一种船用LED航行信号灯光衰监测装置的制作方法

一种船用led航行信号灯光衰监测装置
技术领域
1.本发明涉及一种船用led航行信号灯光衰监测装置，属于船舶电气设计制造技术领域。


背景技术：

2.船舶航行信号灯是船舶的重要设备之一，关系到船舶航行安全，根据规范要求航行信号灯故障时必须报警至船舶操作人员。当前主流的船舶航行信号灯大多为白炽灯光源，由于白炽灯寿命短、抗震动能力弱、能效比低，船舶行业一直在寻找替代产品。近几年出现的led光源航行信号灯，有效弥补了原先白炽灯光源的缺点，但同时由于led光衰的特点，带来了以下问题：1)常规白炽灯回路简单，采用的通断监测方式对led灯无效。2)led光源照度和回路电流无明确关联，无法通过电流监测判断航行信号灯状态。3)led光源由多颗led颗粒组成，会发生部分颗粒故障情况。
3.船舶航行信号灯大部分布置在桅杆上，处在操船人员视线范围外，由于航行信号灯的重要性，航行信号灯发生故障时必须报警至船舶操作人员，以免引起航行事故。常规船舶航行信号灯采用的白炽灯光源，只有正常工作和故障熄灭两个工况，且白炽灯是简单电阻回路，故障熄灭即为钨丝断开(回路断开)，可以通过回路通断检测容易判断。led光源航行信号灯采用发光led元器件，具有以下特点：1)led光源有多个发光元器件。相比白炽灯单点发光，led光源会有数个甚至数十个led元器件。这些led元器件均匀布置在一个柱状光源基座上，组合起来满足水平方向最大360度范围信号要求。2)led元器件有光衰特性，在过热或者其他情况下，led发光能力会明显下降，且过程不可逆。3)led元器件由电源模块驱动，由于led自身特性，其在正常工作、光衰甚至故障不发光情况下，电源模块输出电压电流都可能不会变化。所以，综上特点，led光源航行信号灯存在以下可能的故障：1)部分led故障，即只在某些特定角度，航行信号灯无法起作用。2)led亮度降低，不能达到正常工作所需光强。3)常规监测电压电流手段无法监测led光源故障。
4.已有的技术方案采用在led光源板和驱动电路间设置光衰检测板即光敏二极管，布置在挡光板和led光源板之间的暗区。这种方式不能应用在没有挡光板的环照灯中，光衰检测板自身会对灯光效果造成遮挡。且只能监测非有效工作面的led情况。如果非有效工作面的led正常，而工作面的led故障，则不能起到监测作用。另外航行信号灯有效工作面光衰检测板布置在led光源板和驱动电路间，位置较低，和航行信号灯有效工作面的实际光照情况有区别，误差较大。所以，虽然led光源航行信号灯有诸多优势，部分船检，船东对其仍不能放心使用。所以，本技术领域亟需一种船用led航行信号灯光衰监测装置，保证led航行信号灯发生故障时可及时报警至船舶操作人员。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为解决如何保证led航行信号灯发生故障时可及时报警至船舶操作人员的技术问题。
6.为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种船用led航行信号灯光衰监测装置，led航行信号灯包括灯罩和灯具底座，灯具底座上设有灯罩，灯罩中设有多个灯珠，led航行信号灯包括光衰监测装置，光衰监测装置包括导光玻璃纤维、光敏电阻和信号处理模块；与灯珠相对应设有导光玻璃纤维，导光玻璃纤维与灯具底座中设有的光敏电阻连接，光敏电阻与信号处理模块连接。
7.优选地，所述导光玻璃纤维设于灯罩中。
8.优选地，所述导光玻璃纤维设为靠近灯罩内壁。
9.优选地，所述导光玻璃纤维光线输入端设于led航行信号灯工作区域内。
10.优选地，所述导光玻璃纤维设为倒l型；导光玻璃纤维设有连续的水平折弯段和竖直段。
11.优选地，所述导光玻璃纤维的光线输入端，即靠近灯珠的一端为水平折弯段的末端。
12.优选地，所述导光玻璃纤维的光线输出端，即竖直段的末端与光敏电阻连接。
13.优选地，所述光敏电阻和信号处理模块设于底座内部，不影响led航行信号灯光外射的区域。
14.优选地，所述光衰监测装置送出的报警内容包括光衰监测装置自身故障和航行信号灯故障。
15.优选地，所述光衰监测装置信号处理模块对光敏电阻报警延时处理，报警维持且维持时间大于该信号灯最长信号周期，方可判断灯具故障。
16.相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
17.1)本发明提供的一种船用led航行信号灯光衰监测装置可用于直接监测有效工作面led的光衰，等同于实际观测效果，有效且可靠地解决led航行信号灯光衰监测问题。
18.2)本发明采用导光玻璃纤维采集光强信号，由于导光玻璃纤维具有自身多方向透光性，不会影响原灯具的信号效果。避免了现有技术中工作面直接布置光敏电阻产生的灯光遮挡。
19.3)本发明对原灯具结构调整较小。
20.4)本发明采用光敏电阻检测，系统简单，成本低。
附图说明
21.图1为本发明一种船用led航行信号灯光衰监测装置布置图；
22.图2为本发明一种船用led航行信号灯光衰监测装置信号处理模块工作流程图。
23.附图标记：1.灯罩；2.灯珠；3.导光玻璃纤维；4.光敏电阻；5.灯具底座；6.信号处理模块。
具体实施方式
24.为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：
25.如图1-2所示，本发明所采取的技术方案是提供一种船用led航行信号灯光衰监测装置，led航行信号灯包括灯罩1和灯具底座5，灯具底座5上设有灯罩1，灯罩1中设有多个灯珠2，led航行信号灯包括光衰监测装置，光衰监测装置包括导光玻璃纤维3、光敏电阻4和信
号处理模块6；与灯珠2相对应设有导光玻璃纤维3，导光玻璃纤维3与灯具底座5中设有的光敏电阻4连接，光敏电阻4与信号处理模块6连接。导光玻璃纤维3设于灯罩1中。导光玻璃纤维3设为靠近灯罩1内壁。导光玻璃纤维3设于led航行信号灯工作区域内。导光玻璃纤维3设为倒l型；导光玻璃纤维3设有连续的水平折弯段和竖直段。导光玻璃纤维3靠近灯珠2的一端为水平折弯段的末端。导光玻璃纤维3通过竖直段与光敏电阻4连接。光敏电阻4设于不影响led航行信号灯光外射的区域。光衰监测装置，信号处理模块6与外部航行信号灯控制板连接。送出报警内容包括光衰监测装置自身故障和航行信号灯故障。
26.针对现有技术方案存在的不足，本发明设计了一种基于光敏电阻和导光玻璃纤维的航行信号灯光强监测装置，将多条导光玻璃纤维均匀布置在灯罩内侧，每根导光玻璃纤维对应一个光敏电阻，光敏电阻布置在灯罩外部以免影响航行信号灯效果。每个灯设置一个信号处理模块监测相关的几个光敏电阻，通过电阻值情况诊断航行信号灯是否故障，如有故障，信号将送至航行信号灯控制板。
27.本发明包括以下内容：
28.1、导光玻璃纤维的布置：
29.每根导光玻璃纤维紧贴固定在灯罩内侧，导光玻璃纤维在航行信号灯工作区域的灯罩内，根据不同航行信号灯的水平工作角度区域内均匀布置，顶端呈l型弯曲，导光玻璃纤维输入端正对需要监测的led光源相应区域。导光玻璃纤维横向尺寸较小，而且导光玻璃纤维横向纵向都具有透光性的特点，最大限度地减少了玻璃纤维自身对灯具效果的影响。对于室外阳光的影响，由于导光玻璃纤维输入端基本呈水平布置，阳光不会直接射入输入端，加上灯罩的影响，真正进入导光玻璃纤维的阳光远小于信号灯的光强，不会对结果造成明显影响。而且航行信号灯主要在自然光线较弱时起作用，自然光线较强时作用不大。
30.2、光敏电阻的设置：
31.导光玻璃纤维输出端各连接一个光敏电阻，光敏电阻布置在灯罩底部不影响灯光外射的区域。导光玻璃纤维内部光线衰减率小，且使用的光纤长度短，不会对信号采集有明显影响。
32.3、信号处理模块工作方式：
33.所有光敏电阻接至信号处理模块，根据实时反馈电阻值，结合相应航行信号灯工作状态，判断灯具健康状况。
34.实施例：
35.以某360度环照信号灯为例，其灯光工作范围为水平360度区间，在灯罩1内侧水平360度方向每隔30度均匀纵向布置12根导光玻璃纤维3，每根直径约2毫米，长度小于20厘米。导光玻璃纤维3固定在灯罩1内侧，顶端呈l型弯曲，导光玻璃纤维3输入侧正对需要监测的led光源相应区域，参见图1。如果航行信号灯灯光工作范围为水平180度区间，则导光玻璃纤维3只需布置在180度工作面。导光玻璃纤维3输出侧各连接一个光敏电阻4，光敏电阻4布置在灯罩1底部不影响灯光外射的区域，参见图1。每个光敏电阻4将各自电阻信号接至信号处理模块6，当任一电阻值超出预定范围，即判断该灯光强不足，信号处理模块6送出故障信号至航行信号灯控制板。
36.以下是相关功能描述
37.1、电阻参数值设定：
38.光敏电阻4信号是光强监测的重要数据，根据光敏电阻4参数及灯具特性，设置不同的设定值。比如，在信号灯正常工作(满足设计要求照度)时，灯罩1内侧导光玻璃纤维3采集点的光照强度不应低于8000lux，常规灯具设计考虑到误差衰减等原因，会留有一定裕量，比如出厂值为10000lux，8000lux-10000lux光照强度对应光敏电阻值范围为10-5kω。光敏电阻4接受到的光强越强，电阻值越小。信号处理模块6采集到的电阻值在此范围内，则光强正常。当电阻值小于5kω，则为电阻本身故障。当电阻值大于10kω，则为光强不足。
39.2、信号处理模块逻辑判断
40.航行信号灯不同于常规照明灯具，除了有常亮灯具外，还有各种闪光通断信号。信号处理模块6不能简单通过光敏电阻值直接判断是否灯具问题。信号处理模块电源来自led光源自身供电装置，即航行信号灯开关接通，信号处理模块才能工作。当相应航行信号灯为常亮时，信号处理模块直接通过光敏电阻值判断灯具是否故障；当相应航行信号灯为常亮闪光信号灯时，信号处理模块对光敏电阻值进行延时处理，当光敏电阻值大于设定值，并维持一段时间(时间设定大于此信号灯最长信号周期)方可判断灯具是否故障。
41.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。