LED献礼建军节:军用照明为国防保驾护航

2016-08-05

  【导读】 FLIR Systems(纳斯达克:FLIR)6月29日宣布,以约4100万美元现金收购高精度体育运动、狩猎以及军事光学产品领域领先开发商了Armasight公司。Armasight公司开发并销售各种步枪瞄准镜、观靶镜、双目望远镜、护目镜和照明工具,为户外活动提高安全性和乐趣,并为军事用户提供全天候超远距离目标探测和识别。值此建军节之际,小编也想和大家一起探讨一下LED在军事照明中的应用及前景,以飨读者。  【LED在军事照明中的应用】  1、在舰船上的应用

  美军早在1997年就考虑将LED安装到船上用于照明,然而限于当时的技术,LED的功效还不足以应用于一般照明。直到2002年,美国国防部高级研究计划局发起了一项高效照明计划,将LED作为光源之一进行了研究并在美国海军驱逐舰上进行了试用,验证了LED照明的可靠性和有效性。从2010年开始在“阿利·伯克”级“韦恩·梅尔”号导弹驱逐舰U.S.S.WAYNE E.MEYER(DDG t08)上试用LED照明,以验证是否能带来良好的经济效益。“乔治-布什”号航空母舰上的电气部门用LED替代了航空母舰上的白炽灯用于照明,节约了90%照明相关的费用。

  中国在军用照明方面正在奋起直追,上海航空电器有限公司在2016年2月3日公开了名为“一种具备应急照明功能的船舶内部LED照明灯具”的发明专利,申请号为201510871995.3,其优点在于:材料具备良好的环境适应性,经久耐用,可以在舰船内部含有盐雾、潮湿的严苛环境下长期工作,具有高可靠性和长寿命的优点。利用LED光源光效高的优势,将持续提供应急撤离照明的时间延长到了30分钟。

  要想了解更多这方面的技术信息,推荐阅读以下专利:

专利名称

申请人

专利号

公开日


舰船防爆灯具

深圳市海洋王照明工程有限公司

CN201310557098.6

20150520


高灵敏度多次反射光学吸收装置

江苏远望仪器有限公司

CN201210485907.2

20140604


舰船用LED角灯

深圳市海洋王照明技术有限公司

CN201110421105.0

20130619







  2、在飞机上的应用

  美国空军KC-135 R/T型运输机常用来执行航空医学转运任务,而机舱内原有照明不能满足要求,因此空军安装了便携式白光LED照明设备,为该型运输机执行航空医学转运时提供完成医学评估和医疗处置所要求的照明。LED还用于美军陆航直升机应用的夜视镜平面直角显示器屏幕照明,替换原先使用的白炽灯在美军F-15战斗机作为航行灯光源,座舱集成照明等。  3、在军事机场的应用  超高亮度的白光LED照明应用于“看门狗”(WatchDog)监视系统,配合夜视和红外监视技术,可对停放在美国空军机场上的飞机等设备进行不间断的监控,用于亮眼(BrightEye)照明系统,可为广大的机场区域提供照明。  4、在战斗现场的应用

  LED红外照明得到了应用,“幽灵视觉系统”可为军人在强烈太阳光、月光甚至无光的情况下提供良好的视觉效果。因为产生大量红外光而很少或不产生可见光,还被用来替换之前使用的火箭弹为佩戴红外夜视仪的士兵提供更好的红外照明。

  5、在军事车辆上的应用

  应用于车前灯、驾驶舱项灯、转向灯和刹车灯等。

  6、在军事医学上的应用

  应用于促进伤口的愈合和牙科的固化照射、外科手术照明;此外海军还正在开展能够调节舰员机体节律的照明系统的研究。

  7、在军事基地生活区的应用

  美国海军在美国加州凡吐拉布海军军事基地使用1084只照明装置替换军事基地街道、单身宿舍、停车场等区域的照明,由此每年节约60%的照明消耗能源、经费4.55万美元,减少228吨二氧化碳排放。

  【LED灯用于军事通信,行不?】

  通过在LED灯植入芯片,LED灯摇身一变成为无线热点,一种另类“wiFi”——它还具有wiFi所不具备的超高速率、安全通信、精准定位等特点。光通信并不是新事物。人们已经习惯于固网光纤传输光信号,实现高速上网。移动通信领域,也经历了2G、3G、4G的多次迭代。可见光通信(vLc)和二者并没有本质区别,光的本质是波,vLc采用了频率更宽的可见光波传输信号。然而,通信业越来越困扰于频谱资源的有限,每一次升级迭代都绕不开如何分配新频谱的讨论。而可见光频谱宽度至少是无线电频谱的10000倍,尚未得到开发利用。

  通过在LED灯中植入芯片,让LED灯变成一个无线热点,利用快速的光脉冲、无线传输、二进制编码而达到通信的目的,这种用LED可见光取代电磁波传输数据的新技术,就叫做LiFi。通信技术奠基人、电报发明人贝尔就曾设想将可见光作为媒介为媒介实现通信,不过,当时的技术既不能产生一个有用的光载波,也不能将光从一个地方传到另外一个地方。而LED灯具有高调制速率,人眼感觉不到光的闪烁,且借助于新的技术,LED灯已经可以将数据传输到5米以外,LiFi才有了可行性。相对于wiFi,LiFi灯目前已可以达到10Gbps的数据传输速率(是4G速率的100倍),且可见光不能穿越墙壁,家庭上网将变得更加安全,在精确定位领域,LiFi也展示出了优势。

  很多通信技术都是最初用于军队,后来军用转民用,比如早年的程控电话、手机。LiFi广泛应用于军事还要解决远程问题、内容加密问题、更加保密与安全问题等等一系列问题。

  【LED在军事隐蔽照明中的应用】

  隐蔽照明的优势在战场上至关重要。因为它允许战斗人员获取重要信息,而无需暴露自己的位置。隐蔽照明光源搭配短波红外相机,将为用户提供关键任务信息,同时保护士兵位置不被发现。短波红外相机一般使用反射光成像。在许多情况下,没有自然的照明源如洞穴,隧道,地下室等,在这些场景下,隐蔽照明光源,无法被人眼、微光夜视镜,CCD/CMOS摄像机等通用成像技术探测到。而短波红外相机可以对这些隐蔽的照明区域进行成像;相机的高信噪比是一个额外的好处。能看到这些短波红光这一基本的能力,具有重要的军事作用。

  由于人的热辐射特征,中波红外可以看见人,其它物体由于跟周围环境温度相同,热像仪无法区分。

  隐蔽照明和短波红外探测器可以保护宝贵的坦克或地面车辆,避免潜在的威胁。中国电子科技集团公司第四十四研究所申请了一项名为“适用于热电制冷型InGaAs的短波红外相机的机壳”的发明专利,申请号为201310653122.6,其摘要如下:本发明公开一种适用于热电制冷型InGaAs短波红外相机的机壳,包括腔体以及与腔体两端连接的前、后盖板;腔体包括四个侧面以及垂直连接于四个侧面的隔板,四个侧面的外周边均匀设置有散热装置,隔板将腔体分为前舱和后舱,前盖板与腔体的前端连接,后盖板与腔体的后端连接;在隔板上位于前舱的面设有用于固定焦平面探测器的固定装置以及供焦平面探测器和PCB电路板连接的连通装置;在隔板上位于后舱的面的四个边角设有分别若干错落间隔排布的PCB电路板定位台,若干PCB电路板固定于该PCB电路板定位台上,以使每一PCB电路板向隔板方面平行重叠固定于后舱内。上述机壳能够有效解决机身尺寸小型化、工作热量有效耗散、机械可靠性、环境适应性等问题。

  【LED应用于我海军舰艇的启示】

  LED在我海军舰艇有着良好的应用前景。首先,LED灯耗能低,可节省大量的照明能源,特别是对于需要长时间潜航的潜艇,可节约更多的能源供给动力系统,提高装备的自持力。其次,LED灯的使用寿命很长,不需要经常更换,因而不需要准备大量的备用灯;废弃物不含有害物质,可以及时处理,因而节约了废物储存的空间;节约的空间可用于存储食物或其他装备。第三,LED灯耐冲击和震动,不易破损;即使有所破损,也不会产生汞等污染潜艇密闭舱室空气的有害物质,影响艇员健康。虽然目前LED还存在着光通量不高、光谱能量分布稍差等不足,但随着技术的发展,这些问题将得到很好解决;价格也会随着技术的发展、生产的扩大逐步降低,LED将会在我海军舰艇上得到广泛的应用。由于灯具的更换需要大量的投入,因此用LED完全替换目前在用的荧光灯和白炽灯效费比较低。可在今后新建舰艇时即展开应用,伴随着舰艇的整个服役寿命,LED将以它低能耗、低维护率,安全环保等优点带来巨大的军事和经济效益。

  坊间一度有传言,军用LED照明技术领先民用技术大概有好几十年,我们无法证实这一说法的超前时间是否正确,但毫无疑问的是LED在军用领域应用超前于民用领域,LED照明助力我国国防事业的现代化发展。

  专利分析数据来源:中外专利数据服务平台资源来源:半导体照明网图片来源:百度图片责任编辑:jinnwriter

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