Источники с СИД, HID, ацетиленом. Сравнение характеристик.

[Dhaitya]

Darkcat, хотелось бы поблагодарить вас за проведённую работу.

Тоесть для вас понятие комфорта вообще не имеет смысла? И ходите вы в берцах и кирзачах? (периодически натирая ноги. зато дешево и служит долго).

Вы пошутили, я посмеялся.

И это приговор.

Прокоментировать, как психиатру?

По снимкам.
Отлично видно, что свет СИД более всего напоминает... уличный, т.е. солнечный. (Николай - мои поздравления.)
Цветопередача карбидной лампы, как и ожидалось, оказалась ужасна.

Так же карбидка повышает видимость тревожных цветов - оранжевого, желтого и красного.

Точнее, всё смещает в жёлто-оранжевый, наподобие ДНаТ.

Теперь бонусы карбидки (то, чего не даст СИД):

...А ещё под неё можно играть на гитаре. И петь хором. Бонусы идут строем далеко. Раздел называется "Свет".

Банальная лень. Карбидка уже есть и есть не первый (десяток) лет...

Выводы:
1. ужасная цветопередача и искажения цветов, абсолютный проигрыш по массогабаритным показателям, причины использования - психосоматического генеза и консерватизм, создающий обратную связь: первично наличие карбидной лампы, объяснения появляются потом.
2. не отставайте от жизни. Современные источники света дают реальный выигрыш по яркости, экономичности и цветопередаче. Источник на металлогидридных элементах имеет 2756 СТК против 1064 СТК у ацетиленовой лампы.

 

[Негр]

Мощность и светимость карбидки неизменна, так что возможен один вариант - я подгоняю яркость СИДа так, чтобы стена казалась освещенной так же ярко. Записываю ток СИДа. Повторяю тест на нескольких добровольцах чтобы исключить личные впечатления. СИД будет без коллиматора, пятиваттник (160 градусов излучение).

Три одноватных СИДа китайского производства белый без колиматора, жёлтый с колиматором "на 60о", белый с колиматором "на15о" (возможно ещё рассеивание, т.к. СИДы зкраты пластиковой полусферой) запитанные стабилизированным током 350мА дают освещённость штрека ярче, чем альтурсовская карбидка. Цифр назвать не могу, т.к. их (цифры) не мерили. Сравнивали в Сьянах.

 

[Мимоходец]

2DJ Сварщик
После вдумчивого прочтения топика у меня возник ряд вопросов. Надеюсь мудрый гуру снизойдет до ответов.

1. Ацетилен С2Н2, сгорающий со скоростью 1000л/ч, создаёт поток света 20690Лм.

Откуда данные? Какой режим горения (если кислорода слишком мало или много –падает светоотдача)?

Энерговооружённость составит: 341.302х60х60х6.110=7.507х106 [Вт*с] =7.5 МВт*сек.
или 2085 Вт*ч.

Что означает коэффициент 6.110?

Эффективность преобразования в свет: 439.490/683=0.636 Вт - преобразуется в свет.

Вот это не понял совсем. Расшифруйте если не сложно.

 

[gross]

В коэффициент СТК не следует включать массу корпуса, только аккумуляторов энергии (только масса карбида + воды в случае карбидки), т к при, например, в 2 раза большем запасе аккумуляторов (или карбида + воды) мы получаем иное СТК. Т е СТК характеризует не источник света, а источник света с фиксированным временем работы.

Например, карбидка с запасом карбида 0.4 кг и 0.8 кг - разные источники света?
341.302х6.110/2.495=835.814 [Вт*ч/кг] и 341.302х12.220/4.095=1018.489 [Вт*ч/кг]
Т е СТК: 1.273х835.814=1064 [Лм*ч/кг] и 1.273х1018.489=1297 [Лм*ч/кг].

 

[Dhaitya]

Например, карбидка с запасом карбида 0.4 кг и 0.8 кг - разные источники света?

Да, конечно, поскольку связываются масса устройства, световой поток и время работы с этим потоком.

В коэффициент СТК не следует включать массу корпуса...

Масса корпуса и преобразователя характеризуют устройство. Если необходимо сравнивать не устройства, а технологии, в знаменателе дроби останется единица - это частный случай.

 

[Dhaitya]

Включение в СТК массы воды в карбидке-ошибка...

Станет ошибкой, как только будет изобретён карбидный реактор, не требующий воду.

Спектр СИД почти начисто лишён оранжево-красной составляющей...

Правда?
http://www.caves.ru/index.php/topic,28342.msg182481.html#msg182481
http://www.caves.ru/index.php/topic,28342.msg182522.html#msg182522

 

[tyx]

http://www.caves.ru/index.php/topic,28342.msg182522.html#msg182522

А то нет? Такая же дыра между 600-700нм, как и в 460 (сине-зелёный).
На снимках полки книг-замечательно видно, что красные корешки "сероватыми" кажутся.

Про реактор и воду-ещё раз: источник света не "сферический в вакууме". Карбидку берут туда, где есть вода, аккум туда, где его можно зарядить, батарейки туда, где нужен свет в течении недель и месяцев (несколько спорно, но в целом так). Нет смысла играть цифрами. когда есть побочные факторы, влияющие на окончательный выбор.

 

[gross]

Масса корпуса и преобразователя характеризуют устройство. Если необходимо сравнивать не устройства, а технологии, в знаменателе дроби останется единица - это частный случай.

Тогда сравнивайте СТК карбидки для разных времен: 1 заправка - это мало даже в подмосковной системе. В экспедиции - тем более. Т е сравнивать свет "лабораторной" карбидки на 6 часов и "реальной" карбидки на 100-200 часов (каковой она является в экспедиции, подчас) неоправданно.

 

[Dhaitya]

Пронумеровал вычисления.

Уже возможно сделать промежуточные выводы, они таковы: возражения против использования светодиодов делятся на 2 группы - "спектрального" толка и энергетического. Приверженцы 1-й группы пытаются отстаивать аргументацию, что-де свет ацетиленовой лампы ближе к солнечному, чем свет СИД, что ацетиленовая лампа не искажает цвета и что свет СИД вреден и не только утомляет глаза, но и "ваздействует на мозх". (наруш. правила 3.3)
Мало что можно возразить 1-й группе, поскольку аргументация их представляет собой неупорядоченный винигрет из технических входных данных и абсолютно спорадических выводов.
Однако имеет смысл поставить вопрос более чётко: есть ли данные о превалировании несчастных случаев среди эксплуатирующих диодный свет? Разумеется необходимо сделать поправку на более яркий свет карбидных ламп. Речь должна идти о травматизме, как следствии спектра только. Также нужно исключить эффекты, объясняемые психическими расстройствами, заболеваниями нервной системы и органов зрения.

Возражения 2-й группы более перспективны, поскольку имеют под собой реальную почву. Рассмотрим самые свежие.

1 заправка - это мало даже в подмосковной системе. В экспедиции - тем более. Т е сравнивать свет "лабораторной" карбидки на 6 часов и "реальной" карбидки на 100-200 часов (каковой она является в экспедиции, подчас) неоправданно.

При увеличении времени работы с прежним световым потоком увеличится масса карбида кальция и воды в числителе во столько же раз, во сколько увеличится время работы в знаменателе уравнения №7, с поправкой на массу сухого реактора:
при 200-х часах: 200/6.11=32.733 - кол-во раз, в которое увеличится масса реагентов и время работы.
тогда: 341.302х200х1.273/(0.4+0.095+32.733х(0.4+1.6))=1317СТК

Про реактор и воду-ещё раз: источник света не "сферический в вакууме". Карбидку берут туда, где есть вода...

Эта поправка имеет смысл при вычислениях, связанных с временем работы, много большим, чем время работы от 1-й заправки карбида кальция и воды д/его полного разложения. Её 1-е значение тем больше, чем большую массу удаётся выиграть, отказавшись от запаса воды непосредственно в реакторе, 2-е значение связано с общим выигрышем в массе за счёт отказа от транспортировки общего потребного количества воды - этот параметр не инженерный, а экономический, он будет рассмотрен отдельно.
1-й случай, массы воды и карбида кальция равны, вода пополняется по мере необходимости:
341.302х6.110х1.273/(0.4+0.095+(0.4+0.4))=2050СТК, в 1.6 раза превосходит сернокислотную батарею, в 1.34 раза уступает никель-гидридной батарее, в 9.45 раза уступает литиевой батарее с металлогалогенной лампой.

Мимоходец

Откуда данные?

F.Dommer, "L'Acétylène et ses applications." 1897г, также Pelissier et Perrodil - различные работы по данной теме. Данные по сгоранию - J. Violle, газ сжигался при наибольшей развиваемой яркости, т.е. выбирались такие условия, когда яркость горения на воздухе была максимальной - ацетилен пропускался под небольшим давлением ч/сетку с малыми отверстиями. Это, конечно, не соблюдается в приводимой в пример карбидной лампе, т.е. её реальный световой поток меньше - это неточность вычисления и фора карбидному свету.

Что означает коэффициент 6.110?

Количество часов горения при заданном световом потоке и расходе газа.

Вот это не понял совсем. Расшифруйте если не сложно.

Это не шифр. Уравнение 4 описывает, какая часть мощности создаёт видимый свет, д/этого используется стандартное преобразование по кривой видности человеческого зрения, в соответствии с ним полное преобразование 1-го ватта создаёт поток 683-685 Лм, т.е. устройство, имеющее выход 683Лм/Вт имеет КПД=1.

 

[Darkcat]

Приверженцы 1-й группы пытаются отстаивать аргументацию, что-де свет ацетиленовой лампы ближе к солнечному, чем свет СИД, что ацетиленовая лампа не искажает цвета и что свет СИД вреден и не только утомляет глаза, но и "ваздействует на мозх".

Также нужно исключить эффекты, объясняемые психическими расстройствами, заболеваниями нервной системы и органов зрения.

Свед карбидки "приятнее" глазу. Может не для всех, но существенная часть подземщиков это признает.
Исключить воздействие на мозг невозможно. Мы не роботы, а человеки. Если мне неприятен светодиодный спектр остальное неважно. В числа это не переводится (можно провести эксперимент по производительности труда, например по выискиванию кварца или скорость и качество навески, но нужна очень большая выборка и вагон добровольцев).
Порядок циферок будет такой (очень примерно, для меня лично) - с карбидкой вероятность фатальной ошибки 5%, со светодиодом - 10%. Чтобы получить достоверную выборку потребуется не менее 20 фатальных ошибок. Тоесть трупов. Без меня.
Можно только сравнивать по аналогии с менее гуманными проявлениями понятия "комфорт". Например берцы vs гортекс, телевизор vs кинотеатр, для обладающих идеальным слухом CD vs MP3 и т.п.

Можно еще поспорить на тему электролампочка vs карбидка (вот тут рассчеты по светоотдаче на килограмм самое то, спектры одинаковые или очень похожие). Спор LDS vs LED для меня не имеет смысла - оба варианта мне неприяты. Хотя идея использовать LDS для фото у меня еще не умерла, 2 из планируемых 6ти осветителей я сделал, остальное закончу к следующему сезону.

Насчет циферок по уровню светимости. Есть такой вариант - фотоэкспонометр, карбидка и лист бумаги на стене. Ставим карбидку и экспонометр скажем в метре, смотрим освещенность. Далее берем эталон - лампу накаливания в 100 (25, 40, 60...) ватт и относим ее на такое расстояние, чтобы экспонометр показывал тоже число. Потом тоже проверяем "на глаз". Селеновый фотоэлемент это не глаз всетаки. Но спектры очень похожие, так что результат должен быть сходным. По дальности отнесения лампочки и карбидки можно точно соотнести их светимости.

 

[Dhaitya]

Можно только сравнивать по аналогии с менее гуманными проявлениями понятия "комфорт". Например берцы vs гортекс, телевизор vs кинотеатр, для обладающих идеальным слухом CD vs MP3 и т.п.

Можно.
Вот здесь: http://www.caves.ru/index.php/board,6.0.html

Свед карбидки "приятнее" глазу.

И душевнее... И ещё насчёт "петь под гитару" тоже нельзя забывать.

существенная часть подземщиков это признает.

"Все домохозяйки знают, что "Ариэль"..."
Мораль: если ставите тезис, обосновывайте его цифрами, здесь не место мистическим переживаниям. Обсуждаются инженерные решения.

Насчет циферок по уровню светимости. Есть такой вариант - фотоэкспонометр, карбидка и лист бумаги на стене.

Отлично. Так и сделайте д/СИД, ацетиленовой лампы и лампы накаливания. Обязательно учтите спектральный отклик экспонометра.

Можно еще поспорить на тему...

Ни на какие темы я спорить не буду. Здесь я изложил тезисы и подкрепил их вычислениями. Результат мне безразличен. Ответы являются мусором, но т.к. читающие могут задаться вопросами, аналогичными тем, которые обсуждаются здесь сейчас, то я оставлю часть возражений мне, - ту часть, которая содержит технически и экономически обоснованные доводы.

 

[Мимоходец]

У кого-нибудь есть более или менее достоверные (и подробные) таблицы чувствительности красных, синих и зеленых колбочек и палочек?

2DJ Сварщик

Возможно вы в курсе: приведенные характеристики как горения ацетилена так и LED считались для темного зрения или для цветного? Вопрос связан с тем, что световой поток (в люменах) рассчитывается (опять же насколько я знаю) из следующих соображений:

Для вычисления величины светового потока необходимо проинтегрировать в диапазоне от 380 до 780 нм спектральную мощность излучения Φeλ (измеряется в Вт/нм), помноженную на кривую спектральной чувствительности глаза Vλ (цветную или ночную); результат следует умножить на фотометрический эквивалент излучения Km (683 лм/Вт для цветного зрения и 1699 лм/Вт для ночного зрения).

 

[Dhaitya]

Возможно вы в курсе: приведенные характеристики как горения ацетилена так и LED считались для темного зрения или для цветного?

Данных по течению опыта нет. Если исходить из скорости подачи 1000л/ч, вероятно, речь идёт о дневном зрении.

У кого-нибудь есть более или менее достоверные (и подробные) таблицы чувствительности красных, синих и зеленых колбочек и палочек?

Есть таблица дневной видности с шагом в 1mμ, точность - 4 знака после запятой. Данных по её достоверности и подробности нет.
Для работы вам потребуется достоверная и подробная спектральная таблица заданного горения ацетилена и света других источников - MHHIDL et LED.
Проще использовать готовые данные или найти иной метод оценки погрешности.

 

[Dhaitya]

Ниже приведены иллюстрации вычислений роста массы расходных материалов - карбида кальция и аккумуляторов д/источников света на ацетилене и СИД.
Скорость роста массы зависит от скорости расхода сменных компонентов, а их скорость расхода - от требуемого светового потока: чем ярче свет, тем быстрее исчерпываются расходные материалы и компоненты.
Отсутствие данных по среднему за время работы уровню расхода газа предполагает несколько вариантов - 100% (21л/ч, 6.11ч работы), 50% (10.5л/ч, 12.22ч работы), 30% (6.3л/ч, 20.36ч работы).

Внимание! Сделаны допущения, что карбидный реактор всегда имеет полную заправку воды массой 400г и что вся вода находится внутри исследуемого объекта, так что исследователь может в любой момент пополнить её запас и никогда не имеет запаса воды с собой.

Для определения более целесообразного по массогабаритным показателям источника при заданном среднем уровне светового потока, следует выбрать опорный график, на котором изображён рост массы карбида кальция, затем выбрать график сравниваемого типа аккумулятора и определить точку пересечения этих графиков. Её проекция на орт X является значением времени, таким что при любом меньшем или равном времени аккумуляторная система выигрывает по массогабаритным показателям у ацетиленовой. Орты: X - часы работы, Y - масса расходуемых материалов и компонентов, [кг].

Рост массы для скорости расхода 21 л/ч.

Y1 - ацетиленовая лампа
Y2 - сернокислотный аккумулятор
Y3 - никель-гидридный аккумулятор
Y4 - литиевый аккумулятор тяговой системы
Y5 - литиевый аккумулятор
Y16 - ацетиленовая лампа с полным запасом воды

Видно пересечение с Y2 ч/4.5 часов работы и с Y3 - ч/11 часов работы при условии максимальной газоотдачи реактора.
Пересечения с литиевой системой отсутствуют, т.к. необходимая масса аккумуляторов меньше массы сухого карбида кальция.

Рост массы для скорости расхода 10.5 л/ч.

Y6 - ацетиленовая лампа
Y7 - сернокислотный аккумулятор
Y8 - никель-гидридный аккумулятор
Y9 - литиевый аккумулятор тяговой системы
Y10 - литиевый аккумулятор
Y17 - ацетиленовая лампа с полным запасом воды

Видно пересечение с Y7 ч/8.5 часов работы и с Y8 - ч/19.5 часов работы при условии газоотдачи реактора 10.5 л/ч.
Пересечения с литиевой системой отсутствуют, т.к. необходимая масса аккумуляторов меньше массы сухого карбида кальция.

Рост массы для скорости расхода 6.3 л/ч.

Y11 - ацетиленовая лампа
Y12 - сернокислотный аккумулятор
Y13 - никель-гидридный аккумулятор
Y14 - литиевый аккумулятор тяговой системы
Y15 - литиевый аккумулятор
Y18 - ацетиленовая лампа с полным запасом воды

Видно пересечение с Y12 ч/12.5 часов работы и с Y13 - ч/28 часов работы при условии газоотдачи реактора 6.3 л/ч.
Пересечения с литиевой системой отсутствуют, т.к. необходимая масса аккумуляторов меньше массы сухого карбида кальция.