冰岩地带 光明是怎样炼成的
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光明是怎样炼成的

“闪客”是那些热衷于Flash制作的人们的称谓。十多年前,户外运动在国内兴起后,很多山区人民突然发现来了这样一群人——他们穿着五颜六色的衣服,背着山一般高的大包,不爱舒服的床位,偏要钻进彩色的“大气球”,他们每个人头上都戴着一个亮闪闪的“矿灯”在夜晚漫游……其实,山区人民眼中的“矿灯”就是户外灯具,“闪客”则是那些戴着头灯的人们。
或许大部分人以为户外灯具是一件再简单不过的东西,不值得仔细分析和研究。其实不然,设计制造理想的灯具需要丰富的电子、材料、机械、光学知识。评价户外灯具的好坏,先要看它所用材料是否“犀利”。

光源
在户外的夜晚要想稍微看得远一点,没有白炽灯具是不可想象的。要使白炽灯泡又亮又节能实在不是件容易的事情,在灯泡功率一定的情况下充入惰性气体,可以使亮度有一定的提升,延长寿命。通常的做法是充入氪气和氙气,特殊的还有牺牲使用寿命来换取高亮度的大功率卤素灯泡。
从户外使用的角度来说,考虑到使用的多面性、可靠性和长效性,普通惰性气体灯泡是比较适宜的,当然,使用高亮度卤素灯泡的灯具也有其绝对优势的用武之地。流行的灯具灯泡接口多见标准的卡口、双脚插口或专用灯胆,从通用性和购买方便性来看,使用标准卡口灯泡的灯具容易补给、代替品多、价格低廉。不少高端灯具使用卡口卤素灯泡,卤素灯泡的价格较高,在国内购买不方便,各大超市里的超霸灯泡是性能不错的替代品。
要使灯泡节能,只能设法降低功率,亮度和时间永远是矛盾的。在电压一定的情况下,额定电流较小的灯泡要耐用得多。PETZL SAXO AQUA使用6V 0.3A的氪气灯泡,达到了普通6V 0.5A灯泡的效果,而且使用四节AA电池的理论时间达到九小时,算是亮度和时间平衡的比较成功的典型。当然,单纯追求强光效果就另当别论,Surefire是个典型,65流明灯头用两节锂电只能维持一个小时左右。
高亮度LED(发光二极管)的实用化带来了灯具界的革命,能耗低、寿命长是它的最大优势,但目前LED的最大问题在于它的集光性很难解决,发散式的光源导致它几乎无法照亮夜间10米以外的地面,冷光色也使它对于户外雨雾雪天的穿透性急剧下降。因此,LED灯具通常采用同时并接数个甚至数十个LED的方法来尽量改善,但效果并不明显。尽管目前已有大功率高亮度聚光LED出现,但其性能还没有达到完全取代白炽灯泡的地步,成本也是非常高昂的。所以,就目前来说,普通LED还是较适合用在营地或帐篷里做近光源使用,这也是它的优势所在。

灯碗
决定照明质量的一个重要因素是光源的反射体——灯碗,普通灯碗是在塑料或金属碗面上镀银,对大功率白炽灯来说,金属灯碗更利于散热。灯碗的直径决定了理论射程。从某种意义上说,并非越光洁的灯碗越好,效果最好的灯碗是一圈一圈的皱纹橘皮状,能有效控制光的衍射造成的光斑暗纹,使照明区域内光斑更集中均匀。通常,拥有皱纹灯碗说明了灯具的专业倾向。

透镜
透镜起保护灯头兼汇聚光线的作用,一般材质为玻璃或树脂。玻璃耐热性好、不易划花、稳定,但户外使用强度堪忧,且加工成凸面代价太大;树脂利于加工、强度可靠、重量轻,但要注意保护,防止过分磨花。

电池
一般来说,普通碱性电池的容量和放电电流都比较理想,价格低、易于购买、通用性强,但大电流放电效果不理想;镍氢充电电池能量密度比较高,循环使用比较经济,但自放电率也较高;锂电池的放电电流非常理想,适合大功率灯具使用,但经济性不佳,价格比较昂贵。市面上绝大部分灯具以使用名牌碱性电池的综合性能较好。
碱性电池在低温下性能会大打折扣,因此,用于寒冷地区的灯具,理想的做法是连接外置电池盒,用体温保证电池的工作温度。

灯体材料
灯体材料主要是金属和工程塑料。金属灯体坚固耐久,必要情况下金属电筒甚至可用作防身武器,但一般的金属不耐腐蚀、过重,故不适合做潜水灯具;导热性好,利于散热的同时,也导致寒冷地区的使用不适,难以做头灯使用,加工成本高。工程塑料种类很多,性能也有很大差异,以聚碳酸酯增强玻纤为例,它的强度足够应付各种恶劣的户外环境,耐腐蚀、绝缘、重量轻,是理想的头灯和潜水灯具选材。廉价灯具上使用的普通ABS塑料就非常短命,容易老化,极端寒冷情况下可能会发生脆裂。

开关
灯具开关的设置决定其使用的方便性。滑键式开关简单方便,但几乎无法做到彻底防水,显然是很不适合的;镁光电筒上的橡胶按键式开关较容易做到防水和便利,但不适合潜水,高水压可能会造成开关处的渗漏;尾按式开关特别流行在小型灯具上,方便点亮和长亮,但其结构的复杂使兼顾密封性和可靠性成为一个难题,接触不良的情况在某些名厂灯具上也屡见不鲜;旋转灯头开关算是最简单可靠的开关,但只能做到单开关功能,无法分档,很难设计聚焦功能,动态防水性不佳(水中操作开关容易渗漏);旋钮式开关是较多潜水灯具热衷使用的,防水性最好、操作简便、容易分档、可靠性高、可以锁死。

防水
判断一款灯具防水与否非常简单,仔细检查灯具的每一个可分解部分(灯头、开关、电池盒盖等)是否有柔软富弹性的橡胶圈。优秀材质的橡胶圈加上合理的设计和优秀的加工工艺,可以保证防水深300米以上,而常见的国产手电筒的防水橡胶圈弹性不够,无法保证两个面的绝对贴合。从设计角度来说,旋转灯头式开关和筒身旋钮开关理论上最容易防水,滑键式和尾按式开关相对困难得多。在灯具使用多年后,橡胶圈是灯具上最容易老化的部位,应该做到及时更换以确保户外使用的高可靠性。

电压调整电路
电压调整电路应该算是高档灯具先进性的最好体现。使用电压调整电路的作用有两个:升高电压或保持电压恒定。前者主要体现在LED灯具,普通LED的驱动电压都在3伏~3.6伏,意味着必须至少三节普通电池串联才能达到理想效果,这无疑严重制约了灯具的设计灵活性;后者体现了对电能的最合理使用,使电压不会随着电池的衰减而降低亮度,始终保持在一个合理的亮度水平,当然,也方便了亮度的分档调节。有利必有弊,电压调整电路通常会额外损耗至少30%的电能,所以,通常用在低耗能的LED灯具上。

人性化设计
为使灯具不光可以照明,还可以有很多附加的功能或者更方便地使用,各种各样的设计涌现出来:头带,在大多数情况下可以使小手电扮演头灯的角色;如果你身边只有一个灯具,那么在漆黑一片的情况下换电池常常是件要命的事,Black Diamond的Supernova头灯自备的6V锂电可以在更换电池过程中或在电池用光的情况下提供10个小时临时的LED照明。

文/GRAYKNIGHT

原文刊登于《户外探险》2005年3月刊

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本文作者: 路客
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