WO2019238973A1 - Lighting system for extreme environmental conditions - Google Patents

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WO2019238973A1
WO2019238973A1 PCT/EP2019/065829 EP2019065829W WO2019238973A1 WO 2019238973 A1 WO2019238973 A1 WO 2019238973A1 EP 2019065829 W EP2019065829 W EP 2019065829W WO 2019238973 A1 WO2019238973 A1 WO 2019238973A1
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WO
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lighting system
stainless steel
control
light
steel tube
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PCT/EP2019/065829
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German (de)
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Inventor
Morten H. Christensen
Michael Schulze
Martin Zipkat
Original Assignee
Sabik Offshore Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S9/00Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply
    • F21S9/02Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
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    • F21V23/0492Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors the sensor detecting a change in orientation, a movement or an acceleration of the lighting device, e.g. a tilt switch
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
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    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F21W2131/10Outdoor lighting
    • F21W2131/1005Outdoor lighting of working places, building sites or the like
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/72Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps in street lighting

Definitions

  • the invention relates to a lighting system for extreme environmental conditions and its use.
  • assembly should be quick and uncomplicated, especially with regard to the electrical connection.
  • simple service with the longest possible service intervals should be achieved.
  • Other requirements are minor
  • Lightning rod, cable duct, covers and, as a result, complex planning and laying of the necessary electrical installations required.
  • the object of the invention is therefore to propose a lighting system in which the disadvantages mentioned are eliminated.
  • the object of the invention is therefore to propose a lighting system in which the disadvantages mentioned are eliminated.
  • Lighting system easy to assemble, maintain and be efficient.
  • a lighting system according to the invention for extreme environmental conditions, such as those prevailing in offshore use, is provided with an optical system for generating one
  • Illumination light an energy store, a stainless steel tube with a light exit opening, and control and monitoring electronics.
  • Energy stores are arranged in the stainless steel tube and the control and monitoring electronics in and / or on the stainless steel tube.
  • the optical system is arranged and aligned in the stainless steel tube so that the illuminating light is at least partially through the
  • the stainless steel tube consists of another material, for example a plastic.
  • An optical system for generating an illuminating light is a functional unit or component of the device according to the invention, which is arranged and designed to generate an illuminating light. This illuminating light is
  • electromagnetic radiation in particular in the wavelength range of visible light, which is generated and directed onto an object or several objects in order to make this or these more visible and / or to generate visual signals for the transmission of information, both especially in difficult visibility conditions.
  • the energy store also called the “battery pack”
  • the energy store is intended to ensure the autonomous functioning of the lighting system according to the invention in the event of a failure of a primary energy supply and / or of a higher-level control system by doing this
  • Lighting system for a limited time, depending on the load capacity and the
  • Stationary energy supply is understood to mean the supply and provision of energy for operating the lighting system at the place of use.
  • the energy store thus acts as a local emergency power supply and can be recharged using the stationary energy supply.
  • a higher-level control system will be explained elsewhere.
  • the lighting system according to the invention is connected on site to the stationary energy supply and / or communication media, that is to say the lighting system is connected to or connected to supplies of energy and communication media provided at the installation site. By means of these connections, the stationary provided energy and communication media are supplied to the lighting system according to the invention.
  • Communication media essentially comprise wired and wireless means for data and information exchange between the lighting system and
  • the control and monitoring electronics are intended to transmit signals to the individual electronic components of the lighting system and to receive them in order to control and monitor the lighting system.
  • All mentioned components of the lighting system according to the invention are arranged in and / or on a single tube, which is preferably formed from or with stainless steel.
  • the optical system is arranged in the stainless steel tube, that is to say inside the tube, and is arranged and aligned in such a way that the illumination light generated can at least partially leave the tube through a light exit opening.
  • the light exit opening can be an opening in the jacket of the tube or the opening at the ends of the tube in the axial direction.
  • the light exit opening acts like a diaphragm and limits the exit light in its exit angle, which allows effective and targeted illumination of objects and / or emission of light signals and at the same time minimizes so-called light pollution.
  • the aforementioned targeted lighting also brings about better visibility at sea, since the illuminated object is sharply demarcated from its surroundings.
  • Light exit opening can advantageously targeted lighting of objects and / or
  • the arrangement of the optical system in the tube particularly protects it from external influences.
  • the energy store is also arranged inside the tube, which in this way also protects it from external influences such as wind, ice, waves, rain, bird strikes and the like protects.
  • control and monitoring electronics are arranged in and / or on the stainless steel tube.
  • Stainless steel tube attached, that is attached and / or at least partially arranged in the tube or can protrude into this.
  • control and monitoring electronics are preferably also connected to the energy store and this to the optical system.
  • the control and monitoring electronics monitor the state of charge of the energy store, the
  • the occurrence of malfunctions and controls among other things, the charging of the energy store and the provision of the energy of the energy store in the event of a failure of the stationary energy supply and / or the higher-level control system to the consumers, in particular the optical system and the control and monitoring electronics.
  • the control and monitoring of the optical system can also be carried out via the connection of the control and monitoring electronics to the energy store and the optical system. This includes the initiation of the lighting, i.e. the switching on, especially depending on
  • the arrangement of all essential components of the lighting system in and / or on the stainless steel tube provides a compact, easy-to-use and assemble system which is also effectively protected against external influences.
  • the lighting system according to the invention can thus be assembled and configured at another location, and then attached and aligned to a support structure at its place of use, for example by means of clamps.
  • the light exit opening is arranged and / or formed at or near a first end of the stainless steel tube. If the opening at the tube end acts as a light exit opening, it is therefore arranged or formed at one end of the tube.
  • the light exit opening can also be designed as an opening in the jacket of the tube and be arranged at the end of the tube. However, it can also be arranged at a distance from the end of the tube, so that it is arranged close to its end. In this case, the length of the optical system which is positioned in the stainless steel tube should mean approximately at one end.
  • the light exit opening of the stainless steel tube is designed to allow the illuminating light to exit the stainless steel tube radially or axially.
  • the light exit opening corresponds to the opening of the tube at one of its ends, that is to say the illuminating light exits the optical system in a direction that corresponds to the longitudinal axis of the tube and leaves the tube in the axial direction.
  • the illuminating light exits the tube through the light exit opening in a direction that corresponds to the radius or the radii of the tube.
  • a light exit opening corresponds to the opening of the tube at one of its ends
  • the stainless steel tube is bent by at least one radius. This does not mean the radius that describes the pipe diameter, but at least one bending radius around which the pipe is bent, at least in sections. It can be bent in different directions by bending around different radii, in order in this way to form a shape of the tube which enables the optimal illumination of an object and / or emission of light signals by the optical system.
  • Monitoring electronics at a second end of the stainless steel tube.
  • the arrangement of the control and monitoring electronics means at a second end which is arranged at the opposite end of the tube.
  • the arrangement of the control and monitoring electronics is provided at one end of the tube. This means that there is no need for complex routing of lines and cable ducts. This configuration relates only to the position with respect to the tube and is not intended to restrict the possibility of also at least partially arranging the control and monitoring electronics in the tube.
  • the control and monitoring electronics are advantageously arranged in a housing, in particular a plastic housing.
  • the housing is intended to protect the control and monitoring electronics from external influences such as weather, waves, ice, bird strikes and the like.
  • the use of plastic for the housing proves to be advantageous in terms of weight reduction and corrosion resistance.
  • Monitoring electronics are preassembled or preconfigured in such a housing and connected to the other components of the lighting system according to the invention at another time and / or at a different location. For example, this Connection by flanging to the pipe, screwing or using clamps.
  • the housing has two separate chambers and / or entries for feeds to the stationary energy supply and communication media.
  • the chambers can be separated in particular by arranging or forming a partition in the housing.
  • the sensitive control and monitoring electronics can be arranged in a first chamber and the connections for the supplies of the stationary energy supply and communication media in a second. Of course, these connections are connected to the control and monitoring electronics.
  • the separation of the chambers enables simple and effective protection of the control and monitoring electronics from external influences and / or damage during the connection of the feeds for the energy and communication media, which takes place on site.
  • the housing has inlets for supplying the stationary energy supply and communication media. This means openings through which these feeds, usually in the form of cables or lines, into the housing
  • entries are preferably to be formed at a position of the housing and in a manner which prevents the ingress of moisture, rain and foreign bodies or at least significantly minimizes them. This can be achieved, for example, by means of flexible sealing systems and / or closures, and a downward alignment of the inlets with respect to the installation position.
  • the housing can be formed with a removable cap.
  • This cap or in other words a lid, is intended to enable the housing to be opened easily, for example in order to check or make the connections to the feeds of the stationary energy supply and communication media.
  • the design of the cap in connection with the formation of two separate chambers in the housing is particularly preferred, the removable cap in the region of the chamber with the connections for the supplies of the stationary energy supply and
  • control and monitoring electronics remain protected against external influences and / or damage during the opening of the cap, for example for connecting said feeds.
  • the opening area of the cap with a circumferential seal is even more preferred sealed.
  • the opening area of the cap corresponds to the opening of the
  • Design provided a circumferential seal, in particular a single circumferential seal.
  • the stainless steel tube has cutouts for receiving the housing and / or for receiving connections.
  • recesses, openings or openings should be provided, into which the housing and / or various connections, for example for connecting the control and
  • Monitoring electronics with the energy storage and / or the optical system at least partially inserted into the tube or can be arranged in it. Such connections can be protected and the connection area can be mechanically stabilized.
  • the optical system with a light source, at least one mirror, at least one lens, an electronic control, means for electrical, thermal and / or optical monitoring, a housing, a stopper and / or a waterproof connector for Energy storage trained.
  • the light source is intended to generate the illuminating light. Energy is supplied to it, whereupon the light source converts and emits the energy into electromagnetic radiation, in particular in the wavelength range of visible light.
  • the light source can preferably be a single LED (light emitting diode) or can also comprise a plurality of LEDs. It can be provided that the light source generates electromagnetic radiation in different wavelength ranges, ie in different colors, so that the
  • Lighting can be adjusted in a light signal to be generated depending on the ambient conditions or on the information to be transmitted.
  • the illuminating light can be guided in a desired direction by means of at least one mirror, so that the illuminating light can be guided from the inside of the tube to the light exit opening and through it to the outside.
  • At least one lens in the optical system can be provided to block the generated light shape, for example to bundle, or to influence the direction of propagation of light. This is preferably done using a Fresnel lens, a reduced-volume and low-mass design of an optical lens.
  • the stainless steel tube or the light outlet opening in the stainless steel tube can also be designed in such a way that they influence the optics in the desired manner, for example that the light outlet opening acts like a further screen.
  • An electronic control can be provided to control the light source.
  • the color, the intensity of the light source and / or an illumination pattern can thus be generated.
  • an illumination pattern is intended to be a chronological sequence of phases with illumination and phases without illumination, such as a defined flashing of the light source.
  • the control takes place via the control and monitoring electronics of the lighting system according to the invention and is supplied to the light source via the electronic control of the optical system.
  • means for electrical, thermal and / or optical monitoring can be provided in order to monitor the functionality of the optical system and to be able to detect malfunctions or defects at an early stage.
  • These means for electrical, thermal and / or optical monitoring can comprise an ambient light sensor, a moisture sensor and / or a 3-axis acceleration sensor.
  • An ambient light sensor can be used to determine whether lighting and / or the emission of a light signal is / are necessary. If the ambient light falls below a predetermined limit value due to the occurrence of twilight or bad weather, this is detected by means of an ambient sensor and the desired control of the light source for generating the illuminating light and / or light signal is initiated by the control and monitoring electronics.
  • a humidity sensor can detect the humidity in the ambient air. This is a measure by which the presence of a leak in the optical system can be recognized. If this is the case, a warning message can be generated to prompt an exchange or repair of the optical system.
  • a 3-axis acceleration sensor is known per se. Such sensors determine whether a movement is taking place and in which direction. From this, a change in position of an optical system can be determined and derived whether the optical system is still in the correct orientation.
  • the aforementioned components of the optical system are preferably arranged on a printed circuit board.
  • a particularly preferred arrangement is when the light source is arranged on the printed circuit board and the printed circuit board has an opening or recess at a distance from it, a shaped mirror also being positioned above the printed circuit board.
  • the light source emits the illuminating light, which is guided outwards by means of the shaped mirror in the direction of the cutout in the printed circuit board.
  • the circuit board thus also acts as an aperture and is designed according to the distance of the light source from the object to be illuminated and its size.
  • the optical system can be designed with a housing, in particular a plastic housing.
  • a housing in particular a plastic housing.
  • the housing protects the optical system from mechanical influences and against moisture and thus creates the necessary degree of IP protection.
  • the use of plastic makes the housing light and corrosion-resistant.
  • the housing can be designed in such a way that the optics are influenced in the desired manner and thus form an inexpensive secondary optics.
  • the design of the housing, in particular its shape, in conjunction with the use of a Fresnel lens can achieve the homogenization of the horizontal intensity distribution of the light source.
  • a plug can be provided in order to close off the optical system or the tube in which the optical system is arranged, and thus to protect it from external influences. This has the necessary diameter to close the opening at the end of the pipe.
  • This stopper can preferably be formed from or with stainless steel or brass in order to effect heat dissipation, that is to say the removal of the heat generated by the light source during operation.
  • the optical system preferably has a watertight plug connection to the energy store.
  • This plug connection provides the energy of the energy store to the optical system.
  • the connector can also be used to transmit signals between the optical system and control and monitoring electronics if the control electronics and the electronic control of the optical system is suitably designed.
  • the watertight design of the plug connection is intended to prevent short circuits due to moisture penetrating into the pipe.
  • the waterproof connector can be designed as a circular connector.
  • the energy store with six to twelve nickel-metal hydride cells which are connected in series, a temperature sensor, a fuse, a watertight plug connection to the optical system, elements for securing the position in the stainless steel tube, one
  • Pressure compensation element means for forming a high degree of IP protection and / or a watertight plug connection to the control and monitoring electronics.
  • the energy store thus has six to twelve nickel-metal hydride cells connected in series, which preferably have a cylindrical design.
  • Nickel-metal hydride cells have the advantage that they can use the energy stored in them within a short time
  • the number of nickel-metal hydride cells depends on the expected energy requirement of the lighting system according to the invention, that is, how long the lighting system has to autonomously bridge a failure of the stationary energy supply and / or a higher-level control system.
  • the cylindrical shape of the nickel-metal hydride cells allows the cells to be packed tightly, so that a compact energy store can be formed.
  • a temperature sensor detects whether the energy store is overheating as a result of a defect or during charging, that is, it is becoming too warm. If such overheating is detected, the
  • Charging is interrupted or the lighting system is switched off to avoid damage.
  • a warning or error message is ideally transmitted to a higher-level control system in order to initiate a check and, if necessary, an exchange of the energy store.
  • a fuse can be provided in the energy store, which triggers if the current intensity exceeds a certain value for a sufficiently long time. This is to avoid damage caused by exceeding the current.
  • the energy store can have a watertight plug connection to the optical system, in particular the counterpart to the watertight one formed on the optical system
  • Plug connection As already stated, the plug connection is used to provide energy the optical system and, if applicable, the transmission of control signals.
  • elements for securing the position of the energy store in the stainless steel tube can be provided. These can be plastic caps, screws and other elements that prevent the energy storage device from slipping in the tube.
  • the energy store can have a pressure compensation element.
  • Pressure compensation elements are intended to ensure adequate ventilation and thus pressure compensation with the surroundings in order to avoid damage to the components of the energy store as a result of pressure changes.
  • pressure changes can arise, for example, from changes in temperature or from differences in height before and during assembly, but also from strong weather fluctuations and storms.
  • the constant pressure equalization protects the energy store and also prevents or at least reduces the condensation inside the energy store.
  • the energy storage device is to be protected against the ingress of moisture or wetness by means of a high degree of IP protection. In the simplest case, this is achieved using a shrink tube.
  • the energy store can be designed with a watertight plug connection to the control and monitoring electronics. This is used to provide energy and to transmit control signals and sensor data between the energy store and the control and monitoring electronics.
  • Monitoring electronics with pluggable connection terminals a waterproof plug connection to the energy storage, two signaling light sources, integrated lightning protection, a local power supply, a communication interface to a higher-level control system, a charge controller, a battery management system and / or a communication interface for communication with a service application.
  • the plug-in connection terminals are intended to connect the feeds of the stationary energy supply and / or communication media to the control and monitoring electronics, and simply by plugging the feeder into the pluggable connection terminals provided for this purpose. In this way, the feeds, for example the supplied cables, can be connected quickly and easily, but also removed again.
  • the watertight plug connection to the energy store serves to connect the control and monitoring electronics to the energy store and is designed such that no moisture can penetrate into the plug connection and lead to short circuits or the like there. It can be designed as a counterpart to the watertight plug connection of the energy store to the control and monitoring electronics.
  • the control and monitoring electronics can have two signaling light sources which serve to display the position and, if appropriate, the functionality of the lighting system.
  • the signaling light sources are preferably designed as LED light sources.
  • Lightning protection includes precautions against the harmful effects of lightning strikes, so it should prevent or at least minimize them.
  • a common version is the version with a so-called lightning arrester, which guides the lightning current path along a defined, low-resistance path and leads it past the object to be protected.
  • the grounding for lightning protection can
  • a local power supply should be available, which is to be understood as a line network for distributing the energy of the supplied stationary energy supply and / or the energy storage to the consumers within the lighting system.
  • a communication interface is required to transmit the control signals from this higher-level control system to one or more lighting systems, but also to transmit information from one or more lighting systems to the higher-level control system.
  • it is to be understood as a network interface that serves to transmit the necessary information.
  • a battery management system can be provided.
  • One of these is provided for monitoring, regulating and protecting the energy store. It therefore serves to monitor the state of charge of the energy store and, if necessary, to initiate the charging process and, in particular, to prevent overcharging. Deep discharge can also be recognized and prevented by a battery management system.
  • the Functionality of the energy store are monitored in order to detect malfunctions and defects in the energy store, errors in the charging process and the like and, if appropriate, to generate error information.
  • a charge controller can be included in the control electronics. This technically implements the charging process. Overcharging can be prevented by limiting the charging voltage. In addition, the charge current depending on
  • State of charge and / or temperature can be limited.
  • the charge controller advantageously interacts with the battery management system in order to monitor the functionality of the energy store and to avoid damage caused by charging and discharging.
  • the control electronics can have a communication interface to a service application, in particular a Bluetooth interface.
  • Bluetooth is a common wireless one
  • a Communication interface between electronic devices is to be used to implement an information or data exchange between a lighting system according to the invention and the service application on a preferably mobile device.
  • a service application is a software application that receives, evaluates and / or displays the exchanged information, but also enables inputs and the transmission of information and control commands to the control device or control electronics.
  • the battery status i.e. the status of the battery, is to be replaced
  • monitoring data i.e. monitoring data that determine the functionality
  • SCADA Supervisory Control and Data Acquisition
  • the lighting system according to the invention can be used for optical monitoring and / or for generating and emitting floodlights, nautical signals and / or point lights.
  • Floodlights are used, for example, to illuminate day markings, work surfaces and Ascent ladders needed at sea.
  • nautical signals include the 5 nautical miles fire for marking objects and obstacles in the fairway of ships, for example marking the outer limits of an offshore wind farm. They are characterized by a specific light color, a specific vertical and horizontal radiation or intensity profile and a specific, internationally standardized identifier in the form of a blink code.
  • Point lights produce a highly concentrated light beam of very high intensity and are used, for example, for lighting, i.e. illuminating, turbines along one
  • Helicopter corridors used in an offshore wind farm and illuminate them especially in the dark and poor visibility.
  • the lighting system according to the invention can be used within the scope of the optical monitoring in order to detect the ambient brightness as precisely as possible and without being influenced by the light source, in order to automatically switch on the lighting system when darkness sets in and to switch it off again as the brightness increases.
  • Optical monitoring also includes monitoring the luminous flux of the light source so that an alarm can be triggered in the event of a defect or failure.
  • the lighting system according to the invention and its use allow a targeted emission of an illuminating light in order to illuminate an object and / or to generate light signals for the transmission of information. This makes the lighting system highly efficient. Training with a rechargeable energy storage makes a local backup system unnecessary and thus simplifies on-site service.
  • optical system energy storage and control and monitoring electronics are preferably coupled by means of plug connections, simple installation of the lighting system, but also simple replacement of individual components on site, is possible.
  • the components can also be reused in this way.
  • monitoring can be carried out from land and the
  • FIG. 1 perspective views of a first and second embodiment of the lighting system according to the invention
  • FIG. 2 perspective views of selected details of the lighting system from FIG. 1,
  • FIG. 3 further perspective views of selected details of the
  • FIG. 4 further perspective views of selected details of the
  • Figure 5 shows another perspective view and a sectional view
  • FIG. 7 shows a sectional illustration of the lighting system from FIG. 6,
  • FIG. 9 exploded view of an alternative exemplary embodiment of the optical system
  • FIG. 10 overview of the mode of operation of the environmental monitoring by means of the lighting system according to the invention.
  • FIG. 1 shows perspective views of a first and second embodiment of the lighting system according to the invention. The individual components are shown in FIG. 1 a, while only the overall system is shown in FIG. 1 b. The details are shown in the following figures.
  • the lighting system according to the invention in FIG. 1 a is formed with an optical system 100, an energy store 200 and control and monitoring electronics 300, which are to be arranged in a stainless steel tube 400.
  • the stainless steel tube 400 has a light exit opening 410 at one end, which allows light exit in the radial direction. Is this Optical system 100 in the first, in Figure 1 a in the upper end of the stainless steel tube 400, it is aligned so that the generated illuminating light can at least partially pass through the light exit opening 410 to the outside.
  • the tube 400 is bent in FIG. 1 a, so that an angle of approximately 90 ° is reached.
  • the lighting system can, for example, on the back of a
  • Lighting system or tube 400 over the display panel and protrudes on the front and the light exit opening 410 and thus the illuminating light on the
  • a recess 420 of the tube 400 is provided, which enables coupling to the control and monitoring electronics 300.
  • the tube 400 is not bent, but straight.
  • the light exit opening 410 can be formed at the marked two positions, that is to say allow radial or axial light exit.
  • FIG. 2 shows perspective views of selected details of the lighting system from FIG. 1.
  • the end of the energy store 200 facing the optical system 100 is shown in FIG. 2a.
  • a watertight plug connection 240 is formed, which finds a corresponding counterpart 130 on the optical system 100 in FIG. 2b.
  • the optical system 100 is formed with a plastic housing 110 and a plug 115 for closing the tube 400.
  • FIG. 2 c shows how the optical system with the light exit opening 410 is positioned before being inserted into the tube 400.
  • FIG. 3 Further details of the first embodiment of the lighting system according to the invention are illustrated in FIG. 3. In doing so and also in general, only additional ones are mentioned below
  • the energy store 200 is formed with a multiplicity of nickel-metal hydride cells 210, which is covered with a shrink tube 260 in order to ensure a sufficiently high degree of IP protection.
  • a pressure compensation element 230 is provided at the lower end of the energy store 200, marked with a dash-dot line and Shown somewhat larger in FIG. 3b.
  • a plastic end cap 220 and a screw 225 is arranged, by means of which the
  • Plug connection 250 is provided for connection to control and monitoring electronics 300.
  • FIG. 4 shows some details of the control and monitoring electronics 300.
  • the control and monitoring electronics 300 has a counterpart 310 to the waterproof one
  • Plug connection 250 of the energy store is formed.
  • two signaling LEDs 360 are provided, with which the lighting system can indicate its position and, if appropriate, its functionality.
  • the control and monitoring electronics 300 with a housing 320 and entries 325 for the stationary supply of energy and
  • FIG. 4b shows that the tube 400 has a cutout 420 which corresponds to the rear of the housing 320 and the plug connection 310. Is the pipe 400 in
  • connection is stabilized by this positive engagement and the connection area of the plug connections 310 and 250 is protected from external influences.
  • FIGS. 4b and 4c also show the grounding plate 350 and the screw 355, with which the grounding plate 350 is connected to the stainless steel tube 400 for grounding and interference suppression of the lightning protection.
  • FIG. 5b shows the connection or the plug connection 250 of the energy store and plug connection 310 of the control and monitoring electronics 300 within the stainless steel tube 400.
  • the housing 320 is divided into a chamber 335A and a chamber 335B by a partition 337.
  • Chamber 335A is the sensitive one
  • Connection terminals 370 are provided, into which the feeds for the stationary supply of energy and communication media are inserted for connection to the lighting system can be. Through this simple plug connection, the connection of the
  • Lighting system on site quickly and easily and can be separated just as quickly in the event of an exchange or repair.
  • FIGS. 6 and 7 show a further configuration of the lighting system according to the invention, which essentially differs in the configuration of the control and monitoring electronics 300. It initially has a different external shape, but also an embodiment of the housing 300 with a removable cap 320. FIGS. 6a, b and c also show the connection area between housing 320 and tube 400 with recess 420 before and after assembly.
  • FIG. 7 A sectional illustration of the configuration of the lighting system according to FIG. 6 is shown in FIG. 7.
  • the housing 320 has a cap 330 which runs with a circumferential seal 340 in the contact area between the housing 320 and the cap 330.
  • the housing 320 is divided with a partition 337 in a chamber 335A and a chamber 335B so as to
  • FIG. 8 shows an embodiment of the optical system 100 as it is required to generate a floodlight for the illumination of ID boards or day markings, work surfaces or ladders.
  • the control electronics 170, a white pinhole power LED 150 and sensors 155 such as an ambient light sensor are arranged on a printed circuit board 160.
  • a shaped mirror 145 is arranged above the LED 150.
  • the printed circuit board 160 also has a cutout 165.
  • Ambient light sensor 155 detects the ambient brightness, so that the control and
  • Monitoring electronics can recognize a need for lighting and controls the LED so that it generates and emits illuminating light.
  • the LED 150 is controlled so that it emits light, this is passed through the mirror 145 in the direction of the recess 165 and through it.
  • the illuminating light generated in this way illuminates the object to be illuminated with great homogeneity and the lowest possible power consumption at the required brightness.
  • the cutout 165 of the printed circuit board 160 acts as an aperture and limits the light pollution outside the area to be illuminated.
  • the circuit board 160 with the components arranged on it is shown in FIG arranged a housing 1 10 and closed with a plug 1 15 made of stainless steel to the outside, which also serves to cool the optical system 100.
  • This optical system 100 is then inserted into a tube 400 and connected to the energy store 200.
  • a radial light emission from the tube 400 is provided.
  • FIG. 9 shows an embodiment of the optical system 100 for generating a nautical signal, such as the 5 nautical mile fire.
  • a nautical signal such as the 5 nautical mile fire.
  • several yellow, red or white high-power LEDs 150 and a Fresnel lens 140 are arranged on the printed circuit board 160.
  • the position of the LEDs 150 and the geometry of the Fresnel lens 140 are matched to one another in such a way that the required vertical intensity profile is obtained with the lowest possible power consumption.
  • the geometry of the housing 110 of the optical system 100 homogenizes the horizontal intensity profile in such a way that the illuminating light is emitted as uniformly as possible over a radiation angle of 184 °.
  • the generated illumination light emerges radially from the optical system 100 or the tube 400.
  • the light exit opening 410 (not shown) can be adjusted in size so that a smaller horizontal radiation angle is achieved. This enables low-power marking of a wind farm to the outside by means of the lighting system according to the invention. Visibility of this nautical signal inside such a wind farm is not necessary.
  • the housing 110 can also be divided such that one half of the housing 110 with an adapted geometry as secondary optics for the nautical signal and the other half without it
  • adapted geometry is used to generate a floodlight.
  • moisture sensors for early detection of housing leaks and 3-axis spotting sensors for detecting the correct alignment of the optical system can also be present, as can be seen in FIGS. 8 and 9.
  • a plurality of white high-performance LEDs 150 are combined with a Fresnel lens 140.
  • the direction of radiation of the optical system 100 is guided in the direction of the tube axis, so the light emerges at the front opening of the tube 400.
  • the lighting system is attached to a support structure of a turbine in such a way that the illuminating light emerges at a very acute angle to the support structure, usually referred to as a tower. This is achieved by slightly bending the pipe.
  • a combination with other sensors can be used to monitor the lighting system.
  • the task for the lighting system and in particular the optical system 100 is to determine the ambient brightness 520 as precisely as possible and preferably without being influenced by the light from the light source 510, in order to switch on the light source 510 when darkness sets in and to switch it off again as the brightness increases.
  • the luminous flux of the LED (s) 510 is to be monitored optically in order to trigger an alarm in the event of an impermissible degradation or a total failure of the LED (s) 510. This is in addition to the electrical monitoring of the LED (s) via the
  • an analog photo sensor 500 with a spectral sensitivity in the range of visible light is arranged such that the ambient light 520, but also the illuminating light 510 of the optical system 100, fall on the photo sensor 500.
  • Photosensor 500 is amplified with an amplifier 530 with a logarithmic characteristic curve, thereby spreading the lower brightness range for precise ambient light measurement in twilight and compressing the upper one for overdrive-free measurement of the very intense LED light.
  • the LEDs are controlled from a pulse-width-modulated current source 580, which enables fine-level intensity control. If the maximum relative duty cycle, also referred to as duty cycle, is limited to a value less than 100%, for example 95%, two measuring phases are always available when the illuminating light is switched on:
  • a pulse generator 570 now generates a narrow sampling pulse in synchronism with the pulse width signal, which is either at the end of measurement phase 1 or measurement phase 2. This will make it
  • the sampling pulse controls a sample and hold arrangement 540, 545, at the output of which an A / D converter 550 digitizes the signal and passes it to a microcontroller 560. This now also generates the pulse width signal and controls the sample and hold pulse position (measurement phase 1 or measurement phase 2).
  • the de-logarithmic measured value from measurement phase 1 minus the de-logarithmic measured value from measurement phase 2 then results in a linear measure for the brightness 510 of the LEDs without being influenced by the ambient light 520.
  • the de-logarithmic measured value from measurement phase 2 results in a linear measure for the ambient brightness 520 without being influenced by the LED -Light 510.

Abstract

The invention relates to a lighting system for use in extreme environmental conditions, as they occur in offshore wind farms, for example. The lighting system comprises an optical system (100) for generating illumination light, an energy store (200) and control and monitoring electronics, wherein the optical system and the energy store are arranged in, and the control and monitoring electronics (300) are arranged on and/or in, a stainless steel tube (400). The illumination light exits the tube through a light outlet opening (410) and illuminates an object or transmits information by means of a light signal.

Description

Beleuchtungssystem für extreme Umgebungsbedingungen  Lighting system for extreme environmental conditions
Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für extreme Umgebungsbedingungen und seine Verwendung. The invention relates to a lighting system for extreme environmental conditions and its use.
An Beleuchtungssysteme im maritimen Umfeld, wie zum Beispiel Offshore-Windanlagen oder Ölplattformen, bestehen aufgrund der extremen Umgebungsbedingungen besondere Due to the extreme environmental conditions, there are special lighting systems in the maritime environment, such as offshore wind turbines or oil platforms
umwelttechnische und funktionale Anforderungen. Sie müssen sehr robust gegen Wellenschlag, Windlasten, Vereisung und Vibrationen der Tragstruktur sein, eine hohe UV-Beständigkeit und eine hohe Korrosionsbeständigkeit in salzhaltiger Luft aufweisen. Sie müssen äußerst zuverlässig und möglichst ununterbrochen verfügbar sein. Sie müssen einen hohen Schutzgrad gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Blitzschläge aufweisen. Wünschenswert ist eine Lebensdauer von mindestens 25 Jahren. environmental and functional requirements. They have to be very robust against waves, wind loads, icing and vibrations of the supporting structure, have a high UV resistance and high corrosion resistance in salty air. They must be extremely reliable and available as continuously as possible. They must have a high degree of protection against the ingress of moisture and an increased resistance to lightning strikes. A lifespan of at least 25 years is desirable.
Aus technischer Sicht sollte die Montage schnell und unkompliziert erfolgen können, insbesondere im Hinblick auf den elektrischen Anschluss. Außerdem soll ein einfacher Service mit möglichst langen Service-Intervallen erreicht werden. Weitere Anforderungen sind eine geringe From a technical point of view, assembly should be quick and uncomplicated, especially with regard to the electrical connection. In addition, simple service with the longest possible service intervals should be achieved. Other requirements are minor
Leistungsaufnahme, eine integrierte Funktionsüberwachung, ein autarker Notbetrieb zumindest über einen begrenzten Zeitraum beim Ausfall der stationären Energieversorgung oder des übergeordneten Steuersystems, sowie geringe Systemkosten. Power consumption, integrated function monitoring, autonomous emergency operation at least for a limited period in the event of failure of the stationary energy supply or the higher-level control system, as well as low system costs.
Bekannte Lösungen weisen dagegen eine Vielzahl von Nachteilen auf. So werden verschiedene Werkstoffe kombiniert, wie beispielsweise Edelstahl mit Aluminium und/oder Beschichtungen mit Aluminium, die anfällig für Korrosion und mechanische Belastungen sind. Die in bekannten Systemen genutzten Lösungen für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) sind groß und schwer und lassen sich Offshore nur schwer servicieren, was neben ihrem hohen Gewicht in den beengten Montageorten in den Tragstrukturen begründet liegt. Known solutions, however, have a number of disadvantages. Different materials are combined, such as stainless steel with aluminum and / or coatings with aluminum, which are susceptible to corrosion and mechanical loads. The solutions for an uninterruptible power supply (UPS) used in known systems are large and heavy and are difficult to service offshore, which is due to their high weight and the narrow mounting locations in the supporting structures.
Oft ist eine separate Haltemechanik für die Beleuchtungssysteme einschließlich eines Often there is a separate retention mechanism for the lighting systems including one
Blitzfangstabes, Kabelkanal, Abdeckungen und daraus resultierend eine aufwändige Planung und Verlegung der notwendigen Elektroinstallationen erforderlich. Lightning rod, cable duct, covers and, as a result, complex planning and laying of the necessary electrical installations required.
Durch den komplexen mechanischen Aufbau der bekannten Systeme aus einer Vielzahl von Einzelteilen resultieren letztlich auch entsprechend hohe Kosten. Die Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Beleuchtungssystem vorzuschlagen, bei dem die genannten Nachteile ausgeräumt werden. Insbesondere soll das vorzuschlagende The complex mechanical structure of the known systems from a large number of individual parts ultimately results in correspondingly high costs. The object of the invention is therefore to propose a lighting system in which the disadvantages mentioned are eliminated. In particular, what should be proposed
Beleuchtungssystem leicht zu montieren, zu warten und effizient sein. Lighting system easy to assemble, maintain and be efficient.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 und einer Verwendung nach Anspruch 15. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. The object of the invention is achieved by a lighting system according to claim 1 and a use according to claim 15. Further preferred refinements of the invention result from the other features mentioned in the subclaims.
Ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem für extreme Umgebungsbedingungen, wie sie im Offshore-Einsatz vorherrschen, ist mit einem optischen System zum Erzeugen eines A lighting system according to the invention for extreme environmental conditions, such as those prevailing in offshore use, is provided with an optical system for generating one
Beleuchtungslichtes, einem Energiespeicher, einem Edelstahlrohr mit einer Lichtaustrittsöffnung, sowie Steuer- und Überwachungselektronik ausgebildet. Das optische System und der Illumination light, an energy store, a stainless steel tube with a light exit opening, and control and monitoring electronics. The optical system and the
Energiespeicher sind in dem Edelstahlrohr und die Steuer- und Überwachungselektronik in und/oder an dem Edelstahlrohr angeordnet. Das optische System ist so in dem Edelstahlrohr angeordnet und ausgerichtet, dass das Beleuchtungslicht zumindest teilweise durch die Energy stores are arranged in the stainless steel tube and the control and monitoring electronics in and / or on the stainless steel tube. The optical system is arranged and aligned in the stainless steel tube so that the illuminating light is at least partially through the
Lichtaustrittsöffnung austritt. Im Sinne der Erfindung ist natürlich auch, wenn das Edelstahlrohr aus einem anderen Material, beispielsweise einem Kunststoff besteht. Light exit opening emerges. It is of course also within the meaning of the invention if the stainless steel tube consists of another material, for example a plastic.
Ein optisches System zum Erzeugen eines Beleuchtungslichts ist eine Funktionseinheit beziehungsweise Komponente der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die angeordnet und ausgebildet ist, ein Beleuchtungslicht zu erzeugen. Dieses Beleuchtungslicht ist An optical system for generating an illuminating light is a functional unit or component of the device according to the invention, which is arranged and designed to generate an illuminating light. This illuminating light is
elektromagnetische Strahlung, insbesondere im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts, die erzeugt und auf ein Objekt oder mehrere Objekte gerichtet wird, um dieses oder diese besser sichtbar zu machen und/oder um visuelle Signale zur Übermittlung von Informationen zu erzeugen, beides vor allem bei schwierigen Sichtverhältnissen. electromagnetic radiation, in particular in the wavelength range of visible light, which is generated and directed onto an object or several objects in order to make this or these more visible and / or to generate visual signals for the transmission of information, both especially in difficult visibility conditions.
Der Energiespeicher, auch„Battery Pack“ genannt, soll die autarke Funktionsweise des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems bei einem Ausfall einer primären Energieversorgung und/oder eines übergeordneten Steuerungssystem sicherstellen, indem er das The energy store, also called the “battery pack”, is intended to ensure the autonomous functioning of the lighting system according to the invention in the event of a failure of a primary energy supply and / or of a higher-level control system by doing this
Beleuchtungssystem über einen begrenzten Zeitraum, der von der Ladekapazität und dem Lighting system for a limited time, depending on the load capacity and the
Ladezustand des Energiespeichers abhängt, die notwendige Energie bereitstellt. Dabei soll unter stationärer Energieversorgung die Zuführung und Bereitstellung von Energie zum Betrieb des Beleuchtungssystems am Einsatzort verstanden werden. Der Energiespeicher wirkt also als lokale Notstromversorgung und ist mittels der stationären Energieversorgung wieder aufladbar. Ein übergeordnetes Steuerungssystem wird an anderer Stelle noch erläutert werden. Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem wird vor Ort mit der stationären Energieversorgung und/oder Kommunikationsmedien verbunden, das heißt, das Beleuchtungssystem wird mit am Aufbauort bereitgestellten Zuführungen von Energie und Kommunikationsmedien verbunden beziehungsweise an diese angeschlossen. Mittels dieser Anschlüsse werden die stationär bereitgestellte Energie und Kommunikationsmedien dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem zugeführt. Kommunikationsmedien umfassen im Wesentlichen drahtgebundene und drahtlose Mittel zum Daten- und Informationsaustausch zwischen dem Beleuchtungssystem und Depends on the state of charge of the energy storage, provides the necessary energy. Stationary energy supply is understood to mean the supply and provision of energy for operating the lighting system at the place of use. The energy store thus acts as a local emergency power supply and can be recharged using the stationary energy supply. A higher-level control system will be explained elsewhere. The lighting system according to the invention is connected on site to the stationary energy supply and / or communication media, that is to say the lighting system is connected to or connected to supplies of energy and communication media provided at the installation site. By means of these connections, the stationary provided energy and communication media are supplied to the lighting system according to the invention. Communication media essentially comprise wired and wireless means for data and information exchange between the lighting system and
beispielsweise einem übergeordneten Steuerungssystem. for example a higher-level control system.
Die Steuer- und Überwachungselektronik ist dazu vorgesehen, Signale an die einzelnen elektronischen Komponenten des Beleuchtungssystems zu übermitteln und von ihnen zu empfangen, um so das Beleuchtungssystems zu steuern und zu überwachen. The control and monitoring electronics are intended to transmit signals to the individual electronic components of the lighting system and to receive them in order to control and monitor the lighting system.
Alle genannten Komponenten des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems sind in und/oder an einem einzigen Rohr, das vorzugsweise aus oder mit Edelstahl gebildet ist, angeordnet. All mentioned components of the lighting system according to the invention are arranged in and / or on a single tube, which is preferably formed from or with stainless steel.
Das optische System ist in dem Edelstahlrohr, also im Inneren des Rohres angeordnet und dabei so angeordnet und ausgerichtet, dass das erzeugte Beleuchtungslicht zumindest teilweise das Rohr durch eine Lichtaustrittsöffnung verlassen kann. The optical system is arranged in the stainless steel tube, that is to say inside the tube, and is arranged and aligned in such a way that the illumination light generated can at least partially leave the tube through a light exit opening.
Die Lichtaustrittsöffnung kann ein Durchbruch im Mantel des Rohres oder die Öffnung an den Enden des Rohres in axialer Richtung sein. Die Lichtaustrittsöffnung wirkt dabei wie eine Blende und begrenzt das austretende Licht in seinem Austrittswinkel, was eine effektive und zielgerichtete Beleuchtung von Objekten und/oder Aussendung von Lichtsignalen erlaubt und gleichzeitig die sogenannte Lichtverschmutzung minimiert. Die genannte zielgerichtete Beleuchtung bewirkt zudem eine bessere Sichtbarmachung auf See, da sich das beleuchtete Objekt scharf gegen seine Umgebung abgrenzt. The light exit opening can be an opening in the jacket of the tube or the opening at the ends of the tube in the axial direction. The light exit opening acts like a diaphragm and limits the exit light in its exit angle, which allows effective and targeted illumination of objects and / or emission of light signals and at the same time minimizes so-called light pollution. The aforementioned targeted lighting also brings about better visibility at sea, since the illuminated object is sharply demarcated from its surroundings.
Auch eine Ausbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems mit mehr als einer An embodiment of the lighting system according to the invention with more than one
Lichtaustrittsöffnung kann vorteilhaft eine gezielte Beleuchtung von Objekten und/oder die Light exit opening can advantageously targeted lighting of objects and / or
Übermittlung visueller Signale ermöglichen. Durch die Anordnung des optischen Systems in dem Rohr ist es vor äußeren Einflüssen besonders geschützt. Enable the transmission of visual signals. The arrangement of the optical system in the tube particularly protects it from external influences.
Der Energiespeicher ist ebenfalls im Inneren des Rohres angeordnet, das ihn auf diese Weise ebenfalls vor äußeren Einflüssen, wie Wind, Eis, Wellengang, Regen, Vogelschlag und dergleichen schützt. The energy store is also arranged inside the tube, which in this way also protects it from external influences such as wind, ice, waves, rain, bird strikes and the like protects.
Die Steuer- und Überwachungselektronik ist in und/oder an dem Edelstahlrohr angeordnet. The control and monitoring electronics are arranged in and / or on the stainless steel tube.
Darunter soll verstanden werden, dass die Steuer- und Überwachungselektronik an dem This is to be understood to mean that the control and monitoring electronics on the
Edelstahlrohr angebracht, also befestigt ist und/oder zumindest teilweise in dem Rohr angeordnet sein oder in dieses hineinragen kann. Stainless steel tube attached, that is attached and / or at least partially arranged in the tube or can protrude into this.
Die Steuer- und Überwachungselektronik ist vorzugsweise zudem mit dem Energiespeicher und dieser mit dem optischen System verbunden. Im Hinblick auf den Energiespeicher überwacht die Steuer- und Überwachungselektronik den Ladezustand des Energiespeichers, die The control and monitoring electronics are preferably also connected to the energy store and this to the optical system. With regard to the energy store, the control and monitoring electronics monitor the state of charge of the energy store, the
Funktionsfähigkeit, das Auftreten von Fehlfunktionen und steuert unter anderem das Aufladen des Energiespeichers und die Bereitstellung der Energie des Energiespeichers bei einem Ausfall der stationären Energieversorgung und/oder des übergeordneten Steuersystems an die Verbraucher, insbesondere das optische System und die Steuer- und Überwachungselektronik. Über die Verbindung der Steuer- und Überwachungselektronik mit dem Energiespeicher und dem optischen System kann auch die Steuerung und Überwachung des optischen Systems erfolgen. Das schließt die Initiierung der Beleuchtung, also das Anschalten, insbesondere in Abhängigkeit von Functionality, the occurrence of malfunctions and controls, among other things, the charging of the energy store and the provision of the energy of the energy store in the event of a failure of the stationary energy supply and / or the higher-level control system to the consumers, in particular the optical system and the control and monitoring electronics. The control and monitoring of the optical system can also be carried out via the connection of the control and monitoring electronics to the energy store and the optical system. This includes the initiation of the lighting, i.e. the switching on, especially depending on
Überwachungsdaten, sowie die Überwachung hinsichtlich Funktionsfähigkeit und dem Auftreten von Fehlfunktionen ein. Monitoring data, as well as monitoring with regard to functionality and the occurrence of malfunctions.
Durch die Anordnung aller wesentlichen Komponenten des Beleuchtungssystems in und/oder an dem Edelstahlrohr wird ein kompaktes, einfach zu handhabendes und zu montierendes System bereitgestellt, das zudem wirksam gegen äußere Einflüsse geschützt ist. Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem kann somit an einem anderen Ort zusammengebaut und konfiguriert werden, und dann an seinem Einsatzort an einer Tragstruktur angebracht und ausgerichtet werden, beispielsweise mittels Schellen. The arrangement of all essential components of the lighting system in and / or on the stainless steel tube provides a compact, easy-to-use and assemble system which is also effectively protected against external influences. The lighting system according to the invention can thus be assembled and configured at another location, and then attached and aligned to a support structure at its place of use, for example by means of clamps.
In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichtaustrittsöffnung an oder nahe einem ersten Ende des Edelstahlrohres angeordnet und/oder ausgebildet. Wenn die Öffnung am Rohrende als Lichtaustrittsöffnung wirkt, ist diese also an einem Ende des Rohres angeordnet beziehungsweise ausgebildet. Die Lichtaustrittsöffnung kann aber auch als Durchbruch im Mantel des Rohres ausgebildet sein und dabei am Ende des Rohres angeordnet sein. Sie kann aber auch in einem Abstand vom Ende des Rohres angeordnet werden, so dass sie nahe an seinem Ende angeordnet ist. Dabei soll nahe an einem Ende in etwa die Länge des optischen Systems bedeuten, das in dem Edelstahlrohr positioniert wird. Eine ebenfalls bevorzugte Ausgestaltung ist, dass die Lichtaustrittsöffnung des Edelstahlrohrs ausgebildet ist, das Beleuchtungslicht radial oder axial aus dem Edelstahlrohr austreten zu lassen. Demnach wird es zum einen bevorzugt, wenn die Lichtaustrittsöffnung der Öffnung des Rohres an einem seiner Enden entspricht, das Beleuchtungslicht aus dem optischen System also in einer Richtung, die der Rohrlängsachse entspricht, austritt und das Rohr in axialer Richtung verlässt. Alternativ ist es bevorzugt, wenn das Beleuchtungslicht durch die Lichtaustrittsöffnung in einer Richtung aus dem Rohr austritt, die dem Radius beziehungsweise den Radien des Rohres entspricht. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, wenn eine Lichtaustrittsöffnung In a first preferred embodiment of the invention, the light exit opening is arranged and / or formed at or near a first end of the stainless steel tube. If the opening at the tube end acts as a light exit opening, it is therefore arranged or formed at one end of the tube. However, the light exit opening can also be designed as an opening in the jacket of the tube and be arranged at the end of the tube. However, it can also be arranged at a distance from the end of the tube, so that it is arranged close to its end. In this case, the length of the optical system which is positioned in the stainless steel tube should mean approximately at one end. Another preferred embodiment is that the light exit opening of the stainless steel tube is designed to allow the illuminating light to exit the stainless steel tube radially or axially. Accordingly, it is preferred, on the one hand, if the light exit opening corresponds to the opening of the tube at one of its ends, that is to say the illuminating light exits the optical system in a direction that corresponds to the longitudinal axis of the tube and leaves the tube in the axial direction. Alternatively, it is preferred if the illuminating light exits the tube through the light exit opening in a direction that corresponds to the radius or the radii of the tube. However, it is also within the scope of the invention if a light exit opening
vorgesehen ist, die einen Lichtaustritt in radialer und axialer Richtung erlaubt. is provided, which allows light to exit in the radial and axial directions.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass das Edelstahlrohr um mindestens einen Radius gebogen ist. Dabei ist nicht der Radius, der den Rohrdurchmesser beschreibt, gemeint, sondern mindestens ein Biegeradius, um den das Rohr zumindest abschnittsweise gebogen ist. Es kann dabei durch das Biegen um verschiedene Radii in verschiedene Richtungen gebogen werden, um auf diese Weise eine Form des Rohres zu bilden, die die optimale Beleuchtung eines Objekts und/oder Aussendung von Lichtsignalen durch das optische System ermöglicht. Another preferred embodiment provides that the stainless steel tube is bent by at least one radius. This does not mean the radius that describes the pipe diameter, but at least one bending radius around which the pipe is bent, at least in sections. It can be bent in different directions by bending around different radii, in order in this way to form a shape of the tube which enables the optimal illumination of an object and / or emission of light signals by the optical system.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist die Anordnung der Steuer- und Another embodiment of the invention is the arrangement of the control and
Überwachungselektronik an einem zweiten Ende des Edelstahlrohres. Im Falle einer Anordnung der Lichtaustrittsöffnung und damit auch des optischen Systems an einem ersten Ende des Rohres bedeutet die Anordnung der Steuer- und Überwachungselektronik an einem zweiten Ende, das am entgegengesetzten Ende des Rohres angeordnet ist. In jedem Falle ist also die Anordnung der Steuer- und Überwachungselektronik an einem Ende des Rohres vorgesehen. Damit kann auf die aufwändige Führung von Leitungen und Kabelkanälen verzichtet werden. Diese Ausgestaltung bezieht sich ausschließlich nur auf die Position bezüglich des Rohres und soll die Möglichkeit, die Steuer- und Überwachungselektronik zumindest teilweise auch in dem Rohr anzuordnen, nicht einschränken. Monitoring electronics at a second end of the stainless steel tube. In the case of an arrangement of the light exit opening and thus also of the optical system at a first end of the tube, the arrangement of the control and monitoring electronics means at a second end which is arranged at the opposite end of the tube. In any case, the arrangement of the control and monitoring electronics is provided at one end of the tube. This means that there is no need for complex routing of lines and cable ducts. This configuration relates only to the position with respect to the tube and is not intended to restrict the possibility of also at least partially arranging the control and monitoring electronics in the tube.
Vorteilhafterweise ist die Steuer- und Überwachungselektronik in einem Gehäuse, insbesondere einem Kunststoffgehäuse, angeordnet. Das Gehäuse soll die Steuer- und Überwachungselektronik vor äußeren Einflüssen wie Wetter, Wellengang, Eis, Vogelschlag und dergleichen schützen. Die Verwendung von Kunststoff für das Gehäuse erweist sich im Hinblick auf die Reduzierung des Gewichts und die Korrosionsbeständigkeit als vorteilhaft. Zudem kann die Steuer- und The control and monitoring electronics are advantageously arranged in a housing, in particular a plastic housing. The housing is intended to protect the control and monitoring electronics from external influences such as weather, waves, ice, bird strikes and the like. The use of plastic for the housing proves to be advantageous in terms of weight reduction and corrosion resistance. In addition, the tax and
Überwachungselektronik in einem solchen Gehäuse vormontiert beziehungsweise vorkonfiguriert und zu einem anderen Zeitpunkt und/oder an einem anderen Ort mit den übrigen Komponenten des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems verbunden werden. Beispielsweise kann diese Verbindung mittels Anflanschen an das Rohr, Verschrauben oder mittels Schellen erfolgen. Monitoring electronics are preassembled or preconfigured in such a housing and connected to the other components of the lighting system according to the invention at another time and / or at a different location. For example, this Connection by flanging to the pipe, screwing or using clamps.
Es ist weiter bevorzugt, wenn das Gehäuse zwei voneinander getrennte Kammern und/oder Einführungen für Zuführungen der stationären Energieversorgung und Kommunikationsmedien aufweist. Eine Trennung der Kammern kann insbesondere durch die Anordnung oder Ausbildung einer Trennwand in dem Gehäuse erfolgen. So kann beispielsweise in einer ersten Kammer die empfindliche Steuer- und Überwachungselektronik angeordnet werden und in einer zweiten die Anschlüsse für die Zuführungen der stationären Energieversorgung und Kommunikationsmedien. Dabei sind diese Anschlüsse selbstverständlich mit der Steuer- und Überwachungselektronik verbunden. Jedoch ermöglicht die Trennung der Kammern einen einfachen und wirksamen Schutz der Steuer- und Überwachungselektronik vor äußeren Einflüssen und/oder Beschädigungen während des Anschließens der Zuführungen für die Energie und Kommunikationsmedien, das am Einsatzort erfolgt. It is further preferred if the housing has two separate chambers and / or entries for feeds to the stationary energy supply and communication media. The chambers can be separated in particular by arranging or forming a partition in the housing. For example, the sensitive control and monitoring electronics can be arranged in a first chamber and the connections for the supplies of the stationary energy supply and communication media in a second. Of course, these connections are connected to the control and monitoring electronics. However, the separation of the chambers enables simple and effective protection of the control and monitoring electronics from external influences and / or damage during the connection of the feeds for the energy and communication media, which takes place on site.
Alternativ oder zusätzlich weist das Gehäuse Einführungen für Zuführungen der stationären Energieversorgung und Kommunikationsmedien auf. Damit sind Öffnungen gemeint, durch die diese Zuführungen, üblicherweise in Form von Kabeln oder Leitungen, in das Gehäuse Alternatively or additionally, the housing has inlets for supplying the stationary energy supply and communication media. This means openings through which these feeds, usually in the form of cables or lines, into the housing
hineingeführt werden können. Vorzugsweise sind diese Einführungen an einer Position des Gehäuses und in einer Weise auszubilden, die ein Eindringen von Feuchtigkeit, Regen und Fremdkörpern vermeidet oder zumindest deutlich minimiert. Dies kann beispielsweise durch flexible Abdichtungssysteme und/oder Verschlüsse, sowie eine Ausrichtung der Einführungen nach unten bezogen auf die Einbauposition verwirklicht werden. can be introduced. These entries are preferably to be formed at a position of the housing and in a manner which prevents the ingress of moisture, rain and foreign bodies or at least significantly minimizes them. This can be achieved, for example, by means of flexible sealing systems and / or closures, and a downward alignment of the inlets with respect to the installation position.
Das Gehäuse kann mit einer abnehmbaren Kappe gebildet sein. Diese Kappe, oder mit anderen Worten ein Deckel, soll das einfache Öffnen des Gehäuses ermöglichen, beispielsweise um die Anschlüsse der Zuführungen der stationären Energieversorgung und Kommunikationsmedien zu prüfen oder vorzunehmen. The housing can be formed with a removable cap. This cap, or in other words a lid, is intended to enable the housing to be opened easily, for example in order to check or make the connections to the feeds of the stationary energy supply and communication media.
Besonders bevorzugt ist die Ausbildung der Kappe in Verbindung mit der Ausbildung zweier getrennter Kammern in dem Gehäuse, wobei die abnehmbare Kappe im Bereich der Kammer mit den Anschlüssen für die Zuführungen der stationären Energieversorgung und The design of the cap in connection with the formation of two separate chambers in the housing is particularly preferred, the removable cap in the region of the chamber with the connections for the supplies of the stationary energy supply and
Kommunikationsmedien vorgesehen ist. So bleibt die Steuer- und Überwachungselektronik während des Öffnens der Kappe, beispielsweise zum Anschluss der besagten Zuführungen, geschützt vor äußeren Einflüssen und/oder Beschädigungen. Communication media is provided. In this way, the control and monitoring electronics remain protected against external influences and / or damage during the opening of the cap, for example for connecting said feeds.
Noch weiter bevorzugt ist der Öffnungsbereich der Kappe mit einer umlaufenden Dichtung abgedichtet. Der Öffnungsbereich der Kappe entspricht der sich ausbildenden Öffnung des The opening area of the cap with a circumferential seal is even more preferred sealed. The opening area of the cap corresponds to the opening of the
Gehäuses, wenn die Kappe abgenommen beziehungsweise geöffnet ist. Umlaufend um diese Öffnung des Gehäuses oder alternativ entlang des Randes der Kappe selbst ist in dieser Housing when the cap is removed or opened. All around this opening of the housing or alternatively along the edge of the cap itself is in this
Ausgestaltung eine umlaufende Dichtung vorgesehen, insbesondere eine einzige umlaufende Dichtung. Diese erlaubt beim Schließen der Kappe, dass die Kontur beziehungsweise der Rand der Kappe mit dem Gehäuse abgedichtet wird, so dass nach dem Schließen der Kappe keine Design provided a circumferential seal, in particular a single circumferential seal. When the cap is closed, this allows the contour or the edge of the cap to be sealed with the housing, so that none after the cap is closed
Feuchtigkeit in das Gehäuse eindringen und die Anschlüsse beziehungsweise die Steuer- und Überwachungselektronik darin schädigen kann. Moisture can penetrate into the housing and damage the connections or the control and monitoring electronics inside.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Edelstahlrohr Ausschnitte zur Aufnahme des Gehäuses und/oder zur Aufnahme von Anschlüssen aufweist. In dem Edelstahlrohr sollen also Ausnehmungen, Durchbrüche oder Öffnungen vorgesehen sein, in die das Gehäuse und/oder verschiedene Anschlüsse, zum Beispiel zur Verbindung der Steuer- und An advantageous embodiment of the invention provides that the stainless steel tube has cutouts for receiving the housing and / or for receiving connections. In the stainless steel tube, recesses, openings or openings should be provided, into which the housing and / or various connections, for example for connecting the control and
Überwachungselektronik mit dem Energiespeicher und/oder dem optischen System, zumindest teilweise in das Rohr hineingeführt oder in ihm angeordnet werden können. Damit können derartige Anschlüsse geschützt und der Verbindungsbereich mechanisch stabilisiert werden. Monitoring electronics with the energy storage and / or the optical system, at least partially inserted into the tube or can be arranged in it. Such connections can be protected and the connection area can be mechanically stabilized.
Nach einer nächsten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das optische System mit einer Lichtquelle, mindestens einem Spiegel, mindestens einer Linse, einer elektronischen Ansteuerung, Mitteln zur elektrischen, thermischen und/oder optischen Überwachung, einem Gehäuse, einem Stopfen und/oder einer wasserdichten Steckverbindung zum Energiespeicher ausgebildet. According to a next preferred embodiment of the invention, the optical system with a light source, at least one mirror, at least one lens, an electronic control, means for electrical, thermal and / or optical monitoring, a housing, a stopper and / or a waterproof connector for Energy storage trained.
Die Lichtquelle ist dazu vorgesehen, das Beleuchtungslicht zu erzeugen. Ihr wird Energie zugeführt, woraufhin die Lichtquelle die Energie in elektromagnetische Strahlung, insbesondere im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts, umwandelt und abstrahlt. Die Lichtquelle kann vorzugsweise eine einzelne LED (light emitting diode) sein oder auch eine Vielzahl von LEDs umfassen. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Lichtquelle elektromagnetische Strahlung in verschiedenen Wellenlängenbereichen, also in verschiedenen Farben erzeugt, so dass die The light source is intended to generate the illuminating light. Energy is supplied to it, whereupon the light source converts and emits the energy into electromagnetic radiation, in particular in the wavelength range of visible light. The light source can preferably be a single LED (light emitting diode) or can also comprise a plurality of LEDs. It can be provided that the light source generates electromagnetic radiation in different wavelength ranges, ie in different colors, so that the
Beleuchtung je nach Umgebungsbedingungen oder nach zu übermittelnden Informationen in einem zu erzeugenden Lichtsignal angepasst werden kann. Lighting can be adjusted in a light signal to be generated depending on the ambient conditions or on the information to be transmitted.
Mittels mindestens eines Spiegels kann das Beleuchtungslicht in eine gewünschte Richtung geführt werden, so dass das Beleuchtungslicht aus dem Inneren des Rohres zu der Lichtaustrittsöffnung und durch sie nach außen geführt werden kann. The illuminating light can be guided in a desired direction by means of at least one mirror, so that the illuminating light can be guided from the inside of the tube to the light exit opening and through it to the outside.
Mindestens eine Linse in dem optischen System kann dazu vorgesehen sein, das erzeugte Licht zu formen, beispielsweise zu bündeln, oder die Ausbreitungsrichtung des Lichts zu beeinflussen. Vorzugweise erfolgt dies mittels einer Fresnellinse, einer volumen- und massereduzierten Bauform einer optischen Linse. At least one lens in the optical system can be provided to block the generated light shape, for example to bundle, or to influence the direction of propagation of light. This is preferably done using a Fresnel lens, a reduced-volume and low-mass design of an optical lens.
Äußerst vorteilhaft werden mindestens eine Linse und mindestens ein Spiegel in einer Spiegel- Linsen-Kombination angeordnet, um das von der Lichtquelle ausgesandte Beleuchtungslicht in die gewünschte Form und Richtung zu führen. Zudem kann auch das Edelstahlrohr beziehungsweise die Lichtaustrittsöffnung im Edelstahlrohr so ausgestaltet sein, dass sie die Optik in gewünschter Weise beeinflussen, beispielsweise dass die Lichtaustrittsöffnung wie eine weitere Blende wirkt. It is extremely advantageous to arrange at least one lens and at least one mirror in a mirror-lens combination in order to guide the illuminating light emitted by the light source in the desired shape and direction. In addition, the stainless steel tube or the light outlet opening in the stainless steel tube can also be designed in such a way that they influence the optics in the desired manner, for example that the light outlet opening acts like a further screen.
Es kann eine elektronische Ansteuerung vorgesehen sein, um die Lichtquelle zu steuern. Damit kann die Farbe, die Intensität der Lichtquelle und/oder ein Beleuchtungsmuster generiert werden. Ein Beleuchtungsmuster soll im Sinne der Erfindung eine zeitliche Abfolge von Phasen mit Beleuchtung und Phasen ohne Beleuchtung, wie beispielsweise ein definiertes Blinken der Lichtquelle sein. Die Ansteuerung erfolgt über die Steuer- und Überwachungselektronik des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems und wird über die elektronische Ansteuerung des optischen Systems der Lichtquelle zugeführt. An electronic control can be provided to control the light source. The color, the intensity of the light source and / or an illumination pattern can thus be generated. For the purposes of the invention, an illumination pattern is intended to be a chronological sequence of phases with illumination and phases without illumination, such as a defined flashing of the light source. The control takes place via the control and monitoring electronics of the lighting system according to the invention and is supplied to the light source via the electronic control of the optical system.
Zudem können Mittel zur elektrischen, thermischen und/oder optischen Überwachung vorgesehen sein, um die Funktionsfähigkeit des optischen Systems zu überwachen und gegebenenfalls Fehlfunktionen oder Defekte frühzeitig erkennen zu können. Diese Mittel zur elektrischen, thermischen und/oder optischen Überwachung können einen Umgebungslichtsensor, einen Feuchtesensor und/oder einen 3-Achs-Beschleunigungssensor umfassen. In addition, means for electrical, thermal and / or optical monitoring can be provided in order to monitor the functionality of the optical system and to be able to detect malfunctions or defects at an early stage. These means for electrical, thermal and / or optical monitoring can comprise an ambient light sensor, a moisture sensor and / or a 3-axis acceleration sensor.
Mit einem Umgebungslichtsensor kann erfasst werden, ob eine Beleuchtung und/oder die Aussendung eines Lichtsignals erforderlich ist/sind. Unterschreitet das Umgebungslicht einen vorgegebenen Grenzwert infolge von eintretender Dämmerung oder Schlechtwetter, wird dies mittels Umgebungssensor erfasst und von der Steuer- und Überwachungselektronik die gewünschte Ansteuerung der Lichtquelle zum Erzeugen des Beleuchtungslichtes und/oder Lichtsignals initiiert. An ambient light sensor can be used to determine whether lighting and / or the emission of a light signal is / are necessary. If the ambient light falls below a predetermined limit value due to the occurrence of twilight or bad weather, this is detected by means of an ambient sensor and the desired control of the light source for generating the illuminating light and / or light signal is initiated by the control and monitoring electronics.
Ein Feuchtesensor kann die Feuchtigkeit in der Umgebungsluft detektieren. Dies ist ein Maß, an dem das Vorhandensein einer Leckage im optischen System erkannt werden kann. Ist dies der Fall, kann eine Warnmeldung erzeugt werden, um einen Austausch oder eine Reparatur des optischen Systems zu veranlassen. Ein 3-Achs-Beschleuningungssensor ist an sich bekannt. Derartige Sensoren bestimmen, ob eine Bewegung stattfindet und in welche Richtung. Daraus lässt sich eine Lageänderung eines optischen Systems bestimmen und ableiten, ob sich das optische System noch in der korrekten Ausrichtung befindet. A humidity sensor can detect the humidity in the ambient air. This is a measure by which the presence of a leak in the optical system can be recognized. If this is the case, a warning message can be generated to prompt an exchange or repair of the optical system. A 3-axis acceleration sensor is known per se. Such sensors determine whether a movement is taking place and in which direction. From this, a change in position of an optical system can be determined and derived whether the optical system is still in the correct orientation.
Die vorgenannten Komponenten des optischen Systems sind vorzugsweise auf einer Leiterplatte angeordnet. Eine besonders bevorzugte Anordnung ist es dabei, wenn die Lichtquelle auf der Leiterplatte angeordnet ist und die Leiterplatte davon beabstandet eine Öffnung beziehungsweise Aussparung aufweist, wobei außerdem über der Leiterplatte ein geformter Spiegel positioniert ist. Die Lichtquelle strahlt das Beleuchtungslicht ab, das mittels des geformten Spiegels in Richtung der Aussparung der Leiterplatte nach außen geführt wird. Die Leiterplatte wirkt damit gleichzeitig als Blende und ist entsprechend des Abstandes der Lichtquelle von dem zu beleuchtenden Objekt und dessen Größe ausgebildet. The aforementioned components of the optical system are preferably arranged on a printed circuit board. A particularly preferred arrangement is when the light source is arranged on the printed circuit board and the printed circuit board has an opening or recess at a distance from it, a shaped mirror also being positioned above the printed circuit board. The light source emits the illuminating light, which is guided outwards by means of the shaped mirror in the direction of the cutout in the printed circuit board. The circuit board thus also acts as an aperture and is designed according to the distance of the light source from the object to be illuminated and its size.
Alternativ oder zusätzlich kann das optische System mit einem Gehäuse, insbesondere einem Kunststoffgehäuse ausgebildet sein. Dies bietet die Möglichkeit, das optische System einfach und schnell zu montieren und damit auch bei einem Defekt auszutauschen. Zudem schützt das Gehäuse das optische System vor mechanischen Einflüssen und gegen Feuchtigkeit und stellt somit den notwendigen IP-Schutzgrad her. Die Verwendung von Kunststoff macht das Gehäuse leicht und korrosionsbeständig. Das Gehäuse kann so ausgestaltet sein, dass die Optik in gewünschter Weise beeinflusst wird und damit eine kostengünstige Sekundäroptik bilden. Alternatively or additionally, the optical system can be designed with a housing, in particular a plastic housing. This enables the optical system to be installed quickly and easily and can therefore also be replaced in the event of a defect. In addition, the housing protects the optical system from mechanical influences and against moisture and thus creates the necessary degree of IP protection. The use of plastic makes the housing light and corrosion-resistant. The housing can be designed in such a way that the optics are influenced in the desired manner and thus form an inexpensive secondary optics.
Beispielsweise kann durch die Ausgestaltung des Gehäuses, insbesondere seiner Form, in Verbindung mit der Verwendung einer Fresnellinse die Homogenisierung der horizontalen Intensitätsverteilung der Lichtquelle erreicht werden. For example, the design of the housing, in particular its shape, in conjunction with the use of a Fresnel lens can achieve the homogenization of the horizontal intensity distribution of the light source.
Um das optische System beziehungsweise das Rohr, in dem das optische System angeordnet wird, nach außen abzuschließen und somit vor äußeren Einflüssen zu schützen, kann ein Stopfen vorgesehen sein. Dieser hat den notwendigen Durchmesser, um die Öffnung am Rohrende zu verschließen. Dieser Stopfen kann bevorzugt aus oder mit Edelstahl oder Messing gebildet sein, um eine Entwärmung, also die Abfuhr der entstehenden Wärme der Lichtquelle im Betrieb zu bewirken. A plug can be provided in order to close off the optical system or the tube in which the optical system is arranged, and thus to protect it from external influences. This has the necessary diameter to close the opening at the end of the pipe. This stopper can preferably be formed from or with stainless steel or brass in order to effect heat dissipation, that is to say the removal of the heat generated by the light source during operation.
Bevorzugt weist das optische System eine wasserdichte Steckverbindung zum Energiespeicher auf. Durch diese Steckverbindung wird die Energie des Energiespeichers an das optische System bereitgestellt. Durch die Steckverbindung können auch Signale zwischen optischem System und Steuer- und Überwachungselektronik übermittelt werden, wenn die Steuerelektronik und die elektronische Ansteuerung des optischen Systems geeignet ausgebildet ist. Die wasserdichte Ausbildung der Steckverbindung soll Kurzschlüsse infolge von in das Rohr eingedrungener Feuchtigkeit verhindern. Die wasserdichte Steckverbindung kann als Rundsteckverbindung ausgeführt sein. The optical system preferably has a watertight plug connection to the energy store. This plug connection provides the energy of the energy store to the optical system. The connector can also be used to transmit signals between the optical system and control and monitoring electronics if the control electronics and the electronic control of the optical system is suitably designed. The watertight design of the plug connection is intended to prevent short circuits due to moisture penetrating into the pipe. The waterproof connector can be designed as a circular connector.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems ist der Energiespeicher mit sechs bis zwölf Nickel-Metallhydrid-Zellen, die in Reihe geschalten sind, einem Temperatursensor, einer Schmelzsicherung, einer wasserdichten Steckverbindung zum optischen System, Elementen zur Lagesicherung in dem Edelstahlrohr, einem In yet another preferred embodiment of the lighting system according to the invention, the energy store with six to twelve nickel-metal hydride cells which are connected in series, a temperature sensor, a fuse, a watertight plug connection to the optical system, elements for securing the position in the stainless steel tube, one
Druckausgleichselement, Mitteln zur Ausbildung eines hohen IP-Schutzgrades und/oder einer wasserdichten Steckverbindung zur Steuer- und Überwachungselektronik ausgebildet. Pressure compensation element, means for forming a high degree of IP protection and / or a watertight plug connection to the control and monitoring electronics.
Der Energiespeicher weist also sechs bis zwölf in Reihe geschaltene Nickel-Metallhydrid-Zellen auf, die vorzugsweise eine zylindrische Bauform haben. Nickel-Metallhydrid-Zellen haben den Vorteil, dass sie die in ihnen gespeicherte Energie innerhalb kurzer Zeit mit nahezu The energy store thus has six to twelve nickel-metal hydride cells connected in series, which preferably have a cylindrical design. Nickel-metal hydride cells have the advantage that they can use the energy stored in them within a short time
gleichbleibender Spannung abgeben können. Die Anzahl der Nickel-Metallhydrid-Zellen hängt von dem erwarteten Energiebedarf des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems ab, also davon, wie lange das Beleuchtungssystem einen Ausfall der stationären Energieversorgung und/oder eines übergeordneten Steuerungssystems autark überbrücken muss. Die zylindrische Form der Nickel- Metallhydrid-Zellen erlaubt eine dichte Packung der Zellen, so dass ein kompakter Energiespeicher ausgebildet werden kann. can deliver constant voltage. The number of nickel-metal hydride cells depends on the expected energy requirement of the lighting system according to the invention, that is, how long the lighting system has to autonomously bridge a failure of the stationary energy supply and / or a higher-level control system. The cylindrical shape of the nickel-metal hydride cells allows the cells to be packed tightly, so that a compact energy store can be formed.
Ein Temperatursensor erfasst, ob der Energiespeicher infolge eines Defekts oder im Zuge des Aufladens überhitzt, also zu warm wird. Wird eine solche Überhitzung erfasst, kann der A temperature sensor detects whether the energy store is overheating as a result of a defect or during charging, that is, it is becoming too warm. If such overheating is detected, the
Ladevorgang unterbrochen werden beziehungsweise das Beleuchtungssystem abgeschaltet werden, um eine Beschädigung zu vermeiden. Idealerweise wird in einem solchen Fall eine Warnung oder Fehlermeldung an ein übergeordnetes Steuerungssystem übermittelt, um eine Überprüfung und gegebenenfalls einen Austausch des Energiespeichers zu veranlassen. Charging is interrupted or the lighting system is switched off to avoid damage. In such a case, a warning or error message is ideally transmitted to a higher-level control system in order to initiate a check and, if necessary, an exchange of the energy store.
Es kann eine Schmelzsicherung in dem Energiespeicher vorgesehen sein, die auslöst, wenn die Stromstärke einen bestimmten Wert während einer ausreichend langen Zeit überschreitet. Damit sollen Schäden durch das Überschreiten der Stromstärke vermieden werden. A fuse can be provided in the energy store, which triggers if the current intensity exceeds a certain value for a sufficiently long time. This is to avoid damage caused by exceeding the current.
Der Energiespeicher kann eine wasserdichte Steckverbindung zum optischen System aufweisen, insbesondere das Gegenstück zu der am optischen System ausgebildeten wasserdichten The energy store can have a watertight plug connection to the optical system, in particular the counterpart to the watertight one formed on the optical system
Steckverbindung. Wie bereits ausgeführt, dient die Steckverbindung der Energiebereitstellung an das optische System und gegebenenfalls der Übermittlung von Steuersignalen. Plug connection. As already stated, the plug connection is used to provide energy the optical system and, if applicable, the transmission of control signals.
Alternativ oder zusätzlich können Elemente zur Lagesicherung des Energiespeichers in dem Edelstahlrohr vorgesehen sein. Dies können Kunststoffkappen, Schrauben und andere Elemente sein, die ein Verrutschen des Energiespeichers in dem Rohr verhindern. Alternatively or additionally, elements for securing the position of the energy store in the stainless steel tube can be provided. These can be plastic caps, screws and other elements that prevent the energy storage device from slipping in the tube.
Der Energiespeicher kann ein Druckausgleichselement aufweisen. Derartige The energy store can have a pressure compensation element. such
Druckausgleichselemente sollen eine ausreichende Belüftung und damit einen Druckausgleich mit der Umgebung sicherstellen, um Schäden an den Komponenten des Energiespeichers infolge von Druckveränderungen zu vermeiden. Solche Druckveränderungen können beispielsweise durch Temperaturveränderungen oder durch Höhenunterschiede vor und während der Montage entstehen, aber auch durch starke Wetterschwankungen und Sturm. Durch den konstanten Druckausgleich wird der Energiespeicher geschützt und zudem die Kondensation im Inneren des Energiespeichers vermieden oder zumindest reduziert. Pressure compensation elements are intended to ensure adequate ventilation and thus pressure compensation with the surroundings in order to avoid damage to the components of the energy store as a result of pressure changes. Such pressure changes can arise, for example, from changes in temperature or from differences in height before and during assembly, but also from strong weather fluctuations and storms. The constant pressure equalization protects the energy store and also prevents or at least reduces the condensation inside the energy store.
Durch Mittel zur Ausbildung eines hohen IP-Schutzgrades soll der Energiespeicher gegen eindringende Feuchtigkeit oder Nässe geschützt werden. Im einfachsten Falle wird dies durch einen Schrumpfschlauch erreicht. The energy storage device is to be protected against the ingress of moisture or wetness by means of a high degree of IP protection. In the simplest case, this is achieved using a shrink tube.
Schließlich kann der Energiespeicher mit einer wasserdichten Steckverbindung zur Steuer- und Überwachungselektronik ausgebildet sein. Diese dient zur Bereitstellung von Energie und zur Übermittlung von Steuersignalen und Sensordaten zwischen dem Energiespeicher und der Steuer- und Überwachungselektronik. Finally, the energy store can be designed with a watertight plug connection to the control and monitoring electronics. This is used to provide energy and to transmit control signals and sensor data between the energy store and the control and monitoring electronics.
In dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem ist in bevorzugter Weise die Steuer- und In the lighting system according to the invention, the control and
Überwachungselektronik mit steckbaren Anschlussterminals, einer wasserdichten Steckverbindung zum Energiespeicher, zwei Signalisationslichtquellen, einem integrierten Blitzschutz, einer lokalen Stromversorgung, einer Kommunikationsschnittstelle zu einem übergeordneten Steuerungssystem, einem Laderegler, einem Batteriemanagementsystem und/oder einer Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einer Service-Applikation ausgebildet. Monitoring electronics with pluggable connection terminals, a waterproof plug connection to the energy storage, two signaling light sources, integrated lightning protection, a local power supply, a communication interface to a higher-level control system, a charge controller, a battery management system and / or a communication interface for communication with a service application.
Die steckbaren Anschlussterminals sind dazu vorgesehen, die Zuführungen der stationären Energieversorgung und/oder Kommunikationsmedien mit der Steuer- und Überwachungselektronik zu verbinden und zwar durch einfaches Einstecken der Zuführung in die dafür vorgesehenen steckbaren Anschlussterminals. Auf diese Weise können die Zuführungen, also beispielsweise die zugeführten Kabel, schnell und einfach angeschlossen, aber auch wieder entfernt werden. Die wasserdichte Steckverbindung zum Energiespeicher dient dem Anschluss der Steuer- und Überwachungselektronik zum Energiespeicher und ist so ausgebildet, dass keine Feuchtigkeit in die Steckverbindung eindringen und dort zu Kurzschlüssen oder dergleichen führen kann. Sie kann als Gegenstück zu der wasserdichten Steckverbindung des Energiespeichers zur Steuer- und Überwachungselektronik ausgebildet sein. The plug-in connection terminals are intended to connect the feeds of the stationary energy supply and / or communication media to the control and monitoring electronics, and simply by plugging the feeder into the pluggable connection terminals provided for this purpose. In this way, the feeds, for example the supplied cables, can be connected quickly and easily, but also removed again. The watertight plug connection to the energy store serves to connect the control and monitoring electronics to the energy store and is designed such that no moisture can penetrate into the plug connection and lead to short circuits or the like there. It can be designed as a counterpart to the watertight plug connection of the energy store to the control and monitoring electronics.
Die Steuer- und Überwachungselektronik kann zwei Signalisationslichtquellen aufweisen, die dazu dienen, die Position und gegebenenfalls die Funktionsfähigkeit des Beleuchtungssystems anzuzeigen. Die Signalisationslichtquellen sind vorzugsweise als LED-Lichtquellen ausgebildet. The control and monitoring electronics can have two signaling light sources which serve to display the position and, if appropriate, the functionality of the lighting system. The signaling light sources are preferably designed as LED light sources.
Ein Blitzschutz umfasst Vorkehrungen gegen schädliche Auswirkungen von Blitzeinschlägen, soll diese also verhindern oder zumindest minimieren. Eine übliche Ausführung ist die Ausführung mit einem sogenannten Blitzableiter, der den Blitzstrompfad auf einem definierten niederohmigen Pfad am zu schützenden Objekt vorbeiführt und ableitet. Die Erdung für den Blitzschutz kann Lightning protection includes precautions against the harmful effects of lightning strikes, so it should prevent or at least minimize them. A common version is the version with a so-called lightning arrester, which guides the lightning current path along a defined, low-resistance path and leads it past the object to be protected. The grounding for lightning protection can
beispielsweise durch eine elektrische leitende Verbindung mittels einer Verschraubung oder einer Klemmschelle mit dem Edelstahlrohr verwirklicht sein. for example, by an electrically conductive connection using a screw connection or a clamp with the stainless steel tube.
Es sollte eine lokale Stromversorgung vorhanden sein, worunter ein Leitungsnetz zur Verteilung der Energie der zugeführten stationären Energieversorgung und/oder der Energiespeicher zu den Verbrauchern innerhalb des Beleuchtungssystems zu verstehen ist. A local power supply should be available, which is to be understood as a line network for distributing the energy of the supplied stationary energy supply and / or the energy storage to the consumers within the lighting system.
Von großem Vorteil ist das Vorhandensein einer Kommunikationsschnittstelle zu einem The existence of a communication interface to one is of great advantage
übergeordneten Steuerungssystem. Ein solches übergeordnetes Steuerungssystem dient unter anderem der Steuerung einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Beleuchtungssystemen in einem Offshore-Windpark. Um die Steuersignale von diesem übergeordneten Steuerungssystem zu einem oder mehreren Beleuchtungssystemen zu übermitteln, aber auch um Informationen von einem oder mehreren Beleuchtungssystemen an das übergeordnete Steuerungssystem zu übermitteln, ist eine Kommunikationsschnittstelle erforderlich. Im weitesten Sinne ist sie als Netzwerkschnittstelle zu verstehen, die der Übermittlung der notwendigen Informationen dient. higher-level control system. Such a higher-level control system is used, among other things, to control a large number of lighting systems according to the invention in an offshore wind farm. A communication interface is required to transmit the control signals from this higher-level control system to one or more lighting systems, but also to transmit information from one or more lighting systems to the higher-level control system. In the broadest sense, it is to be understood as a network interface that serves to transmit the necessary information.
Alternativ oder zusätzlich kann ein Batteriemanagementsystem vorgesehen sein. Ein solches ist zur Überwachung, Regelung und zum Schutz der Energiespeicher vorgesehen. Es dient also dazu, den Ladezustand des Energiespeichers zu überwachen und bei Bedarf den Ladeprozess zu initiieren und dabei insbesondere ein Überladen zu verhindern. Auch eine Tiefenentladung kann von einem Batteriemanagementsystem erkannt und verhindert werden. Außerdem kann so die Funktionsfähigkeit des Energiespeichers überwacht werden, um Fehlfunktionen und Defekte des Energiespeichers, Fehler im Ladevorgang und dergleichen zu detektieren und gegebenenfalls eine Fehlerinformation zu generieren. Alternatively or additionally, a battery management system can be provided. One of these is provided for monitoring, regulating and protecting the energy store. It therefore serves to monitor the state of charge of the energy store and, if necessary, to initiate the charging process and, in particular, to prevent overcharging. Deep discharge can also be recognized and prevented by a battery management system. In addition, the Functionality of the energy store are monitored in order to detect malfunctions and defects in the energy store, errors in the charging process and the like and, if appropriate, to generate error information.
Ein Laderegler kann von der Steuerelektronik umfasst sein. Dieser setzt den Ladevorgang technisch um. Dabei kann durch eine Begrenzung der Ladespannung ein Überladen verhindert werden. Außerdem kann durch einen Laderegler der Ladungsstrom in Abhängigkeit von A charge controller can be included in the control electronics. This technically implements the charging process. Overcharging can be prevented by limiting the charging voltage. In addition, the charge current depending on
Ladezustand und/oder Temperatur begrenzt werden. State of charge and / or temperature can be limited.
Vorteilhafterweise wirkt der Laderegler mit dem Batteriemanagementsystem zusammen, um die Funktionsfähigkeit des Energiespeichers zu überwachen und Schäden durch Be- und Entladen zu vermeiden. The charge controller advantageously interacts with the battery management system in order to monitor the functionality of the energy store and to avoid damage caused by charging and discharging.
Die Steuerelektronik kann eine Kommunikationsschnittstelle zu einer Service-Applikation aufweisen, insbesondere eine Bluetooth-Schnittstelle. Bluetooth ist eine übliche drahtlose The control electronics can have a communication interface to a service application, in particular a Bluetooth interface. Bluetooth is a common wireless one
Kommunikationsschnittstelle zwischen elektronischen Geräten, insbesondere mobilen Endgeräten wie Mobiltelefonen oder Tablets. Mittels dieser Kommunikationsschnittstelle soll ein Informations- beziehungsweise Datenaustausch zwischen einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem mit der Service-Applikation auf einem bevorzugt mobilen Gerät realisiert sein. Eine Service-Applikation ist eine Softwareanwendung, die die ausgetauschten Informationen empfängt, auswertet und/oder anzeigt, aber auch Eingaben und die Übermittlung von Informationen und Steuerbefehlen an die Steuereinrichtung beziehungsweise Steuerelektronik ermöglicht. Communication interface between electronic devices, especially mobile devices such as mobile phones or tablets. This communication interface is to be used to implement an information or data exchange between a lighting system according to the invention and the service application on a preferably mobile device. A service application is a software application that receives, evaluates and / or displays the exchanged information, but also enables inputs and the transmission of information and control commands to the control device or control electronics.
Ausgetauscht werden sollen beispielsweise der Batteriezustand, also der Zustand des For example, the battery status, i.e. the status of the battery, is to be replaced
Energiespeichers hinsichtlich Ladezustand, Funktionsfähigkeit und dergleichen, aber auch sogenannte Monitoring-Daten, also Überwachungsdaten, die die Funktionsfähigkeit und Energy storage with regard to state of charge, functionality and the like, but also so-called monitoring data, i.e. monitoring data that determine the functionality and
Betriebsdaten des Beleuchtungssystems beschreiben. Damit kann ein sogenanntes SCADA- System (SCADA, englisch für Supervisory Control and Data Acquisition) verwirklicht werden, worunter ein Überwachen und Steuern technischer Prozesse mittels einer Steuereinrichtung oder eines übergeordneten Steuerungssystems versteht. Das Monitoring muss dabei nicht innerhalb des Offshore-Windparks erfolgen, sondern kann auch Onshore, also an Land erfolgen. Describe operating data of the lighting system. This enables a so-called SCADA system (SCADA, English for Supervisory Control and Data Acquisition) to be implemented, which means monitoring and controlling technical processes by means of a control device or a higher-level control system. Monitoring does not have to take place within the offshore wind farm, but can also take place onshore, i.e. on land.
Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem kann zur optischen Überwachung verwendet werden und/oder um Flutlicht, nautische Signale und/oder Punktlichter zu erzeugen und abzustrahlen. The lighting system according to the invention can be used for optical monitoring and / or for generating and emitting floodlights, nautical signals and / or point lights.
Flutlichter werden beispielsweise für die Beleuchtung von Tagesmarkierungen, Arbeitsflächen und Aufstiegsleitern auf See benötigt. Nautische Signale umfassen unter anderem das 5-Seemeilen- Feuer zur Markierung von Objekten und Hindernissen im Fahrwasser von Schiffen, markieren also beispielsweise die äußeren Grenzen eines Offshore-Windparks. Sie sind gekennzeichnet durch eine spezifische Lichtfarbe, eine spezifisches vertikales und horizontales Abstrahl- beziehungsweise Intensitätsprofil und eine spezifische, international standardisierte Kennung in Form eines Blink-Codes. Floodlights are used, for example, to illuminate day markings, work surfaces and Ascent ladders needed at sea. Among other things, nautical signals include the 5 nautical miles fire for marking objects and obstacles in the fairway of ships, for example marking the outer limits of an offshore wind farm. They are characterized by a specific light color, a specific vertical and horizontal radiation or intensity profile and a specific, internationally standardized identifier in the form of a blink code.
Punktlichter erzeugen einen stark gebündelten Lichtstrahl sehr hoher Intensität und werden zum Beispiel für die Beleuchtung, also das Anstrahlen, von Turbinen entlang eines Point lights produce a highly concentrated light beam of very high intensity and are used, for example, for lighting, i.e. illuminating, turbines along one
Hubschrauberkorridors in einem Offshore-Windpark verwendet und beleuchten diese insbesondere bei Dunkelheit und schlechter Sicht. Helicopter corridors used in an offshore wind farm and illuminate them especially in the dark and poor visibility.
Alternativ oder zusätzlich kann das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem im Rahmen der optischen Überwachung dazu verwendet werden, um die Umgebungshelligkeit möglichst genau und ohne Beeinflussung durch die Lichtquelle zu erfassen, um bei einsetzender Dunkelheit das Beleuchtungssystem automatisch einzuschalten und es bei zunehmender Helligkeit wieder auszuschalten. Unter optische Überwachung fällt auch die Überwachung des Lichtstroms der Lichtquelle um im Falle eines Defekts oder Ausfalls Alarm auslösen zu können. Alternatively or additionally, the lighting system according to the invention can be used within the scope of the optical monitoring in order to detect the ambient brightness as precisely as possible and without being influenced by the light source, in order to automatically switch on the lighting system when darkness sets in and to switch it off again as the brightness increases. Optical monitoring also includes monitoring the luminous flux of the light source so that an alarm can be triggered in the event of a defect or failure.
Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem und seine Verwendung erlauben ein gezieltes Abstrahlen eines Beleuchtungslichtes um ein Objekt zu beleuchten und/oder Lichtsignale zur Übermittlung von Informationen zu erzeugen. Damit ist das Beleuchtungssystem hoch effizient. Die Ausbildung mit einem aufladbaren Energiespeicher macht ein lokales Backup-System unnötig und vereinfacht damit den Service vor Ort. The lighting system according to the invention and its use allow a targeted emission of an illuminating light in order to illuminate an object and / or to generate light signals for the transmission of information. This makes the lighting system highly efficient. Training with a rechargeable energy storage makes a local backup system unnecessary and thus simplifies on-site service.
Durch seine Ausgestaltung mit Kunststoff und Edelstahl in allen Bereichen, die mit Seeluft in Berührung kommen, ist das Beleuchtungssystem beständig gegen die äußeren Einflüsse und Korrosion. Die Unterbringung aller wesentlichen Komponenten in einem Rohr und die geringe Anzahl von Einzelkomponenten führt zu einer kompakten Bauweise und damit einfachen Due to its design with plastic and stainless steel in all areas that come into contact with sea air, the lighting system is resistant to external influences and corrosion. The accommodation of all essential components in one tube and the small number of individual components leads to a compact construction and therefore simple
Handhabung, sowie geringeren Kosten. Da optisches System, Energiespeicher und Steuer- und Überwachungselektronik bevorzugt mittels Steckverbindungen gekoppelt werden, ist eine einfache Montage des Beleuchtungssystems, aber auch einfacher Austausch einzelner Komponenten vor Ort möglich. Die Komponenten sind auf diese Weise auch wiederverwendbar. Mittels eines übergeordneten Steuerungssystems kann ein Monitoring von Land aus erfolgen und die Handling, as well as lower costs. Since the optical system, energy storage and control and monitoring electronics are preferably coupled by means of plug connections, simple installation of the lighting system, but also simple replacement of individual components on site, is possible. The components can also be reused in this way. Using a higher-level control system, monitoring can be carried out from land and the
Verfügbarkeit des Beleuchtungssystems jederzeit überwacht werden. Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausgestaltungen und Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar. Availability of the lighting system can be monitored at any time. The various configurations and embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless otherwise stated in the individual case.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und dazugehöriger The invention will be described in the following using an exemplary embodiment and associated with it
Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen: Drawings explained in more detail. The figures show:
Figur 1 perspektivische Ansichten einer ersten und zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems, FIG. 1 perspective views of a first and second embodiment of the lighting system according to the invention,
Figur 2 perspektivische Ansichten ausgewählter Details des Beleuchtungssystems aus Figur 1 ,  FIG. 2 perspective views of selected details of the lighting system from FIG. 1,
Figur 3 weitere perspektivische Ansichten ausgewählter Details des  FIG. 3 further perspective views of selected details of the
Beleuchtungssystems aus Figur 1 ,  Lighting system of Figure 1,
Figur 4 weitere perspektivische Ansichten ausgewählter Details des  FIG. 4 further perspective views of selected details of the
Beleuchtungssystems aus Figur 1 ,  Lighting system of Figure 1,
Figur 5 eine weitere perspektivische Ansicht und eine Schnittdarstellung  Figure 5 shows another perspective view and a sectional view
ausgewählter Details des Beleuchtungssystems aus Figur 1 ,  selected details of the lighting system from FIG. 1,
Figur 6 perspektivische Ansichten einer weiteren Ausführungsform des  6 shows perspective views of a further embodiment of the
erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems,  lighting system according to the invention,
Figur 7 eine Schnittdarstellung Beleuchtungssystems aus Figur 6,  FIG. 7 shows a sectional illustration of the lighting system from FIG. 6,
Figur 8 Explosionsdarstellung einer beispielhaften Ausgestaltung des optischen  Figure 8 Exploded view of an exemplary embodiment of the optical
Systems,  Systems,
Figur 9 Explosionsdarstellung einer alternativen beispielhaften Ausgestaltung des optischen Systems, und  FIG. 9 exploded view of an alternative exemplary embodiment of the optical system, and
Figur 10 Überblick über die Funktionsweise der Umgebungsüberwachung mittels des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems.  FIG. 10 overview of the mode of operation of the environmental monitoring by means of the lighting system according to the invention.
Figur 1 zeigt perspektivische Ansichten einer ersten und zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems. Dabei sind in Figur 1 a die einzelnen Bestandteile dargestellt, während in Figur 1 b nur das Gesamtsystem gezeigt ist. Die Details dazu sind in den nachfolgenden Figuren dargestellt. Figure 1 shows perspective views of a first and second embodiment of the lighting system according to the invention. The individual components are shown in FIG. 1 a, while only the overall system is shown in FIG. 1 b. The details are shown in the following figures.
Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem in Figur 1 a ist mit einem optischen System 100, einem Energiespeicher 200 und einer Steuer- und Überwachungselektronik 300 gebildet, die in einem Edelstahlrohr 400 angeordnet werden sollen. Das Edelstahlrohr 400 weist an einem Ende eine Lichtaustrittsöffnung 410 auf, die einen Lichtaustritt in radialer Richtung erlaubt. Ist das optische System 100 in dem ersten, in Figur 1 a im oberen Ende des Edelstahlrohres 400 angeordnet, wird es so ausgerichtet, dass das erzeugte Beleuchtungslicht zumindest teilweise durch die Lichtaustrittsöffnung 410 nach außen treten kann. The lighting system according to the invention in FIG. 1 a is formed with an optical system 100, an energy store 200 and control and monitoring electronics 300, which are to be arranged in a stainless steel tube 400. The stainless steel tube 400 has a light exit opening 410 at one end, which allows light exit in the radial direction. Is this Optical system 100 in the first, in Figure 1 a in the upper end of the stainless steel tube 400, it is aligned so that the generated illuminating light can at least partially pass through the light exit opening 410 to the outside.
Das Rohr 400 ist in dieser Ausgestaltung in Figur 1 a gebogen, so dass in etwa ein Winkel von 90 ° erreicht ist. Das Beleuchtungssystem kann damit beispielsweise an der Rückseite einer In this embodiment, the tube 400 is bent in FIG. 1 a, so that an angle of approximately 90 ° is reached. The lighting system can, for example, on the back of a
Anzeigetafel angebracht und so ausgerichtet werden, dass das obere Ende des Scoreboard attached and aligned so that the top of the
Beleuchtungssystems beziehungsweise Rohres 400 über die Anzeigetafel hinüber und auf deren Vorderseite ragt und die Lichtaustrittsöffnung 410 und damit das Beleuchtungslicht auf die Lighting system or tube 400 over the display panel and protrudes on the front and the light exit opening 410 and thus the illuminating light on the
Anzeigetafel gerichtet wird. Scoreboard is directed.
Am anderen Ende, in Figur 1 a dem unteren Ende des Edelstahlrohres ist eine Aussparung 420 des Rohres 400 vorgesehen, die eine Kopplung mit der Steuer- und Überwachungselektronik 300 ermöglicht. At the other end, in FIG. 1 a the lower end of the stainless steel tube, a recess 420 of the tube 400 is provided, which enables coupling to the control and monitoring electronics 300.
In Figur 1 b ist das Rohr 400 nicht gebogen, sondern gerade. Die Lichtaustrittsöffnung 410 kann an den gekennzeichneten beiden Positionen ausgebildet sein, also einen radialen oder axialen Lichtaustritt erlauben. In Figure 1 b, the tube 400 is not bent, but straight. The light exit opening 410 can be formed at the marked two positions, that is to say allow radial or axial light exit.
Figur 2 zeigt perspektivische Ansichten ausgewählter Details des Beleuchtungssystems aus Figur 1. Dabei ist in Figur 2a das dem optischen System 100 zugewandte Ende des Energiespeichers 200 gezeigt. An dessen Ende ist eine wasserdichte Steckverbindung 240 ausgebildet, die ein entsprechendes Gegenstück 130 am optischen System 100 in Figur 2b findet. Das optische System 100 ist mit einem Kunststoffgehäuse 1 10 und einem Stopfen 115 zum Verschließen des Rohres 400 ausgebildet. FIG. 2 shows perspective views of selected details of the lighting system from FIG. 1. The end of the energy store 200 facing the optical system 100 is shown in FIG. 2a. At its end, a watertight plug connection 240 is formed, which finds a corresponding counterpart 130 on the optical system 100 in FIG. 2b. The optical system 100 is formed with a plastic housing 110 and a plug 115 for closing the tube 400.
In Figur 2c ist erkennbar, wie das optische System vor dem Einschub in das Rohr 400 mit der Lichtaustrittsöffnung 410 positioniert ist. FIG. 2 c shows how the optical system with the light exit opening 410 is positioned before being inserted into the tube 400.
Weitere Details der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems sind in Figur 3 veranschaulicht. Dabei und auch generell werden nachfolgend nur zusätzliche Further details of the first embodiment of the lighting system according to the invention are illustrated in FIG. 3. In doing so and also in general, only additional ones are mentioned below
hinzugekommene Bestandteile näher erläutert. added components explained in more detail.
Der Energiespeicher 200 ist mit einer Vielzahl Nickel-Metallhydrid-Zellen 210 gebildet, der zur Sicherstellung eines ausreichend hohen IP-Schutzgrades mit einem Schrumpfschlauch 260 umhüllt ist. Am unteren Ende des Energiespeichers 200, gekennzeichnet mit einer Strich-Punkt-Linie und etwas größer in Figur 3b gezeigt, ist ein Druckausgleichselement 230 vorgesehen. Außerdem ist eine Kunststoffendkappe 220 und eine Verschraubung 225 angeordnet, mittels derer der The energy store 200 is formed with a multiplicity of nickel-metal hydride cells 210, which is covered with a shrink tube 260 in order to ensure a sufficiently high degree of IP protection. At the lower end of the energy store 200, marked with a dash-dot line and Shown somewhat larger in FIG. 3b, a pressure compensation element 230 is provided. In addition, a plastic end cap 220 and a screw 225 is arranged, by means of which the
Energiespeicher 200 innerhalb des Rohres 400 in seiner Position, also gegen Verrutschen gesichert wird. Ebenfalls am unteren Ende des Energiespeichers 20 ist eine wasserdichte Energy storage 200 within the tube 400 in its position, that is secured against slipping. Also at the lower end of the energy store 20 is a waterproof one
Steckverbindung 250 für die Verbindung mit der Steuer- und Überwachungselektronik 300 vorgesehen. Plug connection 250 is provided for connection to control and monitoring electronics 300.
Figur 4 zeigt einige Details der Steuer- und Überwachungselektronik 300. In Figur 4 ist die Steuer- und Überwachungselektronik 300 mit einem Gegenstück 310 zu der wasserdichten FIG. 4 shows some details of the control and monitoring electronics 300. In FIG. 4, the control and monitoring electronics 300 has a counterpart 310 to the waterproof one
Steckverbindung 250 des Energiespeichers ausgebildet. Außerdem sind zwei Signalisations-LEDs 360 vorgesehen, mit denen das Beleuchtungssystem seine Position und gegebenenfalls seine Funktionsfähigkeit anzeigen kann. Zudem ist die Steuer- und Überwachungselektronik 300 mit einem Gehäuse 320 und Einführungen 325 für die stationäre Versorgung mit Energie und Plug connection 250 of the energy store is formed. In addition, two signaling LEDs 360 are provided, with which the lighting system can indicate its position and, if appropriate, its functionality. In addition, the control and monitoring electronics 300 with a housing 320 and entries 325 for the stationary supply of energy and
Kommunikationsmedien ausgebildet. Durch diese werden die Kabel in das Gehäuse 320 und zu den Anschlüssen an die Steuer- und Überwachungselektronik 300 hineingeführt. Communication media trained. Through these, the cables are led into the housing 320 and to the connections to the control and monitoring electronics 300.
In Figur 4b wird ersichtlich, dass das Rohr 400 einen Ausschnitt 420 aufweist, die mit der Rückseite des Gehäuses 320 und der Steckverbindung 310 korrespondiert. Ist das Rohr 400 in FIG. 4b shows that the tube 400 has a cutout 420 which corresponds to the rear of the housing 320 and the plug connection 310. Is the pipe 400 in
Gebrauchsposition montiert, stabilisiert sich die Verbindung durch diesen formschlüssigen Eingriff miteinander und der Verbindungsbereich der Steckverbindungen 310 und 250 wird vor äußeren Einflüssen geschützt. Mounted in the use position, the connection is stabilized by this positive engagement and the connection area of the plug connections 310 and 250 is protected from external influences.
Figur 4b und 4c zeigen außerdem das Erdungsblech 350 und die Schraube 355, mit der das Erdungsblech 350 mit dem Edelstahlrohr 400 zur Erdung und Entstörung des Blitzschutzes verbunden wird. FIGS. 4b and 4c also show the grounding plate 350 and the screw 355, with which the grounding plate 350 is connected to the stainless steel tube 400 for grounding and interference suppression of the lightning protection.
In Figur 5a ist noch einmal die Position der Signalisations-LEDs und der Einführungen 325 für die stationäre Versorgung mit Energie und Kommunikationsmedien verdeutlicht. The position of the signaling LEDs and the lead-in 325 for the stationary supply of energy and communication media is illustrated once again in FIG. 5a.
In dem Schnitt in Figur 5b ist der Anschluss beziehungsweise die Steckverbindung 250 von Energiespeicher und Steckverbindung 310 der Steuer- und Überwachungselektronik 300 innerhalb des Edelstahlrohres 400 gezeigt. Das Gehäuse 320 ist mittels einer Trennwand 337 in eine Kammer 335A und eine Kammer 335B unterteilt in der Kammer 335A ist die empfindliche 5b shows the connection or the plug connection 250 of the energy store and plug connection 310 of the control and monitoring electronics 300 within the stainless steel tube 400. The housing 320 is divided into a chamber 335A and a chamber 335B by a partition 337. Chamber 335A is the sensitive one
Elektronik untergebracht (nicht im Detail dargestellt), und in Kammer 335B sind steckbare Electronics housed (not shown in detail), and in chamber 335B are pluggable
Anschlussterminals 370 vorgesehen, in die die Zuführungen für die stationäre Versorgung mit Energie und Kommunikationsmedien zur Verbindung mit dem Beleuchtungssystem eingesteckt werden können. Durch diese einfache Steckverbindung kann der Anschluss des Connection terminals 370 are provided, into which the feeds for the stationary supply of energy and communication media are inserted for connection to the lighting system can be. Through this simple plug connection, the connection of the
Beleuchtungssystems vor Ort schnell und unkompliziert erfolgen und bei einem Austausch oder einer Reparatur ebenso schnell getrennt werden. Lighting system on site quickly and easily and can be separated just as quickly in the event of an exchange or repair.
Figuren 6 und 7 zeigen eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems, das sich im Wesentlichen in der Ausgestaltung der Steuer- und Überwachungselektronik 300 unterscheidet. Sie weist zunächst eine andere äußere Form auf, aber auch eine Ausgestaltung des Gehäuses 300 mit einer abnehmbaren Kappe 320. Die Figuren 6a, b und c zeigen dabei auch den Verbindungsbereich von Gehäuse 320 und Rohr 400 mit Aussparung 420 vor und nach der Montage. FIGS. 6 and 7 show a further configuration of the lighting system according to the invention, which essentially differs in the configuration of the control and monitoring electronics 300. It initially has a different external shape, but also an embodiment of the housing 300 with a removable cap 320. FIGS. 6a, b and c also show the connection area between housing 320 and tube 400 with recess 420 before and after assembly.
Eine Schnittdarstellung zu der Ausgestaltung des Beleuchtungssystems nach Figur 6 ist in Figur 7 gezeigt. Das Gehäuse 320 weist eine Kappe 330 auf, die mit einer umlaufenden Dichtung 340 im Berührungsbereich zwischen Gehäuse 320 und Kappe 330 verläuft. Zudem wird das Gehäuse 320 mit einer Trennwand 337 in einer Kammer 335A und eine Kammer 335B geteilt, um so die A sectional illustration of the configuration of the lighting system according to FIG. 6 is shown in FIG. 7. The housing 320 has a cap 330 which runs with a circumferential seal 340 in the contact area between the housing 320 and the cap 330. In addition, the housing 320 is divided with a partition 337 in a chamber 335A and a chamber 335B so as to
Elektronik in Kammer 335A vor Beschädigungen und äußeren Einflüssen beim Verbinden der Zuführungen für die stationäre Versorgung mit Energie und Kommunikationsmedien mit beziehungsweise in den steckbaren Anschlussterminals 370 zu schützen. Protect electronics in chamber 335A from damage and external influences when connecting the inlets for the stationary supply of energy and communication media with or in the pluggable connection terminals 370.
In Figur 8 ist eine Ausgestaltung des optischen Systems 100 dargestellt, wie sie zur Erzeugung eines Flutlichts für die Beleuchtung von ID-Boards oder Tagesmarkierungen, Arbeitsflächen oder Aufstiegsleitern benötigt wird. FIG. 8 shows an embodiment of the optical system 100 as it is required to generate a floodlight for the illumination of ID boards or day markings, work surfaces or ladders.
Auf einer Leiterplatte 160 ist die Ansteuerelektronik 170, eine weiße Flochleistungs-LED 150 und Sensorik 155 wie ein Umgebungslichtsensor angeordnet. Oberhalb der LED 150 ist ein geformter Spiegel 145 angeordnet. Die Leiterplatte 160 weist zudem eine Aussparung 165 auf. Der The control electronics 170, a white pinhole power LED 150 and sensors 155 such as an ambient light sensor are arranged on a printed circuit board 160. A shaped mirror 145 is arranged above the LED 150. The printed circuit board 160 also has a cutout 165. The
Umgebungslichtsensor 155 detektiert die Umgebungshelligkeit, so dass die Steuer- und Ambient light sensor 155 detects the ambient brightness, so that the control and
Überwachungselektronik einen Beleuchtungsbedarf erkennen kann und die LED ansteuert, so dass diese Beleuchtungslicht erzeugt und abstrahlt. Monitoring electronics can recognize a need for lighting and controls the LED so that it generates and emits illuminating light.
Wird die LED 150 angesteuert, so dass sie Licht abstrahlt, wird dieses durch den Spiegel 145 in Richtung der Aussparung 165 und durch sie hindurch geleitet. Das so erzeugte Beleuchtungslicht leuchtet das zu beleuchtende Objekt auf diese Weise mit großer Homogenität und geringst möglichem Leistungsverbrauch bei der geforderten Helligkeit aus. Die Aussparung 165 der Leiterplatte 160 wirkt dabei als Blende und begrenzt die Lichtverschmutzung außerhalb der zu beleuchtenden Fläche. Die Leiterplatte 160 mit den drauf angeordneten Komponenten wird in einem Gehäuse 1 10 angeordnet und mit einem Stopfen 1 15 aus Edelstahl nach außen abgeschlossen, der zudem auch der Entwärmung des optischen Systems 100 dient. Dieses optische System 100 wird dann in ein Rohr 400 eingeschoben und mit dem Energiespeicher 200 verbunden. Bei dieser Ausgestaltung ist eine radiale Lichtabgabe aus dem Rohr 400 vorgesehen. If the LED 150 is controlled so that it emits light, this is passed through the mirror 145 in the direction of the recess 165 and through it. The illuminating light generated in this way illuminates the object to be illuminated with great homogeneity and the lowest possible power consumption at the required brightness. The cutout 165 of the printed circuit board 160 acts as an aperture and limits the light pollution outside the area to be illuminated. The circuit board 160 with the components arranged on it is shown in FIG arranged a housing 1 10 and closed with a plug 1 15 made of stainless steel to the outside, which also serves to cool the optical system 100. This optical system 100 is then inserted into a tube 400 and connected to the energy store 200. In this embodiment, a radial light emission from the tube 400 is provided.
Figur 9 zeigt eine Ausgestaltung des optischen Systems 100 für die Erzeugung eines nautischen Signals wie beispielsweise dem 5-Seemeilen-Feuer. Dazu sind auf der Leiterplatte 160 mehrere gelbe, rote oder weiße Hochleistungs-LEDs 150 und darüber eine Fresnellinse 140 angeordnet.FIG. 9 shows an embodiment of the optical system 100 for generating a nautical signal, such as the 5 nautical mile fire. For this purpose, several yellow, red or white high-power LEDs 150 and a Fresnel lens 140 are arranged on the printed circuit board 160.
Die Position der LEDs150 und die Geometrie der Fresnellinse 140 sind so aufeinander abgestimmt, dass sich das geforderte vertikale Intensitätsprofil bei möglichst minimaler Leistungsaufnahme ergibt. Durch die Geometrie des Gehäuses 1 10 des optischen Systems 100 wird das horizontale Intensitätsprofil derart homogenisiert, dass das Beleuchtungslicht möglichst gleichförmig über einem Abstrahlwinkel von 184 ° abgestrahlt wird. Das erzeugte Beleuchtungslicht tritt radial aus dem optischen System 100 beziehungsweise dem Rohr 400 aus. Dabei kann die The position of the LEDs 150 and the geometry of the Fresnel lens 140 are matched to one another in such a way that the required vertical intensity profile is obtained with the lowest possible power consumption. The geometry of the housing 110 of the optical system 100 homogenizes the horizontal intensity profile in such a way that the illuminating light is emitted as uniformly as possible over a radiation angle of 184 °. The generated illumination light emerges radially from the optical system 100 or the tube 400. The
Lichtaustrittsöffnung 410 (nicht gezeigt) in ihrer Größe so angepasst werden, dass ein kleinerer horizontaler Abstrahlwinkel erreicht wird. Damit ist eine leistungsarme Markierung eines Windparks mittels des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems nach außen möglich. Eine Sichtbarkeit dieses nautischen Signals im Inneren eines solchen Windparks ist nicht erforderlich. Das Gehäuse 110 kann aber auch so aufgeteilt sein, dass eine Hälfte des Gehäuses 1 10 mit einer angepassten Geometrie als Sekundäroptik für das nautische Signal und die andere Hälfte ohne diese The light exit opening 410 (not shown) can be adjusted in size so that a smaller horizontal radiation angle is achieved. This enables low-power marking of a wind farm to the outside by means of the lighting system according to the invention. Visibility of this nautical signal inside such a wind farm is not necessary. However, the housing 110 can also be divided such that one half of the housing 110 with an adapted geometry as secondary optics for the nautical signal and the other half without it
angepasste Geometrie für die Erzeugung eines Flutlichts genutzt wird. adapted geometry is used to generate a floodlight.
Zusätzlich können bei den Ausführungsformen in den Figuren 8 und 9 auch Feuchtesensoren zur frühzeitigen Detektion von Gehäuseleckagen und 3-Achs-Beschleuingungssensoren zur Erfassung der korrekten Ausrichtung des optischen Systems vorhanden sein, so zu sehen in In addition, in the embodiments in FIGS. 8 and 9, moisture sensors for early detection of housing leaks and 3-axis spotting sensors for detecting the correct alignment of the optical system can also be present, as can be seen in FIG
Gebrauchsposition waagerecht in Figur 8 und lotrecht in Figur 9. Use position horizontally in Figure 8 and vertically in Figure 9.
Für eine Ausgestaltung des optischen Systems als Punktbeleuchtung beziehungsweise Punktlicht (nicht gezeigt) zur Kennzeichnung von Turbinen in einem Korridor für Hubschrauber innerhalb eines Windparks werden mehrere weiße Hochleistungs-LEDs 150 mit einer Fresnellinse140 kombiniert. Die Abstrahlrichtung des optischen Systems 100 ist in Richtung der Rohrachse geführt, das Licht tritt also an der stirnseitigen Öffnung des Rohrs 400 aus. Das Beleuchtungssystem wird dabei so an einer Tragstruktur einer Turbine angebracht, dass das Beleuchtungslicht unter einem sehr spitzen Winkel zu der Tragstruktur, üblicherweise als Turm bezeichnet, austritt. Dies wird durch eine leichte Biegung des Rohres realisiert. Auch hier kann eine Kombination mit weiteren Sensoren erfolgen, um das Beleuchtungssystem zu überwachen. Figur 10 beinhaltet einen Überblick über die Funktionsweise der Umgebungsüberwachung mittels des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems. So besteht für das Beleuchtungssystem und insbesondere das optische System 100 die Aufgabe, die Umgebungshelligkeit 520 möglichst genau und vorzugsweise ohne Beeinflussung durch das Licht der Lichtquelle 510 zu bestimmen, um bei einsetzender Dunkelheit die Lichtquelle 510 anzuschalten und sie bei zunehmender Helligkeit wieder auszuschalten. Außerdem soll der Lichtstrom der LED(s) 510 optisch überwacht werden, um im Falle einer unzulässigen Degradation oder eines Totalausfalls der LED(s) 510 einen Alarm auszulösen. Dies ist als Ergänzung zu der elektrischen Überwachung der LED(s) über die To design the optical system as point lighting or point light (not shown) for identifying turbines in a corridor for helicopters within a wind farm, a plurality of white high-performance LEDs 150 are combined with a Fresnel lens 140. The direction of radiation of the optical system 100 is guided in the direction of the tube axis, so the light emerges at the front opening of the tube 400. The lighting system is attached to a support structure of a turbine in such a way that the illuminating light emerges at a very acute angle to the support structure, usually referred to as a tower. This is achieved by slightly bending the pipe. Here too, a combination with other sensors can be used to monitor the lighting system. FIG. 10 contains an overview of the functioning of the environmental monitoring by means of the lighting system according to the invention. The task for the lighting system and in particular the optical system 100 is to determine the ambient brightness 520 as precisely as possible and preferably without being influenced by the light from the light source 510, in order to switch on the light source 510 when darkness sets in and to switch it off again as the brightness increases. In addition, the luminous flux of the LED (s) 510 is to be monitored optically in order to trigger an alarm in the event of an impermissible degradation or a total failure of the LED (s) 510. This is in addition to the electrical monitoring of the LED (s) via the
Überwachung von Flussstrom beziehungsweise LED-Strom zu sehen, da es den seltenen Fehler gibt, dass sich die elektrischen Parameter der LED(s) nicht geändert haben und diese trotzdem keine oder zu wenig Licht abstrahlt/abstrahlen. Monitoring of flow current or LED current can be seen, since there is the rare error that the electrical parameters of the LED (s) have not changed and that they still emit / emit too little light.
Dazu wird ein analoger Fotosensor 500 mit einer spektralen Empfindlichkeit im Bereich des sichtbaren Lichts so angeordnet, dass das Umgebungslicht 520, aber auch das Beleuchtungslicht 510 des optischen Systems 100 auf den Fotosensor 500 fallen. Das Ausgangssignal des For this purpose, an analog photo sensor 500 with a spectral sensitivity in the range of visible light is arranged such that the ambient light 520, but also the illuminating light 510 of the optical system 100, fall on the photo sensor 500. The output signal of the
Fotosensors 500 wird mit einem Verstärker 530 mit logarithmischer Kennlinie verstärkt, wodurch der untere Helligkeitsbereich für die genaue Umgebungslichtmessung in der Dämmerung gespreizt und der obere für eine übersteuerungsfreie Messung des sehr intensiven LED-Lichts gestaucht wird. Photosensor 500 is amplified with an amplifier 530 with a logarithmic characteristic curve, thereby spreading the lower brightness range for precise ambient light measurement in twilight and compressing the upper one for overdrive-free measurement of the very intense LED light.
Die LEDs werden aus eine pulsbreitenmodulierten Stromquelle 580 angesteuert, wodurch eine feinstufige Intensitätssteuerung möglich ist. Wird dabei die maximale relative Einschaltdauer, auch als Duty Cycle bezeichnet, auf einen Wert kleiner 100 % begrenzt, zum Beispiel 95 %, stehen bei eingeschaltetem Beleuchtungslicht immer zwei Messphasen zur Verfügung: The LEDs are controlled from a pulse-width-modulated current source 580, which enables fine-level intensity control. If the maximum relative duty cycle, also referred to as duty cycle, is limited to a value less than 100%, for example 95%, two measuring phases are always available when the illuminating light is switched on:
1. LED an: Messung von LED-Licht plus Umgebungslicht 1.LED on: measurement of LED light plus ambient light
2. LED aus: Messung des Umgebungslichts  2. LED off: measurement of ambient light
Bei ausgeschaltetem Beleuchtungslicht hingegen steht nur Messphase 2 zur kontinuierlichen Erfassung des Umgebungslichtes zur Verfügung. When the illumination light is switched off, however, only measurement phase 2 is available for the continuous detection of the ambient light.
Ein Pulsgenerator 570 erzeugt nun synchron zum Pulsbreitensignal einen schmalen Abtast-Puls, der entweder am Ende der Messphase 1 oder der Messphase 2 liegt. Dadurch wird das A pulse generator 570 now generates a narrow sampling pulse in synchronism with the pulse width signal, which is either at the end of measurement phase 1 or measurement phase 2. This will make it
Einschwingverhalten des Fotosensors 500 optimal berücksichtigt. Der Abtast-Puls steuert eine Abtast-Halte-Anordnung 540, 545, an deren Ausgang ein A/D-Wandler 550 das Signal digitalisiert und an einen Microcontroller 560 weitergibt. Dieser erzeugt nun auch das Pulsbreitensignal und steuert die Abtast-Halte-Pulslage (Messphase 1 oder Messphase 2). Transient response of the photo sensor 500 optimally taken into account. The sampling pulse controls a sample and hold arrangement 540, 545, at the output of which an A / D converter 550 digitizes the signal and passes it to a microcontroller 560. This now also generates the pulse width signal and controls the sample and hold pulse position (measurement phase 1 or measurement phase 2).
Der entlogarithmierte Messwert von Messphase 1 abzüglich dem entlogarithmierten Messwert von Messphase 2 ergibt dann ein lineares Maß für die Helligkeit 510 der LEDs ohne Beeinflussung durch das Umgebungslicht 520. Der entlogarithmierte Messwert von Messphase 2 ergibt ein lineares Maß für die Umgebungshelligkeit 520 ohne Beeinflussung durch das LED-Licht 510. The de-logarithmic measured value from measurement phase 1 minus the de-logarithmic measured value from measurement phase 2 then results in a linear measure for the brightness 510 of the LEDs without being influenced by the ambient light 520. The de-logarithmic measured value from measurement phase 2 results in a linear measure for the ambient brightness 520 without being influenced by the LED -Light 510.
Bezugszeichen reference numeral
100 optisches System 100 optical system
110 Gehäuse des optischen Systems  110 Optical system housing
115 Stopfen  115 stoppers
130 wasserdichte Steckverbindung zum Energiespeicher  130 watertight plug connection to the energy storage
140 Linse  140 lens
145 Spiegel  145 mirrors
150 Lichtquelle  150 light source
155 Sensor  155 sensor
160 Leiterplatte  160 pcb
165 Aussparung Leiterplatte  165 Cut-out in printed circuit board
170 Steuerelektronik  170 control electronics
200 Energiespeicher 200 energy stores
210 NiMH-Zellen 210 NiMH cells
220 Kunststoffendkappe 220 plastic end cap
225 Schraubverbindung 225 screw connection
230 Druckausgleichselement 230 pressure compensation element
240 wasserdichte Steckverbindung zum optischen System  240 watertight plug connection to the optical system
250 wasserdichte Steckverbindung zur Steuerungs- und Überwachungselektronik 250 watertight plug connection to control and monitoring electronics
260 Schrumpfschlauch 260 heat shrink tubing
300 Steuer- und Überwachungselektronik 300 control and monitoring electronics
310 wasserdichte Steckverbindung zum Energiespeicher  310 watertight plug connection to the energy storage
320 Gehäuse  320 housing
325 Einführungen für stationäre Energieversorgung und Kommunikationsmedien 325 introductions for stationary energy supply and communication media
330 Kappe 330 cap
335 Kammer  335 chamber
337 Trennwand  337 partition
340 umlaufende Dichtung  340 circumferential seal
350 Erdungsblech  350 grounding plate
355 Schraube  355 screw
360 Signalisationslichtquellen 370 Anschlussterminals 360 signaling light sources 370 connection terminals
400 Rohr / Edelstahlrohr 400 tube / stainless steel tube
410 Lichtaustrittsöffnung  410 light outlet
420 Ausschnitt zur Aufnahme von Anschlüssen  420 Cut-out to accommodate connections
500 Fotosensor 500 photosensor
510 Lichtquelle 510 light source
520 Umgebungslicht 520 ambient light
530 Verstärker 530 amplifier
540, 545 Abtast-Halte-Anordnung 540, 545 sample and hold arrangement
550 A/D-Wandler  550 A / D converter
560 Microcontroller 560 microcontroller
570 Pulsgenerator 570 pulse generator
580 Stromquelle 580 power source

Claims

Patentansprüche claims
1. Beleuchtungssystem für extreme Umgebungsbedingungen mit einem optischen System (100) zum Erzeugen eines Beleuchtungslichtes, einem Energiespeicher (200), einem Rohr, insbesondere Edelstahlrohr (400) mit einer Lichtaustrittsöffnung (410), sowie Steuer- und Überwachungselektronik (300), wobei 1. Lighting system for extreme environmental conditions with an optical system (100) for generating an illuminating light, an energy store (200), a tube, in particular stainless steel tube (400) with a light outlet opening (410), and control and monitoring electronics (300), wherein
das optische System (100) und der Energiespeicher (200) in dem Edelstahlrohr (400) und die Steuer- und Überwachungselektronik (300) in und/oder an dem Edelstahlrohr (400) angeordnet sind, und  the optical system (100) and the energy store (200) are arranged in the stainless steel tube (400) and the control and monitoring electronics (300) in and / or on the stainless steel tube (400), and
das optische System (100) in dem Edelstahlrohr (400) so angeordnet und ausgerichtet ist, dass das Beleuchtungslicht zumindest teilweise durch die Lichtaustrittsöffnung (410) austritt.  the optical system (100) is arranged and aligned in the stainless steel tube (400) in such a way that the illuminating light at least partially exits through the light exit opening (410).
2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die 2. Lighting system according to claim 1, characterized in that the
Lichtaustrittsöffnung (410) an oder nahe einem ersten Ende des Edelstahlrohres (400) angeordnet und/oder ausgebildet ist.  Light exit opening (410) is arranged and / or formed at or near a first end of the stainless steel tube (400).
3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die 3. Lighting system according to claim 1 or 2, characterized in that the
Lichtaustrittsöffnung (410) des Edelstahlrohrs (400) ausgebildet ist, dass das  Light exit opening (410) of the stainless steel tube (400) is formed that the
Beleuchtungslicht radial oder axial aus dem Edelstahlrohr (400) austreten zu lassen.  Let the illuminating light exit radially or axially from the stainless steel tube (400).
4. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Edelstahlrohr (400) um mindestens einen Radius gebogen ist. 4. Lighting system according to one of the preceding claims, characterized in that the stainless steel tube (400) is bent by at least one radius.
5. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Überwachungselektronik (300) an einem zweiten Ende des 5. Lighting system according to one of the preceding claims, characterized in that the control and monitoring electronics (300) at a second end of the
Edelstahlrohrs (400) angeordnet ist.  Stainless steel tube (400) is arranged.
6. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Überwachungselektronik (300) in einem Gehäuse (320), insbesondere einem Kunststoffgehäuse, angeordnet ist. 6. Lighting system according to one of the preceding claims, characterized in that the control and monitoring electronics (300) in a housing (320), in particular a plastic housing, is arranged.
7. Beleuchtungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (320) zwei voneinander getrennte Kammern (335) und/oder Einführungen (325) für Zuführungen der stationären Energieversorgung und Kommunikationsmedien aufweist. 7. Lighting system according to claim 6, characterized in that the housing (320) has two separate chambers (335) and / or inlets (325) for supplying the stationary energy supply and communication media.
8. Beleuchtungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (320) mit einer abnehmbaren Kappe (330) gebildet ist. 8. Lighting system according to claim 6 or 7, characterized in that the housing (320) is formed with a removable cap (330).
9. Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsbereich der Kappe (330) mit einer umlaufenden Dichtung (340) abgedichtet ist. 9. Lighting system according to claim 8, characterized in that the opening region of the cap (330) is sealed with a circumferential seal (340).
10. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Edelstahlrohr (400) Ausschnitte (420) zur Aufnahme des Gehäuses (320) und/oder zur Aufnahme von Anschlüssen aufweist. 10. Lighting system according to one of claims 6 to 9, characterized in that the stainless steel tube (400) has cutouts (420) for receiving the housing (320) and / or for receiving connections.
11. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (100) mit einer Lichtquelle (150), mindestens einem Spiegel (145), mindestens einer Linse (140), einer elektronischen Ansteuerung (170), Mitteln (155) zur elektrischen, thermischen und/oder optischen Überwachung, einem Gehäuse (1 10), einem Stopfen (1 15) und/oder einer wasserdichten Steckverbindung (130) zum 11. Lighting system according to one of the preceding claims, characterized in that the optical system (100) with a light source (150), at least one mirror (145), at least one lens (140), an electronic control (170), means (155 ) for electrical, thermal and / or optical monitoring, a housing (1 10), a plug (1 15) and / or a watertight plug connection (130) for
Energiespeicher (200) ausgebildet ist.  Energy store (200) is formed.
12. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur 12. Lighting system according to claim 1 1, characterized in that the means for
elektrischen, thermischen und/oder optischen Überwachung einen Umgebungslichtsensor, einen Feuchtesensor und/oder einen 3-Achs-Beschleunigungssensor umfassen.  electrical, thermal and / or optical monitoring include an ambient light sensor, a humidity sensor and / or a 3-axis acceleration sensor.
13. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (200) mit sechs bis zwölf Nickel-Metallhydrid-Zellen (210), die in Reihe geschaltet sind, einem Temperatursensor, einer Schmelzsicherung, einer 13. Lighting system according to one of the preceding claims, characterized in that the energy store (200) with six to twelve nickel-metal hydride cells (210) which are connected in series, a temperature sensor, a fuse, one
wasserdichten Steckverbindung (240) zum optischen System (100), Elementen (220, 225) zur Lagesicherung in dem Edelstahlrohr (400), einem Druckausgleichselement (230), waterproof plug connection (240) to the optical system (100), elements (220, 225) for securing the position in the stainless steel tube (400), a pressure compensation element (230),
Mitteln (260) zur Ausbildung eines hohen IP-Schutzgrades und/oder einer wasserdichten Steckverbindung (250) zur Steuer- und Überwachungselektronik (300) ausgebildet ist. Means (260) for forming a high degree of IP protection and / or a watertight plug connection (250) to the control and monitoring electronics (300) is formed.
14. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Überwachungselektronik (300) mit steckbaren Anschlussterminals (370), einer wasserdichten Steckverbindung (310) zum Energiespeicher (200), zwei Signalisationslichtquellen (360), einem integrierten Blitzschutz, einer lokalen14. Lighting system according to one of the preceding claims, characterized in that the control and monitoring electronics (300) with pluggable connection terminals (370), a waterproof plug connection (310) to the energy store (200), two Signaling light sources (360), an integrated lightning protection, a local
Stromversorgung, einer Kommunikationsschnittstelle zu einem übergeordnetem Power supply, a communication interface to a parent
Steuerungssystem, einem Laderegler, einem Batteriemanagementsystem und/oder einer Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einer Service-Applikation ausgebildet ist.  Control system, a charge controller, a battery management system and / or a communication interface for communication with a service application.
15. Verwendung eines Beleuchtungssystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Erzeugung und Abstrahlung von Flutlicht, nautischen Signalen, Punktlicht und/oder optischen Überwachung. 15. Use of a lighting system according to one of the preceding claims for the generation and radiation of floodlights, nautical signals, point lights and / or optical monitoring.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6527705B1 (en) * 1999-06-07 2003-03-04 Pentax Corporation Fully-swallowable endoscopic system
US20100160057A1 (en) * 2005-09-28 2010-06-24 Richard Willett Illuminated Flagpole
CN202581095U (en) * 2012-05-21 2012-12-05 刘方旭 Lawn electrodeless lamp with solar reflective light source
CN203286422U (en) * 2013-06-19 2013-11-13 上海黛奥科技有限公司 Novel integrated road lamp
WO2018058642A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 深圳市柔宇科技有限公司 Illuminating lamp head

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6527705B1 (en) * 1999-06-07 2003-03-04 Pentax Corporation Fully-swallowable endoscopic system
US20100160057A1 (en) * 2005-09-28 2010-06-24 Richard Willett Illuminated Flagpole
CN202581095U (en) * 2012-05-21 2012-12-05 刘方旭 Lawn electrodeless lamp with solar reflective light source
CN203286422U (en) * 2013-06-19 2013-11-13 上海黛奥科技有限公司 Novel integrated road lamp
WO2018058642A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 深圳市柔宇科技有限公司 Illuminating lamp head

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