СВЕТОДИОДНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ ДЛЯ СИГНАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА

Заявляемая полезная модель относится к специальному светотехническому оборудованию, устанавливаемому на различных сигнальных устройствах, например, на маяке или навигационном знаке и обеспечивающие, в частности, возможность обозначения зон (секторов) акватории путем освещения их как огнями одного цвета, так и огнями различного цвета.
Известен светодиодный излучатель (см. патент US №5767783, МПК G 08 B 5/00, опубликован 16.06.1998), состоящий из цилиндрического основания с укрепленными плоскими панелями, на которые помещены светодиоды, соединенные в последовательно-параллельные группы. Особенностью данного устройства является то, что группы светодиодов соединены со смещением друг относительно друга. Благодаря этому выход из строя одной группы не приводит к появлению зоны провала в круговой зоне свечения. Данная модель предназначена для установки на буи с углом свечения 360 градусов.
Недостатком известного светодиодного излучателя является усложненность его конструкции.
Известно многоцветное светосигнальное устройство (см. патент US №6626557, МПК B 60 Q 7/00, опубликован 30.09.2003), включающее цилиндрический светоизлучающий модуль, изменяющий цвет свечения в зависимости от состояния контролируемого фабричного оборудования (синий - норма, желтый - внимание, красный - неисправность). Управление излучением светодиодов осуществляется внешним сигнальным процессором.
Известное многоцветное светосигнальное устройство не позволяет получать секторные огни с резко обозначенной границей.
Известен светодиодный излучатель для сигнального устройства (см. заявка US №20020122309 МПК F 21 V 29/00, опубликована 05.09.2002), совпадающий с заявляемым техническим решением по наибольшему числу существенных признаков и принятый за прототип. Излучатель-прототип предназначен для установки на буи, а также в районе аэропортов или на высотные башни. В качестве источника света в излучателе применены светодиодные модули, имеющие полукруговой пустотелый каркас, на наружной стороне которого закреплены линейки светодиодов. Линейка светодиодов представляет собой прямоугольную пластину, на которой смонтированы светодиоды в шесть рядов и три колонки. Светодиоды в каждом ряду электрически соединены последовательно, а в столбце параллельно. Для повышения световой отдачи каждая линейка покрыта комбинированной плоской линзой Френеля, причем форма линзы подобрана такой, чтобы в пределах одного ряда светодиодов они находились в фокусе линзы. Излучатель также содержит несущий корпус в виде фланца, на котором по центру установлен несущий штырь. Сверху излучатель закрыт защитным колпаком. Дополнительно излучатель может быть оснащен устройствами питания и управления. Известный излучатель предназначен для подачи сигналов на 360 градусов.
Задача, которая решалась созданием настоящей полезной модели, являлась разработка такого светооптического излучателя, который бы сочетал в себе полезные качества светодиодных источников (большой срок службы, низкое энергопотребление, получение цветного огня без применения светофильтров), обеспечивал возможность применения, как в круговых, так и в секторных навигационных фонарях, был технологичен в изготовлении и прост в эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что светодиодный излучатель для сигнального устройства включает несущий корпус, состоящий из нижнего и верхнего фланцев, соединенных по оси вертикальной стойкой, по меньшей мере одну коммутационную плату, по меньшей мере одну вертикальную светодиодную линейку в виде прямоугольной печатной платы, на наружной
поверхности которой смонтированы светодиоды, а на ее внутренней поверхности выполнены электрические цепи соединения светодиодов, а также смонтирован разъем для подключения к соответствующему разъему коммутационной платы, которая имеет выводы для подключения к внешнему источнику электропитания.
Вертикальная стойка светодиодного излучателя может быть выполнена в виде полого цилиндра.
Светодиодный излучатель может быть снабжен защитным светопрозрачным колпаком, если он не предусмотрен в конструкции сигнального устройства.
Для прикрепления светодиодных линеек посредством болтов или винтов к несущему корпусу в торцах нижнего и верхних фланцев могут быть просверлены резьбовые отверстия.
Светодиодный излучатель может включать как одну коммутационную плату, установленную на нижнем или верхнем фланце корпуса, так и две коммутационные платы, одна из которых устанавливается на верхнем фланце корпуса, а другая устанавливается на нижнем фланце корпуса. В этом случае одни светодиодные линейки присоединяются к одной коммутационной плате, а другие светодиодные линейки присоединяются ко второй коммутационной плате. При этом каждая коммутационная плата может быть подключена к своему источнику питания, управляемому внешним задающим устройством, обеспечивая в этом случае различный характер огня (длительность проблесков и пауз) по каждой группе светодиодных линеек.
Светодиоды каждой светодиодной линейки могут быть снабжены теплоотводящим элементом (радиатором).
Светодиоды каждой светодиодной линейки могут быть соединены параллельно, это повышает надежность светодиодной линейки в случае выхода из строя части светодиодов.
Каждая светодиодная линейка может содержать четное число светодиодов, при этом каждая пара светодиодов соединяется последовательно, а все пары подключены параллельно. Параллельное соединение повышает надежность светодиодной линейки, а последовательное соединение гарантирует равенство проходящего тока (и соответственно силы света) при разбросе параметров светодиодов.
Светодиодные линейки могут быть соединены параллельно, это повышает надежность излучателя в случае выхода из строя целой линейки.
Светодиодный излучатель может содержать не менее двух светодиодных линеек с излучением разного цвета и в таком выполнении может достигаться секторный характер огня.
Для получения секторных огней с резко обозначенной границей между соседними светодиодными линейками на светодиодном излучателе устанавливается непрозрачный экран в виде радиально ориентированной вертикальной пластины.
Светодиодный излучатель предназначен, главным образом, для встраивания в светооптический аппарат берегового исполнения.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг.1 приведена модель образования секторов неопределенности;
на фиг.2 показана схема использования секторного огня. Огонь "А" - береговой секторный огонь красного цвета, ориентированный в сторону пролива. Огонь "Б" - секторный огонь установлен на острове и имеет шесть секторов разного цвета. На подходах к острову белые сектора указывают на фарватер. Когда судно следует по направлению к острову со стороны моря, красный сектор находится справа, а зеленый слева. За островом цвета секторов справа и слева меняются на противоположные.
на фиг.3 изображен вид сбоку светодиодного излучателя, снабженного защитным колпаком, показанным в разрезе;
на фиг.4 показан вид сверху на светодиодный излучатель без колпака;
на фиг.5 изображен вид сбоку светодиодного излучателя, снабженного непрозрачными экранами;
на фиг.6 показан вид сверху на светодиодный излучатель, изображенный на фиг.5;
на фиг.7 приведен внешний вид излучателя в аксонометрии с частью снятых линеек;
на фиг.8 изображена светодиодная линейка в сборе в аксонометрии;
на фиг.9 показан в аксонометрии комплект светодиодов, закрепляемый на одной линейке;
на фиг.10 приведена в аксонометрии печатная плата светодиодной линейки;
на фиг.11 показан в аксонометрии теплоотводящий элемент светодиодной линейки.
Светодиодный секторный излучатель (см. фиг.3, фиг.4, фиг.7) включает несущий корпус 1, состоящий из верхнего фланца 2 и нижнего фланца 3, соединенных вертикальной стойкой 4, выполненной, например, в виде полого цилиндра. На внутренней стороне нижнего фланца 3 установлена коммутационная печатная плата 5 с разъемами 6 для соединения с разъемами 7 светодиодных линеек 8, а в торцевой части нижнего фланца 3 и верхнего фланца 2 просверлены резьбовые отверстия 9 для обеспечения жесткого крепления светодиодных линеек 8 с помощью винтов 10. Светодиодная линейка 8 (см. фиг.7, фиг.8, фиг.9, фиг.10. фиг.11) представляет собой прямоугольную печатную плату 11 с припаянными светодиодами 12 и, при необходимости, нагрузочными резисторами (на чертеже не показаны), а также разъем 7 для подключения в коммутационную печатную плату 5 через разъем 6. Линейки 8 на коммутационной плате 5 соединены между собой параллельно. Светодиоды 12 на линейке 8 могут быть соединены параллельно или группами последовательно - параллельно. Путем установки светодиодных линеек 8 с разным цветом свечения достигается секторный характер огня. Для
получения резкой границы между секторами различных огней между соответствующими соседними линейками 8 с излучением разного цвета устанавливаются непрозрачные для излучения светодиодов 12 экраны 13 (см. фиг.5 и фиг.6) в виде радиально установленной вертикальной пластины. Для получения темного сектора вместо светодиодной линейки 8 устанавливается заглушка. Минимальный угол сектора определяется углом излучения светодиодов 12. Экраны 13 устанавливаются таким образом, чтобы минимизировать зону перекрытия излучения от двух рядом стоящих линеек 8. Светодиоды 12 могут быть снабжены теплоотводящими элементами (радиаторами) 14. Светодиодные линейки также могут быть снабжены дополнительными теплоотводящими элементами 15. Элементы 11, 15 светодиодной линейки 8 соединяют полыми заклепками 16, через которые проходят винты 10.
Если излучатель комплектуется линейками 8 одного цвета без пропусков, то он становится обычным круговым излучателем, применяемым, например, для навигационных целей.
Как указывалось выше, светодиодный излучатель преимущественно предназначен для встраивания в сигнальное устройство, которое может иметь корпус с прозрачным защитным колпаком, блок питания, датчик освещенности и устройство управления для задания требуемой характеристики огня (длительность проблесков и пауз). Для присоединения светодиодного секторного излучателя к сигнальному устройству служит фланец 17. Если в сигнальном устройстве штатный защитный колпак отсутствует, то светодиодный излучатель снабжается прозрачным для излучения светодиодов 12 колпаком 18 (см. фиг.3).
Светодиодный излучатель работает следующим образом. Внешнее устройство управления формирует сигнал с заданной характеристикой огня, в соответствии с которым питающее напряжение подается на коммутационную плату 5, к которой подсоединены светодиодные линейки 8. Для получения темного сектора вместо светодиодной линейки 8 устанавливается линейка-заглушка. Путем установки светодиодных линеек 8
разного цвета достигается секторный характер огня. Светодиоды 12 соответствующего цвета загораются в определенном секторе, при этом благодаря наличию экранов - пластин 13 не происходит смешивание излучения различного цвета на границах секторов. Экраны 13 устанавливаются таким образом, чтобы минимизировать зону перекрытия излучения от двух рядом стоящих линеек 8. Если излучатель собран с несколькими секторами (пусть даже одного цвета), но так, что светодиодные линейки одного сектора подключены к одной коммутационной плате (например, нижней), а светодиодные линейки другого сектора подключены к другой коммутационной плате (например, верхней) и при этом на коммутационные платы подано напряжение, изменяющееся по разным законам, то такой излучатель может разграничивать сектора не только по цвету, но и по характеру огня. Например, постоянно горящий огонь может обозначать фарватер, а мигающий огонь предупреждает капитана об отклонении корабля с курса. Если излучатель комплектуется линейками 8 одного цвета без пропусков, то он становится обычным круговым излучателем, применяемым для навигационных целей.