CN207907092U - 海上信号灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海上信号灯(10)，包括：防护外壳(11)、支架(12)、太阳能电池(13)、蓄电池(14)、控制器(15)及LED光源(16)；其中，所述支架(12)固接于所述防护外壳(11)内中间位置处，所述LED光源(16)固接于所述支架(12)之上中间位置处，所述太阳能电池(13)固接于所述支架(12)之上并位于所述LED光源(16)周围，所述蓄电池(14)与所述控制器(15)均固接于所述防护外壳(11)内底部位置处。本实用新型提供的海上信号灯，散热效果好，结构简单，使用寿命长。

Description

海上信号灯

技术领域

本实用新型属于照明领域，具体涉及一种海上信号灯。

背景技术

在夜间或者天气状况较差条件下，海上的可见度变得很低，这给船舶的航行造成了极大的困难，甚至会出现严重的安全事故。为给航行人员的安全保驾护航，通常在海上设置有信号灯，用于在可见度较低情况下给航行人员提供相对位置坐标信息。

在海上，由于受到地理因素的限制，很难通过安装电缆为信号灯提供电源，所以海上的信号灯通常都是以太阳能或者风能等形式为其提供电源能量。

但是，由于转化率相对较低，无论是太阳能或者风能都无法完全满足信号灯在夜间及其他可见度较低情况下的照明，因此给海上信号灯的使用带来了很大的制约。此外，由于信号灯的工作时间较长，其发热量较大，若对信号灯的散热处理不当，则很会极大地降低信号灯的使用寿命。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种高可靠性的海上信号灯。

本实用新型实施例提供了一种该海上信号灯10，包括：防护外壳11、支架12、太阳能电池13、蓄电池14、控制器15及LED光源16，所述支架12固接于所述防护外壳11内中间位置处，所述LED光源16固接于所述支架12上并位于中间位置处，所述太阳能电池13固接于所述支架12上并位于所述LED光源16周围，所述蓄电池14与所述控制器15均固接于所述防护外壳11内并位于底部位置处；其中，

所述太阳能电池13、所述控制器15及所述蓄电池14依次串行电连接。

所述LED光源16电连接所述控制器15。

在本实用新型的一个实施例中，所述防护外壳11内部形成密封空间。

在本实用新型的一个实施例中，所述蓄电池14为铅酸电池或胶体电池。

在本实用新型的一个实施例中，所述LED光源16包括：

底座161；

LED灯162，设置在所述底座161上表面中间位置处；

反光杯163，设置在所述底座161上表面且位于所述LED灯162的外侧；

散热片164，设置在所述底座161上表面且位于所述反光杯163的外侧；

聚光透镜165，设置在所述反光杯163顶端。

在本实用新型的一个实施例中，所述底座161与所述散热片164均为铝材料。

在本实用新型的一个实施例中，所述散热片164外表面设置有凹形沟槽。

在本实用新型的一个实施例中，所述反光杯163为PPS材料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果至少包括：

本实用新型提供的海上信号灯，散热效果好，结构简单，使用寿命长。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种海上信号灯的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种LED光源的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种LED灯的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种LED芯片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

实施例一

请参见图1，图1为本实用新型实施例提供的一种海上信号灯的结构示意图。该海上信号灯可以应用各种海港、海关及岛屿之上，用于作为航标、警示灯等相关应用，尤其是偏远、无人值守的场景。具体地，该海上信号灯10包括：防护外壳11、支架12、太阳能电池13、蓄电池14、控制器15及LED光源16，所述支架12固接于所述防护外壳11内中间位置处，所述LED光源16固接于所述支架12上并位于中间位置处，所述太阳能电池13固接于所述支架12之上并位于所述LED光源16周围，所述蓄电池 14与所述控制器15均固接于所述防护外壳11内底部位置处。

在白天，所述控制器15中的感光器件感应到光照时，则控制太阳能电池13开始工作，将太阳能转换为电能，并通过控制器15将电能存储在蓄电池14中；在夜间或者光照强度不够的情况下，则蓄电池14、控制器15 及LED光源16形成通路，蓄电池14中的存储的电能将释放用于供给LED 光源16照明。

所述LED光源16电连接所述控制器15。

本实施例提供的海上信号灯，散热效果好，结构简单，使用寿命长。

实施例二

本实施例是在实施例一的基础上对本实用新型的原理及实现方式作进一步的说明。

具体的，所述防护外壳11由透光硬质材料加工形成。由于太阳能电池 13设置在防护外壳11内部，因此要求其应具有透光性好的特点，以保证太阳能电池13能获取足够的光照并转换形成电能。此外，该防护外壳11由于海上空气的盐碱度很高，具有很强的腐蚀性，因此，该防护外壳11还应具有耐盐碱腐蚀的作用。

进一步地，所述防护外壳11内部形成密封空间。由于太阳能电池13、 LED光源16等均容易被盐碱腐蚀损坏。因此需要将这些器件完全密封在防护外壳11内部，以免损坏。防护外壳11的开口位置处应进行焊接密封处理，以防止空气进入其内部。

所述太阳能电池13为单晶硅太阳能电池。单晶硅太阳能电池转换效率高、寿命长、性能可靠，目前作为太阳能电池中的主流产品。

所述蓄电池14为铅酸电池或胶体电池。铅酸电池的工作电压较稳、使用温度、工作电流较宽，储存性能好且造价低；胶体电池放电曲线平直，拐点高，寿命较长，高温及低温特性好，适合在多变气候条件下使用。

考虑到海上信号灯的工作时间较长，其发热量较大，因此对其LED光源的结构也进行了优化设计，具体的，请参见图2，图2为本实用新型实施例提供的一种LED光源的结构示意图，该LED光源16包括：

底座161；

LED灯162，设置在所述底座161上表面中间位置处，LED灯162的数量根据实际需要选择；

反光杯163，设置在所述底座161上表面且位于所述LED灯162的外侧；

散热片164，设置在所述底座161上表面且位于所述反光杯163的外侧；

聚光透镜165，设置在所述反光杯163顶端。

优选地，所述底座161与所述散热片164均为铝材料。铝材料密度小、价格低，是一种良好的散热材料，被广泛用于电子产品中。

进一步地，所述散热片164外表面设置有凹形沟槽。在散热片164外表面设置凹形沟槽的目的是为了增大散热面积，以提高其散热效率。

优选地，所述反光杯163为PPS材料。因为PPS材料具有耐高温、易于加工的特性，因此可用于加工制作反光杯。

此外，为了改善LED灯162的发光效率与散热效果，对其结构也进行了优化设计，具体的，请参见图3，图3为本实用新型实施例提供的一种 LED灯的结构示意图，该LED灯162包括：

散热基板1621、第一封装层1622、第二封装层1624、第三封装层1625，第四封装层1627，若干第一球形透镜1623、若干第二球形透镜1626；

所述第一封装层1622位于所述散热基板1621之上，所述第一球形透镜1623至少一部分嵌入所述第一封装层1622中，所述第二封装层1624位于所述球形透镜1623未嵌入部分和所述第一封装层1622之上；

所述第三封装层1625位于所述第二封装层1624之上，所述第二球形透镜1626至少一部分嵌入所述第三封装层1625中，所述第四封装层1627 位于所述第二球形透镜1626未嵌入部分和所述第三封装层1625之上。

所述第一封装层1622、所述第二封装层1624、第三封装层1625、所述第四封装层1627、所述第一球形透镜1623、所述第二球形透镜1626均为硅胶结构。所述第四封装层1627为凸形结构。具体可以是半球形、椭球形等。第四封装层直接影响其出光效率，一般有扁平，半球形和抛物面形三种形式，其中半球形出光角最大，适合于普通照明应用；抛物面出光角最小，适合于局部照明应用；而扁平形介于两者之间，适合于指示照明。

本实用新型实施例的LED光源封装工艺采用球形透镜，解决了LED 光源照明亮度不够集中的技术问题，不需要进行二次整形，工艺简单，降低成本。此外，相比现有技术不需要在芯片上涂抹荧光粉，将荧光粉添加在其他硅胶层中，使荧光粉与LED芯片分离，解决了高温引起的荧光粉的量子效率下降的问题。

进一步地，所述第一封装层1622折射率、所述第二封装层1624折射率、所述第三封装层1625折射率、所述第四封装层1627折射率依次增大；且所述第一球形透镜1623折射率大于所述第二球形透镜1626折射率，第二球形透镜1626折射率大于所述第四封装层1627折射率。

在具体实施中，为了简化操作流程，可以将第二封装层与第三封装层设置为相同材料，以便减少一次涂覆流程，本实用新型的工艺采用不同折射率的硅胶，并在硅胶中形成透镜，解决了LED芯片发光分散的问题，使得LED光源发出的光能够更加集中，提高LED光源利用率。在本实施例中，第四封装层折射率为1.4-1.6。例如可以选择甲基1.41折光率硅橡胶、苯基高折1.54光折射率有机硅橡胶。

硅胶层折射率从下向上依次增大是为了抑制全反射，因为全反射会导致出射光变少，全反射到内部的光会被吸收变为无用的热量。并且最外层的折射率不要太大，因为最外面一层硅胶的折射率太大，就会在外层与空气之间形成打的折射率差，全反射效应严重，不利于透光。

一般的，球形透镜硅胶的材质可选择聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲脂、玻璃；四层封装层材料可以选择环氧树脂、改性环氧树脂、有机硅材料等，当采用环氧树脂类材料时，需要与芯片隔离，以防氧化。上述材料的折射率可以根据具体成分进行调节，以便适应不同应用场景。

为了保证光从透镜出射后为聚拢状态，而不会发散，中间的硅胶层在两倍焦距以内，才能在第二层透镜中起到再一次聚焦的作用，否则光线反而更发散了，聚焦的效果降低。为了焦距计算简单，设透镜的上下两层硅胶折射率相似均为n1，透镜的折射率为n2，R为球形透镜的半径，x为上下两层球形透镜之间的距离，则焦距计算公式如下：

球形，透镜：

焦距f＝R/[2n2-n1]，则0≤x≤R/(n2-n1)；

一般上下两层球之间的距离应小于焦距f的两倍以下，因此本实施例的上下两层球形透镜之间的距离是0-R/(n2-n1)，在具体实施中，第四封装层可以更厚点。第四封装层直接影响其出光效率，一般有扁平，半球形和抛物面形三种形式，其中半球形出光角最大，适合于普通照明应用；抛物面出光角最小，适合于局部照明应用；而扁平形介于两者之间，适合于指示照明。

进一步地，所述散热基板上焊接有LED紫外灯芯。具体为AlGaN基深紫外LED结构，根据具体LED光源具指标要求，配置红、绿、蓝荧光粉的含量，并将红、绿、蓝荧光粉添加在第二硅胶层、第三硅胶层、第四硅胶层中，使灯光呈不同颜色。其具体结构可参见图4，图4为本实用新型实施例提供的一种LED芯片的结构示意图。具体的，该LED芯片结构从下到上依次包括：蓝宝石衬底层、N型AlGaN层、多量子阱层、P型AlGaN层、 P型GaN层、P电极，所述N型AlGaN层表面还设有阴极电极。所述第一封装层直接接触封装散热基板上的LED芯片。球形透镜的直径为10。球形透镜的直径，相邻的球形透镜的间距为10的球形透镜的间，采用上述尺寸能够保证在散热基板面积一定的情况下尽可能多的集中LED光源，提高 LED光源利用率。

进一步地，所述第一球形透镜1623的一半嵌入所述第一封装层1622 中，所述第二球形透镜1626的一半嵌入所述第三封装层1625中。以便光线的光路更加规则。即球形透镜被上下两层封装层进行包裹。

进一步地，所述第一球形透镜1623在所述第一封装层1622上形成规则的阵列，所述第二球形透镜1626在所述第三封装层1625上形成规则的阵列。具体可以是矩形阵列、菱形阵列、三角形阵列、圆形阵列等。上下两层透镜可以对齐也可以交错，两种排布各具优点：对齐情况从透镜出射的光聚拢，聚焦效果好；交错可以将相邻透镜间的光聚拢，产生聚焦作用。

进一步地，所述散热基板1621为铁板。铁板的热容大、不容易变形，能够保证其与散热片底面接触紧密，散热效果好。为了达到更好的效果，本实用新型散热基板厚度为0.5mm-10mm。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种海上信号灯(10)，其特征在于，包括：防护外壳(11)、支架(12)、太阳能电池(13)、蓄电池(14)、控制器(15)及LED光源(16)；其中，

所述支架(12)固接于所述防护外壳(11)内中间位置处，所述LED光源(16)固接于所述支架(12)上并位于中间位置处，所述太阳能电池(13)固接于所述支架(12)上并位于所述LED光源(16)周围，所述蓄电池(14)与所述控制器(15)均固接于所述防护外壳(11)内并位于底部位置处。

2.根据权利要求1所述的海上信号灯(10)，其特征在于，所述蓄电池(14)为铅酸电池或胶体电池。

3.根据权利要求1所述的海上信号灯(10)，其特征在于，所述LED光源(16)包括：

底座(161)；

LED灯(162)，设置在所述底座(161)上表面中间位置处；

反光杯(163)，设置在所述底座(161)上表面且位于所述LED灯(162)的外侧；

散热片(164)，设置在所述底座(161)上表面且位于所述反光杯(163)的外侧；

聚光透镜(165)，设置在所述反光杯(163)顶端。

4.根据权利要求3所述的海上信号灯(10)，其特征在于，所述底座(161)与所述散热片(164)均为铝材料。

5.根据权利要求3所述的海上信号灯(10)，其特征在于，所述散热片(164)外表面设置有凹形沟槽。

6.根据权利要求3所述的海上信号灯(10)，其特征在于，所述反光杯(163)为PPS材料。