由于LED消耗的能量除轉(zhuǎn)換為光能外,幾乎都是熱能,而且只能以熱傳導(dǎo)的形式傳出,所以散熱設(shè)計(jì)是LED能否成功應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。在熱傳輸設(shè)計(jì)方面,要計(jì)算直接接觸LED器件散熱體的熱容量。較大的熱容量可以較好地吸收和平衡瞬間的熱沖擊,防止由于瞬間過(guò)流產(chǎn)生的高溫對(duì)LED器件的熱損壞。還要考慮散熱器件的熱傳輸平衡條件和傳輸量,讓集魚燈內(nèi)部LED器件上發(fā)出的熱量能夠順利地傳到集魚燈外部的海水中。設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)封裝基板解決散熱的問題,在散熱基板上做貫通孔,使散熱基板直接與海水接觸,讓海水在貫通孔內(nèi)循環(huán)[ 7 ] ,達(dá)到降溫目的。
1. 4 封裝
LED水下集魚燈的防護(hù)等級(jí)是IP68,要求徹底防水,可以長(zhǎng)時(shí)間浸在一定壓力的水中使用。LED水下集魚燈燈體結(jié)構(gòu)外殼材質(zhì)為不銹鋼(或鋁合金) ,燈具玻璃為鋼化玻璃,采用硅橡膠密封圈進(jìn)行密封。LED體積小,封裝靈活,能排成點(diǎn)、線、面等形式安裝。采用無(wú)線供電技術(shù)的LED水下集魚燈可以做成球形、直管形等各種形狀和大小不同的水下集魚燈。
2 LED水下集魚燈的特點(diǎn)
2. 1 節(jié)能環(huán)保
近年來(lái),燃油價(jià)格大幅度上漲,光誘捕魚漁業(yè)在燃油上的投入比重也大為增加,有時(shí)熱光源集魚燈的燃油消耗要占到漁船總?cè)加拖牡?0%以上 。由此可見,用在集魚燈上的燃油消耗費(fèi)用己經(jīng)對(duì)光誘捕魚業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益產(chǎn)生了比較明顯的影響。
金屬鹵化物燈存在光效低、耗電量大、電能大部分轉(zhuǎn)化為熱能的不足。LED 的光譜幾乎全部集中在可見光頻段,光效率可達(dá)80% ～90% ,因此功耗低,在相同的照明效果下,比金屬鹵化物燈節(jié)能。
金屬鹵化物燈發(fā)出的光線中含有大量的紫外線和紅外線輻射,光誘漁船作業(yè)時(shí)會(huì)對(duì)漁船工作人員健康造成傷害,也會(huì)對(duì)中上層趨光魚類,特別是視覺系統(tǒng)發(fā)育尚未完善的幼、稚魚造成一定的傷害 。LED是冷光源,沒有紅外線和紫外線的成分,沒有輻射污染,能有效防止?jié)O場(chǎng)生態(tài)被破壞。另外,金屬鹵化物燈內(nèi)的填充物中有汞或其它重金屬,在使用過(guò)程中破損和廢棄后的燈都會(huì)對(duì)人身健康和環(huán)境造成危害,而LED使用中不產(chǎn)生有害物質(zhì),廢棄物可回收,沒有污染,不含汞元素,屬于典型的綠色光源。
2. 2 光譜性能好
金屬鹵化物燈的光譜較寬,且發(fā)光方向?yàn)檎麄€(gè)立體空間,不利于配光和光線的有效利用。而LED光譜為分立的光譜,譜線較窄,半高全寬在30 nm左右,各類的LED有不同峰值波長(zhǎng),可以在光合有效輻射范圍內(nèi)方便地匹配出各種不同的光譜結(jié)構(gòu)。LED 色彩豐富、鮮艷,可以有多樣化的色調(diào)選擇和配光,并且LED發(fā)光大部分集中會(huì)聚于中心,發(fā)散角較小,可以有效地控制眩光。LED發(fā)光對(duì)電流的響應(yīng)速度極快,只需通過(guò)調(diào)整電流就可以調(diào)節(jié)光的強(qiáng)度和顏色。
2. 3 安全可靠,使用壽命長(zhǎng)
由于漁業(yè)生產(chǎn)工況條件特殊,燈和燈具經(jīng)常在海浪中拍打和在船舶搖晃中工作,因此必須具備良好的防震和防水性能。金屬鹵化物燈有玻璃泡、燈絲等易損壞部件,易碎,耐震性差,而且需要上百伏特的工作電壓,壽命一般為3 000 h。當(dāng)用作水下集魚燈時(shí),必須先放進(jìn)水里再開燈,出水時(shí)必須先熄燈再提出水面。操作麻煩,稍有不慎燈泡就有可能爆炸,造成觸電事故[ 11 ] 。LED是用環(huán)氧樹脂封裝固態(tài)光源,使用低電壓(單個(gè)LED只需1. 5～4. 0 V的直流電壓) 、低電流驅(qū)動(dòng),使用壽命可高達(dá)6萬(wàn)～10萬(wàn)h;也是一種全固體結(jié)構(gòu),能經(jīng)得起震動(dòng)、沖擊而不至于損壞,非正常報(bào)廢率很小,維護(hù)極為方便。
3 LED水下集魚燈的應(yīng)用
LED水下集魚燈通電工作后,整個(gè)系統(tǒng)由軟件控制運(yùn)行。根據(jù)不同漁場(chǎng)的客觀情況、誘集目標(biāo)魚類的生理和生態(tài)的不同特點(diǎn),來(lái)配置光源的亮度、顏色以及動(dòng)態(tài)變化效果來(lái)誘魚。用戶通過(guò)遙控器,或者通過(guò)LED水下集魚燈上的控制鍵來(lái)設(shè)定集魚燈顯示內(nèi)容,以便符合實(shí)際需要。