技术丨舞台光束灯三大系统是怎样相互配合的

杜方方

光束灯是集电子、机械、光学为一体的高科技产品。合格的光束灯,必须稳定可靠，光效优良、定位准确、散热性好灯体及材料结构符合人机工程要求。

光束灯从使用功率的大小可分为250W、575W、1200W及200W、230W、280W、300W光束灯等品种。200W光束灯的构造原理进行剖析。概括地说，摇头光束灯是由光学、机械、电气及程序控制三大系统组成。三大系统相互关联、有机组合，满足光、色彩、速度、方向、效果、散热、噪声、定位等要素的需要。

光学系统

光学系统设计最主要考虑光源光通量利用率。具体表现指示的要素包括光的强度、均匀度、饱和度、光斑大小。影响上述指示的要素有两方面，一是光源，二是光学系统结构、材料选择。目前，国内外厂家多数推荐OSRAM或PHILIPS1200W短弧双端金属气体放电灯管。

其特点是紧奏性、高亮度、高色温、显色性好及灯源在调暗的过程中，能保持相对稳定的色温。缺点是，这种灯管内填充剂的分层问题，即填充剂在电弧成像中出现色带或在电弧管凝结，形成阴影效果，需要在光学结构设计时设计最小范围。在光学结构中，为求得均匀的混合光束，可采用抛物面的反光镜，要采集发散或窄光束，应选择有刻度加工或表面文理的反光镜。使用镜面反射材料制成的反射器系统比折射系统好。当需要从一个光源得到几条光束时，可采用棱镜或透镜组合的折射系统。

抛物面透镜最重要特性在焦点上放置一点光源，将得到一平行光束。在光路设计时，还需要考虑到光强分布曲线、形状与光源尺寸、反射透镜的口径尺寸大小及光源的形状之间的关联关系。

机械系统

机械系统包括很广，范围很宽，包括材料、结构、机械性能、壳体要求、散热属性要求，灯具材料优先考虑要满足灯的功能要求，制造难易程序及经济性。目前，1200W光束灯的材料主要有钢材、塑料、铝合金。在考虑满足灯的总体功能的前提下，设计灯的不同不位采用不同的材料。  灯的结构决定了其机械性能、散热、强度、噪声、重量等因素。1200W光束灯均采用双臂支撑结构，灯体水平旋转达540度，垂直旋转达255度，底座部分须做加强处理，满足光束灯都是悬挂倒装要求。

灯体的机械性能，主要体现在灯体部件的机械强度，使灯体在连续有效工作的时间内，不变形、耐磨损、耐腐蚀、抗压、抗震；灯的壳体必须有严格的防水、防尘、防静电、防潮要求。根据防水、防尘的程度划分为不同的外壳的防护要求：如室内使用的光束灯的防护要求等级要求通常为IP20,室外的光束灯的防护要求等级通常为IP44.

1200W大功率光束灯的机械，散热要求至关重要，散热系统如有缺陷，通常会造成参数飘移，影片破裂，出现斑块，产生死机、失步、不收控制等严重后果。

电气及程序控制部分

专业1200W摇头光束灯大多数采用稀有气体放电泡光源。气体放电泡的启动和稳定工作取决于电路类型的设计、供电电源、镇流器等电气元件的选择。稀有气体放电泡启动后，一般不需要稳定的时间，在整个交流周期，电路的维持电压和灯泡的瞬时电压之间的差值应充分大。
光的启动，稳定性、熄灭、再启动，应根据光源的特性要求设计电路。稀有气体放电泡的启动电压非常高，要求采用变压器、启动器件、半共振电路等方式，提高瞬间启动电压。光源启动后的稳定性，取决于镇流器和电路参数的匹配。镇流器的基本功能是防止电流失控和使光源在它正常的电气特性下工作。
光源的再启动，在常规电路设计中，由于气体放电泡工作时产生高温，使泡内饱和气体形成蒸汽压阻力，光源要立即再触发很难实现。必须使登内气体压强降低至冷态数值后，才能触发重新启动。

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来源：慧聪音响灯光网， 编辑：杜方方

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