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LED水下集鱼灯的研究与设计

导读: 水下集鱼灯不仅可以在晚上将深层的柔鱼诱集到较浅的水层进行作业,还可以在白天将大型柔鱼聚集在较深水层进行捕获,同时,它采用无线供电方式,使LED水下集鱼灯具有高度可靠地防水性能。

  集鱼灯是光诱鱿钓作业中最主要的助渔设备,可分为水上灯和水下灯两类。水下集鱼灯具有节能、诱集范围广、穿透水层深等特点。水下集鱼灯不仅可以在晚上将深层的柔鱼诱集到较浅的水层进行作业,还可以在白天将大型柔鱼聚集在较深水层进行捕获,水下集鱼灯于20世纪90年代以来被广泛应用到鱿钓作业中,其光源以金属卤化物灯为主,属热光源。

  发光二极管(LightEmittingDiode,LED)是一种场致发光光源,是可直接将电能转化为可见光和辐射能的半导体器件。LED的发光原理是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半堍体材料的PN结中注入的空穴与电子复合时引起光子发射而产生光,直接把电能转换为光能,属冷光源。使用LED半导体照明已被公认为是一种节能环保的重要途径。

  日本从2005年开始,研究使用蓝色LED集鱼灯来替代金属卤化物集鱼灯,以达到节省能源消耗、改善工作环境等目的。其燃油消费量仅为传统鱿钓船的1/3,钓获率也相当于(甚至超越)传统鱿钓船。我国也有企业和高校正在进行LED集鱼灯的研究与开发,并取得了一定成果。

  1 LED水下集鱼灯的设计

  LED水下集鱼灯应符合以下几方面要求:光源具有较大照射范围、足够的照度,并能适用于诱集鱼群;启动操作简单迅速;灯具坚固、耐震,水密耐压;耐用。

  1.1 LED控制与驱动系统

  采用数字化控制电路,整个电路由以嵌入式微控制器(MCU)作核心的控制系统电路、驱动电路和LED光源点阵三部分构成。

  LED水下集鱼灯用高亮度LED作为光源。LED虽然光效很高,但单只LED所发出的光通量还不够大,为了实现较大照射范围和足够的照度,必须采用多只LED组合在一起使用。首先根据水下集鱼灯集鱼所需要达到的照射范围与照度确定总功率,在此基础上选择一定功率的多只LED来达到所需的总功率。由1只红(R)、1只绿(G)、1只蓝(B)根据配色要求构成1个三基色发光单元。多个三基色发光单元的组合是通过单元电路板实现,在阵列结构上通过先分单元后组合的方式,呈线形、矩形、圆形、内外半圆柱面及部分球面的分布,保证光向四周发射。

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