新型LED在港口流動機械上的應用

劉遠平

摘 要：在港口流動機械的燈光照明中經常會遇到信號指示燈燈泡頻繁燒壞的問題，從而造成安全隱患，為了解決這個問題需要對原來的信號指示照明系統進行分析摸索問題，以此來找到最適合用于港口流動機械設備的燈光方案。該文將介紹新型LED的原理和在港口中應用的現狀，并分析比較各種安裝方法，總結新型LED在港口流動機械中運用的重要價值。

關鍵詞：LED 流動機械 應用

中圖分類號：TG142 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0121-01

傳統的港口流動機械信號指示燈的照明主要由白熾燈泡組成，雖然價格便宜，但是港口機械使用環境十分嚴酷，同時鎢絲燈泡的高溫鎢絲因為劇烈振動而極易被燒毀，隨時造成港口流動機械信號指示的失效，帶來極大的行車安全隱患和高昂的燈泡總費用。利用半導體中電子和空穴的復合直接把電能轉換成光的LED（發光二極管）則可較好的解決這一難題。

1 新型LED概述

LED是由一種固態的半導體材料制成，里面含有的半導體晶片可以使電能變為光能，這種晶片包含正負兩極，其中正極連接在電源上。半導體晶片包含由空穴占主導地位的P型半導體和電子占主導地位的N型半導體。將這不同類型的半導體串聯在一起就可以形成一個“P-N結”。這個結里面的電子根據電流的作用而激發出光子，光子向外散射就形成光線，這種內部電子激發光的方式就是LED發光的基本原理。因此，較之原有的發光材料，LED具有使用壽命長和耗能低的特點。

2 新型LED在港口機械上的應用現狀

2.1 傳統的港口機械的照明燈具

長期以來，港口流動機械信號指示燈都是使用傳統的鎢絲燈泡。這種燈泡具有更換方便，單個鎢絲燈泡成本較低的優點。港口流動機械振動大，燈泡的緊固彈簧又極易銹蝕而失效，進一步加劇了燈泡的振動。鎢絲燈泡的高溫鎢絲因為劇烈振動而極易被燒毀，隨時造成港口流動機械信號指示的失效，帶來極大的行車安全隱患和高昂的燈泡總費用[1]。

2.2 新型的港口機械的照明燈具

新型港口機械的照明已采用LED取代鎢絲燈泡。LED獨特性能使其能夠滿足港口的嚴峻的環境要求。這種新式燈具發出的光的波長決定于制造LED的所需的材料，由不同體積和不同材料制造的LED可發出各種波長的光。因此，能夠運用不同技術特性的LED來滿足不同流動機械照明的需要，大大擴大了應用范圍的同時還充分保障了港口各種機械的信號指示要求。LED照明技術的應用不但有效充分的保證了港口各個環節的照明指示要求，也使得港口管理工作得到進一步的簡化，同時保證了安全[2]。

2.3 新型LED的優勢

新型LED與鎢絲燈泡在港口流動機械上的應用相比具有相當多的優勢。LED燈先進的制造技術保證了其使用壽命很長，而且其比較小的體積使其能方便的使用在各種環境，另外它光色可以隨時變換，亮度可以自動控制，更顯著的是其節能環保。新型LED采用高亮度的發光源，這是運用新一代的冷光照明原理制成的電源，它不僅高效節能，還易于維修控制，是一種功耗低的綠色環保照明指示工具。由于具備了原有燈具所不能的優勢，新型LED燈在港口流動機械照明指示中得到越來越寬廣的應用。

3 新型LED的缺陷及兩種安裝優化方案

3.1 新型LED的缺陷

在實際使用環境中，LED正常工作電壓因溫度變化而不能持續穩定，這會給LED的正常運行帶來影響。而且，長時間持續的高溫使用環境還會使LED提早老化，造成照明亮度減低并可能直接被報廢。正常的工作電壓波動應該在額定電壓的10%以內，一旦超出這個界限，LED照明就無法繼續保持，所以必須采取相應的方式來讓LED工作在正常電壓區間內。

3.2 采用線性電阻來優化新型LED

根據LED在港口環境實際應用中的缺陷，由電阻的使用常識，要根據電路的要求選用電阻。在所熟知的一般電路中，電阻誤差要控制在10%以內。電阻的額定功率要選用實際承受功率的兩倍以上的，才能保證電阻耐用可靠。但電阻功率大就決定了它的體積也必須大，過大的電阻難裝到行車燈總成內，過小又將導致發熱無法散失而造成龜裂開路[3]。

3.3 采用模塊電源來優化新型LED

HDW30-12（24）S3V3模塊電源擁有短路保護、自恢復等安全保護功能。擁有穩壓供電的恒流源所帶來的優勢就是體現在簡潔的電路集成、方便的組合方式和可靠的使用時間等方面上。能夠滿足各種類型的燈具對照明環境的要求，尤其在具有嚴格環境的港口機械上面，這種新型的電源完全可以大展手腳。由于溫度的變化會影響LED的節電壓從而影響其發光效率和發光顏色。如果LED的溫升超出限制區間，就會極大地影響節電壓和節電流，從而給LED的正常照明帶來隱患。另外，長時間的高溫會加快材料的老化，影響照明的亮度和色度，加速LED燈老化，甚至實效。

由于上述照明器材存在的問題，為了更好的讓照明燈具穩定運行，需對燈具進行優化設計。例如下面的方式就可以有效彌補缺陷：（1）采用各種散熱手段，對LED進行降溫處理。（2）給LED燈具配備上恒流電源來穩定電流，消去因溫度上升而給電壓和電流帶來的不穩定性。（現時我司自卸車的LED燈光改造采用以上兩種方法并用）。通過實際應用可以發現，上面提出的這兩種手段可以有效地應用到功率比較大的LED燈具上面。穩壓電源補償法這種手段，可以有效解決LED的電壓和電流恒定問題，而且還十分有用和節約成本。

4 結語

總而言之，由于LED獨特的性能能夠更好的滿足各種需求，其必然會得到大面積的推廣應用，在這一背景下，新型LED也必然會在港口流動機械上有更多的作為。鑒于其在我港口現有實際應用中的獨特優秀表現，新型LED必然會隨著港口業務需要而得到更多的創新發展與應用。

參考文獻

[1] 陳斯祿.LED在港口流動機械信號指示燈上的應用[J].港口科技動態，2010（5）.

[2] 夏晨.LED照明的現狀與未來的研究[J].中國電氣，2010（8）.

[3] 盧明.LED在照明應用的機遇和挑戰研究[J].中國照明電器，2011（11）.endprint