей окружающую.

Недостатком прототипа является его могофункциональность, требующая для обеспечения других функций, присущих световым приборам, применения других осветительных или облучательных приборов и связанных с этим дополнительных материальных и трудовых затрат.

Сущность изобретения состоит в том, что известный световой прибор, состоящий из источника света, излучающего в ультрафиолетовой области спектра, пускорегулирующего аппарата для зажигания, стабилизации и управления режимом работы источника света, корпуса с отверстиями в верхней и нижней частях, дополнительно содержит перераспределяющее излучение оптическое устройство, представляющее из себя по крайней мере один блок быстросъемных экранов, располагающихся между источником и приемником света, причем один из экранов содержит на поверхности, обращенной к источнику света, покрытие, включающее полимер и люминесцентное вещество, перераспределяющее излучение по спектральному составу и в пространстве, один из экранов поглощает излучение источника света и излучение люминесцентного вещества в заранее определенных областях спектра, один из экранов в заранее определенных зонах поверхности поглощает излучение люминесцентного вещества и источника света, один из экранов на поверхности, обращенной к приемнику света, содержит слой клеящего вещества, корпус имеет заслонки в верхней и нижней частях для перекрытия отверстий, а на внутренней поверхности покрытие, отражающее как излучение источника света, так и излучение люминесцентного вещества, пускорегулирующий аппарат имеет элементы, обеспечивающие согласование его режима с одной из характеристик приемника света, а источник света преимущественно излучают в области длин волн от 180 до 370 нм.

Существенным признаком изобретения является то, что люминесцентное вещество излучает преимущественно в видимой области спектра.

Существенным признаком изобретения является то, что люминесцентное вещество излучает преимущественно в отдельных частях видимой области спектра.

Существенным признаком изобретения является то, что люминесцентное вещество излучает преимущественно в отдельных частях ультрафиолетовой области спектра.

Существенным признаком изобретения является то, что люминесцентное вещество излучает преимущественно в различных частях видимой области спектра в разных частях поверхности экрана, образуя художественно-информационное цветное изображение.

Существенным признаком изобретения является то, что пускорегулирующий аппарат содержит элементы, управляемые программным устройством, которое обеспечивает наиболее эффективное восприятие света приемником излучения (глазом, растением).

Существенным признаком изобретения является то, что световой прибор имеет два блока экранов, а заранее определенный выбор устанавливаемых в прибор экранов позволяет прибору выполнять одновременно две функции, а при открытых заслонках на корпусе три функции.

Существенным признаком изобретения является то, что световой прибор имеет больше двух блоков экранов, а заранее определенный выбор экранов, устанавливаемых в отдельные блоки, позволяет прибору выполнять одновременно по крайней мере три функции, а при открытых заслонках на корпусе по крайней мере четыре функции.

Существенным признаком изобретения является то, что поперечное сечение светового прибора имеет круглую форму, а экраны выполнены в виде цилиндров.

Существенным признаком изобретения является то, что поперечное сечение светового прибора имеет форму треугольника, а количество используемых блоков экранов в зависимости от требуемых функций прибора изменяется от одного до трех.

Существенным признаком изобретения является то, что поперечное сечение светового прибора имеет форму прямоугольника, а количество используемых блоков экранов в зависимости от требуемых функций прибора изменяется от одного до четырех.

Существенным признаком изобретения является то, что источник света представляет собой безэлектродную шарообразную высокочастотную лампу, имеющую на внутренней поверхности колбы рефлекторное покрытие, отражающее ультрафиолетовое излучение разряда, с окном в рефлекторном покрытии для выхода через окно и колбу в зоне окна излучения к блоку экранов, при этом форма экранов совпадает с формой окна в рефлекторном покрытии.

Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемый прибор следующим отличается от прототипа: он содержит по крайней мере один блок быстросъемных экранов; один из экранов перераспределяет излучение источника света не только в пространстве, но и по спектру за счет создания на нем покрытия, содержащего полимер и люминесцентное вещество; один из экранов поглощает излучение источника света и излучение люминесцентного вещества в заранее определенных областях спектра; один из экранов в заранее определенных зонах поверхности поглощает излучение люминесцентного вещества и источника света; один из экранов на внешней поверхности содержит слой клеящего вещества; корпус в верхней и нижней части имеет заклонку для перекрытия отверстий; на внутренней поверхности корпус имеет покрытие, отражающее излучение в видимой и ультрафиолетовой областях спектра; режим пускорегулирующего аппарата согласован с одной из характеристик приемника света с помощью программного устройства; люминесцентное вещество в зависимости от выполняемой прибором функции: излучает преимущественно в видимой области спектра, излучает преимущественно в отдельных частях видимой области спектра, излучает преимущественно в отдельных частях ультрафиолетовой области спектра, излучает преимущественно в различных частях видимой области спектра в разных частях поверхности экрана; корпус прибора имеет круглую форму поперечного сечения, а экраны выполнены в виде цилиндров; корпус прибора имеет треугольную форму поперечного сечения, а количество используемых блоков в зависимости от требуемых функций прибора изменяется от одного до трех; корпус прибора имеет прямоугольную форму поперечного сечения, а количество используемых блоков в зависимости от требуемых функций прибора изменяется от одного до четырех. В одном из вариантов новизна по сравнению с прототипом заключается в том, что источник света представляет собой безэлектродную шарообразную высокочастотную лампу с рефлекторным покрытием на внутренней поверхности и окном в рефлекторном покрытии для выхода излучения к блоку экранов.

Анализ показал новизну предложенного технического решения по сравнению с прототипом. Сравнение предложенного решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники позволило выявить признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Наличие нескольких существенных признаков изобретения вызвано тем, что прибор, выполненный в соответствии с изобретением позволяет осуществлять много функций в зависимости от того, какие экраны и какие покрытия на них применяются.

Так применение люминесцентного вещества, излучающего преимущественно в видимой области спектра, позволяет использовать прибор для общего и местного освещения в бытовых, производственных, жилых помещениях, в теплицах, в фитотронах, селекционных камерах, исследовательских и других специальных установках.

Применение люминесцентного вещества, излучающего в отдельных областях видимой части спектра, позволяет использовать прибор для получения света определенных цветов в медицине (лечение желтухи голубым цветом), в фотолабораториях (в качестве фотофонаря при обработке фотоматериалов), в сельском хозяйстве для цветового воздействия на органы зрения насекомых, сельскохозяйственных животных и птиц с целью повышения продуктивности последних или для привлечения насекомых к светильнику, который выполняет в этом случае функцию фотоловушки при наличии экрана с клеящим веществом на внешней поверхности. Экраны различных цветов свечения могут быть использованы для исследовательских зрительных работ, а также с целью определения цвета излучения, на который лучше реагирует то или иное растение, насекомое или животное.

Применение люминесцентного вещества, излучающего в эритемной области спектра позволяет использовать прибор для эритемного воздействия на кожу человека с целью профилактической компенсации недостатка ультрафиолетового облучения в условиях полярной ночи или в течение осенне-зимнего и раннего весеннего периодов года в производственных и жилых помещениях и для лечебного воздействия в медицине. Для лечения псориаза и других хронических кожных заболеваний (дерматозов) световой прибор может применяться при использовании люминесцентного вещества, излучающего в близкой ультрафиолетовой области (длина волны 350-370 нм).

Полное отсутствие экрана позволяет использовать прибор по настоящему изобретению в качестве источника бактерицидного излучения для обеззараживания воздуха, воды, молока, соков, продуктов питания, медицинских инструментов, облучения крови и др.

Применение экрана с покрытием, содержащим люминесцентное вещество, излучающее в видимой области спектра, совместно с экраном, на который со стороны потребителя нанесены светопоглощающие изображения, позволяет использовать прибор для художественно-рекламного оформления.

Применение экрана с покрытием, содержащим люминесцентное вещество, нанесенное так, что в разных частях поверхности экрана оно излучает в различных областях видимого спектра, позволяет использовать изобретение в качестве светильников для цветного художественно-рекламного оформления с повышенной яркостью отдельных частей светящейся поверхности.

Применение экрана с покрытием, содержащим люминесцентное вещество, излучающее в диапазоне длинноволнового ультрафиолета, и хорошо пропускающего это излучение, совместно с экраном, не пропускающим видимую составляющую спектра источника излучения, позволяет использовать прибор, в соответствии с изобретением, в качестве прибора "черного" света для люминесцентного анализа, в частности, для распознавания меченых бумажных купюр.

Применение пускорегулирующего аппарата с программным управлением позволяет использовать изобретение в качестве светильника для рекламы, в светомузыкальных установках и в установках с запрограммированным режимом светоцветовой среды (теплицы, комнаты психологической разгрузки и др.)
Применение заклонок, закрывающих отверстия в верхней и нижней частях корпуса, позволяет эксплуатировать прибор, выполненный в соответствии с изобретением, с источником света, излучение которого образует озон в воздушной среде, т. е. с более стабильным и эффективным источником света с колбой из кварцевого стекла.

Наличие на внутренних поверхностях корпуса покрытия, хорошо отражающего излучение в видимой и ультрафиолетовой областях спектра, позволяет повысить преобразование электрической мощности в мощность излучения, выходящего из светового прибора.

Наличие нескольких блоков экранов в световых приборах с треугольным и прямоугольным поперечным сечением позволяет увеличить количество одновременно выполняемых функций до трех, четырех, пяти (включая функцию обеззараживания воздуха при открытых заслонках на корпусе).

Использование в качестве источника света шарообразной безэлектродной высокочастотной лампы, имеющей рефлекторный слой на внутренней поверхности колбы и окно в рефлекторном слое, напротив которого устанавливается в приборе блок экранов, позволяет миниатюризировать прибор и использовать его в виде полифункционального переносного фонаря при питании источника света от батареек или аккумулятора (при отсутствии питающей сети).

На фиг. 1 изображен прибор с поперечным сечением в виде прямоугольника и линейным источником света, общий вид; на фиг. 2 возможные варианты расположения блоков экранов относительно источника излучения в световых приборах с круглым, треугольным и прямоугольным поперечным сечением; на фиг. 3 схема расположения элементов в световом приборе с безэлектродной высокочастотной лампой.

Прибор (фиг. 1, 2) состоит из корпуса 1, в котором имеются отверстия 2 для самовентиляции воздуха, внутри корпуса 1 устанавливается источник света бактерицидного ультрафиолетового излучения 3 и пускорегулирующая аппаратура 4. Изнутри корпус 1 покрыт слоем отражающего материала 5. По направляющим желобкам в корпус вставляются сменные экраны 6, покрытые со стороны источника света 3 слоем люминесцентного вещества 7. Снизу корпуса к нему прикреплены подставки 8 (для настольного варианта). Для работы с бактерицидными лампами, образующими озон, предусмотрены заслонки 9. Для работы в качестве светоловушек прибор обеспечивается вторым экраном 10 с клейким веществом 11 на внешней поверхности. На фиг. 2 показана схема расположения защитного экрана 12 в приборах с треугольным и прямоугольным сечением он устанавливается тогда, когда блоки экранов 6, 10 несут разные функции, т.е. когда засветка одного экрана 6 другим экраном 6 нежелательна.

Световой прибор, показанный на фиг. 3 имеет цилиндрический корпус 1, в котором установлен безэлектродный высокочастотный источник света ультрафиолетового излучения 3 с рефлекторным слоем 13 на внутренней поверхности и окном 14 в этом слое для выхода через него направленного пучка ультрафиолетового излучения. С тыльной стороны источника света 3 в корпусе 1 установлен пускорегулирующий аппарат 4, представляющий из себя высокочастотный генератор, соединенный с индуктором 15, надеваемым на источник света 3. С другой стороны корпуса 1 напротив окна 14 источника света 3 установлен блок экранов 6, 10 с покрытиями 7, 11, изменение свойств которых позволяет обеспечить многообразие функций, присущих световому прибору, показанному на фиг. 1 и описанному выше и в формуле изобретения.

Прибор в соответствии с изобретением работает следующим образом. При облучении воздуха или каких либо предметов, экраны 6, 10 снимаются, давая доступ жесткому ультрафиолетовому излучению источника света 3 на облучаемые предметы или в облучаемое пространство. При этом глаза и кожа человека или растения не должны быть в поле излучения источника света 3 и отражающего слоя 5 на корпусе 1 прибора.

При облучении длинноволновым ультрафиолетовым излучением (в области 312, 350, 370 нм) или освещении видимым излучением, применяется набор экранов 6, 10 (цветных или бесцветных) с люминофорными покрытиями 7, излучающими в нужной области спектра и при необходимости создающими нужную информационную картину, в том числе динамическую по времени при соответствующей работе пускорегулирующего аппарата 4.

Для распознавания слабого свечения красок, нанесенных на денежные купюры, или выполнения другого вида люминесцентного анализа, применяется экран 6, поглощающий видимое излучение разряда источника света 3 и пропускающий излучение люминесценции в ультрафиолетовой области спектра.

При использовании прибора в качестве фотоловушки, цвет экрана 6 и излучение люминесцентного вещества 7 подбираются такими, чтобы приманивать своим излучением насекомых, а внешняя поверхность наружного экрана 10 (прозрачного или цветного) имеет слой клеящего вещества 11, задерживающего насекомых. Внешний экран 10 может заменяться новым после сбора достаточно большого количества насекомых.

Для выполнения нескольких функций одним прибором одновременно могут использоваться открывание вентиляционных отверстий 2 в корпусе прибора, установление двух, трех, четырех блоков экранов 6, 10 с необходимым набором экранов в каждом блоке. Например, кроме обеззараживания воздуха можно одновременно освещать рабочую поверхность, приманивать и ловить комаров (при выполнении светового прибора с двумя блоками экранов 6, 10, показанного на фиг. 2). При прямоугольной форме сечения светового прибора и наличии в нем четырех блоков экранов 6, 10 (см. фиг. 2) можно получить одновременно пять функций: обеззараживание воздуха, облучение эритемным излучением (досвечивание людей в условиях ультрафиолетовой недостаточности), облучение близким ультрафиолетовым излучением с длиной волны 350-370 нм (лечение псориаза, пигментация кожи), освещение синим излучением с длиной волны 420-450 нм (лечение желтухи), освещение красным светом (профилактика гипертонической болезни). Такой световой прибор внутри должен иметь перегородки 12 (фиг. 2), экранирующие один блок экранов от другого во избежание их засветки друг другом. Такие световые приборы могут быть установлены в комнатах медицинской профилактики и лечения в поликлиниках или больницах.

Учитывая многообразие возможных конструкций источников света по форме, размерам и мощности, многообразие возможных люминесцентных покрытий и поглощательных способностей экранов, возможны другие конструктивные и функциональные устройства световых приборов на базе предложенных решений.

Изобретение относится к светотехническому приборостроению. Известный световой прибор для обеззараживания воздуха, содержащий источник света, излучающий в ультрафиолетовой области спектра, пускорегулирующий аппарат для зажигания, стабилизации и управления режимом работы источника света, корпус с отверстиями в верхней и нижней частях, дополнительно содержит перераспределяющее излучение источника света оптическое устройство, представляющее из себя по крайней мере один блок быстросъемных экранов, располагающихся между источником света и приемником (живое существо, растение) и обеспечивающих различные функции прибора, корпус имеет заслонки в верхней и нижней частях корпуса для перекрытия отверстий, а на внутренней поверхности - покрытие, отражающее как излучение источника света, так и излучение люминесцентного вещества, нанесенного совместно с полимером на один из экранов, пускорегулирующий аппарат имеет элементы, обеспечивающие согласование его режима с одной из характеристик приемника излучения, а источник света преимущественно излучает в области длин волн 180 - 270 нм. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. СВЕТОВОЙ ПРИБОР, состоящий из источника света, излучающего в ультрафиолетовой области спектра, пускорегулирующего аппарата для зажигания, стабилизации и управления режимом работы источника света, корпуса с отверстиями в верхней и нижней частях для самовентиляции воздуха, отличающийся тем, что он снабжен перераспределяющим излучение источника света оптическим устройством, представляющим собой по крайней мере один блок быстросъемных экранов, располагающихся между источником и приемником света, причем один из экранов содержит на поверхности, обращенной к источнику света, покрытие, включающее полимер и люминесцентное вещество, перераспределяющее излучение источника света по спектральному составу и в пространстве, один из экранов выполнен поглощающим излучение люминесцентного вещества и источника света в заранее определенных областях спектра, один из экранов в заранее определенных зонах поверхности поглощает излучение люминесцентного вещества и источника света, один из экранов на поверхности, обращенной к приемнику излучения, содержит слой клеящего вещества, корпус снабжен заслонками в верхней и нижней частях для перекрытия отверстий, а на внутренней поверхности - покрытием, отражающим как излучение источника света, так и излучение люминесцентного вещества, пускорегулирующий аппарат снабжен элементами, обеспечивающими согласование его режима с одной из характеристик приемника излучения, а источник света выполнен преимущественно излучающим в области длин волн от 180 до 370 нм. 2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что люминесцентное вещество выбрано излучающим преимущественно в видимой области спектра. 3. Прибор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что люминесцентное вещество выбрано преимущественно излучающим в отдельных частях видимой области спектра. 4. Прибор по п.1, отличающийся тем, что люминесцентное вещество выбрано излучающим преимущественно в ультрафиолетовой области спектра. 5. Прибор по пп.1 и 4, отличающийся тем, что люминесцентное вещество выбрано излучающим преимущественно в отдельных частях ультрафиолетовой области спектра. 6. Прибор по пп.1 и 3, отличающийся тем, что люминесцентное вещество выбрано излучающим преимущественно в различных частях видимой области спектра в разных частях поверхности экрана, образуя художественно-информационное цветное изображение. 7. Прибор по пп.1, 3 и 6, отличающийся тем, что пускорегулирующий аппарат снабжен элементами, управляемыми программным устройством, которое обеспечивает наиболее эффективное восприятие света приемником излучения. 8. Прибор по пп.1, 3 и 5, отличающийся тем, что он снабжен двумя блоками экранов, а заранее определенный выбор устанавливаемых экранов позволяет прибору выполнять одновременно две функции, а при открытых заслонках на корпусе - три функции. 9. Прибор по пп.1, 3 и 5, отличающийся тем, что он снабжен по крайней мере двумя блоками экранов, а заранее определенный выбор устанавливаемых экранов позволяет прибору выполнять одновременно по крайней мере три функции, а при открытых заслонках на корпусе - по крайней мере четыре функции. 10. Прибор по пп. 1 - 7, отличающийся тем, что поперечное сечение его выполнено круглой формы, а экраны выполнены в виде цилиндров. 11. Прибор по пп.1 - 9, отличающийся тем, что поперечное сечение выполнено треугольной формы, а количество используемых блоков экранов в зависимости от требуемых функций прибора изменяется от одного до трех. 12. Прибор по пп.1 - 9, отличающийся тем, что поперечное сечение выполнено в виде формы прямоугольника, а количество используемых блоков экранов в зависимости от требуемых функций прибора изменяется от одного до четырех. 13. Прибор по пп.1 - 7, отличающийся тем, что источник света предстваляет собой безэлектродную шарообразную высокочастотную лампу, имеющую на внутренней поверхности колбы, пропускающей ультрафиолетовое излучение, рефлекторное покрытие, отражающее ультрафиолетовое излучение разряда, с окном в рефлекторном покрытии для выхода через окно и колбу в зоне окна излучения к блоку экранов, при этом форма экранов совпадает с формой окна в рефлекторном покрытии.