一种船用信号灯的制作方法

本发明涉及船用信号灯控制器，具体说是一种船用LED信号灯。

背景技术：

目前的船用信号灯所采用的灯芯，普遍是以单色白炽灯泡为主，而白炽灯泡功率大，光效低，颜色单一，寿命短，维护频繁。针对白炽灯泡的弊端，现在出现了采用白色发光LED灯芯代替白炽灯泡作为信号灯芯的方案。单色的LED灯芯虽然从电气性能的角度相对白炽灯做出了巨大的改进，但在具体的信号灯的布置上却依然还是有很大的不便，具体表现在，由于一盏信号灯只能展现出一种颜色，因此不同颜色要求的信号灯组，需要各自对应颜色的信号灯来进行组合。

LED(Light Emitting Diode)亦即发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，其核心是一个半导体的晶片，晶片附在一个支架上，一端连接电源的负极，另一端连接电源的正极，并用环氧树脂封装起来。不同化学成分的晶片，在通电后会发出不同颜色的光。目前，基于LED的变色灯在生活中已经有着广泛的应用。诸如LED指示灯，LED汽车行车灯，LED装饰灯等等，都应用到了可变色LED灯芯。

目前的船舶，为了满足不同规范和各运河当局的要求，往往需要在船上设置具有不同颜色的信号灯组。如垂直三盏均布的红灯表示船舶的深吃水特性；垂直三盏均布的绿灯是船舶通航新加坡海峡的必备条件；垂直三盏均布，呈红白红颜色的信号灯表示船舶的操纵能力受限的特性；垂直两盏红灯表示船舶处于失控状态，等等。如果船东要求船舶必须同时配备以上信号灯组，必须一种颜色配备一盏相应的信号灯。即使考虑同种颜色的灯可以在不同灯组中兼用，整个灯桅上还是会有相当数量的信号灯。

目前已经出现在船用信号灯中采用LED灯芯替代白炽灯的方案。但是，现有的信号灯的LED灯芯方案，仅仅是单色的白色发光LED灯芯，仅在灯芯的电气性能上得到了提升。而为了满足不同显色性的信号灯的要求，现有采用单色LED灯芯的信号灯的灯罩需要采用有色玻璃，从而造成一盏信号灯只能显示一种颜色。如果灯桅上需要同时配备若干组信号灯组，则每一个信号灯组中的颜色，必须用 专门的一盏灯进行体现(图1)。

目前的船用信号灯桅上所采用的信号灯，几乎全部是单色信号灯。而由于一盏信号灯只能展现出一种颜色，因此不同颜色要求的信号灯组，需要各自对应颜色的信号灯来进行组合。这就造成信号灯桅上的信号灯数量繁多，灯桅的结构形式复杂，接线长度非常长，接线工作量巨大，船员对信号灯的维护工作量也相应增加。

现以某散货船为例，说明现有技术中典型的信号灯及灯桅布置方法。假设此船需要传递出四种信号组合：

1、深吃水灯组合(垂直方向3盏红色环照灯)，此信号灯组为《1972年国际海上避碰规则》(Convention on the International Regulations for PreventingCollisions at Sea，1972；以下简称COLREGs))要求；

2、失控灯组合(垂直方向2盏红色环照灯)，此信号灯组也为COLREGs要求；

3、操纵能力受限灯组合(垂直方向3盏环照灯，颜色依次为红、白、红)，此信号灯组也为COLREGs要求；

4、新加坡海峡灯组合(垂直方向3盏环照灯，全部为绿色)，此信号灯组为新加坡海事当局对夜间通过马六甲海峡的船舶的统一要求；

基于现有的单色信号灯的布置方案，一般考虑将同一个颜色的信号灯兼作多个用途。因深吃水灯组、操纵能力受限灯组、失控灯组三者的信号灯配备要求中都涵盖了两盏红色信号灯，一般使用最上一盏红色灯和最下一盏红色灯兼用于此三个信号灯组。

现有布置中布置了3盏红色信号灯和3盏绿色信号灯。其中从上向下第1，3，5盏灯为红色；第2，4，6盏灯为绿色。(不限于此，也可以为第1，3，5盏灯为绿色；第2，4，6盏灯为红色)。第3盏信号灯，灯罩为可替换式，可在白色和红色之间切换。

如果仅第1，5盏红色灯亮；表示本船处于“失控”状态；

如果仅第1，3，5盏红色灯亮；表示本船处于“深吃水”状态；

如果将中间红色灯灯罩换为白色，第1，5盏红色灯和第3盏白色灯同时亮；表示本船处于“操纵能力受限”状态；

当船舶在夜间通过新加坡海峡时，需同时亮第2，4，6盏灯。

具体详见图1相关内容。

基于现有的单色信号灯的技术，即使已经考虑了相同颜色的信号灯可以相互兼用的关系，从图1可以看出，信号灯桅还是需要设置上下总共6盏信号灯，以满足规范、规则的要求。这样就造成了信号灯桅非常高大，结构形式复杂，施工难度较大，维护工作量也相应增加。并且，深吃水灯组和操纵能力受限灯组的中间一盏信号灯，还是得需要以更换灯罩的方式实现红白两种颜色的转换。船舶在航行过程中，海员爬到灯桅的高处去更换灯罩，人身安全无法得到充分保障，目前很多船东也对这种操作模式表示不满。如果将中间一盏灯拆分成单色红色的信号灯和单色白色的信号灯，将操纵能力受限灯组和吃水深吃水灯组进一步拆分开来布置的话，信号灯的盏数还要增多，灯桅结构还会更复杂，灯桅高度将进一步升高。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的问题，提出一种船用信号灯，采用LED的能发出不同色光(红、绿、白)的航行信号灯灯芯，该新型LED可变色信号灯芯集成了红、绿、白三种颜色的LED发光模块，能替代原来多盏具有不同颜色灯罩的信号灯，从而可以精简灯桅布置形式，节约灯桅重量和布线长度，并减少船员对信号灯的维护工作量。

本发明的具体技术方案是，一种船用信号灯，具有多面体，每个面体上布置有红、绿、白发光带，所述每个面体上的红、绿、白发光带分别并联，工作时，同一时间仅向一种颜色发光带供电；红、绿、白的发光带以有序间隔的形式排列，使水平圆周上同色发光带之间的间距相等，所述红、绿、白发光带，由至少一个同色的LED发光单元串联组成。

所述多面体，是指三面体、四面体，甚至更多。

本发明还提供了一种船用信号灯布置方法，在灯桅上布置三盏本发明所述船用信号灯，自上而下第一盏信号灯红、绿变色；第二盏信号灯红、白、绿变色；第三盏信号灯可红、绿变色；如果仅第1、3盏灯同时亮红色；表示本船处于“失控”状态；如果第1、2、3盏灯同时亮红色；表示本船处于“深吃水”状态；如果第1、3盏灯同时亮红色，第2盏灯同时亮白色；表示本船处于“操纵能力受 限”状态；当船舶在夜间通过新加坡海峡时，需将第1、2、3盏同时亮绿色。

本船用可变色LED信号灯芯相比于现有技术，解决了信号灯组在布置时必须一种颜色配一盏信号灯的问题。一盏采用可变色LED信号灯芯的信号灯，可以代替原来三盏信号灯，从而有效的减少了信号灯桅上安装的信号灯的数量，极大的简化了信号灯桅的布置形式，减少了船员对信号灯的维护工作量。

本发明通过采用可变色LED信号灯，使得失控灯组、深吃水灯组、操纵能力受限灯组和新加坡海峡环照灯组能够通过三盏环照信号灯来实现，并可以根据具体要求新增信号灯组。通过本方案，简化了信号灯桅的设计与布置形式，施工与维护更加方便和安全。

本发明通过采用可变色LED信号灯，实现多种色光的信号灯组的集成化，简化了现有信号灯桅的布置和结构形式，使得可以表达多种不同信号含义的一体化灯桅成为现实。

附图说明

图1为现有技术的单色白色发光LED船用信号灯；

图2为本发明的一种实施例船用信号灯；

图3为本发明图2所述船用信号灯电路原理图；

图4为本发明由六个同色的LED发光单元串联而成的船用信号灯

图5采用八面体的本发明的一种实施例；

图6为本发明图5所述采用八面体的船用信号灯的电路原理图；

图7本发明的一种船用信号灯布置方法。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步阐述。

如图2所示，本发明的具体技术方案是，一种船用信号灯，具有多面体，每个面体上布置有红、绿、白发光带，如图3所示，所述每个面体上的红、绿、白发光带分别并联，工作时，同一时间仅向一种颜色发光带供电；红、绿、白的发光带以有序间隔的形式排列，使水平圆周上同色发光带之间的间距相等，所述红、绿、白发光带，由至少一个同色的LED发光单元串联组成。如图4所示，每条发光带包含六个同色的发光单元，即由六个同色的LED发光单元串联而成。

所述多面体，是指三面体、四面体，甚至更多，具体根据LED发光单元性能 决定以及满足不同规范和各运河当局的要求。例如，为了满足1972年国际海上避碰规则里所要求的色光特性，以及根据目前所使用的LED发光单元在水平方向上的发光角约为120度，但是由于光源互相交叉的原因，三种颜色的LED发光源在任意一种颜色工作时需要满足水平光弧总共360度的规范要求。如图5、6所示，本发明的船用信号灯采用八面体结构，每个面体上布置有红、绿、白各一条发光带，每条发光带包含六个同色的发光单元，即由六个同色的LED发光单元串联而成，八条发光带再进行并联，整个信号灯共包含24条发光带，共计144个LED发光单元，可发出三色光(红光，绿光，白光，三种颜色均满足1972年国际海上避碰规则里所要求的色光特性)；红、绿、白的发光带以有序间隔的形式排列，以确保在水平圆周上同色发光带之间的间距相等。整个信号灯的额定电压为直流24V。正常工作时，同一时间内只能向同一种颜色的发光单元输入直流24V额定电压工作。经实验测试，基本发光性能：满足水平光弧360度的规范要求，垂直光弧自水平线上方5度至水平线下方5度，最小能见距离3n mile(海里)。

如图7所示，本发明还提供了一种船用信号灯布置方法，在灯桅上布置三盏本发明所述船用信号灯，自上而下第一盏信号灯红、绿变色；第二盏信号灯红、白、绿变色；第三盏信号灯可红、绿变色；如果仅第1、3盏灯同时亮红色；表示本船处于“失控”状态；如果第1、2、3盏灯同时亮红色；表示本船处于“深吃水”状态；如果第1、3盏灯同时亮红色，第2盏灯同时亮白色；表示本船处于“操纵能力受限”状态；当船舶在夜间通过新加坡海峡时，需将第1、2、3盏同时亮绿色。