基于透射浊度测量原理的水下照明用灯具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于透射浊度测量原理的水下照明用灯具，涉及一种水下照明用灯具。它包括灯体、灯具支架、基准红外光源、红外滤光片、红外光电传感器、电缆连接头、LED驱动模块、LED灯、灯罩外壳、主电路板、信号检测处理模块、恒流源驱动、电源模块、微控制器，主电路板一端与信号检测处理模块电连接，另一端与恒流源驱动电连接，LED驱动模块与主电路板另一端电连接，红外光电传感器与信号检测处理模块的空余端电连接，基准红外光源与恒流源驱动的空余端连接。本实用新型专利技术能自动调整灯具光通量，能使水下照明特定工作面照度恒定，且能改善水下照明质量。

【技术实现步骤摘要】
基于透射浊度测量原理的水下照明用灯具
本技术涉及一种水下照明用灯具，具体的说是一种基于透射浊度测量原理的水下照明用灯具。
技术介绍
水下照明特别是深水照明广泛应用于水下考古、文物保护、水下生物研究、水下科学试验、水下安全防护等领域。由于水对光线有明显的衰减作用，同时受水体环境变化、水体浊度等因素影响，水下照明与普通照明相比难度更大。目前水下照明大部分情况下仅满足普通观察需求，照明控制方式较为简单，大部分水下照明灯具均不能调光，少部分水下照明灯具能实现输出光通量调节，但需要地面控制平台配合，并且由人工根据现场环境或者计算机根据预先设定指令进行调节，调光手段不能根据水体环境状态进行自动调节，影响水下照明实际效果。
技术实现思路
本技术的第一目的是为了克服
技术介绍
的不足之处，而提供一种基于透射浊度测量原理的水下照明用灯具。为了实现上述目的，本技术的技术方案为：基于透射浊度测量原理的水下照明用灯具，包括位于水下的灯体，其特征在于：所述灯体上端安装有灯具支架，灯体下端安装有基准红外光源，灯具支架上安装有输入端与所述基准红外光源对应的红外滤光片，红外滤光片的输出端连接有安装在灯体上的红外光电传感器，灯体顶部安装有电缆连接头，灯体底部安装有LED驱动模块，LED驱动模块上安装有多个LED灯，灯罩外壳能将所述多个LED灯罩住并与灯体下端连接，灯体内安装有主电路板、信号检测处理模块和恒流源驱动，主电路板上安装有电源模块和微控制器，所述主电路板一端与信号检测处理模块电连接，主电路板另一端与恒流源驱动电连接，所述LED驱动模块与所述主电路板另一端电连接，所述红外光电传感器与信号检测处理模块的空余端电连接，所述基准红外光源与恒流源驱动的空余端电连接。在上述技术方案中，所述基准红外光源与水体的接触面涂有纳米银涂层或聚氨酯复合涂层，红外滤光片与水体的接触面涂有纳米银涂层或聚氨酯复合涂层。在上述技术方案中，所述灯体包括位于上端的竖向灯体，和位于下端并与竖向灯体底部连接的横向灯体，所述横向灯体顶部安装有两个间隔布置并位于竖向灯体两侧的基准红外光源，所述灯具支架底部安装有两个间隔布置并位于竖向灯体两侧的红外滤光片，每个红外滤光片的输出端均连接有红外光电传感器。与现有技术相比较，本技术的有益效果是：(1)实现了水下照明LED灯具的输出光通量0～100％自动调节，满足水体变化环境下的照明需求。(2)智能照明灯具能够实时监测水体环境浊度变化，实时自动调整灯具光通量，能使水下照明特定工作面照度恒定，且能改善水下照明质量。(3)智能照明灯具具有故障报警功能，提升了水下照明的稳定性与可靠性。(4)红外滤光片与基准红外光源与水体接触的表面均涂有纳米银涂层或聚氨酯复合涂层，能够对水体中藻类及微生物附着有较好的抑制作用，从而减小红外检测单元的测量误差。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的工作原理框图。图中1-灯具支架,2-灯罩外壳,3-电缆连接头,4-微控制器，5-LED驱动模块,6-LED灯，7-恒流源驱动，8-红外光电传感器，9-红外滤光片，10-信号检测处理模块，11-基准红外光源，12-电源模块，13-灯体，14-主电路板，15-横向灯体，16-竖向灯体。具体实施方式下面结合附图详细说明本技术的实施情况，但它们并不构成对本技术的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本技术的优点更加清楚和容易理解。参阅附图可知：基于透射浊度测量原理的水下照明用灯具，包括位于水下的灯体13，其特征在于：所述灯体13上端安装有灯具支架1，灯体13下端安装有基准红外光源11，灯具支架1上安装有输入端与所述基准红外光源11对应的红外滤光片9，红外滤光片9的输出端连接有安装在灯体13上的红外光电传感器8，灯体13顶部安装有电缆连接头3，灯体13底部安装有LED驱动模块5，LED驱动模块5上安装有多个LED灯6，灯罩外壳2能将所述多个LED灯6罩住并与灯体13下端连接，灯体13内安装有主电路板14、信号检测处理模块10和恒流源驱动7，主电路板14上安装有电源模块12和微控制器4，所述主电路板14一端与信号检测处理模块10电连接，主电路板14另一端与恒流源驱动7电连接，所述LED驱动模块5与所述主电路板14另一端电连接，所述红外光电传感器8与信号检测处理模块10的空余端电连接，所述基准红外光源11与恒流源驱动7的空余端电连接。优选的，所述基准红外光源11与水体的接触面涂有纳米银涂层或聚氨酯复合涂层，红外滤光片9与水体的接触面涂有纳米银涂层或聚氨酯复合涂层。优选的，所述灯体13包括位于上端的竖向灯体16，和位于下端并与竖向灯体16底部连接的横向灯体15，所述横向灯体15顶部安装有两个间隔布置并位于竖向灯体16两侧的基准红外光源11，所述灯具支架1底部安装有两个间隔布置并位于竖向灯体16两侧的红外滤光片9，每个红外滤光片9的输出端均连接有红外光电传感器8。优选的，所述灯罩外壳为半球形，且由亚克力材质制成。本技术的调光方法包括如下工艺步骤，步骤一：在微控制器4内存储电压与PWM占空比对应关系表，所述电压与PWM占空比对应关系表包含有不同电压值与不同PWM占空比的对应关系；步骤二：当灯具通电后，位于竖向灯体14两侧的基准红外光源11输出波长稳定的红外光线，红外光线在水体内经过水体的吸收与散射后，透过红外滤光片9进入到达红外光电传感器8内；步骤三：红外光电传感器8将红外光线转换为模拟电压信号，信号检测处理模块10对所述模拟电压信号进行滤波放大和归一化处理后，将模拟电压信号传送给微控制器4；步骤四：微控制器4通过查询步骤一中的电压与PWM占空比对应关系表，通过I/O端口输出频率恒定且占空比可变的PWM驱动信号；步骤五：微控制器4的I/O端口输出的PWM驱动信号作用于LED驱动模块5；步骤六：LED驱动模块5根据接收到的PWM驱动信号，在额定电流范围内调节LED灯6的工作电流，从而使LED灯6的输出光通量在0～100％范围内调节，进而保证水体环境浊度变化时，灯体13的特定工作面照度始终保持恒定的需求。实际工作时，灯具支架1与灯具主体通过2颗调节螺栓连接，便于水下灯具的固定和照射角度调节，材质选用321不锈钢，避免灯具在水体中的微电池作用下被腐蚀，灯罩外壳2采用亚克力球罩(优选为透明材质)，可以承受0.5MPa的外压。另外，灯具上增加了电缆连接头3，使灯具可方便拆卸安装，便于维护。灯具内部的电源模块12及微控制器4集成在一块主电路板上，电源模块12为高效率的降压型开关稳压电路，它将外部电源线上的直流24V转换为5V和12V，5V为微控制器4、恒流源驱动7及信号检测与处理模块10的工作电源，调光型LED驱动5的工作电压为直流12V。实际工作时，微控制器4利用基准电流反馈方式控制恒流源驱动7的基准电流，以保证基准红外光源11的输出稳定性。灯具上电后，两路基准红外光源11输出稳定的波长为850nm的红外光，红外光线经过水体的吸收与散射后，剩余红外光线全部到达红外光电传感器8，并转换为模拟电压信号，当水体浊度越大时，表示当前水体对光的衰减作用越大，该电压信号值将越小，信号检测与处理模块10对该电压信号进行滤波放大处理后传送给微控制器，微控本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于透射浊度测量原理的水下照明用灯具，包括位于水体内的灯体(13)，其特征在于：所述灯体(13)上端安装有灯具支架(1)，灯体(13)下端安装有基准红外光源(11)，灯具支架(1)上安装有输入端与所述基准红外光源(11)对应的红外滤光片(9)，红外滤光片(9)的输出端连接有安装在灯体(13)上的红外光电传感器(8)，灯体(13)顶部安装有电缆连接头(3)，灯体(13)底部安装有LED驱动模块(5)，LED驱动模块(5)上安装有多个LED灯(6)，有灯罩外壳(2)能将所述多个LED灯(6)罩住并与灯体(13)下端连接，灯体(13)内安装有主电路板(14)、信号检测处理模块(10)和恒流源驱动(7)，主电路板(14)上安装有电源模块(12)和微控制器(4)，所述主电路板(14)一端与信号检测处理模块(10)电连接，主电路板(14)另一端与恒流源驱动(7)电连接，所述LED驱动模块(5)与所述主电路板(14)另一端电连接，所述红外光电传感器(8)与信号检测处理模块(10)的空余端电连接，所述基准红外光源(11)与恒流源驱动(7)的空余端电连接。

【技术特征摘要】
1.基于透射浊度测量原理的水下照明用灯具，包括位于水体内的灯体(13)，其特征在于：所述灯体(13)上端安装有灯具支架(1)，灯体(13)下端安装有基准红外光源(11)，灯具支架(1)上安装有输入端与所述基准红外光源(11)对应的红外滤光片(9)，红外滤光片(9)的输出端连接有安装在灯体(13)上的红外光电传感器(8)，灯体(13)顶部安装有电缆连接头(3)，灯体(13)底部安装有LED驱动模块(5)，LED驱动模块(5)上安装有多个LED灯(6)，有灯罩外壳(2)能将所述多个LED灯(6)罩住并与灯体(13)下端连接，灯体(13)内安装有主电路板(14)、信号检测处理模块(10)和恒流源驱动(7)，主电路板(14)上安装有电源模块(12)和微控制器(4)，所述主电路板(14)一端与信号检测处理模块(10)电连接，主电路板(14)另一端与恒流源驱动(7)电连接，所述LED驱动模...

【专利技术属性】
技术研发人员：谌东海，王伟，高洪远，王环武，蒋志勋，蔡林杰，佘元元，赵耀，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42