Ein laminarer Strahl ist ein klarer, glasartiger Wasserstrahl, in dessen Inneren sich nahezu keine Turbulenzen befinden. Platzieren Sie ein Licht an der richtigen Stelle und der gesamte Lichtbogen leuchtet von innen heraus, wobei das Licht wie eine Faser entlang des Wassers wandert. Platzieren Sie das gleiche Licht an der offensichtlichen Stelle, direkt außerhalb des darauf gerichteten Strahls, und es passiert fast nichts. Der Unterschied zwischen den beiden Ergebnissen hängt ausschließlich davon ab, wo das Licht einfällt.
Warum ein Laminarstrahl anders leuchtet als jede andere Wasserform
Wasserformen fallen in zwei optische Familien und erfordern entgegengesetzte Ansätze.
Belüftetes Wasser. Mitgeführte Luftblasen streuen das Licht in alle Richtungen. Was das Auge an einem belüfteten Strahl sieht, ist Streulicht, das die Wasseroberfläche verlässt. Der Strahl ist praktisch undurchsichtig, sodass die Beleuchtung ein Oberflächeneffekt ist und die Lichtquelle überall dort sein kann, wo eine klare Sichtlinie besteht.
Laminares Wasser. Wenn die Luftporenbildung unterdrückt ist, ist die Wassersäule transparent und Licht, das an einem Ende eindringt, wird entlang dieser durchgelassen. Wasser ist optisch nicht so effizient wie Glasfaser und die Transmission nimmt mit der Länge ab, aber über die Höhe eines typischen dekorativen Strahls reicht es aus, damit der Lichtbogen als von innen beleuchtet erscheint.
Dieser Unterschied hat eine Konsequenz, die die Menschen überrascht, wenn sie ihn zum ersten Mal sehen. Bei einem belüfteten Jet ändert sich durch die Bewegung des Lichts nicht viel, solange das Ziel stimmt. Bei einem Laminarstrahl führt eine Bewegung des Lichts um eine Handbreit von der Achse zu einer sichtbaren Veränderung, während eine Bewegung aus dem Wasserweg fast überhaupt keine Wirkung hat.
Die beiden Anforderungen stehen im Widerspruch zueinander
Um einen laminaren Strahl zum Leuchten zu bringen, kommt es darauf an, zwei Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen, und die größte technische Schwierigkeit besteht darin, dass sie im Widerspruch zueinander stehen.
Der optische Anspruch. Der Strahl muss innerhalb des Strahldurchmessers und entlang seiner Achse abgefeuert werden. Licht, das von außerhalb der Wassersäule eindringt, wird größtenteils an der Oberfläche reflektiert, insbesondere in flachen Winkeln, und was eindringt, wird von der Achse weg gebrochen.
Der hydraulische Bedarf. Der Strahl ist laminar, da die Strömung mit sehr geringer Turbulenz am Düsenausgang ankommt. Alles, was im Wasserweg die Strömung stört, zerstört den Effekt, auf den die Beleuchtung angewiesen ist.
Der Konflikt ist leicht zu erkennen. Ein mitten im Wasserweg platzierter Lichtkopf ist optisch ideal und hydraulisch katastrophal. Ein außerhalb der Düse angebrachter Lichtkopf ist hydraulisch unbedenklich und optisch unbrauchbar. Die Lösung ist ein Hohlraum, der das Licht hereinlässt, ohne dass etwas in den Fluss gelangt, und dieser Hohlraum ist der Teil des Designs, für den es sich lohnt, Zeit zu investieren.
Der optische Hohlraum
Der Hohlraum befindet sich innerhalb oder unterhalb des Düsenkörpers, ist vom Wasser abgedichtet und verfügt über ein Fenster, das nach oben in den Weg des Strahls zeigt. Drei Dinge entscheiden darüber, ob es funktioniert.
Wo das Licht relativ zum Düsenaustritt eintritt. Je tiefer der Eintrittspunkt, desto mehr Strahllänge liegt über dem Licht und desto mehr Lichtbogen wird durch Transmission beleuchtet. Wenn der Eingang zu nahe am Ausgang liegt, entsteht an der Basis ein kurzer leuchtender Stumpf und darüber nichts.
Wie kollimiert der Strahl ist. Licht, das entlang der Achse einer klaren Säule wandert, bleibt nützlich. Licht, das in einem großen Winkel zur Achse steht, tritt nach einer kurzen Strecke durch die Seitenwand des Strahls aus, und der Lichtbogen ist unten beleuchtet und oben dunkel. Eine enge Verteilung ist daher der Ausgangspunkt und kein nachträglicher Einfall.
Wie klar das Wasser ist. Die Transmission entlang der Säule hängt von der Trübung und der Farbe ab. Ein hoher Partikelgehalt streut das Licht auf kurze Distanz aus der Säule und die beleuchtete Länge verkürzt sich. Dies ist einer der Gründe, warum ein Becken mit laminarer Struktur von einer Filterung profitiert, die ein rein dekoratives Becken möglicherweise nicht benötigt.
Es lohnt sich, die Erwartung deutlich zu formulieren: Ein beleuchteter Laminarstrahl ist nicht so hell wie ein beleuchteter, belüfteter Strahl. Es soll nicht sein. Der Effekt ist eine Lichtlinie, die die Kurve des Wassers zeichnet, und kein Volumen aus weißem Spray.
Den Fluss nicht stören
Laminare Strömung ist ein anspruchsvoller Zustand und wird durch kleine Dinge zerstört.
Im Inneren des Düsenkörpers hängt die laminare Leistung von einer ruhigen, geraden-turbulenzarmen Annäherung an den Austritt ab. Dies erreichen die Hersteller durch Strömungsgleichrichter, Beruhigungskammern und eine sorgfältige Innenprofilierung. Jede dieser Funktionen funktioniert nur, solange die interne Geometrie wie geplant ist.
Was die Beleuchtung betrifft, ergibt sich daraus eine kurze Liste von Verboten:
Kein Teil der Leuchte ragt in den Wasserweg über dem Ausgang hinein
Keine Kabelführung durch den Durchfluss
Keine Stufe oder Erhebung im Strömungsweg, wo eine Hohlraumwand oder eine Befestigung hinzugefügt wurde
Keine Änderung am internen Querschnitt-, die zu einer Diskontinuität führt
Das Designmuster, das all dies vermeidet, ist ein Fenster, das bündig mit der Innenfläche abschließt oder darunter versenkt ist, ohne dass Befestigungselemente in die Bohrung hineinragen. Es handelt sich um eine anspruchsvollere Bearbeitung als eine Lampe, die einfach neben der Düse montiert wird, und sie macht den Unterschied zwischen einer beleuchteten Düse und einer Düse mit einer Lampe daneben aus.
Der Seehund soll zwei Aufgaben übernehmen
Der optische Hohlraum sitzt hydraulisch an einer ungünstigen Stelle. Wenn der Strahl läuft, steht der Hohlraum unter Druck durch die Strömung. Wenn die Pumpe stoppt, kann der Hohlraum je nach Anordnung und Lage des Wasserspiegels mit Wasser gefüllt sein und einen Überdruck aufweisen.
Die Dichtung hat also nicht die Aufgabe, im statischen Zustand Wasser aus einem trockenen Hohlraum fernzuhalten. Es muss Druckzyklen überstehen, und Druckzyklen sind für eine Dichtung schwieriger als konstanter Druck, da die Dichtung bei jedem Zyklus leicht bewegt und gegen die Oberflächen gedrückt wird, zwischen denen sie sitzt.
Drei Dinge, die es zu bestätigen gilt, bevor das Design festgelegt wird:
Die Dichtung wird mechanisch gehalten und kann durch beidseitigen Druck nicht verschoben werden
Der Hohlraum entleert sich oder kann entleert werden, sodass er bei einem Winterstillstand nicht voll bleibt
Die Dichtung kann ausgetauscht werden, ohne dass die gesamte Düsenbaugruppe entfernt werden muss
Dieser dritte Punkt wird normalerweise weggelassen. Eine Dichtung, die nur durch Demontage der Düse ausgetauscht werden kann, ist eine Dichtung, die durch Austausch der Baugruppe ersetzt wird.
Sowohl der Dichtigkeitstest als auch die Wasserklarheitsbedingung gehören in die Spezifikation, denn gemeinsam entscheiden sie darüber, ob der Effekt überhaupt erreichbar ist.
Springende Jets und choreografierte Bögen
Ein springender Strahl fügt eine mechanische Unterbrechung hinzu: ein Umlenker oder ein Ventil, das den Strahl unterbricht, sodass er als eine Reihe von Bögen und nicht als kontinuierliche Säule erscheint.
Die Beleuchtung muss der Unterbrechung nicht folgen. Das Licht bleibt auf dem Wasser, während es sich in der Luft befindet, und der vorhandene Lichtbogen wird gezündet. Was sich ändert, ist der Rhythmus der Szene, denn ein unterbrochener Strahl mit konstantem Licht liest sich anders als ein kontinuierlicher Strahl mit konstantem Licht.
Zwei praktische Hinweise zum Beobachten dieser Funktionen:
Beim Schneiden des Strahls wird am Schnittpunkt ein unbeleuchteter Spalt sichtbar. Wenn die Sequenz bereits das Licht zwischen den Bögen dimmt, wird die Unterbrechung als beabsichtigt interpretiert. Wenn nicht, wird dies als Fehler interpretiert.
Die Steuerungslatenz tritt bei einem springenden Jet stärker auf als bei jedem anderen Typ. Ein Licht, das einen Bruchteil einer Sekunde zu spät reagiert, ist auf einer durchgehenden Säule kaum wahrnehmbar und deutlich erkennbar, wenn die Säule auf ein Zeichen hin erscheint und verschwindet.
Wenn eine Funktion zu Musik choreografiert wird, wird die Steuerungsarchitektur hinter dieser Latenz in unserem Artikel über die Steuerung von Shows im Veranstaltungsort{0}}-Maßstab behandelt.
Wenn sich beide Strahlarten ein Becken teilen
Viele Konstruktionen kombinieren Laminarbögen mit belüfteten Strahlen im selben Wasserkörper, und beide erfordern eine entgegengesetzte Behandlung.
Die laminaren Bögen sollen Lichter auf der Achse, innerhalb des Wasserwegs, einen schmalen Strahl und minimale Störungen ermöglichen. Bei den belüfteten Düsen müssen die Lichter so positioniert sein, dass sie den Strahl kreuzen. Das bedeutet, dass man quer und nicht entlang zielen muss und akzeptieren muss, dass das helle Element die Streuoberfläche ist.
Der Versuch einer Kompromisslösung für beide führt in der Regel zu zwei mittelmäßigen Ergebnissen. Wenn ein Becken über beides verfügt, besteht der praktische Ansatz darin, sie als zwei Beleuchtungsschemata zu behandeln, die sich ein Steuerungssystem und eine Stromversorgung teilen, und sie in der Zeichnung separat darzustellen. Die Geometrie dieser Anordnung, einschließlich Öffnung und Achse, wird in unserem Artikel über die Anpassung von Düsen an Lichter behandelt.
Wie der Lichtbogen tatsächlich aussieht, wenn er leuchtet
Ehrlich gesagt lohnt es sich, es zu beschreiben, denn die Erwartung und das Ergebnis sind unterschiedlich.
Ein beleuchteter Laminarbogen lässt sich als dünne Lichtlinie interpretieren, die der Krümmung des Wassers folgt, nahe der Basis am hellsten ist und entlang der Länge verblasst. Es handelt sich eher um einen Zeicheneffekt als um einen Beleuchtungseffekt. Es erhöht das Interesse nach Einbruch der Dunkelheit und verschwindet bei Tageslicht fast, was normal ist und einem Kunden vor der Lieferung besser erklärt werden sollte als danach.
Zwei Bedingungen verändern das Erscheinungsbild. Wasser mit hohem Partikelgehalt verkürzt die beleuchtete Länge und macht die Linie weicher, da Licht aus der Säule gestreut wird. Ein Strahl, dessen Oberfläche leicht unregelmäßig ist, streut das Licht an den Unregelmäßigkeiten, was zu einem fleckigen Aussehen entlang des Bogens anstelle einer sauberen Kante führt.
Wohin das Licht geht, wenn die Düse ein springender Strahl ist
Ein springender Strahl benötigt eine mechanische Unterbrechung im Wasser, und dieser Mechanismus nimmt normalerweise den Raum unter dem Düsenausgang ein, wo sonst der optische Hohlraum sitzen würde.
Zwei Arrangements funktionieren. Das Licht kann stromaufwärts des Umlenkers sitzen, so dass es vor der Unterbrechung durch das Wasser wandert und sich entlang des Lichtbogens fortsetzt, sobald der Umlenker es freigibt. Oder das Licht kann stromabwärts, direkt unter dem Ausgang, platziert werden, wobei der Umlenker darüber im Düsenkörper positioniert ist.
Die stromaufwärts gelegene Anordnung beleuchtet das Wasser, das durch den Mechanismus fließt, sodass der Mechanismus Licht ohne nennenswerte Verluste oder Verzerrungen durchlassen muss. Die nachgeschaltete Anordnung hält den Mechanismus außerhalb des optischen Pfads und erfordert, dass der Hohlraum in einen kürzeren Raum passt. Die Wahl wird in der Regel von der Geometrie des Düsenlieferanten und nicht von seinen Präferenzen getroffen, weshalb die beiden Lieferanten Zeichnungen austauschen müssen, bevor einer der beiden Lieferanten einen Entwurf fertigstellt.
Was ist anzugeben?
Wenn das System einen beleuchteten Laminarstrahl umfasst, gehören diese Punkte in die Spezifikation und nicht in ein Gespräch nach der Lieferung:
Wo das Licht relativ zum Düsenaustritt eintritt, ausgedrückt als Abmessung
Die gewünschte Strahlverteilung und ob die Optik der Leuchte fest oder verstellbar ist
Ob das Fenster der Leuchte bündig mit der Innenbohrung abschließt oder in diese zurückversetzt ist
Der Dichtungstest wurde durchgeführt und ob der Hohlraum entleert werden kann
Die vorausgesetzte Wasserklarheitsbedingung, da sie die erreichbare beleuchtete Länge festlegt
Die Steuerlatenzanforderung, bei der der Jet choreografiert wird
Wo wir sitzen
Wir bauen Düsen- und Laminarleuchten, bei denen der optische Hohlraum so bearbeitet ist, dass das Fenster nicht in die Strömung hineinragt und die Baugruppe das Laminarmuster nicht stört. Wenn eine Düse und eine Leuchte als eine Baugruppe geliefert werden, wird die Ausrichtung vor dem Versand festgelegt, sodass es sich bei der Baustellenaufgabe um einen einzelnen Ausschnitt- handelt.
Für ein düsen-basiertes Schema ist unser12V-BrunnenlichtDie Reichweite ist der Ausgangspunkt. Sitzt die Leuchte nicht in der Düse, sondern außerhalb der Düse, beginnen wir mit derIP68 UnterwasserlichtReichweite statt.
UnserUnternehmensprofilerklärt, wie wir die Düsenkoordination bei einem Projekt handhaben.
FAQ
F: Warum leuchtet ein Laminarstrahl nicht auf, wenn das Licht von außen auf ihn gerichtet wird?
A: Weil der größte Teil des Lichts an der Wasseroberfläche reflektiert wird und das eintretende Licht von der Strahlachse weg gebrochen wird. Um den Lichtbogen zum Leuchten zu bringen, muss das Licht entlang der Achse der Säule aus einem Hohlraum unterhalb oder innerhalb der Düse eingestrahlt werden.
F: Kann eine belüftete Düse auf die gleiche Weise von innen beleuchtet werden?
A: Nein. Mitgeführte Luft streut Licht in alle Richtungen, sodass ein belüfteter Strahl praktisch undurchsichtig ist. Die Beleuchtung erfolgt von außen, indem der Strahl mit einem Strahl durchquert wird. Dabei handelt es sich um eine andere Technik mit einer anderen Befestigungsposition.
F: Wie unterscheidet sich ein Laminarstrahl von einem Sprungstrahl bei der Beleuchtung?
A: Ein springender Strahl fügt eine mechanische Unterbrechung hinzu, die den Strahl in Bögen aufteilt. Der Beleuchtungsansatz ist derselbe, da das Licht immer noch durch das Wasser wandert, während sich das Wasser in der Luft befindet. Was sich ändert, ist, wie die Sequenz aussieht, wenn der Stream unterbrochen wird.
F: Beeinflusst die Wasserqualität einen beleuchteten Laminarstrahl?
A: Ja, mehr als die meisten Funktionen. Licht, das entlang der Säule wandert, wird von Partikeln gestreut und von Farben absorbiert, sodass trübes Wasser die beleuchtete Länge erheblich verkürzt. Für eine laminare Struktur ist die Filtration wichtig.
F: Was ist der häufigste Fehler bei Laminar-Jet-Beleuchtung?
A: Einen Lampenkopf in den Wasserweg stellen. Es löst das optische Problem und zerstört die laminare Strömung, die den Effekt überhaupt erst ermöglicht.
Planen Sie einen beleuchteten Laminar- oder Sprungstrahl
Senden Sie die Düsendetails, die Strahlhöhe und den Wasserzustand. Wir werden darauf zurückkommen, wo das Licht eintreten soll, welche Strahlverteilung erforderlich ist und ob die Anordnung zu einer unserer bestehenden Baugruppen passt oder einen neuen Hohlraum benötigt.