RU2411158C2

RU2411158C2 - Navigation light

Info

Publication number: RU2411158C2
Application number: RU2007142403/11A
Authority: RU
Inventors: Сергей Борисович Злочевский (RU); Сергей Борисович Злочевский; Виктор Владимирович Сумароков (RU); Виктор Владимирович Сумароков
Original assignee: Сергей Борисович Злочевский; Виктор Владимирович Сумароков
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2011-02-10
Also published as: RU2007142403A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to sea navigation devices. Proposed navigation light comprises cylindrical lens, light source, power supply connected to light source. Proposed light additionally comprises programmator. Set of n-LEDs makes light source arranged on the lens inner surface along R-radius circle and at height equal to H/2 from lens base where H is lens height. Each LED has its light diagram directed toward lens center. Lens accommodates R/2-radius cylinder with its axis aligned with lens axis. Cylinder side surface makes a mirror, while power supply control input is connected to programmator output.

EFFECT: longer life, higher reliability, programmed light and pause duration at equipment location.

2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для навигации морских судов.The invention relates to devices for navigating marine vessels.

Известен оптический аппарат морских маяков [1], содержащий линзу, в фокусе которой расположен источник света, электромотор, вал которого через редуктор связан с осью линзы. При работе мотор через вал и редуктор осуществляет вращение линзы, создавая для внешнего наблюдателя импульсы света (проблесковый режим). Недостатком такого устройства является наличие вращающих частей, которые со временем выходят из строя, ограничивая срок службы установки.A known optical apparatus of sea beacons [1], containing a lens in the focus of which is a light source, an electric motor, the shaft of which is connected through a gearbox to the axis of the lens. During operation, the motor rotates the lens through the shaft and gearbox, creating light pulses for the external observer (flashing mode). The disadvantage of this device is the presence of rotating parts, which eventually fail, limiting the life of the installation.

Известен маячный огонь [2], состоящий из цилиндрической линзы и ширмы в виде цилиндра с вырезами, ось которой совпадает с осью линзы. Внутри цилиндра расположен источник света, а вал электромотора связан с осью ширмы. При вращении ширмы под воздействием электромотора для внешнего наблюдателя видны импульсы света, порядок чередования вырезов в ширме программирует чередования света и темноты. Недостатком такого устройства является также наличие вращающихся частей, ограничивающих срок службы установки.Known beacon light [2], consisting of a cylindrical lens and a screen in the form of a cylinder with cutouts, the axis of which coincides with the axis of the lens. A light source is located inside the cylinder, and the electric motor shaft is connected to the axis of the screen. When the screen rotates under the influence of an electric motor, pulses of light are visible to an external observer, the order of alternating cutouts in the screen programs the alternation of light and darkness. The disadvantage of this device is the presence of rotating parts that limit the service life of the installation.

Известен сигнальный фонарь [3], который содержит корпус, светодиод, выключатель и нажимной элемент, размещенные в полом стержне. Нажимной элемент при движении вдоль оси полого стержня позволяет через выключатель включать и выключать светодиод. Однако данный фонарь не может служить в качестве маяка, так как он не формирует в нужном направлении переменные во времени пучки света.Known signal lamp [3], which contains a housing, LED, switch and pressure element located in the hollow rod. The pressure element, when moving along the axis of the hollow rod, allows the LED to be switched on and off through the switch. However, this lantern cannot serve as a beacon, since it does not form time-varying beams of light in the right direction.

Известен светодиодный огонь [4], который содержит корпус, внутри которого расположены линзовый элемент и набор светодиодов, каждый из которых укреплен в держателе, имеющем форму пирамиды или призмы, причем пересечения ребер основания всех держателей образуют в пространстве форму шара, бочки или эллипсоида вращения. Данный светодиодный огонь позволяет улучшить световые, пространственные характеристики огня, но не может быть использован в качестве маяка, так как не обеспечивает формирование переменных во времени пучков света.Known LED fire [4], which contains a housing, inside which there is a lens element and a set of LEDs, each of which is mounted in a holder having the shape of a pyramid or prism, and the intersection of the edges of the base of all the holders in space form the shape of a ball, barrel or ellipsoid of revolution. This LED light allows you to improve the light, spatial characteristics of the light, but can not be used as a beacon, as it does not provide the formation of time-varying light beams.

Прототипом предлагаемого устройства является маячный электрофонарь [5], содержащий мощную лампу, расположенную внутри в фокусе цилиндрической линзы, источник питания, который через контакты соединен с лампой, и электромотор, вал которого через шестерни соединен со сменным диском, выступы которого при вращении периодически замыкают контакты питания лампы. Комбинация выступов на диске определяет проблесковую характеристику маяка, по которой один маяк отличается от другого.The prototype of the proposed device is a lighthouse flashlight [5], containing a powerful lamp located inside the focus of the cylindrical lens, a power source, which is connected through the contacts to the lamp, and an electric motor, the shaft of which is connected through the gears to a removable disk, the protrusions of which periodically close the contacts during rotation lamp power. The combination of protrusions on the disk determines the flashing characteristic of the lighthouse, in which one lighthouse differs from another.

Недостатком прототипа является малый срок службы мощной лампы, работающей в режиме периодического включения и выключения. В таком режиме в основном работают лампы накаливания, которые могут достаточно быстро включаться и выключаться, однако, этот режим является для них наиболее опасным, так как лампы накаливания выходят из строя в основном в момент включения питания. Срок службы лампы накаливания в таком режиме не превышает одного месяца.The disadvantage of the prototype is the short life of a powerful lamp operating in the periodic on and off mode. In this mode, incandescent lamps mainly work, which can turn on and off quite quickly, however, this mode is most dangerous for them, since incandescent lamps fail mainly at the moment of power-up. The service life of an incandescent lamp in this mode does not exceed one month.

Задачей изобретения является создание навигационного фонаря, лишенного механически подвижных частей и обеспечивающего длительную работу в режиме мигающего света с заданным соотношением времени света и времени паузы.The objective of the invention is the creation of a navigation light, devoid of mechanically moving parts and providing long-term operation in the blinking light mode with a given ratio of light time and pause time.

Поставленная задача решается навигационным фонарем, содержащим цилиндрическую линзу, источник света и блок питания, подключенный к источнику света, отличающимся тем, что в качестве источника света используется линейка из n светодиодов, которая расположена на внутренней поверхности линзы по окружности радиусом R, плоскость окружности находится по середине высоты линзы, каждый светодиод ориентирован своей диаграммой света в направлении центра линзы, кроме того, в центре линзы расположен цилиндр с радиусом R/2, ось которого совпадает с осью линзы, боковая поверхность цилиндра является зеркалом, выход блока питания соединен с входом линейки из светодиодов, а управляющий вход блока питания соединен с выходом программатора.The problem is solved by a navigation lamp containing a cylindrical lens, a light source and a power supply connected to a light source, characterized in that a line of n LEDs is used as a light source, which is located on the inner surface of the lens along a circle of radius R, the circle plane in the middle of the lens height, each LED is oriented by its light pattern in the direction of the center of the lens, in addition, in the center of the lens there is a cylinder with a radius R / 2, the axis of which coincides with the axis lenses, the side surface of the cylinder is a mirror, the output of the power supply is connected to the input of the line of LEDs, and the control input of the power supply is connected to the output of the programmer.

Изобретение поясняется чертежом, где представлено устройство в виде двух проекций.The invention is illustrated in the drawing, which shows the device in the form of two projections.

Устройство состоит из цилиндрической линзы 1, цилиндра 2 с зеркальной боковой поверхностью, линейки светодиодов 3, блока питания 4 и программатора 5. Цилиндрическая линза 1 имеет высоту Н и внутренний радиус R. Цилиндр имеет высоту Н и радиус R/2. Линейка из n светодиодов расположена в виде окружности с радиусом R и на высоте Н/2 от основания линзы.The device consists of a cylindrical lens 1, a cylinder 2 with a mirrored side surface, a line of LEDs 3, a power supply 4 and a programmer 5. The cylindrical lens 1 has a height H and an internal radius R. The cylinder has a height H and a radius R / 2. A line of n LEDs is arranged in a circle with a radius R and at a height of H / 2 from the base of the lens.

Работа устройства происходит следующим образом:The operation of the device is as follows:

На программаторе 5 устанавливают характеристику работы конкретного светоизлучающего устройства, которая заключается в определенной длительности импульсов света и периоде повторения импульсов. Под действием выходных сигналов программатора блок питания 4 соответственно подает импульсы тока питания на линейку светодиодов 3, которые в нужные моменты времени зажигаются. Для светодиодов, в отличие от ламп накаливания, излучение света в виде импульсов является нормальным режимом работы, не влияющим на срок службы. Свет светодиодов направлен к центру линзы и, попадая на поверхность цилиндра 2, свет отражается в обратную сторону, попадает в линзу 1, которая формирует круговой световой поток в нужном телесном угле α.The programmer 5 sets the characteristic of the operation of a particular light emitting device, which consists in a certain duration of light pulses and a pulse repetition period. Under the action of the output signals of the programmer, the power supply 4 accordingly supplies pulses of the supply current to the line of LEDs 3, which are lit at the right time. For LEDs, unlike incandescent lamps, the emission of light in the form of pulses is a normal mode of operation that does not affect the service life. The light of the LEDs is directed to the center of the lens and, falling on the surface of the cylinder 2, the light is reflected in the opposite direction, enters the lens 1, which forms a circular light flux in the desired solid angle α.

Исходя из законов оптики, при радиусе линейки светодиодов R и радиусе цилиндра R/2 все лучи света светодиодов при отражении от зеркала цилиндра образуют мнимый фокус, расположенный в центре «о» на оси цилиндра. Поэтому для линзы 1 эквивалентно имеется точечный источник света, расположенный в центре линзы, который является ее фокусом. При этом линза эффективно работает, создавая нужную круговую диаграмму света.Based on the laws of optics, with the radius of the line of LEDs R and the radius of the cylinder R / 2, all the light rays of the LEDs, when reflected from the mirror of the cylinder, form an imaginary focus located in the center "o" on the axis of the cylinder. Therefore, for lens 1, there is equivalently a point source of light located in the center of the lens, which is its focus. In this case, the lens works efficiently, creating the desired circular light diagram.

Светодиоды имеют свойство включаться и выключаться без потери надежности и срок службы их в этом режиме составляет не менее 15 лет. В настоящее время значительно увеличена мощность изготавливаемых светодиодов до 5 Вт и при количестве светодиодов n=100 вся мощность линейки может достигать 500 Вт в импульсе. При этом, учитывая высокий КПД светодиодов по сравнению с другими источниками света, сила света такого рода светоизлучающего устройства обеспечит дальность видимости не менее 20 миль и значительно сократит потребляемую мощность.LEDs have the ability to turn on and off without loss of reliability and their service life in this mode is at least 15 years. Currently, the power of manufactured LEDs has been significantly increased to 5 W and with the number of LEDs n = 100, the entire power of the line can reach 500 W per pulse. Moreover, given the high efficiency of LEDs compared to other light sources, the luminous intensity of this kind of light-emitting device will provide a visibility range of at least 20 miles and significantly reduce power consumption.

Таким образом, предложенное устройство не имеет подвижных механических частей, в качестве источника света используются светодиоды, работающие в импульсном режиме, что обеспечивает высокую надежность устройства и большой срок бесперебойной службы до 20 лет. Кроме того, с помощью программатора можно задать любую последовательность импульсов света и пауз, что позволит легко на месте установки оборудования программировать режим работы светоизлучающего оборудования. Оптимальная работа линзы, у которой точечный источник света находится в ее фокусе, и высокая светимость современных светодиодов позволяют получить большой радиус действия устройства, который составляет не менее 20 миль.Thus, the proposed device does not have moving mechanical parts, as a light source, LEDs operating in a pulsed mode are used, which ensures high reliability of the device and a long uptime of up to 20 years. In addition, using the programmer, you can set any sequence of light pulses and pauses, which makes it easy to program the mode of operation of light-emitting equipment at the installation site. The optimal operation of the lens, in which the point source of light is in its focus, and the high luminosity of modern LEDs make it possible to obtain a large range of the device, which is at least 20 miles.

Использованная литература:References:

1. Лозовский В.Л. Маячная оптика и светотехника. - Издательство Гидрографического Управления ВМС, 1947, стр.189.1. Lozovsky V.L. Lighthouse optics and lighting. - Publishing House of the Hydrographic Administration of the Navy, 1947, p. 189.

2. Лозовский В.Л. Маячная оптика и светотехника. - Издательство Гидрографического Управления ВМС, 1947, стр.157, рис.153.2. Lozovsky V.L. Lighthouse optics and lighting. - Publishing House of the Hydrographic Administration of the Navy, 1947, p. 157, Fig. 153.

3. Патент РФ №2308090, 2007 г.3. RF patent No. 2308090, 2007

4. Патент РФ №22225961, 2004 г.4. RF patent No. 22225961, 2004

5. Лозовский В.Л. Маячная оптика и светотехника. - Издательство Гидрографического Управления ВМС, 1947, стр.184.5. Lozovsky V.L. Lighthouse optics and lighting. - Publishing House of the Hydrographic Administration of the Navy, 1947, p. 184.

Claims

A navigation lamp containing a cylindrical lens, a light source, a power supply connected to a light source, characterized in that it further comprises a programmer, as a light source, a line of n LEDs is used located on the inner surface of the lens in the form of a circle of radius R and at a height of equal to N / 2 from the base of the lens, where H is the height of the lens, each LED is oriented by its light pattern in the direction of the center of the lens, inside which there is a cylinder with a radius R / 2, the axis of which coincides with the axis of the lens PS, and the side surface of the cylinder is a mirror, while the control input of the power supply is connected to the output of the programmer.