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1、平板式 LED集鱼灯光学性能及安装角度研究远洋鱿钓是我国远洋渔业重要的支柱产业之一, 现今拥有远洋鱿钓渔船近600 多艘。集鱼灯是鱿钓渔业中重要的生产辅助设备, 我国鱿钓行业中集鱼灯的使用仍以金属卤化物集鱼灯为主, 其中 1 kW 型、 2 kW 型金卤灯占了很大比例。现今我国鱿钓面临行业竞争加剧、能源消耗比重过大等问题, 而新型节能型的 LED灯普及并不广 , 对 LED灯的使用缺乏科学认知。为此, 本文选择了平板式300 W型白光 LED灯与现在使用较广的1 kW型、 2 kW型金卤灯进行比较 , 对光学特性进行综合性比较。主要通过分析比较各种灯在水中的照度分布来探讨LED灯的适渔性 ,
2、同时通过实验数据的理论计算获得LED灯的适宜安装角度。期望通过全面的分析比较,让人们能够了解两类集鱼灯的差异与优劣, 并通过选择合适的安装角度提高灯光的利用率 , 以期促进 LED灯在我国鱿钓行业的普及应用, 为今后更为深入的研究提供参考。主要研究结果如下 :(1) 集鱼灯光学性能研究。 300 W型 LED灯灯光具有高度的指向性 , 灯光空间照度呈辐射性衰减, 在灯周围 1 m处光强为 1000 lx, 在 13 m范围内变化率较大 , 从 1150 lx降低到 350 lx,3 m之后趋于稳定 , 平均光照数值650 lx,在灯具四周能够形成较强的照度分布, 且光照均匀 , 在 LED灯正
3、法线方向具有最强的光照 , 光照强度随着距离增加体现为对距离指数衰减的现象, 其光线在空气中具有较强的穿透性。LED灯的光谱分布相对比较集中, 主要集中在 450 nm、 570 nm 两个波段 , 处于蓝绿光波段范围内且不含红外线与紫外线。LED灯相对于金卤灯 , 灯光利用率更高 , 灯光实用率更高 , 更加绿色环保 , 适合应用于鱿钓作业。(2) 集鱼灯适渔性分析。本文对两类集鱼灯在水中的照度进行测量 , 绘制了灯光在水中的衰减趋势图 , 通过衰减趋势 , 模拟获得集鱼灯在水中的等照度分布曲线图 , 分析其适渔性。通过研究发现 ,LED 灯灯光在水中呈指数型衰减 , 衰减速度小于金卤灯 ,
4、 在水中具有更强的穿透性。 LED灯在水中的照度峰值出现在 05 m适钓范围内 , 达 741 lx, 其值大于 1 kW型金卤灯但小于 2 kW型金卤灯 , 这与 LED灯本身功率限制有关。根据水中等照度分布图 , 其在水平距离 110 m范围衰减迅速 , 水平距离 10 m处水面下的光照强度约为100 lx,25 m处约为 10 lx,30 m处约为 6 lx,0.1 lx有效照度值水平距离最远可达53.5 m, 最深可至 44.1 m 。LED灯相对于金卤灯 ,在水中穿透性更强 , 发光效率更高 , 在适钓范围内能产生较强的照度分布, 有效照度能达到较远距离与较深水深, 具有出色的适渔性
5、 , 适用于鱿钓作业。(3)LED 灯安装角度研究。 根据 LED灯的发光特性 , 在 C=0切面具有最强照度分布 , 拟合得出该切面分布公式为Y=5301sin(0.01939x+1.582);通过建立 C-坐标系 , 根据拟合公式计算获得 (C, ) 处光强值 I(C, ), 根据实际作业中灯光作用范围 , 利用叠加法计算获得各个距离的照度值, 通过离散度公式计算获得LED单灯离散度随安装角度的增加而增加, 同时考虑到 LED灯灯源平均光束角以及离散度和灯光照度等参数, 及实际作业过程中船舷挡角以及风浪等的影响, 当安装角度为 110时 , 照度的离散度最小 , 具有最强照度值。LED灯的安装角度可取130150之间。