Что такое стробоскопы. Стробоскопы: принцип работы, применение и эффекты

Что такое стробоскоп и как он работает. Где применяются стробоскопы в промышленности и повседневной жизни. Какой эффект создает стробоскопическое освещение. На чем основан стробоскопический эффект.

Что такое стробоскоп и принцип его работы

Стробоскоп — это прибор, создающий периодические яркие вспышки света с высокой частотой. Основные компоненты стробоскопа:

• Источник света (газоразрядная лампа, светодиоды)
• Электронная схема управления, генерирующая импульсы
• Отражатель для фокусировки светового потока

Принцип работы стробоскопа заключается в следующем:

1. Электронная схема генерирует короткие электрические импульсы с заданной частотой
2. Импульсы подаются на газоразрядную лампу или светодиоды
3. Источник света мгновенно загорается и гаснет, создавая яркие вспышки
4. Частота вспышек может регулироваться, обычно в диапазоне от нескольких герц до нескольких килогерц

Благодаря очень короткой длительности вспышек (микросекунды) и высокой яркости, стробоскоп позволяет «замораживать» движение быстро движущихся объектов.

Области применения стробоскопов

Стробоскопы нашли широкое применение в различных сферах:

В промышленности

• Контроль вращающихся и движущихся механизмов
• Измерение скорости вращения валов, шкивов, зубчатых колес
• Визуальный осмотр быстродвижущихся поверхностей на производственных линиях
• Настройка и проверка оборудования

В науке и технике

• Высокоскоростная фотография и видеосъемка
• Изучение быстропротекающих процессов
• Калибровка измерительных приборов

В развлекательной индустрии

• Световые эффекты на дискотеках и концертах
• Создание иллюзий в цирковых представлениях
• Специальные эффекты в кино

Возможность «замораживать» движение позволяет использовать стробоскопы для визуального анализа быстрых процессов, недоступных для восприятия невооруженным глазом.

Стробоскопический эффект и его особенности

Стробоскопический эффект — это оптическая иллюзия, возникающая при наблюдении движущихся объектов в прерывистом свете. Суть эффекта в следующем:

• При освещении движущегося объекта короткими вспышками света глаз воспринимает серию «стоп-кадров»
• Если частота вспышек совпадает с частотой движения объекта, он кажется неподвижным
• При небольшом отличии частот возникает иллюзия медленного движения вперед или назад

Как проявляется стробоскопический эффект в разных ситуациях:

При освещении вращающихся объектов

Рассмотрим колесо, вращающееся с частотой 1000 об/мин. При освещении стробоскопом с частотой 1000 вспышек в минуту колесо будет казаться неподвижным. Если немного увеличить частоту вспышек, возникнет иллюзия медленного вращения колеса в обратную сторону.

При съемке движущихся объектов

В кино и на телевидении стробоскопический эффект может проявляться как искажение движения. Например, колеса автомобиля могут казаться вращающимися в обратную сторону из-за совпадения частоты кадров и оборотов колес.

В повседневной жизни

Стробоскопический эффект можно наблюдать при освещении движущихся предметов люминесцентными или светодиодными лампами, работающими на частоте электросети. Это может вызывать неприятные зрительные ощущения и даже головокружение у некоторых людей.

Преимущества использования стробоскопов в промышленности

Применение стробоскопов в производстве дает ряд важных преимуществ:

• Возможность визуального контроля быстродвижущихся объектов без остановки производственного процесса
• Выявление дефектов и неисправностей оборудования на ранних стадиях
• Повышение качества продукции за счет оперативного обнаружения брака
• Снижение простоев оборудования благодаря своевременной диагностике
• Безопасность персонала при осмотре работающих механизмов

Как стробоскопы помогают в разных отраслях промышленности:

В полиграфии

Стробоскопы позволяют контролировать качество печати на высокоскоростных печатных машинах. Оператор может визуально оценить четкость изображения, совмещение красок и другие параметры без остановки печатного процесса.

В текстильной промышленности

С помощью стробоскопов проверяют равномерность натяжения нитей, выявляют дефекты ткани на ткацких станках, работающих на высоких скоростях. Это позволяет своевременно устранять неполадки и повышать качество продукции.

В металлургии

Стробоскопическое освещение используется для осмотра поверхности прокатываемого металла, выявления трещин, раковин и других дефектов. Это особенно важно при производстве высокоточных изделий.

Особенности применения стробоскопов для контроля движущихся объектов

При использовании стробоскопов для контроля движущихся объектов важно учитывать следующие факторы:

Выбор частоты вспышек

Частота вспышек стробоскопа должна быть кратна скорости движения объекта. Например, для контроля вала, вращающегося со скоростью 3000 об/мин, можно использовать частоту 3000, 1500 или 1000 вспышек в минуту. Это позволит «остановить» изображение вала.

Синхронизация с движением

Для точного контроля некоторых объектов требуется синхронизация стробоскопа с их движением. Например, при осмотре зубчатых колес стробоскоп может синхронизироваться с прохождением каждого зуба, что позволяет детально проверить состояние зубьев.

Учет внешнего освещения

Для достижения наилучшего эффекта яркость вспышек стробоскопа должна значительно превышать уровень внешнего освещения. В некоторых случаях может потребоваться затемнение рабочей зоны.

Безопасность персонала

Длительное наблюдение за объектами в стробоскопическом свете может вызывать утомление глаз и головокружение. Поэтому важно ограничивать время непрерывной работы со стробоскопом и делать перерывы.

Современные тенденции в развитии стробоскопов

Технологии стробоскопов продолжают развиваться. Основные направления совершенствования:

• Применение светодиодных источников света вместо газоразрядных ламп
• Разработка цифровых стробоскопов с микропроцессорным управлением
• Интеграция стробоскопов с системами машинного зрения
• Создание портативных аккумуляторных стробоскопов для мобильного применения
• Разработка специализированных стробоскопов для конкретных отраслей промышленности

Эти инновации позволяют повысить эффективность применения стробоскопов в промышленности и расширить сферы их использования.

Для чего нужен стробоскоп?

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.

 

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:

Размытие изображения называется «motion blur» (смазывание). Из-за эффекта смазывания невозможно чётко видеть предмет, движущийся со скоростью 80 м/мин, и довольно затруднительно различить предмет, скорость которого находится в диапазоне от 40 до 80 м/мин

.

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:

1. остановившимся
2. немного отклоняющимся вперёд или назад.

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:

• При наблюдении за такими вращательными элементами, как двигатели, валы, зубчатые колёса, лопасти и т. п. наблюдаемый объект вращается в определённом пространстве и может быть зафиксирован для проверки на наличие дефектов, вибрации, рассогласованности, бокового зазора и т. д.
• При наблюдении за линейными процессами, такими как производство стали, текстиля, пластмассы, печать и переработка происходит проверка на наличие двух типов дефектов – повторяющихся и случайных. Повторяющийся дефект воспроизводится через фиксированные интервалы. Это может быть отметка вальца на стали или царапина на печатной форме. Случайный дефект появляется на наблюдаемых поверхностях один раз или несколько раз через разные интервалы. Поскольку стробоскопический эффект обеспечивает передачу нескольких изображений на сетчатку глаза, одиночный дефект проявляется несколько раз, когда он проходит под стробоскопом, что облегчает его обнаружение оператором. Как упоминалось ранее, если глаз видит изображение несколько раз, оно запоминается. Таким образом, оператор сможет выявить и повторяющиеся, и случайные дефекты и принять соответствующие меры.

Важнейшей областью применения стробоскопов Unilux является осмотр поверхностей в сетях и полосах при производстве бумаги, печати, переработке, обработке металлов, также стробоскопы используются и во многих других отраслях.

---

Источник публикации – Unilux Europe GmbH

Стробоскоп — это… Что такое Стробоскоп?

Стробоскопическое изображение отскакивающего мяча, снятое с частотой 25 кадров в секунду.

Стробоскоп (от греч. στρόβος — «кружение», «беспорядочное движение» и σκοπέω — «смотрю») — прибор, позволяющий быстро воспроизводить повторяющиеся яркие световые импульсы. Первоначально был игрушкой.

Часто используется на вечеринках, дискотеках и концертах.

Музыкальный стробоскоп — один из вариантов светодинамической установки для дискотеки, использующий вспышки с разной частотой импульсной лампы.

Также стробоскоп — прибор для наблюдения быстрых периодических движений, действие которого основано на стробоскопическом эффекте.

Устройство

Первые стробоскопы представляли собой источник света с помещённым перед ним обтюратором: двумя непрозрачными дисками — неподвижным и вращающимся — с узкими прорезями. Когда прорези совмещались, исследуемый с помощью стробоскопа объект освещался. В современных стробоскопах используются газоразрядные импульсные лампы, а также импульсные лазеры. С появлением в последнее время ярких и сверхъярких светодиодов их также стали успешно применять в стробоскопах.

Стробоскопический эффект

Стробоскопический эффект — зрительная иллюзия, возникающая, главным образом, в кинематографе и телевидении в случаях, когда частота киносъемки и проекции близка к частоте отображаемого процесса. Например, при вращении колеса повозки на экране может казаться, что оно неподвижно или даже вращается в обратную сторону. Это происходит из-за того, что одинаковые спицы колеса за время съемки одиночного кадрика проходят угол, примерно равный или незначительно меньший, чем угол между ними. Аналогичное явление можно наблюдать при работе стробоскопа в темном помещении. На стробоскопическом эффекте была основана регулировка скорости вращения диска проигрывателей грампластинок: при точной настройке изображение ребристой поверхности диска, освещаемое стробоскопом, должно было казаться неподвижным. Также, действие некоторых типов тахометров основано на стробоскопическом эффекте. Стробоскопический эффект считается искажением второго рода при записи и воспроизведении изображений и имеет ту же природу, что явление муара в телевидении или цифровой фотографии. Полностью избавиться от стробоскопического эффекта в кино и телевидении практически невозможно. Можно уменьшить его интенсивность увеличением частоты киносъемки и проекции или увеличением смаза единичного изображения (кадрика) путем увеличения выдержки, зависящей от угла раскрытия обтюратора.

Стробоскопический эффект очень опасен на производстве в условиях машиностроительных цехов: при определенном стечении обстоятельств и освещении цеха газоразрядными лампами, возможна иллюзия того, что стремительно вращающиеся части станка кажутся абсолютно неподвижными. В условиях цеха, когда из-за зашумленности определить движение предметов можно только визуально, это может стать причиной мгновенной гибели или увечья. Для предотвращения этого, освещение цехов газоразрядными лампами должно производиться с питанием нескольких цепей осветительных ламп от разных фаз.

Стробоскопическое изображение

См. также

Ссылки

зачем нужны и можно ли ставить?

Зачем это нужно.

В настоящее время среди автомобилистов получили широкую популярность светодиодные стробоскопы. Их установка делает вид автомобиля более ярким и, в некотором смысле, агрессивным. По своему прямому назначению стробоскопы на авто относятся к проблесковым маячкам. Их основная задача – подавать сигналы другим водителям яркими вспышками света, привлекать внимание на дороге.

 

 

Разрешены или нет?

Если вы собираетесь установить на свой автомобиль светодиодные стробоскопы, то необходимо знать, что некоторые их модели относятся к спецсигналам. Поэтому, чтобы официально пользоваться таким светосигналом, необходимо получение разрешения на их установку и использование. Но белые стробоскопические ходовые огни не относятся к спецсигналам, поэтому их установка и использование не является нарушением ПДД.

Достоинства светодиодных стробоскопов.

Светодиодные стробоскопы имеют некоторые свойства, за которые они ценятся среди автомобилистов и получают широкое распространение. К таким свойствам стробоскопов относятся:

• Универсальность. Светодиоды можно установить на любом автотранспорте, независимо от вида, типа, марки, включая мотоциклы.
• Долговечность. Благодаря отсутствию нити, как в лампах накаливания, которая, со временем перегорает, светодиоды, практически вечны в своём применении.
• Экономичность. Светодиодные стробоскопы потребляют очень малое, можно сказать, мизерное количество энергии. Все расходы на светодиоды, связаны только с их приобретением и установкой, поэтому экономических позиций это наиболее перспективное вложение средств в приборы освещения.
• Стробоскопы, установленные на автомобиль, не требуют какого-либо специального обслуживания, просты в использовании, при этом очень эффективны. Свою прямую задачу по привлечению внимания к машине, когда в этом есть необходимость, светодиоды выполняют превосходно.
• Существует большое количество самых различных видов светодиодных стробоскопов. Их можно установить в самых разных частях автомобиля. При желании, автомобиль можно сделать похожим на новогоднюю ёлку, обвешанную сверкающими гирляндами.

Какие бывают стробоскопы.

Можно установить стробоскопы на авто в виде фар-вспышек белого, синего, жёлтого, бело-желтого, красно-синего и других цветов/ Часто автомобилисты устанавливают стробоскопы под решётку радиатора, чтобы не привлекать внимания сотрудников ГИБДД, либо внутри салона. Существуют модели, позволяющие размещать стробоскоп на крыше автомобиля (проблесковый маячок).

 

Хотите самые крутые стробоскопы? Жми сюда

 

Стробоскоп — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Стробоскопическое изображение отскакивающего мяча, снятое с частотой 25 кадров в секунду.

Диск электрофона (на который укладывается грампластинка) не вращается. По краю диска нанесены ряды меток: верхний ряд — для грампластинок на 45 об/мин, нижний — для грампластинок на 33⅓ об/мин.

Диск электрофона вращается со скоростью 45 об/мин. Нижний ряд меток «размыт», верхние метки кажутся неподвижными.

Стробоско́п (от греч. στρόβος — «кружение», «беспорядочное движение» и σκοπέω — «смотрю») — прибор, позволяющий быстро воспроизводить повторяющиеся яркие световые импульсы.

Стробоскопом также назывался прибор для демонстрации движущихся рисунков, изобретённый в 1832 году учёным Жозефом Плато.

Современный стробоскоп часто используется на вечеринках, дискотеках и концертах.

Музыкальный стробоскоп — один из вариантов светодинамической установки для дискотеки, использующий вспышки с разной частотой импульсной лампы.

Также стробоскоп — прибор для наблюдения быстрых периодических движений, действие которого основано на стробоскопическом эффекте.

Устройство

Первые стробоскопы представляли собой источник света с помещённым перед ним обтюратором: двумя непрозрачными дисками — неподвижным и вращающимся — с узкими прорезями. Когда прорези совмещались, исследуемый с помощью стробоскопа объект освещался. В современных стробоскопах используются газоразрядные импульсные лампы, а также импульсные лазеры.

С появлением в последнее время ярких и сверхъярких светодиодов их также стали успешно применять в стробоскопах.

Стробоскопический эффект

Видеоурок: стробоскопический эффект

Стробоскопический эффект — зрительная иллюзия, возникающая, главным образом, в кинематографе и телевидении в случаях, когда частота киносъёмки и проекции близка к частоте отображаемого процесса. Например, при вращении колеса повозки на экране может казаться, что оно неподвижно или даже вращается в обратную сторону. Это происходит из-за того, что одинаковые спицы колеса за время съёмки одиночного кадрика проходят угол, примерно равный или незначительно меньший, чем угол между ними. Стробоскопический эффект в кинематографе считается проявлением искажений первого рода^[1]. Аналогичное явление можно наблюдать при работе стробоскопа в тёмном помещении.

На стробоскопическом эффекте основана регулировка скорости вращения диска некоторых проигрывателей грампластинок: освещение производилось неоновой лампой, питаемой от сети 50 Гц, поэтому лампа мерцает с частотой 100 Гц. При точной настройке скорости вращения диска, изображение штрихов на поверхности диска, освещаемой стробоскопом, кажется неподвижным. Подстройка скорости вращения диска (частоты вращения электродвигателя) производится управлением электронной схемы привода диска.

Стробоскопический эффект применяется для визуального контроля угла опережения зажигания в двигателях внутреннего сгорания: импульсная газоразрядная лампа срабатывает от высоковольтного импульса в свече зажигания, что позволяет увидеть неподвижную метку на вращающемся маховике коленчатого вала двигателя.

Стробоскопические тахометры также используют стробоскопический эффект.

Стробоскопический эффект считается искажением второго рода при записи и воспроизведении теле- и видеоизображений и имеет ту же природу, что явление муара в телевидении или цифровой фотографии. Полностью избавиться от стробоскопического эффекта в кино и телевидении практически невозможно. Можно уменьшить его интенсивность увеличением частоты киносъёмки и проекции или увеличением смаза единичного изображения (кадрика) путём увеличения выдержки, зависящей от угла раскрытия обтюратора.

Стробоскопический эффект очень опасен на производстве в условиях машиностроительных цехов: при определённом стечении обстоятельств и освещении цеха газоразрядными лампами возможна иллюзия того, что стремительно вращающиеся части станка кажутся абсолютно неподвижными. В условиях цеха, когда из-за зашумлённости определить движение предметов можно только визуально, это может стать причиной гибели или увечья людей. Для предотвращения этого освещение таких цехов газоразрядными люминесцентными лампами должно производиться с питанием разных групп осветительных ламп от разных электрических фаз осветительной сети или лампами накаливания.

Стробоскопическое изображение

См. также

Примечания

Литература

• Гребенников О. Ф. Глава III. Временны́е и пространственно-временны́е преобразования изображения // Основы записи и воспроизведения изображения / Н. К. Игнатьев, В. В. Раковский. — М.,: «Искусство», 1982. — С. 105—160. — 239 с.

Ссылки

Стробоскоп — это… Что такое Стробоскоп?

        первоначально прибор-игрушка, представлявшая два диска, вращающихся на общей оси (рис. 1). На одном диске, как на циферблате часов, рисовались фигурки в различных фазах какого-либо повторяющегося процесса, например отдельные положения движения шагающего человека. Ещё один диск, скрепленный с первым, прорезан радикальными щелями, через которые можно видеть расположенные за ними картинки.

         При вращении дисков зритель в смотровое окошко и сквозь щели вращающегося диска видит последовательно на короткие мгновения каждую из картинок и это расчленённое по времени на дискретные фазы движение объекта воспринимается им в виде слитного образа, совершающего непрерывное движение. Такое синтезирование единого зрительного образа движущегося предмета из последовательно предъявляемых через некоторые интервалы на короткое время отдельных его смещенных друг по отношению к другу изображений называется стробоскопическим эффектом (См. Стробоскопический эффект) 1-го типа.          Принцип действия древней игрушки был основан на фундаментальных свойствах аппарата человеческого зрительного восприятия, что позволило с успехом использовать его в ряде научных и технических применений. Так, на нём основано воспроизведение движущихся изображений в современной кинематографии (См. Кинематография) и телевидении (См. Телевидение).

         Стробоскопический эффект 2-го типа — иллюзия не движения, а, напротив, неподвижности предмета, на самом деле совершающего движения. При этом условием кажущейся остановки стробоскопически наблюдаемого предмета, совершающего периодическое движение с частотой f_o будет равенство или кратность этой частоты частоте стробоскопического освещения f_cтр.

         Если, например, частота вспышек света, который освещает вращающуюся спицу (рис. 2), будет равна числу оборотов спицы за 1 сек, то спица будет освещаться каждый раз в одном и том же положении «О» (в одинаковой фазе кругового движения) и зрительно она будет казаться неподвижной. Если же частоту появления вспышек несколько уменьшить, то период между вспышками увеличится и за этот период спица будет совершать целый оборот, плюс поворот ещё на небольшой угол, следовательно, при каждой следующей вспышке она будет казаться немного сдвинутой в направлении вращения, последовательно в положении 1, 2,3 и т.д., т. е. она будет казаться медленно вращающейся в том же направлении, как это показано на рис. 2, а.

         В том случае, когда частота вспышек немного больше числа оборотов спицы в сек, каждая последующая вспышка будет освещать спицу в положении, пока она не сделала ещё полного оборота, т. е. последовательно в положениях 0, 1, 2, 3… и т.д. (рис. 2, б), и она будет казаться медленно вращающейся в противоположную сторону от её реального движения. Такое же кажущееся обратное вращение спицы возникает и в случае, когда частота вспышек почти вдвое, втрое или вчетверо меньше вращения спицы. Это — т. н. стробоскопическая иллюзия, которую мы иногда видим в кино.

         Следует заметить, что при частотах вспышек, кратных частоте вращения спицы, возникает удвоение, утроение, учетверение и т.п. увеличение кажущегося числа спиц, застывающих неподвижно на равных друг от друга угловых расстояниях по ходу её вращения.

         Для использования стробоскопического эффекта требуются источники прерывистого освещения с регулируемой частотой. В настоящее время (последняя четверть 20 в.) для периодического пропускания света применяются всевозможные оптические и электронные затворы (например, Керра ячейка), а также источники импульсного освещения с регулируемыми параметрами. Приборы такого рода и называются собственно стробоскопами.          Развитие стробоскопических методов привело к созданию стробирования (См. Стробирование) — выделения отдельной фазы движения какого-либо объекта путём пропускания света от него к глазу наблюдателя с определённой Скважностью, чем достигается отделение этой фазы от мешающих наблюдателю др. фаз движения этого объекта или иных помех.          С. находят широкое применение во всех областях человеческой практики, связанных с использованием стробоскопического эффекта. Так, стробоскопический эффект 2-го типа применяется при изучении движения объектов с периодической структурой (вращающиеся диски, движущиеся линейки с делениями, колёса, валы и т.п.), его используют, например, в индикаторах угловых скоростей. См. также статьи Стробоскопические приборы, Стробоскопический метод измерений, Стробоскопия и лит. при них.

         Н. Л. Валюс.

        

        Рис. 1 к ст. Стробоскоп.

        

        Рис. 2 к ст. Стробоскоп.

Стробоскопы. Виды и работа.Применение.Стробоскопический эффект

Стробоскоп – это осветительная установка, создаваемая яркие повторяющиеся световые импульсы, чередуя их с отключением. При работе он создает стробоскопический эффект, который основан на восприятии мозгом человека остаточного изображения. Фактически стробоскопы выдают яркие повторяющиеся вспышки, создающие обман зрения при совпадении определенных условий.

Что такое стробоскопический эффект

Это обман зрения, который основан на специфике восприятия человеческого мозга. Стробоскопический эффект в большей мере применим для вращающихся объектов. К примеру, если на оборачивающийся диск светить стробоскопом, при этом частота каждого его оборота будет совпадать с появлением новой вспышкой лампы, создастся впечатление, что круг неподвижен.

Мозг человека воспринимает происходящее только в момент вспышки стробоскопа. Пока лампа не светит, диск делает оборот, что естественно незаметно. Как только стробоскоп снова осветит поверхность вращающегося круга, то глаза увидят его в том же положении, что и на предыдущей вспышке. Таким образом, мозг будет считать, что диск неподвижен.

В том случае, если частота мерцания стробоскопа и вращающегося объекта имеют небольшое несовпадение, то при каждом включении мозга будет заметно незначительное перемещение. Если диск будет вращаться очень быстро, то при несовпадении частоты просто покажется, что он очень медленно проворачивается. В зависимости от того в какую сторону происходит несовпадение частоты между вращением и мерцанием, может создаваться разный визуальный эффект перемещения объекта. Даже если диск вращается по часовой стрелке, то при определенных условиях может показаться, что происходит обратное смещение.

Стробоскопический эффект является широко известным в профессиональных кругах, в сфере кинематографа. Видеозаписывающее оборудование снимает изображения в виде картинок, которые меняются с высокой частотой, порядка 24 кадров в секунду. Каждая последующая картинка показывает изображение объекта, на котором тот немного сдвинут в сторону. Благодаря этому просматривая кадры, человеческий мозг воспринимает это как движение.

Во время съемок вращающихся объектов частота их оборотов может совпадать с частотой кадров, записываемых с помощью камеры. В дальнейшем просматривая такое видео можно заметить, что нередко у автомобиля, едущего на очень высокой скорости, колеса оборачиваются медленно, или вообще вращаются в обратную сторону. Также стробоскопический эффект очень заметен если смотреть на видеозапись вращения лопастей вертолета. Создается такое впечатление, что они неподвижны или оборачиваются очень медленно.

Стробоскопический эффект может возникнуть при использовании люминесцентных ламп с дросселем, которые также выдают свет с мерцанием. В связи с этим их запрещено применять для освещения производственных станков. Если частота мерцания ламп и оборотов станка совпадут, то у оператора может создаться впечатление, что оборудование остановилось, хотя на самом деле это не так.

В большом промышленном цеху, где множество рабочих машин, сложно определить по звуку работает двигатель у данного станка или нет. Если довериться глазам и прикоснуться к фрезе, или любой другой острой оснастке, то можно получить травму. Именно поэтому техника безопасности запрещает использовать дроссельные люминесцентные лампы на промышленных объектах с вращающимся оборудованием.

Виды стробоскопов по назначению

Данные осветительные устройства бывают следующих видов:

• Автомобильные.
• Для дискотек.
• Для наружной рекламы.
• Тактические фонари.

Автомобильные стробоскопы

Такое устройство применяется для настройки зажигания двигателя автомобиля. Для этой цели выпускаются специальные стробоскопы, представляющие собой устройство внешне похожее на пистолет с мигающей линзой. От него отходит два провода. На конце одного имеются два зажима крокодила, которые присоединяются к аккумуляторной батареи согласно полярности.

Второй кабель, идущий от стробоскопа, с помощью прищепки фиксируется на бронепроводе, подающем напряжение на свечу зажигания. После этого на шкиве и крышке двигателя, где имеются заводские метки, ставятся точки белым маркером, краской или мелом.

После запуска двигателя свечение стробоскопа направляется на метки. Под воздействием вспышек света глаз успевает замечать – где именно располагается маркер, чтобы провести правильную регулировку. Без стробоскопа различить что-то на вращающемся шкиве, который делает порядка 850 оборотов в минуту, просто невозможно. Каждая вспышка света на устройстве идет параллельно с подачей искры в цилиндре.

Помимо базовой конструкции, существуют и более усовершенствованные стробоскопы, которые имеют дополнительный провод, для присоединения к катушке автомобиля. Такие устройства позволяют работать как тахометр, они показывают текущие обороты двигателя. Также они выполняют функции вольтметра. Поскольку дизельные двигателя работают по другому принципу, чем бензиновые моторы, для них используется особенный тип стробоскопов. Они вместо прищепки для закрепления на бронепровод свечи оснащаются датчиком удара, который фиксируется к топливопроводу.

Практически любой автомобильный стробоскоп предусматривает различные режимы настроек, в зависимости от типа двигателя. Благодаря этому такие устройства можно использовать абсолютно на любой машине. Единственное важное отличие заключается только в том, что прибор для диагностики зажигания в бензиновом и дизельном двигателе отличается.

Стробоскоп для танцпола

На дискотеках применяются стробоскопы для освещения танцплощадок. Данные установки создают мигающий эффект, в результате чего получается ощущение визуального замедления движущихся людей. Такие устройства включаются в темноте. Яркие вспышки освещают танцующих, после чего наступает момент полной темноты. До повторной вспышки наблюдаемый человек меняет положение тела, в результате при взгляде на него кажется, что он это сделал мгновенно, поскольку глаза не видели момент плавного перехода.

Стробоскоп для дискотеки может иметь различные цвета ламп, что позволяет разнообразить эффекты свечения. Обычно цветные устройства имеют 5 расцветок. Такие приборы делают от 0 до 20 вспышек в секунду. Наличие цветных ламп создает эффект бегущих огней, также стробоскопы могут поддерживать вспышки в такт проигрываемой музыки.

Применение для наружной рекламы

Мерцание стробоскопа способно эффективно привлекать внимание окружающих, чем и пользуются при показе наружной рекламы. Используемые для этого лампы хаотично вспыхивают, что привлекает внимание проходящих мимо. Используемые для этого стробоскопы создают рассеивающий свет, поэтому он не ослепляет окружающих. Благодаря этому исключается создание опасных ситуаций.

Тактический фонарь

Данные устройства представляют собой тактический фонарь, который помимо обычного режима свечения также может создавать стробоскопический эффект. Такие устройства применяются для самозащиты. Достаточно направить фонарь на нападающего и неожиданно его включить. Как следствие злоумышленник будет дезориентирован, а также получит временное нарушение прямого и периферийного зрения. Подобное воздействие яркой вспышкой света вызывает смятение нервной системы, и даже способствует появлению панического страха. Подобные осветительные устройства используются не только для самозащиты, но и применяются правоохранительными органами многих стран мира. Эти устройства, несмотря на мощность, имеют вполне компактные габариты, что облегчает их ношение.

Источники света

Создавать свет в стробоскопе могут газоразрядные лампы или светодиоды. Более современным решением является применение именно светодиодов, поскольку они имеют определенные преимущества. В первую очередь они не боятся вибрации, отличаются большим эксплуатационным ресурсом и требуют меньше энергии. Они являются более безопасными. Светодиодные стробоскопы занимают мало места. Для питания светодиодов не нужно применять источник высокого напряжения, что исключает риск поражения током. Все тактические фонари оснащены именно светодиодным стробоскопом.

Похожие темы:

помощь света в настройке двигателя

Опережение зажигания в бензиновых двигателях и момент впрыска топлива в дизельных — это важные параметры, играющие определяющую роль в работе мотора. Поэтому установка опережения зажигания должна выполняться как можно точнее, иначе двигатель просто не будет работать. Большую помощь в этом деле оказывают стробоскопы — специальные инструменты, о которых пойдет речь в данной статье.

Эта публикация продолжает серию статей о специальном инструменте.

Что такое стробоскоп и зачем он нужен двигателю

Опережение зажигания — один из важнейших параметров, определяющих работу двигателя. Если неправильно выбрать момент зажигания топливно-воздушной смеси в бензиновых двигателях или момент впрыска топлива в камеру сгорания в дизелях, то мотор будет работать из рук вон плохо. Как установлено, зажигание и впрыск необходимо производить чуть ранее, чем цилиндр дойдет до верхней мертвой точки — поэтому параметр и назван опережением зажигания. Но почему так?

Дело в том, что сгорание любого топлива происходит не моментально, а занимает какой-то промежуток времени, поэтому при поджигании топлива еще до ВМТ «по-настоящему» оно начнет гореть только у ВМТ, поэтому передаст поршню накопленную энергию (в виде давления расширяющихся отработанных газов) с максимальной эффективностью. Двигатель разовьет большую мощность и будет работать без перебоев.

Если зажечь топливо непосредственно в ВМТ, поршень получит не всю энергию, а работа двигателя в целом будет неудовлетворительной. А если, напротив, зажечь топливо слишком рано, то поршню из-за давления газов будет трудно дойти до ВМТ. В ряде случаев такой двигатель даже и завести будет невозможно.

Опережение зажигания определяется для каждого двигателя еще на заводе, а чтобы в дальнейшем двигатель можно было отрегулировать, на него наносятся установочные метки — одна неподвижная, непосредственно на двигателе, а вторая подвижная, на маховике или шкиве привода генератора (она, как нетрудно понять, показывает скорость вращения коленвала). В определенные моменты времени эти метки занимают определенное положение друг относительно друга, а определить это положение как раз и помогает стробоскоп.

Устройство и принцип действия стробоскопа

Стробоскоп — прибор, предназначенный для наблюдения за быстропротекающими процессами в реальном времени. В простейшем случае стробоскоп представляет собой устройство, формирующее частые короткие световые вспышки, с помощью которых и достигается стробоскопический эффект.

Стробоскопический эффект сводится к следующему. Если на какое либо движущееся (в том числе и вращающееся) тело направить короткие и частые вспышки света, то для нашего глаза тело как бы «замрет» — мы будем видеть не плавное движение, а прерывистое, состоящее из множества статичных «картинок».

Если с помощью стробоскопа наблюдать повторяющееся движение — например, метку на вращающемся шкиве или маховике двигателя, то при определенных частотах вспышек (частота вспышек должна быть кратна частоте вращения шкива) метка для нашего глаза замрет на одном месте, и именно благодаря этому эффекту существует возможность регулировки опережения зажигания.

В современном стробоскопе яркие и короткие световые импульсы создаются специальными безынерционными ксеноновыми лампами (обычные лампы накаливания зажигаются и гаснут медленно, и даже при частоте тока 50 Гц колебания их яркости уже незаметны нашему глазу, поэтому они непригодны для работы в стробоскопе), которые управляются электронным блоком. Однако ресурс ксеноновой лампы, работающей в таком режиме, ограничен, поэтому ее необходимо периодически заменять.

Сейчас рынок предлагает не просто стробоскопы, а приборы с массой дополнительных функций. В частности, цифровые стробоскопы могут измерять опережение зажигания в бензиновых двигателях и момент впрыска топлива в дизельных, измерять частоту вращения коленчатого вала, напряжение в бортовой сети и другие параметры. И все измеренные характеристики выводятся на встроенный экран, что значительно упрощает применение прибора.

Также стробоскопы комплектуются целым набором зажимов и датчиков для проведения измерений на различных типах двигателей. Все это делает стробоскоп универсальным прибором, который могут применять и профессионалы, и рядовые автолюбители.

Применение стробоскопа для проверки бензиновых двигателей

С помощью стробоскопа можно с одинаковым успехом проверять работу и карбюраторных, и инжекторных двигателей. В обоих случаях для определения момента опережения зажигания необходимо закрепить емкостный датчик (выполнен в виде обычного зажима типа «крокодил») на высоковольтном проводе, идущем к свече зажигания первого цилиндра, а лампу стробоскопа направить на установочные метки.

Если опережение зажигания выставлено правильно, то при работе двигателя на холостом ходу метки должны совпасть. В случае расхождения меток необходимо отрегулировать прерыватель-распределитель зажигания (трамблёр) так, чтобы метки «сошлись». Здесь необходимо отметить, что измерение и регулировка должна проводиться только с отключенной от вакуумного датчика трамблера вакуумной трубкой.

С помощью стробоскопа также можно проверять работу центробежного и вакуумного (для карбюраторного двигателя) регуляторов трамблера.

Проверка работы центробежного регулятора также проводится с отсоединенной вакуумной трубкой. Оценить работу регулятора можно, увеличив обороты двигателя примерно до 2000 — в этом случае угол опережения зажигания должен увеличиться (на 5-7 градусов, но все зависит от двигателя). Если этого не происходит, то центробежный регулятор трамблёра неисправен и его необходимо ремонтировать.

Для проверки вакуумного регулятора необходимо подключить вакуумную трубку и снова увеличить обороты двигателя. При исправном регуляторе установочные метки разойдутся еще больше — не менее чем на 15 градусов.

Многие современные инжекторные двигатели лишены традиционного прерывателя-распределителя, поэтому для них актуальна только установка опережения зажигания по измерению момента подачи импульса на свечи.

Применение стробоскопа для проверки дизельных двигателей

Для установки опережения зажигания дизельного двигателя используется похожая методика, однако здесь для определения момента впрыска топлива используется пъезодатчик, устанавливаемый на топливную магистраль первого цилиндра. При подаче топлива от ТНВД к форсунке, топливная трубка испытывает толчок и на очень короткое время расширяется — это кратковременное увеличение диаметра трубки фиксируется датчиком и используется для регулировки опережения зажигания.

Как и в случае с бензиновым двигателем, угол опережения впрыска топлива в камеру сгорания определяется по установочным меткам, которые в каждом конкретном двигателе должны иметь строго определенное положение. При несовпадении меток необходимо провести регулировку с помощью установленной на ТНВД муфты опережения зажигания (МОЗ).

Однако, как нетрудно понять, такая методика подходит лишь для традиционных систем впрыска топлива, а для современных моторов с системой Common Rail или насос-форсунками этот способ неприменим. В таких двигателях присутствуют электронные блоки управления и регулировки проводятся с их помощью. Хотя определение положения установочных меток даже в самых современных двигателях осуществляется с помощью все того же стробоскопа.

Правильно выставленное опережение зажигания — залог легкого пуска и бесперебойной работы двигателя. А благодаря стробоскопу выполнить все необходимые регулировки можно без помощи специалистов.

Как работают стробоскопы и стробоскопы?

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 2 февраля 2020 г.

Вы счастливо поглощены старым вестерн по телевизору. Внезапно кто-то забирается в повозку, управляемую лошадью, трясет поводья и скачет. Камера коротко зависает на колесах вагона: вагон движется вперед, но колеса, необъяснимо, медленно поворачиваем назад! Вы перестаете думать о ковбоях и дух пионера Запада и начать размышлять о науке.Как движущиеся колеса могут вращаться в противоположном направлении? направление? Это все связано с тем, что называется стробоскопическим эффектом (или эффект строба для краткости). Это хорошо используется во всем, от фотовспышки для полицейских сирен и сигнальные лампы для глухих люди. Давайте внимательнее посмотрим!

Фото: Как работают мигалки на патрульных машинах? Некоторые вращаются. Другие — это стробоскопы, которые включаются и выключаются электронным способом. Фото Леон М. Бранко любезно предоставлено Корпус морской пехоты США

Что такое стробоскопический эффект?

Фото: почему колеса, кажется, поворачиваются назад, когда тележка движется вперед? Это все связано со стробоскопами!

Во-первых, давайте выясним тайну поворота колес фургона назад. Вы никогда не видите это происходит в реальной жизни, только в кино — и есть ключ к что вызывает это.

Кинокамеры (предшественники современных видеокамер) сделать движущиеся снимки, сделав примерно 24 неподвижные фотографии (известные как кадры) в секунду.Если есть 24 кадра каждый во-вторых, каждый кадр длится одну двадцать четвертую секунды (1/24 с) и есть короткий промежуток между каждым кадром, когда камера не снимает.

Представьте, что на колесе фургона есть 24 спицы, а также по совпадению, делая один полный оборот каждую секунду. Предположим, кинокамера снимает фото. В течение 1/24 секунды, пока щелкает следующий кадр, колесо вагона вращается, так что каждая спица имеет включил ровно 1/24 от полного оборота.Другими словами, каждый говорил сейчас в точке, где предыдущий говорил был 1 / 24s назад. Все спицы выглядят одинаково, поэтому, когда камера в следующий раз делает снимок, как будто спицы были в том же месте, что и на последней фотографии. Хотя колесо вращается, с точки зрения камеры оно выглядит неподвижно!

Если колесо вращается чуть медленнее, каждый раз, когда камера делает снимок каждый Спица будет двигаться дальше — но не настолько, чтобы догнать позицию, занимаемую предыдущий говорил 1 / 24s назад.И именно поэтому колесо выглядит так, как будто оно движется назад. Это простой пример стробоскопического эффекта: способ, которым движущиеся объекты кажутся неподвижными (или замедленными вниз), когда мы видим их в правильных условиях (с помощью стробоскопа или стробоскопа).

Анимация

: Предположим, это колесо — вращающееся колесо с одной из спиц, окрашенной в красный цвет. Если вы моргнете довольно быстро, с постоянной скоростью, вы обнаружите, что можете (с небольшим усилием) сделать так, чтобы красная спица вращалась в обратном направлении.Это простая демонстрация стробоскопического эффекта.

Что такое стробоскоп?

Вы можете увидеть эффект повозки в фильмах, но есть способ увидеть его по-настоящему жизнь тоже. Сделайте себе большой диск из картона или картона и нарежьте его равномерно радиальные прорези в нем (те, которые идут от центра к длина окружности). Установите вращение колеса (либо рукой, либо, еще лучше, с электродвигателем), посмотри диск на движущееся колесо телеги (или что-нибудь еще), и ваши глаза будут повторяться «Снимки» очень похожи на кадры, снятые кинокамерой. инструмент, как это называется стробоскоп, и это очень легко сделать. Он работает противоположно кинокамере (превращая движение в серию неподвижных изображений) а также в противоположность этим странно звучащим ранним анимационным машинам, о которых вы, возможно, слышали: Zoetrope, фенакистископ, и праксиноскоп.

Фото: Стробоскоп легко изготовить, нарезав тонкие прорези в пластиковую или бумажную тарелку, которую вы быстро раскручиваете вручную или с помощью электродвигателя.Используя линейку и транспортир, попробуйте сделать 12 прорезей (по одной каждые 30 °) и найдите время, чтобы сделать их тоньше и аккуратнее, чем у меня (я просто быстро продемонстрирую эту идею). Вы найдете пошаговые инструкции в статье Make в ссылках ниже.

Что такое стробоскоп?

Фото: стробоскопы работают аналогично ксеноновым лампам, используемым в камерах, но предназначены для стрельбы быстрее и гораздо чаще.

Резка прорезей в больших больших колесах может быть слишком «19-го века» на ваш вкус.Если Итак, вы можете предпочесть другой способ достижения стробоскопических эффектов: используя быстро мигающую лампу, называемую стробоскопом. Стробоскоп работает точно так же, как стробоскоп. Представьте, что вы смотрите на колесо повозки, катящееся вниз твоя улица, только в полночь. Это абсолютно черный, так что вы не можете действительно вижу колесо, а тем более противные крутящиеся спицы. Предположим, вы нажимаете на фонарик очень коротко, затем снова снимите. Колесо фургона загорится. Теперь, если бы вы могли включать и выключать свой свет 24 раза в секунду, и колесо вращалось с той же скоростью, что и раньше, спицы мерцают, но кажутся неподвижными.

Как включается и выключается стробоскоп с определенной частотой?

Звучит хорошо, не правда ли? К сожалению, включение и выключение обычного света быстро практически невозможно. Обычные лампы работают в процессе называется накаливания, где электричество течет через нить накала (тонкая катушка проволоки) генерирует тепло и свет в то же время. Лампы накаливания могут появиться в ту минуту, когда вы включите, но нити потребуется время, чтобы нагреться и остыть, поэтому они не могут быстро включаться и выключаться.Люминесцентные лампы берут даже дольше работать, поэтому они тоже не годятся. Нам нужна лампа яркая мгновенная вспышка, похожая на мини-заряд молния — что-то вроде ксеноновой лампы в камере. Сейчас в камеры, вспышки лампы часто занимают много секунд, потому что они питаются (через конденсатор) низковольтными батареями. С высоковольтным источником питания быстрая зарядка не является проблемой, и ксеноновые лампы, подобные этой, могут включаться и выключаться десятки раз каждую секунду.Вы также можете сделать фонарик поместив стробоскоп — вращающийся диск с прорезанными в него прорезями — в перед обычной лампой накаливания. Другой механический подход заключается в использовании электродвигателя и что-то вроде кулачок (асимметричное эксцентриковое колесо) для прерывания контакты со стробоскопом с точно контролируемой частотой.

Работа: Как работает электромеханический стробоскоп. Этот блок предназначен для измерения Скорость вращающихся машин и основана на трех отдельных компонентах: лампа (желтая), цепь трансформатора, чтобы лампа загорелась (красная), и блок прерывателя (синий), чтобы включить и выключить трансформатор с определенной частотой.Ядром прерывателя является кулачок (оранжевый), соединенный с вращающимся валом, приводимым в действие любой машиной, которую вы измеряете. Как камера вращается, это эксцентричное колесо периодически раздвигает два электрических контакта (зеленый, обозначены 16 и 18), выключая трансформатор и лампу, прежде чем контакты снова соприкасаются, что снова включает лампу. Это простой механический способ создания вспышки стробоскопического света без использования каких-либо электронных схем синхронизации. Произведение из патента США: 1858985: стробоскопический аппарат и метод Питера Дэйви, Vibroscope, 17 мая 1932 года, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

С начала 20-го века большинство коммерческих стробоскопов работали в электронном виде, использование различных схем для включения и выключения ксеноновой или неоновой лампы так много раз в секунду. Я не буду вдаваться в подробности о том, как работают схемы синхронизации, но вы Вы можете найти несколько конкретных примеров в разделе «Дальнейшее чтение» ниже, в разделе «Патенты».

Для чего используются стробоскопы?

Фото: аквалангисты используют стробоскопы для привлечения внимание под водой в чрезвычайных ситуациях.Фото Кеннета Аббата любезно предоставлено ВМС США.

Стробоскопы

используются во всех сферах: от серьезных и научных до развлекательных и развлекательных. Вот несколько примеров:

• На серьезной стороне, они широко используются в промышленности для изучения скоростная техника. Посмотрите на быстро вращающийся двигатель под стробоскоп, и вы можете видеть его движущиеся части, как если бы они были все еще (так что у вас есть способ осмотреть машину без собственно отключив его).
• Если вам нужна машина или двигатель для вращения на точной скорости вы можете использовать мигающий стробоскоп с той же скоростью, чтобы проверить: когда скорость правильная, стробоскоп свет должен заставить его казаться неподвижным.Старомодные проигрыватели часто имеют мало светоотражающие точки по краю и небольшой стробоскоп по бокам; если скорость вращения проигрывателя равна 33 об / мин (правильная скорость), Точки кажутся неподвижными при включении света.
• Стробоскопы также используются в медицине для изучения вибрации людей. голосовые связки. Недавние исследования подняли возможность строб лечения деменции, но это все еще на очень ранней этап и большие вопросы остаются.
• Свет на аварийных транспортных средствах (таких как полицейские машины) иногда Основные вращающиеся фонари внутри цветного пластика, но стробоскопы также используется для этой цели, потому что они ярче и привлекают больше внимания.
• Телефоны и дверные звонки для У людей с нарушениями слуха часто есть привлекающий внимание стробоскоп на них вместо (или так же) слышимого звонка.

,

Что такое стробоскопы и шторы, и как их использовать в моем шоу? — Освещение сцены освещения .com

Когда дело доходит до создания удара света на сцене или в аудитории, профессиональные дизайнеры освещения используют стробоскопы и шторы, чтобы получить потрясающие эффекты.

Эти огни потрясающие и создают дополнительный уровень энергии освещения над обычной осветительной установкой на любом большом шоу.

Но как они вписываются в вашу осветительную установку, если вы не профессионал? Имеют ли они смысл, если вы не на большой сцене?

В этой статье я собираюсь определить и дать вам примеры обоих типов источников света, а затем расскажу, как получить одинаковые эффекты, даже если вы находитесь в гораздо меньшем масштабе. Давайте погрузимся в:

Скорее всего, у вас есть предвзятое мнение о том, что стробоскоп — это устройство профессионального уровня, такое как Martin Atomic 3000, или дешевый строб «Party-Store», который вы подключаете и смотрите на вспышку.

Правда заключается в том, что, хотя вчерашние вспышки полагались на горячую ксеноновую лампу, чтобы быстро и ярко мигать, современные светодиодные блоки могут иметь различные форм-факторы и размеры.

Возьмем, к примеру, Blizzard SnowBlind — классную тонкую линию сверхярких стробоскопических светодиодов, которые вы можете незаметно подключить к своей осветительной установке. Или Chauvet Shocker 90, представляющий собой небольшой круговой стробоскоп с чеканными кольцами. Или вы можете пойти с чем-то вроде Elation Protron 3k, который имитирует «традиционные» профессиональные стробоскопы и добавляет цвет!

Как видите, современные стробоскопы не ограничены каким-либо одним форм-фактором! На самом деле, большинство светодиодных светильников, созданных сегодня, включают в себя возможность стробирования, и даже если они этого не делают, вы можете сделать их стробоскопом до 25 Гц от большинства контроллеров освещения — так что ничто не помешает вам использовать не стробоскопические устройства в качестве стробоскопов. … Об этом позже… но я забегаю вперед:

Теперь, когда мы рассмотрели стробоскопы, давайте поговорим о шторах.«Слепой» свет, который вы, вероятно, привыкли видеть на больших концертах, фактически зародился как видеолампа.

Это верно, 4-8 лампочек в банке, нацеленных на аудиторию, ставшую классическим видом музыкальных фестивалей, и гастроли осветительных установок фактически были предназначены для освещения съемочных площадок!

В какой-то момент какой-то умный дизайнер по свету решил направить их на зрителей, а остальное уже история — ровный, красивый теплый свет, который поощряет аудиторию петь, когда вы ее включаете, и позволяет художнику видеть аудиторию!

Светильники

были легкой целью для светодиодов, потому что лампы в традиционном стиле очень горячие, лампы не работают долго, а толстые кабели для их питания становятся очень тяжелыми, очень быстрыми!

Сегодня мы можем найти светодиодные шторы всех типов.Некоторые, такие как Chauvet Shocker 2, выглядят во многом как ослепительный свет старых — даря вам этот приятный теплый свет, без всякой силы и тепла!

Другие шторы, такие как ADJ Dotz Brick 3.3, дают вам полный цвет для работы при освещении дома.

Эти лампы не только потребляют меньше энергии, чем их предшественники, они также могут реагировать быстрее и преследовать пути, о которых старые устройства никогда не могли и мечтать!

Итак, давайте поговорим о ВАС. Вам нужны стробоскопы и шторы в вашей осветительной установке?

Да — и Нет.

Определенно есть некоторые действия, которые выиграют от специальных стробоскопических и слепых устройств. Но давайте немного уменьшим масштаб.

Для группы, церкви или диджея, работающих в помещениях среднего размера (скажем, от 300 до 1000 мест), наличие специальных стробоскопических и жалюзи может быть чрезвычайно полезным для создания разнообразных световых образов. Многие из специально созданных юнитов, с которыми я связал выше, идеально подходят для помещений такого размера и больше.

Но если вы находитесь в комнате меньшего размера или у вас ограниченный бюджет — ваши деньги, вероятно, лучше потратить на обычные светодиодные лампы или прожекторы.Один прием, который я люблю использовать и рекомендовать начинающим, заключается в следующем: возьмите обычный светодиодный свет и направьте его на аудиторию для использования в качестве штора или стробоскопа.

Когда вы используете обычную светодиодную лампу в качестве шторы или стробоскопа, вы можете позже переназначить ее на то, чтобы зажигать что-то еще, когда вам это нужно — экономя ваши деньги в долгосрочной перспективе! А в небольших помещениях обычный светодиодный светильник будет достаточно ярким, чтобы создать цветную гамму, расширяющую динамический диапазон света!

Нажмите здесь

Чтобы узнать самое лучшее, что предлагает освещение для сцены….

,