प्रकाश ट्यूब

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कुल बाहरी प्रतिबिंब, खोखला प्रकाश ट्यूब
कुल आंतरिक प्रतिबिंब, ऐक्रेलिक का ब्लॉक

प्रकाश ट्यूब (प्रकाश पाइप, ट्यूबलर स्काईलाइट्स या सन टनल के रूप में भी जाना जाता है[1]) वे संरचनाएं हैं जो प्रकाश के उद्देश्य से प्राकृतिक प्रकाश या कृत्रिम प्रकाश को संचारित या वितरित करती हैं और वेवगाइड (प्रकाशिकी) के उदाहरण हैं।

दिन के प्रकाश के लिए उनके आवेदन में उन्हें अधिकांशतः ट्यूबलर डेलाइटिंग उपकरण , सन पाइप, सन स्कोप या डेलाइट पाइप भी कहा जाता है। उन्हें दो व्यापक श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: खोखली संरचनाएं जिनमें परावर्तक सतहों के साथ प्रकाश होता है; और पारदर्शी ठोस जिनमें पूर्ण आंतरिक परावर्तन द्वारा प्रकाश होता है। गैर छवि प्रकाशिकी के सिद्धांत उनके माध्यम से प्रकाश के प्रवाह को नियंत्रित करते हैं।[2]


प्रकार

कॉपर बॉक्स, 2012 ग्रीष्मकालीन ओलंपिक में हैंडबॉल के लिए स्थल, ऊर्जा उपयोग को कम करने के लिए प्रकाश ट्यूबों का उपयोग करता है।

आईआर प्रकाश ट्यूब

कस्टम डिज़ाइन किए गए इन्फ्रारेड प्रकाश पाइप खोखले वेवगाइड और होमोजेनाइज़र का निर्माण गैर-तुच्छ है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ये सोना चढ़ाना की अत्यधिक पॉलिश की गई इन्फ्रारेड परावर्तक कोटिंग वाली ट्यूब हैं, जिन्हें इन ट्यूबों को अत्यधिक संक्षारक वातावरण में उपयोग करने की अनुमति देने के लिए पर्याप्त रूप से लगाया जा सकता है। आईआर प्रकाश (फोटोनिक्स देखें) को अवशोषित करने के लिए प्रकाश पाइप के कुछ भागो पर प्रंगार काला लगाया जा सकता है। यह आईआर प्रकाश को पाइप के केवल कुछ क्षेत्रों तक सीमित करने के लिए किया जाता है।

जबकि अधिकांश प्रकाश पाइप गोल अनुप्रस्थ काट के साथ निर्मित होते हैं, प्रकाश पाइप इस ज्यामिति तक सीमित नहीं होते हैं। विशेष अनुप्रयोगों में वर्ग और हेक्सागोनल अनुप्रस्थ काट का उपयोग किया जाता है। हेक्सागोनल पाइप सबसे समरूप प्रकार के आईआर प्रकाश का उत्पादन करते हैं। पाइपों को सीधे होने की जरूरत नहीं है। पाइप में मोड़ का दक्षता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है।

चिंतनशील पदार्थ के साथ प्रकाश ट्यूब

A light tube installed in the subterranean train station at Potsdamer Platz, Berlin
Capturing sunlight above ground
Distributing sunlight below ground

1850 के दशक में पहली व्यावसायिक परावर्तक प्रणाली का पेटेंट कराया गया था और लंदन में पॉल एमिल चैपुइस द्वारा विपणन किया गया था, जिसमें विभिन्न प्रकार के कोण वाले दर्पण डिजाइनों का उपयोग किया गया था। 1943 में कारखाने के नष्ट होने तक चैपुइस लिमिटेड के प्रवर्तक लगातार उत्पादन में थे।[3] इस अवधारणा को 1986 में ऑस्ट्रेलिया के आराम करो इंटरनेशनल द्वारा फिर से खोजा गया और पेटेंट कराया गया।[4] इस प्रणाली का व्यापक आवासीय और व्यावसायिक उपयोग के लिए विपणन किया गया है। अन्य डेलाइटिंग उत्पाद विभिन्न सामान्य नामों के तहत बाजार में हैं, जैसे सनस्कोप, सोलर पाइप, प्रकाश पाइप, प्रकाश ट्यूब और ट्यूबलर स्काईलाइट से विभिन्न सामान्य नामों के तहत बाजार में हैं।।

अत्यधिक परावर्तन वाली ट्यूब इमारत के माध्यम से प्रकाश किरणों की ओर ले जाती है, इसकी छत या इसकी बाहरी दीवारों में से प्रवेश-बिंदु से प्रारंभ होती है। छवि के लिए प्रकाश ट्यूब का अभिप्राय नहीं है (उदाहरण के लिए पेरिस्कोप के विपरीत); इस प्रकार छवि विकृतियां कोई समस्या नहीं पैदा करती हैं और दिशात्मक प्रकाश की कमी के कारण कई तरह से प्रोत्साहित होती हैं।

प्रवेश बिंदु में सामान्यतः गुंबद (गुंबद) होता है, जिसमें ट्यूब में जितना संभव हो उतना सूरज का प्रकाश संग्रह करने और प्रतिबिंबित करने का कार्य होता है। कई इकाइयों में दिशात्मक संग्राहक, परावर्तक, या यहां तक ​​कि फ्रेसनेल लेंस उपकरण भी होते हैं जो ट्यूब के नीचे अतिरिक्त दिशात्मक प्रकाश एकत्र करने में सहायता करते हैं।

1994 में, लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला (एलबीएनएल) में विंडोज और डेलाइटिंग ग्रुप ने 4.6-9.1 मीटर की दूरी पर दिन के प्रकाश को बढ़ाने के लिए क्षैतिज प्रकाश पाइप प्रोटोटाइप की श्रृंखला विकसित की, जिससे दिन के प्रकाश वितरण की एकरूपता में सुधार हो सके और पूरे कमरे में प्रकाश ढाल हो सकता है। वर्ष भर परिवर्तनशील सूर्य और आकाश की स्थिति। पारंपरिक साइडलाइट विंडो या स्काइलाइट्स से अधिक गहराई तक सूरज की प्रकाश को प्रतिबिंबित करके अपेक्षाकृत छोटे इनलेट ग्लेज़िंग क्षेत्रों के माध्यम से हल्के पाइपों को निष्क्रिय रूप से परिवहन के लिए डिज़ाइन किया गया था।[5][6]

एक स्थापना जिसमें लेजर द्वारा काटना ऐक्रेलिक ग्लास को क्षैतिज या लंबवत उन्मुख मिरर पाइप में सूर्य के प्रकाश को पुनर्निर्देशित करने के लिए व्यवस्थित किया जाता है, जो लेजर कट पैनलों की त्रिकोणीय व्यवस्था के साथ प्रकाश प्रसार प्रणाली के साथ संयुक्त होता है जो कमरे में प्रकाश फैलाता है, विकसित किया गया था ब्रिस्बेन में क्वींसलैंड प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय।[7] 2003 में, वेरोनिका गार्सिया हैनसेन, केन यंग, और इयान एडमंड्स को इस विकास के लिए कांस्य में समीक्षा द्वारा प्रस्तुत सुदूर पूर्वी आर्थिक समीक्षा या पुरस्कार से सम्मानित किया गया।[8][9]

यदि ट्यूब छोटी और सीधी हो तो प्रकाश संचरण क्षमता सबसे अधिक होती है। लंबी, कोण वाली या लचीली ट्यूबों में, प्रकाश की तीव्रता का भाग खो जाता है। हानि को कम करने के लिए, ट्यूब रेखाओ की उच्च परावर्तकता महत्वपूर्ण है; विनिर्माता दावा करते हैं कि उनकी पदार्थ की परावर्तकता लगभग 99.5 प्रतिशत तक दिखाई देती है।[10][11]

अंतिम बिंदु (उपयोग का बिंदु) पर, विसारक प्रकाश को कमरे में फैलाता है।

पहले पूर्ण मापदंड पर निष्क्रिय क्षैतिज प्रकाश पाइप टेक्सास ए और एम विश्वविद्यालय में डेलाइट लैब में बनाए गए थे, जहां वार्षिक डेलाइट प्रदर्शन का मूल्यांकन 360 डिग्री घूर्णन 6 मीटर चौड़ा 10 मीटर गहरे कमरे में किया गया था। पाइप को 99.3% विशिष्ट परावर्तक फिल्म के साथ लेपित किया गया है और प्रकाश पाइप के अंत में वितरण तत्व में 87% दृश्यमान संप्रेषण के साथ 4.6 मीटर लंबी फैलाने वाली रेडियल फिल्म होती है। प्रकाश पाइप पूरे वर्ष 7.6 मीटर से 10 मीटर के बीच की दूरी पर 300 और 2,500 लक्स के बीच लगातार प्रकाश का स्तर प्रस्तुत करता है।[12]

सौर प्रकाश के उपयोग को और अधिक अनुकूलित करने के लिए, हेलियोस्टेट स्थापित किया जा सकता है जो सूर्य के आंदोलन को ट्रैक करता है, जिससे सूर्य के प्रकाश को दिन के हर समय प्रकाश ट्यूब में निर्देशित किया जाता है जहां तक ​​​​परिवेश की सीमाएं अनुमति देती हैं, संभवतः अतिरिक्त दर्पण या अन्य के साथ परावर्तक तत्व जो प्रकाश पथ को प्रभावित करते हैं। रात में चाँद के प्रकाश को पकड़ने के लिए हेलीओस्टैट को स्थित किया जा सकता है।


प्रकाशीय फाइबर

प्रकाशीय फाइबर का उपयोग दिन के प्रकाश के लिए भी किया जा सकता है। 2004 में ओक रिज नेशनल प्रयोगशाला में प्लास्टिक प्रकाशीय फाइबर पर आधारित सौर प्रकाश व्यवस्था का विकास किया जा रहा था।[13][14] प्रणाली को 2005 में अमेरिकन विज्ञान और ऊर्जा संग्रहालय, टेनेसी, यूएसए में स्थापित किया गया था।[15] और उसी वर्ष कंपनी धूप प्रत्यक्ष द्वारा बाजार में लाया गया।[16][17] चूँकि , इस प्रणाली को 2009 में बाजार से हटा लिया गया था।

तंतुओं के सामान्यतः छोटे व्यास को ध्यान में रखते हुए, कुशल दिन के प्रकाश की व्यवस्था के लिए सूर्य को ट्रैक करने और उसके प्रकाश को केंद्रित करने के लिए परवलयिक परावर्तक की आवश्यकता होती है।

प्रकाश परिवहन के लिए लक्षित प्रकाशीय फाइबर को कोर के अंदर जितना संभव हो उतना प्रकाश फैलाने की जरूरत है; इसके विपरीत, प्रकाश वितरण के लिए लक्षित प्रकाशीय फाइबर को उनके आवरण के माध्यम से प्रकाश रिसाव का भाग देने के लिए डिज़ाइन किया गया है।[18]

Parans Solar Lighting AB द्वारा बेची जाने वाली Bjork प्रणाली में प्रकाशीय फाइबर का भी उपयोग किया जाता है।[19][20] इस प्रणाली में ऑप्टिक फाइबर PMMA (पॉली (पॉलिमिथाइल मेथाक्रायलेट))) से बने होते हैं और हैलोजन-मुक्त थर्मोप्लास्टिक राल मेगोलोन से ढके होते हैं। हालांकि, इस तरह की प्रणाली काफी महंगी है।[21]

पारस प्रणाली[22] तीन भागों के होते हैं। संग्राहक, प्रकाशीय फाइबर केबल, और ल्यूमिनेयर घर के अंदर प्रकाश फैलाते हैं। या से अधिक संग्राहकों को इमारत पर या उसके आस-पास ऐसे स्थान पर रखा जाता है जहाँ उन्हें सीधे धूप की अच्छी पहुँच हो। कलेक्टर में सुरक्षा के रूप में कवरिंग ग्लास के साथ एल्यूमीनियम प्रोफाइल में लगे लेंस होते हैं। ये लेंस फाइबर ऑप्टिक केबलों में सूर्य के प्रकाश को नीचे केंद्रित करते हैं।

संग्राहक मॉड्यूलर हैं, जिसका अर्थ है कि वे आवश्यकता के आधार पर 4,6,8,12 या 20 केबल के साथ आते हैं। प्रत्येक केबल की व्यक्तिगत लंबाई हो सकती है। फाइबर ऑप्टिक केबल उच्च स्तर की प्रकाश गुणवत्ता और प्रकाश की तीव्रता दोनों को बनाए रखते हुए प्राकृतिक प्रकाश को 100 मीटर (30 मंजिल) में और संपत्ति के माध्यम से परिवहन करते हैं। कार्यान्वयन के उदाहरण कोपेनहेगन एयरपोर्ट, एरिजोना विश्वविद्यालय और स्टॉकहोम विश्वविद्यालय हैं।

एक समान प्रणाली, लेकिन कांच के प्रकाशीय फाइबर का उपयोग करते हुए, पहले जापान में अध्ययन किया गया था।[23]

कॉर्निंग इंक. फाइबर को हल्का फैलाने वाला फाइबर बनाता है। फाइबर प्रकाश-विसरित फाइबर ऑप्टिक केबल के माध्यम से लेजर को चमका कर काम करता है। केबल चमकदार चमक देता है।[24] छवि अनुप्रयोगों के लिए अक्षितंतुदर्शी में प्रकाशित तंतु का उपयोग किया जाता है।

पारदर्शी खोखले प्रकाश गाइड

ब्रिटिश कोलंबिया विश्वविद्यालय में भौतिकी के प्रोफेसर लोर्न व्हाइटहेड द्वारा 1981 में प्रिज्म प्रकाश गाइड विकसित किया गया था।[25][26] और प्रकाश के परिवहन और वितरण दोनों के लिए सौर प्रकाश व्यवस्था में उपयोग किया गया है।[27][28] इसी सिद्धांत पर आधारित बड़ा सोलर पाइप 2001 में वाशिंगटन, डीसी लॉ फर्म की 14-मंज़िला इमारत के संकरे आंगन में स्थापित किया गया था।[29][30][31][32][33] और इसी तरह का प्रस्ताव लंदन के लिए बनाया गया है।[34] बर्लिन में और प्रणाली स्थापित की गई है।[35]

3M कंपनी ने प्रकाशीय लाइटिंग फिल्म पर आधारित प्रणाली विकसित की[36] और 3M प्रकाश पाइप विकसित किया,[37] जो सूक्ष्म प्रिज्मों को शामिल करने वाली पतली फिल्म के साथ इसकी लंबाई पर प्रकाश को समान रूप से वितरित करने के लिए डिज़ाइन किया गया प्रकाश गाइड है,[26]जिसका विपणन कृत्रिम प्रकाश स्रोतों के संबंध में किया गया है, उदा. सल्फर लैम्प या प्रकाश पाइप।

एक प्रकाशीय फाइबर के विपरीत जिसमें ठोस कोर होता है, प्रिज्म प्रकाश गाइड प्रकाश को हवा के माध्यम से ले जाता है और इसलिए इसे खोखले प्रकाश गाइड के रूप में संदर्भित किया जाता है।

प्रोजेक्ट आर्थेलियो,[38][39] आंशिक रूप से यूरोपीय आयोग द्वारा वित्त पोषित, सौर और कृत्रिम प्रकाश के अनुकूली मिश्रण के लिए प्रणाली में 1998 से 2000 तक की जांच थी, और जिसमें प्रकाश परिवहन और वितरण के लिए सल्फर दीपक , हेलीओस्टेट और खोखले प्रकाश गाइड शामिल हैं।

डिज़्नी ने प्रकाशित खिलौनों के लिए आंतरिक प्रकाश गाइडों को मुद्रित करने के लिए 3 डी प्रिंटिग का प्रयोग किया है।[40]


प्रतिदीप्ति आधारित प्रणाली

फ़्लोरोसोलर और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय, सिडनी द्वारा विकसित प्रणाली में, फ्लैट पैनल में दो प्रतिदीप्ति बहुलक परतें शॉर्ट वेव सूरज की रोशनी, विशेष रूप से पराबैंगनी प्रकाश, क्रमशः लाल और हरी प्रकाश पैदा करती हैं, जो इमारत के इंटीरियर में निर्देशित होती हैं। वहां, लाल और हरे रंग की प्रकाश को कृत्रिम नीली प्रकाश के साथ मिलाया जाता है, जिससे सफेद प्रकाश पैदा होती है, बिना इन्फ्रारेड या पराबैंगनी के। यह प्रणाली, जो मोबाइल भागों जैसे हेलीओस्टेट या परवलयिक संग्राहक की आवश्यकता के बिना प्रकाश एकत्र करती है, का उद्देश्य भवन के अंदर किसी भी स्थान पर प्रकाश स्थानांतरित करना है।[41][42][43] पराबैंगनी पर कब्जा करके, प्रणाली विशेष रूप से उज्ज्वल लेकिन बादल वाले दिनों में प्रभावी हो सकती है; ऐसा इसलिए है क्योंकि सूर्य के प्रकाश के दृश्य घटकों की तुलना में पराबैंगनी बादल द्वारा कम हो जाती है।

गुण और अनुप्रयोग

सौर और संकर प्रकाश व्यवस्था

एक साधारण प्रकाश ट्यूब, संग्रह, संचरण और वितरण दिखा रहा है

पारंपरिक रोशनदानों और अन्य खिड़कियों की तुलना में सौर प्रकाश पाइप, बेहतर गर्मी रोधन गुण और आंतरिक कमरों में उपयोग के लिए अधिक लचीलापन प्रदान करते हैं, लेकिन बाहरी वातावरण के साथ कम दृश्य संपर्क।

मौसमी भावात्मक विकार के संदर्भ में, यह विचार करने योग्य हो सकता है कि प्रकाश ट्यूबों की अतिरिक्त स्थापना से प्राकृतिक दैनिक प्रकाश जोखिम की मात्रा बढ़ जाती है। इस प्रकार यह संभवतः निवासियों या कर्मचारियों के कल्याण में योगदान दे सकता है जबकि अति-प्रकाश के प्रभावों से बचा जा सकता है।

लैंप (विद्युत घटक) की तुलना में, प्रकाश ट्यूबों में प्राकृतिक प्रकाश प्रदान करने और ऊर्जा की बचत करने का लाभ होता है। प्रेषित प्रकाश दिन भर बदलता रहता है; क्या यह वांछित नहीं होना चाहिए, डेलाइटिंग या हाइब्रिड सोलर लाइटिंग सेट-अप में प्रकाश ट्यूबों को कृत्रिम प्रकाश के साथ जोड़ा जा सकता है।[27][44][45][46]

कुछ कृत्रिम प्रकाश स्रोतों का विपणन किया जाता है दृश्यमान प्रतिबिम्ब सूर्य के प्रकाश के समान होता है, कम से कम दृश्यमान स्पेक्ट्रम रेंज में,[47][48][49] साथ ही कम झिलमिलाहट।[49]उनके स्पेक्ट्रम को गतिशील रूप से भिन्न करने के लिए बनाया जा सकता है जैसे दिन में प्राकृतिक प्रकाश में परिवर्तन की नकल करना। ऐसे प्रकाश स्रोतों के निर्माता और विक्रेता दावा करते हैं कि उनके उत्पाद प्राकृतिक प्रकाश के समान या समान स्वास्थ्य प्रभाव प्रदान कर सकते हैं।[49][50][51] सौर प्रकाश पाइपों के विकल्प के रूप में विचार किए जाने पर, ऐसे उत्पादों की स्थापना लागत कम हो सकती है लेकिन उपयोग के दौरान ऊर्जा की खपत होती है; इसलिए वे समग्र ऊर्जा संसाधनों और लागतों के मामले में अधिक बेकार हो सकते हैं।

अधिक व्यावहारिक नोट पर, प्रकाश ट्यूबों को विद्युत प्रतिष्ठानों या इन्सुलेशन की आवश्यकता नहीं होती है और इस प्रकार बाथरूम और पूल जैसे इनडोर गीले क्षेत्रों के लिए विशेष रूप से उपयोगी होते हैं। अधिक कलात्मक दृष्टिकोण से, हाल के घटनाक्रम, विशेष रूप से पारदर्शी प्रकाश ट्यूबों से संबंधित, वास्तु प्रकाश डिजाइन के लिए नई और दिलचस्प संभावनाएं खोलते हैं।

सुरक्षा अनुप्रयोग

सन पाइप के अपेक्षाकृत छोटे आकार और उच्च प्रकाश उत्पादन के कारण, उनके पास सुरक्षा-उन्मुख स्थितियों, जैसे जेलों, पुलिस कक्षों और अन्य स्थानों पर जहां प्रतिबंधित पहुंच की आवश्यकता होती है, के लिए आदर्श अनुप्रयोग है। संकीर्ण व्यास का होने के कारण, और आंतरिक सुरक्षा ग्रिल्स से बड़े मापदंड पर प्रभावित नहीं होने के कारण, यह विद्युत कनेक्शन प्रदान किए बिना या बचने की पहुंच के बिना क्षेत्रों को दिन का प्रकाश प्रदान करता है, और बिना वस्तुओं को सुरक्षित क्षेत्र में जाने की अनुमति देता है।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में

ढाला प्लास्टिक प्रकाश ट्यूब सामान्यतः इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में सर्किट बोर्ड पर प्रकाश उत्सर्जक डायोड से सूचक प्रतीकों या बटनों तक प्रकाश को निर्देशित करने के लिए उपयोग किया जाता है। ये प्रकाश नलिकाएं सामान्यतः अत्यधिक जटिल आकार लेती हैं जो या तो ऑप्टिक फाइबर के रूप में कोमल घुमावदार मोड़ का उपयोग करती हैं या तेज प्रिज्मीय तह होती हैं जो कोणों के कोनों को दर्शाती हैं। कई प्रकाश ट्यूबों को अधिकांशतः प्लास्टिक के टुकड़े से ढाला जाता है, आसान उपकरण असेंबली की अनुमति देता है क्योंकि लंबे पतले प्रकाश ट्यूब ही कठोर घटक का भाग होते हैं जो जगह में आ जाता है।

प्रकाश ट्यूब इंडिकेटर इलेक्ट्रॉनिक्स को निर्माण के लिए सस्ता बनाते हैं क्योंकि पुराना तरीका यह होगा कि छोटे से सॉकेट में छोटे से दीपक को सीधे रोशन करने के लिए स्पॉट के पीछे माउंट किया जाए। स्थापना और तारों के लिए इसे अधिकांशतः व्यापक हाथ श्रम की आवश्यकता होती है। प्रकाश ट्यूब सभी प्रकाश को ही फ्लैट सर्किट बोर्ड पर चढ़ाने की अनुमति देते हैं, लेकिन प्रकाश को निर्देशित किया जा सकता है, और बोर्ड से कई इंच दूर, जहां भी आवश्यक हो।

यह भी देखें


संदर्भ

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बाहरी संबंध

Wikimedia Commons has media related to Tubular daylighting devices.



अवलोकन

सूरज की प्रकाश पकड़ने और संचरण के अन्य तरीके


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