Для чего нужен стробоскоп на фонарике
Для чего нужен режим стробоскопа в фонарях?
Сегодня всё чаще многочисленные режимы работы фонарей включают в себя «стробоскоп». Рассмотрим практическое назначение этого функционала.
Стробоскоп – это источник света, быстро воспроизводящий повторяющиеся яркие световые импульсы. На способность таких вспышек дезориентировать человека обратили внимание еще в 1950-х годах. Пилоты вертолетов стали всё чаще жаловаться на головокружение и сложности в управлении машиной. Дело в том, что вращающиеся лопасти вертолета заставляли мерцать солнечный свет, создавая эффект стробоскопа.
В чем он заключается? Под воздействием яркого точечного света в мозгу человека создается некое изображение. Эта картинка может меняться в зависимости от длительности и частоты светового воздействия. Если изображения появляются и пропадают очень часто, мозг не успевает приспособиться к их циклу. Он пытается совместить картинки в цельный образ, меняющийся с каждой вспышкой. При этом такие «остаточные изображения» накапливаются, загружая мозг, нарушая зрение, вызывая смятение и дезориентацию.
Таким образом, одна из основных целей режима «стробоскоп» – дезориентировать, ослепить и психологически нейтрализовать противника. Немаловажный факт: результат воздействия стробоскопа зависит от его частоты мерцания. Так, полноценный стробоскопический ослепляющий эффект оказывает частота порядка 10-16 Гц (10-16 вспышек в секунду). Но необходимо помнить: стробоскоп, даже если его направить в другую сторону, слепит и своего владельца. Поэтому для использования тактического фонаря со стробоскопом необходим опыт. Также желательно иметь второй источник света – немерцающий. С этой ролью справится, например, налобный фонарь.
Однако режим стробоскопа можно использовать не только в целях обороны. Фонарь с этой функцией – прекрасное устройство для обнаружения. В экстренной ситуации мерцающим сигналом легче привлечь внимание – например, если человек заблудился в лесу.
Выбираем фонарь со стробоскопом. Важные параметры и для чего он нужен
Что такое стробоскоп?
Ещё в прошлом веке исследователи поняли, что непродолжительные и яркие вспышки света оказывают негативное воздействие на человека. Световое излучение с частотой вспышек от 6 Гц до 20 Гц дезориентирует человека. Значительно позднее это знание было реализовано в фонарях, в результате чего и появился стробоскоп, источник света, вспыхивающий с определённой частотой.
Длительное время стробоскоп в фонарях рассматривался только как сигнальное средство, способное указать ваше местоположение. Позднее он превратился в достаточно эффективное средство самообороны. Карманный фонарь с функцией стробоскопа не занимает много места и может оказаться полезным в случае нападения животного или человека.
Хорошим примером качественного фонаря со стробоскопом является модель Nitecore P10GT. Он оснащён отдельной кнопкой для быстрого включения стробоскопа, а также имеет качественный светодиод, выдающий до 900 люмен яркости.
Важные параметры при выборе фонаря со стробоскопом
Несмотря на то, что режим стробоскопа имеется во многих современных фонарях, стать настоящим средством самообороны может далеко не каждый из них. Обратите внимание на модели, имеющие отдельную кнопку для включения режима стробоскопа. Фонарь с отдельной кнопкой стробоскопа позволит максимально неожиданно направить луч в глаза нападающего, что в определённых ситуациях может спасти жизнь. Некоторые фонари оснащаются специальной металлической кромкой, которая может использоваться для нанесения ударов напавшему на вас.
Также обратите внимание на следующие параметры:
Если вы планируете купить фонарь для самообороны, то стоит обратить внимание на модели Nitecore P05 Black и Nitecore P05 Pink, разработанный специально для женщин. Оба фонаря имеют отдельную кнопку включения режима стробоскопа. Кроме того, в конструкции корпуса предусмотрена специальная металлическая кромка, которой можно разбить стекло в экстренной ситуации или нанести удары в случае нападения. Компактные фонари, умещающиеся на ладони, не будут обременять при повседневном ношении и окажутся полезными в разных ситуациях.
Фонарь — тактика применения. Часть 2
В данной статье мы хотим раскрыть некоторые преимущества малых «тактических» фонарей, и коснуться некоторых моментов действий в условиях низкой освещённости, с которыми желательно быть знакомым каждому патрульному.
В прошедшее десятилетие в технологии фонарей наблюдается значительный прогресс, и правоохранительным органам на пользу множество новых возможностей, обеспечиваемых относительно недорогими фонарями. Рука об руку с технологиями идут новые возможностями по использованию старых знакомых предметов (читайте кратко в нашей статье «Фонарик как оружие«).
Использование прерывистого света — стробоскопа
Прерывистый свет — один из самых подходящих режимов использования фонарей правоохранительными органами, при этом самый неверно толкуемый и неверно применяемый. В этом режиме сотрудники включают фонари для кратковременного освещения, или выполняют короткие вспышки. Вот несколько примеров, когда необходим прерывистый свет:
Очевидно, фонарь с функцией стробоскопа может быть попросту переключён в этот режим на краткое время, чтоб осветить нужные области. Иначе, сотрудникам нужно выключать фонарь после осмотра, чтобы укрыться в темноте. В целом, человеку трудно определить время и расстояние без света. Этот метод включения-выключения призван дезориентировать подозреваемого относительно намерений и местонахождения сотрудника.
Сотрудникам нужно тренироваться и практиковаться, чтобы уверенно действовать в темноте. Есть причина успехам в Ираке и Афганистане — власть над темнотой, посредством ночной оптики и правильной осветительной техники. Спросите ветерана, и держу пари — он скажет, что лучше вести бой ночью, чем днём. Многие задания высокого риска осуществляются в тёмное время суток, поэтому чем удобнее, тем лучше.
При соответствующем обучении, мозг — замечательный инструмент. Практикуйтесь в движении через тёмные помещения, строения и дворы, как можно меньше используя свет. Сотрудник легко может приобрести навык осмотра области несколькими вспышками света с последующим прохождением сквозь неё в относительной безопасности под покровом темноты. Представьте себе удивление подозреваемого, когда он отслеживает перемещение сотрудника, и свет сперва вспыхивает в одном месте, а через несколько мгновений краткая вспышка происходит в совершенно другом.
Важно отметить, что эта техника лучше всего годится для режима поиска, когда сотрудник вынужден пересекать открытые пространства, скудные на укрытия.
В этом режиме сознание занято вопросом, где именно находится подозреваемый, прячущийся где-то в обследуемой области, и сотрудник должен двигаться как можно незаметнее. Соблюдение тишины так же важно, как осторожность в использовании света.
Если контакт произошёл, или что-то привлекло интерес сотрудника, можно использовать ещё одну вспышку прерывистого света для осмотра области. Если местнахождение подозреваемого установлено, следует переключиться на непрерывное свечение, как обсуждалось выше. В ситуации, когда офицер двигался, он должен удерживать луч фонаря с непрерывным свечением на подозреваемом, в то же время двигаясь в укрытие.
По опыту десятков тренировок (часто с бойцами SWAT в качестве плохих парней) могу сказать, что применение прерывистого света очень эффективно действует на подозреваемых, убеждая их в неминуемых неприятностях, если они не сдадутся.
Мне повезло обучаться с сотрудниками и инструкторами, имевшими многочасовой опыт действий в условиях низкой освещённости, и могу определённо утверждать, что навык таких действий нарабатывается достаточно быстро, если преподаётся правильно. И когда вы применяете правильные методы, это оказывает сокрушительное действие на тех, кто таится, желая вам зла, или просто прячется.
Другой хороший пример использования прерывистого света — когда сотрудник осуществляет «быстрый осмотр». Он предпринимается, когда сотрудник находится в укрытии, например, за стеной или дверью, и хочет осмотреться, не высовываясь надолго. «Быстрый осмотр» обычно предпринимается после того, как офицер «срезал угол» (“cut the pie”). «Срезание угла» — это техника, предполагающая медленное и осторожное продвижение вокруг угла с целью исследования области за ним, чаще всего в дверных проёмах или в конце коридоров.
При быстром обзоре сотрудник остаётся в укрытии, сперва используя другие органы чувств. Да, фонарь — большое подспорье, он не забывайте об остальных чувствах помимо зрения. Если вы из укрытия чувствуете табачный перегар, или вонь носков, или слышите сопение — оставайтесь в укрытии и встречайте плохиша на своих условиях! Если ничего не чувствуете, но всё ещё намерены проверить интересующую область — пора предпринять быстрый осмотр.
Цель быстрого осмотра — в том, чтобы позволить сотруднику заглянуть в потенциально опасную область, и сделать это достаточно быстро, чтобы подозреваемый не успел выстрелить или напасть. Сотрудник бросает моментальный взор на окружающее, а осмысливает его уже в укрытии, подобно тому, как постепенно проявляется «поляроидный» снимок (молодые сотрудники могут поглядеть в интернете, что это такое).
Если сотруднику нужно заглянуть в сомнительную область в другом направлении, он смещается и затем выполняет «быстрый обзор» из другого положения (присев на колено, полулёжа). Быстрый обзор проводится с начала и до конца в течение примерно одной секунды, и даже быстрее — теми, кто хорошо знаком с техникой.
В зависимости от обстоятельств, сотрудник может продолжить «рисованием» светом или переместиться в другую область, предпочтительно под покровом темноты. Сотрудникам нужно помнить, что эти техники — это инструмент, используемый по ситуации, а не в обязательном порядке.
При всех выгодах использования прерывистого света, этот способ имеет свои тонкости и вызывает немало скепсиса. Я твёрдо уверен, что критики его никогда не пробовали, а ещё вероятнее — пробовали неправильно и быстро отказались от него вследствие своих ошибок. Этот метод требует тренировки и практики, в противном случае его эффект малозначителен.
В качестве примера ошибочного использования прерывистого света можно привести сотрудника, который мигает в темноту, не делая в эти моменты визуальных «фотографий» осматриваемой области. В этом случае он попусту тратит время и силы. Сотрудник должен приучить своё сознание регистрировать то, что в него поступает в краткие моменты включения света. Вас поразит объём информации и количество деталей, усваиваемых мозгом менее чем за секунду.
Экспериментируйте с «быстрым обзором»
После того, как сотрудник вернётся в укрытие, пусть его сознание начнёт восстанавливать обстановку в комнате. Попросите сотрудника рассказать, что он видел, как можно подробнее. По мере того, как он справляется с описанием одного человека, можно увеличивать количество статистов в упражнении. Будет удивительно, сколько информации поступает за такое краткое время.
Достигшие успеха сотрудники будут ещё более уверены в своих действиях в темноте. Если в сотрудника попали, изучите, почему это произошло — слишком надолго высунулся, неправильно светил, слишком громко обсуждал свои действия с напарником, выглядывал более одного раза из одного и того же места и т.д.
У быстрого обзора есть свои пределы. Если выполнить его неправильно, информации для принятия решений поступит слишком мало. Если сотрудник включает фонарь перед движением, он выдаёт свои намерения подозреваемым. Если включает уже уходя — получает слишком мало информации. Если находится в помещении слишком долго — подвергается опасности.
Этот способ требует практики, практики, и ещё раз практики!
Важно помнить старое «правило трёх». Оно гласит, что тот, кто прикуривает от спички, привлекает внимание вражеского стрелка. Второй даёт стрелку время прицелиться. А третий получает пулю! То же самое и здесь. Если нужно бросить второй взгляд — поменяйте позицию!
Присядьте или даже залягте, если умеете, и заглядывайте с другой точки обзора. Подозреваемые предполагают, что вы будете входить стоя, и могут предугадать ваше положение в пределах двери. Можете светить высоко, а голову держать низко, и наоборот. Подозреваемых привлекает свет, поэтому для вашей головы так будет безопаснее.
Для чего нужен стробоскоп?
Стробоскопическое освещение широко применяется в тех областях промышленности, где оператор должен наблюдать за процессом производства, но наблюдение затруднено из-за эффекта смазывания. Настройки стробоскопа и получаемый результат будут зависеть от области промышленности, процесса, продукта и внешнего освещения.
Что такое стробоскопическое освещение?
Стробоскоп – это источник света, который мгновенно загорается и потухает. Это инструмент для демонстрации и настройки движущихся или вибрирующих объектов с помощью подсвечивания их импульсными лампами для создания эффекта неподвижности.
Стробоскоп был изобретён в 1836 году Жозефом Антуаном Фердинаном Плато, профессором Гентского университета (Бельгия). В 1931 году профессор Массачусетского Технологического Института д-р Гарольд Юджин Эджертон разработал ксеноновую импульсную лампу. Благодаря этому изобретению стробоскоп получил применение ещё и в фотографии, а также во многих областях коммерции и промышленности.
Стробоскопическая лампа производит очень короткую вспышку света длиною в одну стотысячную секунды. Благодаря коротким вспышкам высокой интенсивности изображение предмета «застывает» на cетчатке глаза, создавая чёткий стоп-кадр. Если предмет продолжает двигаться, его движение воспринимается как серия стоп кадров, будь то движение бейсбольного мяча или танец человека под светом стробоскопа на дискотеке.
В основном люди сталкиваются с действием стробоскопа на дискотеках или при проведении осмотра двигателя с помощью стробоскопических ламп. В таких случаях частота вспышки достаточна низка, поэтому человек может с лёгкостью проследить паузу между вспышками лампы. При этом прибор, как правило, работает с частотой 10-30 вспышек в секунду (10-30 Гц) и создаёт эффект мерцания.
Когда лампа стробоскопа превышает скорость 60Гц, вспышки появляются настолько часто, что человеческий глаз не улавливаем момент включения/выключения света. Таким образом больше не ощущается раздражающего мерцания, как в вышеуказанных случаях.
Работа стробоскопов с частотой выше 60Гц внешне ничем не отличается от освещения люминесцентными лампами или лампами накаливания, кроме того, что стробоскоп освещает движущийся предмет, создавая его чёткое изображение, на котором фокусируется глаз.
Как работает стробоскопическая лампа?
Когда предмет движется быстро, то глаза не могут сосредоточиться на нём. В зависимости от скорости движения предмета по отношению к расстоянию от смотрящего предмет может казаться размытым (расплывчатым) изображением. Например, лопасти вентилятора при вращении кажутся полупрозрачной плоскостью. Наблюдатель пытается сконцентрироваться на лопастях, но так как они продолжают движение, глаза получают только размытую картинку:
Попытки сконцентрироваться на движущемся предмете ясно демонстрируют нам ограниченность нашего зрения. Реагирование глаза на свет можно сравнить с реакцией химических веществ на плёнке фотоаппарата. Когда свет попадает на химические вещества, они активируются и формируют изображение на плёнке. Если фотографируемый объект движется слишком быстро, изображение получается смазанным. Чтобы решить эту проблему, фотограф увеличивает выдержку затвора. При короткой выдержке сокращается время активации светом химического материала. Так как затвор открыт на меньший интервал времени, объект лучше фиксируется и получается менее размытым на плёнке. Таким образом, фотограф получает более чёткое изображение. Очевидно, что мы не можем увеличить частоту восприятия наших глаз, поэтому нам необходимо подобрать подходящий фотографический затвор, который не произведёт разрушающий, раздражающий или ограничивающий наши возможности эффект.
Вспышка стробоскопической лампы замораживает движение предмета так же, как это делает затвор фотоаппарата. На вспышку длиною 10-30 мкс сетчатка глаза реагирует как на стоп-кадр. Объект, движущийся со скоростью 600 м/мин, проходит расстояние в 0,1 мм за это время, и оно представляется настолько ничтожным, что глаз воспринимает его как отсутствие движения. Таким образом устраняется эффект размытости и повышается контрастность, которая имеет решающее значение для выделения и распознавания предмета. При увеличении частоты вспышки в поле зрения глаза прокручивается последовательность изображений, которая стимулирует выявление и идентификацию дефектов. Когда глаз видит один и тот же дефект несколько раз, он сосредотачивается на нём и дефект отпечатывается в сознании.
Синхронизация стробоскопической вспышки
При изменении времени появления вспышки стробоскопа или интервалов между вспышками (частоты вспышек) движущийся или вращающийся объект может казаться:
В вышеупомянутом примере с вентилятором лопасть будет казаться неподвижной, если вспышка будет синхронизирована с определённым положением лопасти при вращении. Это происходит оттого, что стробоскопическая вспышка отображает одно и то же изображение на сетчатке глаза. Поскольку сетчатка не видит движения лопастей между импульсами стробоскопа, глаз воспринимает это как состояние покоя.
Если стробоскоп синхронизирован на частоту вспышек, немного превышающую скорость вращения вентилятора, то лопасть не будет успевать принимать то же положение при возникновении следующей вспышки. В таком режиме на сетчатке глаза будет отображена последовательность положений лопасти с отклонением назад в каждом последующем кадре. Поэтому будет казаться, что вентилятор медленно движется в обратном направлении.
Рис1: Если кажется, что вентилятор движется в обратную сторону, то частота стробоскопической вспышки выше скорости вращения лопастей:
Если стробоскоп синхронизирован на частоту вспышек, немного отстающую от скорости вращения вентилятора, то лопасть будет вставать в то же положение раньше возникновения следующей вспышки. В таком режиме на сетчатке глаза будет отображена последовательность положений лопасти с отклонением вперёд в каждом последующем кадре. Поэтому будет казаться, что вентилятор медленно движется вперёд.
Рис2: Если кажется, что вентилятор движется вперёд, то частота стробоскопической вспышки ниже скорости вращения лопастей:
Наблюдение за технологической линией без отпечатанного изображения
При наблюдении линейно движущейся линии, например, при обработке стали, можно наблюдать аналогичный с вентилятором алгоритм.
При наблюдении технологических линий важно поддерживать частоту вспышки выше значения 50-60 Гц. Так как при отсутствии повторяющегося шаблона глаза не могут зафиксироваться, необходимо преодолевать частоту мерцания. В таком случае устанавливается такая частота вспышки лампы, которой будет достаточно, чтобы зафиксировать «зернистую структуру» поверхности. Обычно частота составляет 65 до 85 вспышек в секунду, что значительно превышает обнаруживаемую частоту мерцания. Зерновой рисунок металлической поверхности на полосе может казаться неподвижным или «плавающим». Увеличивая или уменьшая частоту вспышки, вы можете передвигать зернистую структуру вперед или назад по полосе. После того, как вы зафиксировали зернистую структуру, любой дефект, выбивающийся из
обычной схемы прокатки, будет легко обнаружить. Такая зернистая структура является результатом процесса шлифовки валов конвейера при прокатке, которые передают свой рисунок прокатываемому материалу.
Возможно, вы столкнётесь с материалом без зернистой структуры. Например, такое можно наблюдать, когда поверхность валов конвейера гладкая, т. е. они изготовлены из нержавеющей стали высокого качества. В таком случае рекомендуется настроить частоту вспышек выше 70 Гц.
Инерция зрения
Существуют ошибочные представления о работе стробоскопов, которые необходимо прояснить.
Часто с работой стробоскопа ассоциируется мерцание. Благодаря феномену инерции зрения при высокой частоте вспышки мерцание не наблюдается. Лампа стробоскопа быстро включается и выключается каждую секунду, при этом каждая вспышка длится только 10 мкс за импульс. Из математического соотношения видно, что свет практически никогда не включён. Даже при частоте 60-100 Гц лампа находится в выключенном состоянии 99% времени. Тем не менее, глаз поглощает свет подобно тому, как губка впитывает влагу. Губка впитывает влагу быстро, но испаряет её очень медленно. Вспышка света активирует химические вещества глаза. Когда свет выключается (или в нашем случае в промежуток между вспышками) реакция на химические вещества угасает экспоненциально и занимает 350 мс до полного угасания.
При частоте вспышки выше 60 Гц химические вещества активируются заново быстрее, чем угасает свет, поэтому глаз не улавливает пауз между вспышками. Фотохимический процесс глаза, заключающийся в удерживания света, называется «инерцией зрения».
Каждый световой импульс освещает предмет только в течение одной стотысячной секунды или при частоте 60 Гц 6/10 000 секунды. Но при частоте выше 50-60 Гц благодаря инерции зрения промежутки темноты нивелируются и предмет кажется непрерывно освещённым.
Именно из-за инерции зрения вы не замечаете отдельных кадров кино- или телеизображения, частота которых не превышает 48-60 вспышек в секунду. Ниже представлен раскадровка обычного кинофрагмента. По этой же причине вы видите пятно после того, как вы делаете снимок с включённой вспышкой фотокамеры. Вспышка перегружает химическую реакцию сетчатки глаза, и пятно остается там на какое-то время.
Наблюдение за технологической линией печати
В определённых областях применения, таких как полиграфия, частота вспышки, скорее всего, будет ниже 50 Гц и световой импульс будет заметен. И в этом случае благодаря инерции глаза вы не будете испытывать дискомфорт, потому что передаваемое на сетчатку глаза изображение будет оставаться там до тех пор, пока следующая вспышка не обновит изображение.
Подобно лопастям вентилятора, синхронизированным со вспышкой, печатная серия также будет казаться неподвижной. Глазам станет дискомфортно, только когда частота будет ниже 20 Гц. Тем не менее, такая частота вспышки допускается и в определённых случаях понижается до 5 Гц.
Яркость против чёткости
Многие люди считают, что если на поверхность быстродвижущегося объекта падает большое количество света, то дефекты этого объекта будет легче рассмотреть.
Вернёмся к описанию работы глаза, когда на плёнке фотоаппарата появляется размытый снимок из-за продолжительности движения во время открытия затвора. Если вы не можете управлять выдержкой камеры (или глаза в данном случае), всё, что вы получаете от яркого света – это более яркий эффект смазывания.
Поскольку у глаза нет затвора, мы создадим эффект затвора с помощью импульсной лампы стробоскопа. Лампа стробоскопа создаёт короткий световой импульс. Как упоминалось ранее, свет не горит 99% времени. Это отличается от действия ламп накаливания, люминесцентных, ртутных и галогенных ламп. Такие лампы образуют непрерывный свет, который постоянно активируют химическую реакцию глаза. Именно поэтому при таком непрерывном свете вы наблюдаете призрачные или размытые изображения быстродвижущихся предметов. При правильной установке прибора всего нескольких сотен люксов
стробоскопического света достаточно для рассмотрения мельчайших деталей. Короткий импульс света действует подобно затвору, передавая серию чётких, ясных изображений на сетчатку глаза наблюдателя. Квалифицированные инспекторы и операторы прокатного стана, которые имеют представление о дефектах поверхности, могут незамедлительно выявить изъяны при скорости до 2000 м/мин.
Неопытным операторам будет легче определять дефекты при стробоскопическом освещении, и они быстро научатся выявлять дефекты производства.
Влияние внешнего освещения на стробоскопическое
Стробоскопический эффект снижается, если стробоскопическое освещение смешивается с внешним освещением. Для достижения необходимого стробоскопического эффекта стробоскопическое освещение должно быть в 4 раза сильнее внешнего. Под внешним освещением понимается весь свет, который прямо или косвенно попадает на осматриваемую поверхность, т.е. свет от ламп накаливания, люминесцентных, кварцевых, натриевых/ртутных ламп, а также и естественный свет. В некоторых случаях необходимо принять меры по уменьшению интенсивности данных видов освещения.
Рис: Ослабление стробоскопического эффекта при соотношении внешнего и стробоскопического освещения 1/1 вместо 1/4:
При усилении внешнего освещения стробоскопический эффект ослабевает. В таком случае следует либо установить стробоскоп ближе к поверхности, либо усилить стробоскопическое освещение, либо оборудовать колпак для защиты наблюдаемой зоны от внешнего света.
Стробоскопическое освещение в промышленности
При использовании стробоскопа для наблюдения за движущимся объектом свет оказывает такое же влияние на глаза, как и вспышка фотокамеры на плёнку. Каждый импульс стробоскопа даёт чёткое, ясное изображение, поэтому можно рассматривать мельчайшие детали объекта или поверхности на высоких скоростях без возникновения эффекта смазывания. Именно по этой причине стробоскопическое освещение используется как инструмент для визуального осмотра невооружённым глазом многих непрерывных процессов, а также для усовершенствования анализа движения или видеографии.
Стробоскопическое освещение широко применяется в тех областях промышленности, где оператор должен наблюдать за процессом производства, но наблюдение затруднено из-за эффекта смазывания. Настройки стробоскопа и получаемый результат будут зависеть от области промышленности, процесса, продукта и внешнего освещения.
Существует два основных типа процессов, для наблюдения которых используется стробоскоп: вращательные и линейные:
Источник публикации – Unilux Europe GmbH