CN104534346A - Led频谱适应性海底灯 - Google Patents

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张瑜
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庄正
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Abstract

本发明涉及一种LED频谱适应性海底灯。本发明包括透镜、灯座、LED灯面板及其适配反光杯，透镜固定在灯座上，灯座由上下两部分构成，分别设有八个连接螺孔，用螺钉将二者固定；反光杯和LED灯面板通过孔槽口自咬合为一体，LED灯面板固定在灯座的内腔下部的台面上；灯座的内腔上部设有两道“O”形密封圈沟槽，底部设有一个预留固定螺孔和一个电源插头接口。本发明采用大功率LED作为光源，在水下具有更强的穿透能力，提高了光能利用率。通过调节LED所掺杂的微量元素的成分及浓度，可以实现频谱调节的目的，使经过海水吸收后的光在可见光谱范围内增益均衡。

Description

LED频谱适应性海底灯
技术领域
本发明属于光电技术领域，涉及一种LED频谱适应性海底灯。
背景技术
海洋覆盖了地球表面的71%，人类社会的发展对海洋的依赖程度越来越大。太阳光线在海水中的衰减要比在空气中大数千倍，海洋表面和海洋深处的光强相差很大。通常，太阳光只能到达水下几米或几十米深的地方，良好的人工照明变的尤为重要。然而，目前国内市面上的水下灯具普遍仅适用于500米以内的深度，最大功率也仅为几瓦到数十瓦，水下穿透效果差。同时，不同波长的电磁波在海水中的扩散衰减系数是不同的，相对其他波长的光，蓝、绿色的光波（390-490nm）不易在海水中扩散，即在海水中存在着“蓝绿窗口”效应，将导致色彩失真，这是目前众多海底光源设计中没有解决的问题之一。国外的一些高品质探测灯也存在能量较低，造价高等问题。
LED可以通过掺杂不同的化学元素调节光谱特性，以匹配海水的“蓝绿窗口”效应，获得相对均匀的频谱增益。该发明的实现不但可以应用在2000米左右的水域，而且可以呈现水下物体的真实色彩。
发明内容
本发明的目的是提供一种LED频谱适应性海底灯，该海底灯不仅能够满足在海底2000米深处正常工作的要求，并且能够自动调节光谱，有效解决因海水的“蓝绿窗口”效应引起的色彩失真问题，同时，具有成本低、亮度高、装置小和调节光强而不影响其光谱特性的特点。
本发明采用以下技术方案。
本发明包括透镜、灯座、LED灯面板及其适配反光杯，透镜固定在灯座上，灯座由上下两部分构成，分别设有八个连接螺孔，用螺钉将二者固定；反光杯和LED灯面板通过孔槽口自咬合为一体，LED灯面板固定在灯座的内腔下部的台面上；灯座的内腔上部设有两道“O”形密封圈沟槽，底部设有一个预留固定螺孔和一个电源插头接口。
进一步说，透镜选用高硼硅为制备材料，透镜和灯座之间采用环氧树脂进行粘合密封；灯座选用阳极铝为制备材料，内腔下部有一个凸起的台面，台面设有四个连接螺孔，LED灯面板通过螺钉固定在此台面上，LED灯面板的底部均匀涂有散热硅；“O”形密封圈沟槽与密封圈相匹配实现高压密封，密封圈选用氟橡胶为制备材料。
进一步说，LED灯面板上串联有多个偏色LED灯珠，并采用树脂材料进行密封，通过增减灯珠的数量来改变光功率的大小。LED灯面板适配一个小反光杯，再加上半球形的高硼硅透镜，以实现聚光功能；调节LED的光谱特性以匹配海水“蓝绿窗口”效应，使经过海水吸收后的光在可见光谱范围内增益均衡。
本发明与现有技术相比有益效果及优点：
（1）本发明采用大功率LED作为光源，在水下具有更强的穿透能力，提高了光能利用率。通过调节LED所掺杂的微量元素的成分及浓度，可以实现频谱调节的目的，使经过海水吸收后的光在可见光谱范围内增益均衡。
（2）本发明采用LED灯面板适配一个小反光杯，再加上一个半球形的高硼硅透镜实现聚光功能，提高了聚光效果和光能利用率，有利于进行海底照明。
（3）本发明的LED灯面板上串联有一定数量的偏色LED灯珠，采用特殊树脂材料进行密封，并且可以通过增减灯珠的数量来改变光功率的大小，使其可以应用于不同深度的水域。
（4）本发明的透镜采用高强度的高硼硅玻璃为制备材料，灯座采用高强度的阳极铝为制备材料，可以承受2000米左右的静水压力，而且具有出色的抗腐蚀能力。
（5）本发明的灯座分成了上下两部分结构，使用八个螺钉连接，使其机械结构简单、灵活，易于拆卸安装和零件更换，而且可以节约成本。
（6）本发明按照GB/T3452.3-2005国家液压气动用“O”形橡胶密封圈沟槽设计标准设计了两道“O”密封圈沟槽，使用氟橡胶材质的“O”形橡胶圈与之配合，可以实现高压密封，而且具有良好的耐压和耐低温性能。
（7）本发明采用环氧树脂对灯具底座和透镜进行粘合密封，减少了各种密封扣件的设计使用，保障设备的防水密封性能的同时降低了设备加工成本。
附图说明
图1是本发明LED频谱适应性海底灯的纵剖面构造图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明针对海水的吸收光谱的特点，通过选用蓝绿光相对较少而其余频谱光线相对较多的偏色LED灯为光源，使光源发出的光经过海水吸收非蓝绿光谱之后，到达照射物体表面的光波频谱增益接近自然光谱。它适用于深海照明，其耐压性、热传导性、耐腐蚀性均能满足实际需要，可应用于海洋勘测、潜水娱乐、生物探测等多个领域
如图1所示，LED频谱适应性海底灯主要包括透镜1、灯座2、密封圈沟槽3、LED反光杯4、LED面板灯5、连接螺孔7、固定螺孔8、电源插头接口9。
透镜1通过特种环氧树脂固定在灯座2上，灯座2由上下两部分构成，分别设有八个连接螺孔7，可以用螺钉将二者固定。反光杯4和LED灯面板5通过孔槽口自咬合为一体，反光杯4的杯口正对透镜1，二者协同工作，以实现聚光功能。LED灯面板5通过螺钉固定在灯座2的内腔下部的凸起的台面6上，LED灯面板5的底部均匀涂有散热胶，保证其散热效果。灯座2的内腔上部设有两道“O”形密封圈沟槽3与密封圈相匹配，以实现高压密封。灯座2的底部设有一个固定螺孔8和一个电源插头接口9。
为了还原水下物体的真实色彩，通过选用蓝绿光相对较少而其余频谱光线相对较多的偏色LED灯珠为光源，输出的增益曲线匹配海水的“蓝绿窗口”效应，可以使经过海水吸收后的光在可见光谱范围内增益均衡。LED灯面板5上串联有一定数量的偏色LED灯珠，采用特殊树脂材料进行密封，而且可以通过增减灯珠的数量来改变光功率的大小。
为了提高海底灯的抗压能力，透镜1采用高强度的高硼硅玻璃为制备材料，灯座2采用采用高强度的阳极铝为制备材料，经封装压力测试，本发明的结构能够满足在海底2000米深处正常工作的要求。
为了提高海底灯的防水密封性能，本发明采用机械密封和材料密封两种方式。“O”形橡胶密封圈沟槽3及其适配的橡胶圈可以实现高压密封，为内部原件提供足够的防水保护。密封圈采用氟橡胶材质，具有良好的耐压和耐低温性能。灯座2和透镜1之间采用环氧树脂进行粘合密封，其良好的密封性保障了海底灯的防水性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，在不脱离本发明构思的前提下，可以做出若干改进和润饰等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.LED频谱适应性海底灯，包括透镜（1）、灯座（2）、LED灯面板（5）及其适配反光杯（4），其特征是：透镜（1）固定在灯座（2）上，灯座（2）由上下两部分构成，分别设有八个连接螺孔（7），用螺钉将二者固定；反光杯（4）和LED灯面板（5）通过孔槽口自咬合为一体，LED灯面板（5）固定在灯座（2）的内腔下部的台面上；灯座（2）的内腔上部设有两道“O”形密封圈沟槽（3），底部设有一个预留固定螺孔（8）和一个电源插头接口（9）。
2.根据权利要求1所述的LED频谱适应性海底灯，其特征是：透镜（1）选用高硼硅为制备材料，透镜（1）和灯座（2）之间采用环氧树脂进行粘合密封；灯座（2）选用阳极铝为制备材料，内腔下部有一个凸起的台面(6)，台面(6)设有四个连接螺孔，LED灯面板（5）通过螺钉固定在此台面上，LED灯面板（5）的底部均匀涂有散热硅；“O”形密封圈沟槽（3）与密封圈相匹配实现高压密封，密封圈选用氟橡胶为制备材料。
3.根据权利要求1所述的LED频谱适应性海底灯，其特征是：LED灯面板（5）上串联有多个偏色LED灯珠，并采用树脂材料进行密封，通过增减灯珠的数量来改变光功率的大小；LED灯面板（5）适配一个小反光杯（4），再加上半球形的高硼硅透镜（1），以实现聚光功能；调节LED的光谱特性以匹配海水“蓝绿窗口”效应，使经过海水吸收后的光在可见光谱范围内增益均衡。
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