CN102845380A

CN102845380A - 一种led水下集鱼灯

Info

Publication number: CN102845380A
Application number: CN2011101754943A
Authority: CN
Inventors: 罗英华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2013-01-02

Abstract

一种LED水下集鱼灯属于属于人类生活必需部分，农业；林业；畜牧业；狩猎；诱捕；捕鱼大类，畜牧业；禽类、鱼类、昆虫的管理；捕鱼；饲养或养殖其他类不包含的动物；动物的新品种小类，钓鱼用的附件小组技术领域。本发明提供一种节能环保、安全可靠、使用寿命长且光谱效果好的LED水下集鱼灯。本发明包括数字化控制电路和无线供电系统，其特征在于数字化控制电路由以嵌入式微控制器(MCU)作核心的控制系统电路、驱动电路和LED光源点阵三部分构成；无线供电系统包括电能发送单元和电能接收单元两部分。

Description

一种LED水下集鱼灯

技术领域

本发明按照国际专利分类表(IPC)划分属于人类生活必需部分，农业；林业；畜牧业；狩猎；诱捕；捕鱼大类，畜牧业；禽类、鱼类、昆虫的管理；捕鱼；饲养或养殖其他类不包含的动物；动物的新品种小类，钓鱼用的附件小组技术领域。

背景技术

集鱼灯是光诱鱿钓作业中最主要的助渔设备，可分为水上灯和水下灯两类。水下集鱼灯具有节能、诱集范围广、穿透水层深等特点。水下集鱼灯不仅可以在晚上将深层的柔鱼诱集到较浅的水层进行作业，还可以在白天将大型柔鱼聚集在较深水层进行捕获，水下集鱼灯于20世纪90年代以来被广泛应用到鱿钓作业中，其光源以金属卤化物灯为主，属热光源。

近年来，燃油价格大幅度上涨，光诱捕鱼渔业在燃油上的投入比重也大为增加，有时热光源集鱼灯的燃油消耗要占到渔船总燃油消耗的50％以上。由此可见，用在集鱼灯上的燃油消耗费用已经对光诱捕鱼业的经营效益产生了比较明显的影响。

金属卤化物灯存在光效低、耗电量大、电能大部分转化为热能的不足。而且金属卤化物灯发出的光线中含有大量的紫外线和红外线辐射，光诱渔船作业时会对渔船工作人员健康造成伤害，也会对中上层趋光鱼类，特别是视觉系统发育尚未完善的幼、稚鱼造成一定的伤害。

金属卤化物灯的光谱较宽，且发光方向为整个立体空间，不利于配光和光线的有效利用。

由于渔业生产工况条件特殊，灯和灯具经常在海浪中拍打和在船舶摇晃中工作，因此必须具备良好的防震和防水性能。金属卤化物灯有玻璃泡、灯丝等易损坏部件，易碎，耐震性差，而且需要上百伏特的工作电压，寿命一般为3000h。当用作水下集鱼灯时，必须先放进水里再开灯，出水时必须先熄灯再提出水面。操作麻烦，稍有不慎灯泡就有可能爆炸，造成触电事故。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种节能环保、安全可靠、使用寿命长且光谱效果好的LED水下集鱼灯。

本发明包括数字化控制电路和无线供电系统，其特征在于数字化控制电路由以嵌入式微控制器(MCU)作核心的控制系统电路、驱动电路和LED光源点阵三部分构成；无线供电系统包括电能发送单元和电能接收单元两部分。

电能发送单元主要由交直流电源电路、功率放大输出电路、驱动电路、振荡电路、基准电压电路、控制保护电路以及发射线圈(变压器初级)组成，电能接收单元主要包括接收线圈(变压器次级)、高频整流滤波电路和负载组成。

本发明的有益效果：

(1)节能环保

LED的光谱几乎全部集中在可见光频段，光效率可达80％～90％，因此功耗低，在相同的照明效果下，比金属卤化物灯节能。

LED是冷光源，没有红外线和紫外线的成分，没有辐射污染，能有效防止渔场生态被破坏。另外，金属卤化物灯内的填充物中有汞或其它重金属，在使用过程中破损和废弃后的灯都会对人身健康和环境造成危害，而LED使用中不产生有害物质，废弃物可回收，没有污染，不含汞元素。

(2)安全可靠，使用寿命长

本发明的LED灯是用环氧树脂封装固态光源，使用低电压(单个LED只需1.5-4.0V的直流电压)、低电流驱动，使用寿命可高达6万～10万h；也是一种全固体结构，能经得起震动、冲击而不至于损坏，非正常报废率很小，维护极为方便。

附图说明

图1为数字化控制电路结构原理图。

图2为无线供电系统电路原理图。

具体实施方式

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种场致发光光源，是可直接将电能转化为可见光和辐射能的半导体器件。LED的发光原理是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体材料的PN结中注入的空穴与电子复合时引起光子发射而产生光，直接把电能转换为光能，属冷光源。使用LED半导体照明已被公认为是一种节能环保的重要途径。

LED水下集鱼灯用高亮度LED作为光源。LED虽然光效很高，但单只LED所发出的光通量还不够大，为了实现较大照射范围和足够的照度必须采用多只LED组合在一起使用。首先根据水下集鱼灯集鱼所需要达到的照射范围与照度确定总功率，在此基础上选择一定功率的多只LED来达到所需的总功率。由1只红(R)、1只绿(G)、1只蓝(B)根据配色要求构成1个三基色发光单元。多个三基色发光单元的组合是通过单元电路板实现，在阵列结构上通过先分单元后组合的方式，呈线形、矩形、圆形、内外半圆柱面及部分球面的分布，保证光向四周发射。LED驱动电路采用集成电路驱动，LED驱动时需要先将直流电流通过高效率的开关稳压器降压和变换成恒流源，才能输出恒定的电流驱动LED发光。显示电路分为红、绿、蓝3个模块，3个模块与MCU的连接方式也相同。MCU通过信号线与模块中各LED驱动电路相连接。通过内置于MCU中的控制程序，由MCU向LED驱动集成块发送控制信号和数据，LED驱动集成块根据控制信号和数据要求，对每一只LED实现单独控制。若MCU连续向各个LED驱动集成块不断发出控制信号和数据，使每只LED都受到连续的协调控制。

控制LED以鱼眼分辨不出的闪烁频率快速亮灭，并且控制LED在每一个亮灭周期内发光时间的占空比，就能起到控制LED发光亮度的效果。通过对每只LED发光亮度的控制，使每只LED产生256级灰度等级。对3个模块内的每只红光、绿光、蓝光LED同时进行控制，3种光色LED按照不同的灰度等级任意组合，能够产生16777216种彩色效果。将多个三基色发光单元组合成一定结构的显示点列，按照这种控制方式，就能显示出各种颜色、多种图像的动态显示效果，从而实行诱鱼。

无线供电系统工作时输入端将交流电经全桥整流电路变换成直流电，或用渔船的直流电源直接为系统供电，直流电流通过振荡电路逆变转换成高频交流电，经功率放大输出电路放大后供给发射线圈。通过发射线圈与接收线圈耦合电能，接收线圈输出的电流经高频整流滤波电路变换成直流电提供给负载(电池)进行充电。一个电能发送单元可以对多个电能接收单元发射电磁波进行充电。电能发送单元与电能接收单元可以用一对一、一对多、多对一、多对多和网络分布方式充电。无线供电技术应用于LED水下集鱼灯，不需要在LED水下集鱼灯上安装接口及导线，使LED水下集鱼灯具有高度可靠的防水性能。

LED水下集鱼灯灯体结构外壳材质为不锈钢(或铝合金)，灯具玻璃为钢化玻璃，采用硅橡胶密封圈进行密封。LED体积小，封装灵活，能排成点、线、面等形式安装。采用无线供电技术的LED水下集鱼灯可以做成球形、直管形等各种形状和大小不同的水下集鱼灯。

LED水下集鱼灯通电工作后，整个系统由软件控制运行。根据不同渔场的客观情况、诱集目标鱼类的生理和生态的不同特点，来配置光源的亮度、颜色以及动态变化效果来诱鱼。用户通过遥控器，或者通过LED水下集鱼灯上的控制键来设定集鱼灯显示内容，以便符合实际需要。LED水下集鱼灯能显示出鱼喜欢的食物、同类、各种事物的像等来诱集鱼群，还能显示鱼的天敌等相关图像来驱集鱼群、控制鱼群。实行科学捕捞，合理开发渔业资源，保护鱼类繁衍增殖，达到可持续发展的目标。

Claims

1.一种LED水下集鱼灯，包括数字化控制电路和无线供电系统，其特征在于数字化控制电路由以嵌入式微控制器(MCU)作核心的控制系统电路、驱动电路和LED光源点阵三部分构成；无线供电系统包括电能发送单元和电能接收单元两部分。

2.根据权利要求1所述的一种LED水下集鱼灯，其特征在于电能发送单元主要由交直流电源电路、功率放大输出电路、驱动电路、振荡电路、基准电压电路、控制保护电路以及发射线圈(变压器初级)组成，电能接收单元主要包括接收线圈(变压器次级)、高频整流滤波电路和负载组成。

3.根据权利要求1所述的一种LED水下集鱼灯，其特征在于LED水下集鱼灯灯体结构外壳材质为不锈钢(或铝合金)，灯具玻璃为钢化玻璃，采用硅橡胶密封圈进行密封。