LED航標(biāo)燈的原理

April 16, 2019

航標(biāo)燈（navigation mark light），為保證船舶在夜間安全航行而安裝在某些航標(biāo)上的一類(lèi)交通燈。它在夜間發(fā)出規(guī)定的燈光顏色和閃光頻率，達(dá)到規(guī)定的照射角度和能見(jiàn)距離。航標(biāo)燈有固定燈標(biāo)、燈浮標(biāo)、燈船和燈塔4種。固定燈標(biāo)、燈浮標(biāo)和燈船是作導(dǎo)航和警告用的信標(biāo)。燈塔在海上晝夜發(fā)出可識(shí)信號(hào)，供船舶測(cè)定位置和向船舶提供危險(xiǎn)警告。

 

LED航標(biāo)燈是近年來(lái)獲得普遍推廣的一種新型航標(biāo)燈，正越來(lái)越受到海事部門(mén)的重視。合理選擇和正確使用LED航標(biāo)燈十分重要。除了將平面應(yīng)用的LED光源應(yīng)用于導(dǎo)標(biāo)燈、橋涵標(biāo)和旋轉(zhuǎn)燈器以外，更多的LED航標(biāo)燈是環(huán)嚮應(yīng)用。目前，世界各國(guó)航標(biāo)生產(chǎn)廠商對(duì)LED航標(biāo)燈光參數(shù)的定義仍沿用出射面的光強(qiáng)度和垂直髮散角兩個(gè)指標(biāo)。

 

LED單體器件在作為光源應(yīng)用時(shí)，通常都帶有一定角度的視角，即在既定的視角范圍內(nèi)保證其光強(qiáng)度，視角以外強(qiáng)度大幅度衰減，其光強(qiáng)/視角特性曲線表明，LED單體器件是一個(gè)定向光源，而不是4立體角空間內(nèi)的全向點(diǎn)光源，用LED器件製造的環(huán)向航標(biāo)燈，其透鏡不同于普通點(diǎn)光源透鏡。

 

對(duì)于LED環(huán)向航標(biāo)燈來(lái)說(shuō)，LED是一個(gè)特殊的光源。LED單體器件本身帶有一個(gè)小型的光學(xué)透鏡。該透鏡將半導(dǎo)體晶片上的點(diǎn)光源聚成一定立體角的光束，在標(biāo)稱(chēng)立體角內(nèi)，輸出標(biāo)稱(chēng)光強(qiáng)。如視角為30°立體角的LED器件，即在30°立體角內(nèi)輸出標(biāo)稱(chēng)光強(qiáng)，而超過(guò)30°時(shí)，光強(qiáng)將較快衰減。LED環(huán)向航標(biāo)燈是將帶有一定視角的LED器件均勻地排列在一定直徑的圓周上，如果我們把這個(gè)排列有LED器件的圓周稱(chēng)發(fā)光圓周，那麼LED環(huán)向航標(biāo)燈上特殊設(shè)計(jì)的環(huán)向菲乃爾透鏡就是一種以發(fā)光圓周為透鏡焦點(diǎn)；以發(fā)光圓周與透鏡曲面之間的距離為焦距的特殊透鏡。比較LED環(huán)向航標(biāo)燈與傳統(tǒng)單錐菲乃爾透鏡航標(biāo)燈，其區(qū)別為前者的透鏡焦點(diǎn)是在透鏡的圓心，而后者是在發(fā)光圓周上。

 

1.、LED航標(biāo)燈具有良好的水準(zhǔn)配光特性

 

水準(zhǔn)配光指標(biāo)一般用水準(zhǔn)配光特性曲線表述，可以直觀地在多個(gè)同心圓周上看出它的峰-穀值，并可通過(guò)座標(biāo)上的精確定位來(lái)確定峰-穀值的百分比。通常情況下，峰值與谷值越接近，其水準(zhǔn)配光性能越好。水準(zhǔn)配光特性?xún)?yōu)異的航標(biāo)燈，其峰-谷值一般都在10％以?xún)?nèi)。

 

2、LED航標(biāo)燈可以採(cǎi)用先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)電路

 

現(xiàn)代LED航標(biāo)燈必須具備高轉(zhuǎn)換效率的驅(qū)動(dòng)電路（一般採(cǎi)用開(kāi)關(guān)電源），採(cǎi)用軟體實(shí)現(xiàn)的高精度閃光週期；帶有自檢測(cè)電路和帶有標(biāo)準(zhǔn)電腦連接埠的智慧化控制電路，從而可以方便地接入各類(lèi)遙測(cè)遙控系統(tǒng)或AIS系統(tǒng)等。

 

3、LED航標(biāo)燈具有較高的光/電轉(zhuǎn)換效率 

 

LED航標(biāo)燈，在同功率、同發(fā)散角條件下，光強(qiáng)值越高，其光/電轉(zhuǎn)換效率越高，使用中就越省電。提高光/電轉(zhuǎn)換效率的途徑很多，但主要是設(shè)計(jì)出合理的控制和功率驅(qū)動(dòng)電路。

 

4、LED航標(biāo)燈具有良好的整機(jī)防護(hù)性能 

 

LED航標(biāo)燈由于省卻了傳統(tǒng)換泡儀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，可以做成整燈水密結(jié)構(gòu)。採(cǎi)用全水密結(jié)構(gòu)時(shí)，即使整個(gè)航標(biāo)燈浸入水中，除了可以正常工作以外還可以通過(guò)非接觸方式來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端監(jiān)控等。

 

LED航標(biāo)燈還可廣泛用于沿海、內(nèi)河助航標(biāo)志，亦可用作高空障礙燈、石油平臺(tái)防爆燈具。

 

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