Сравнительный анализ проблесковых аппаратов серии "Луч-2002-БУЙ"

Предприятие ЧП "Светотехника"осуществляет проектирование, производство аппаратуры, модернизацию и поддержание бесперебойной работы действующих средст навигационного оборудования. Основное направление работы предприятия создание зрительных СНО, оснащение ими обслуживаемых и необслуживаемых маяков, светящихся навигационных знаков, навигационных огней. Специалистами предприятия был произведен сравнительный анализ некоторых средств навигационного оборудования для знаков и огней.

1. Критерии оценки конструктивных и эксплуатационных показателей

   Для сравнительного анализа был изучен ряд проблесковых аппаратов и светооптических систем АП1(АП2), БЭПА-4(БЭПА-3), ПЭ-6/12, "Луч-2002". Сравнивались основные технические характеристики как отдельных узлов, так и аппаратов в целом. Исследования производились специалистами ЧП "Светотехника".
   Анализ производился по следующим оценочным категориям:

   1. Конструкция изделия.
   2. Схемотехника изделия.
   3. Используемые источники света.
   4. Надежность изделия.

2. Конструкция изделия

   Сравнительный анализ конструктивных решений проблесковых аппаратов приведен в таблице:

   Конструкция изделия
   Наименование аппарата	Сложность механических узлов изделия	Надежность механических узлов изделия	Герметичность изделия в целом
   АП-1 (А-П2)	высокая	низкая	низкая
   БЭПА-4 (БЭПА-3)	высокая	низкая	низкая
   ПЭ2-6/12	средняя	средняя	низкая
   ЛУЧ-2002	низкая	высокая	высокая

   Оценка сложности и надежности механических узлов производилась по наличию в аппаратах механически подвижных конструкций - лампоменятеля и юстировочных деталей источника света. Использование этих деталей в конструкциях проблескаторов вызвано прежде всего ненадежностью источника света - лампы накаливания и необходимостью свободного доступа для ее замены. Таким образом конструкция изделия предусматривает возможность частого очередного и внеочередного обслуживания аппарата и не позволяет надежно загерметизировать изделие вцелом. Перечисленные конструктивные недостатки учтены при разработке проблескового аппарата "Луч - 2002".

   Использование в качестве источника света светоизлучающих диодов не требующих дополнительного обслуживания позволило создать конструкцию в виде единого герметичного блока, имеющего в своем составе: корпус, оптически прозрачный колпак, светодиодный источник света, электронный блок с фотодатчиком. Юстировка источника света и герметизация всего изделия производится один раз в заводских условиях на весь гарантийный период эксплуатации.

3. Схемотехника изделия

   Сравнительный анализ схемотехнических решений рассмативаемых проблесковых аппаратов:

   Схемотехника изделия
   Наименование аппарата	Количество коммутационных элементов	Удобство ввода проблесковой характеристики	Наличие бросков тока на нагрузке	Опасность переполюсовки питания
   АП-1 (А-П2)	большое	неудобно	есть	есть
   БЭПА-4 (БЭПА-3)	большое	неудобно	есть	есть
   ПЭ2-6/12	большое	неудобно	есть	есть
   ЛУЧ-2002	малое	удобно	нет	нет

   При оценке схемотехнических решений и устройства проблесковых аппаратов учитывалось количество механических коммутационных элементов, задействованных для установки необходимой проблесковой характеристики и удобство перенастройки новой. Также рассматривались вопросы возможной переполюсовки источника питания при подключении проблескового аппарата, наличие бросков тока на нагрузке при работе аппарата и средний потребляемый расход электроэнергии при различных режимах работы.
   Оценочные критерии принимались следующие:

   • количество коммутационных элементов считается большим - 15 и более, малым - менее 5;
   • неудобным ввод проблесковой характеристики считается при необходимости коммутировать проблесковую характеристику с помощью множества винтов, на нескольких платах, отсутствие визуального контроля органов осуществляющих установку характеристики;
   • опасность переполюсовки существует, если последняя приводит к необходимости замены предохранителей и вскрытию аппарата;
   • наличие бросков тока при включении источника света и среднее потребление в дневное время более 0,003 А, а в ночное более 0,5 А (при дальности видимости 3…4 мили) являются экономически невыгодными.

   На всех аппаратах, кроме "Луч-2002" возникают дополнительные сложности при смене проблесковой характеристики. Они вызваны необходимостью коммутировать порядка тридцати механических элементов и плохой визуальной наглядностью производимых действий.

   Особенно трудно производить смену проблесковой характеристики в морских условиях. После введения новой проблесковой характеристики требуется дополнительная операция - юстировка светооптической системы. Большое количество коммутационных элементов отрицательным образом сказывается на общей надежности проблескового аппарата. В схемотехническом решении светосигнального устройства "Луч - 2002" перечисленные недостатки в большей степени учтены.

   Случайная переполюсовка при подключении источника питания к проблескатору "Луч -2000" не требует замены предохранителя и вскрытия аппарата. При несоблюдении полярности световой сигнал отсутствует, проблескатор не работает, батарея и аппарат повреждений не получают при любом количестве и продолжительности ошибочных включений.

   Электронная схема проблескового аппарата "Луч" позволяет осуществлять ограничение импульсного тока через источник света и производить плавное включение нагрузки. На всех остальных проблескаторах включение нагрузки - лампы накаливания, сопровождается неуправляемым скачком тока, в несколько раз превышающим номинальный ток нагрузки. При использовании галогеновой лампы МГ 10/15 такие броски достигают 20 А.

4. Используемые источники света

   Сравнительный анализ качества, надежности и эксплуатационных показателей источников света различных проблесковых аппаратов:

   Используемые источники света
   Наименование аппарата	Вид источника света	Наличие механических контактов	Надежность источника света	Необходимость юстировки после смены источника	Герметичность источника света
   АП-1 (А-П2)	лампы	есть	низкая	есть	отсутствует
   БЭПА-4 (БЭПА-3)	лампы	есть	низкая	есть	отсутствует
   ПЭ2-6/12	лампы	есть	низкая	есть	отсутствует
   ЛУЧ-2002	светодиоды	нет	высокая	нет	полная

   Анализ данной оценочной категории показывает приемущество проблескового аппарата "Луч-2002", имеющего источник света на светоизлучающих диодах над проблесковыми аппаратами с ламповыми источниками света. Основным приемуществом светодиодов перед лампами является их долговечность. Без потери светотехнических параметров светодиоды могут работать сотни тысяч часов, в отличии от лучших ламп накаливания, имеющих среднюю проложительность работы на отказ 2000 - 4000 часов. Изготовление источников на светодиодах позволяет получить полностью герметичную конструкцию, при этом светодиодный модуль юстируется только один раз в заводских условиях, что позволяет увеличить гарантийный срок работы изделия без профилактического обслуживания до пяти лет. По светотехническим характеристикам светодиодные источники света не уступают, а могут и превосходить ламповые, поскольку последние нуждаются в светофильтрах, применение которых приводит к потере светового потока.
   Испытания показали, что по дальности видимости светодиодныые модули не уступают ламповым, а по потреблению электроэнергии являются более экономичными. Углы излучения в горизонтальной и вертикальной плоскостях лампового источника и светодиодного модуля одинаковые. Отсутствие бросков тока при включении светодиодного модуля позволяет максимально использовать емкость батареи, особенно в последней четверти ее разрядной характеристики, когда внутреннее сопротивление батареи растёт. Использование на этом участке разрядной характеристики лампового проблескатора приводит к преждевременному разряду батареи ниже конечного напряжения.

   Следует отметить, что ламповые источники имеют механический контакт между цоколем и ламподержателем, надежность которого в условиях повышенной влажности и ударных нагрузок достаточно низкая, часто приводящая к отказу проблескового аппарата.

5. Надежность изделий

   Надежность светосигнального устройства вцелом определяется надежностью отдельных его узлов. Анализ предыдущих оценочных категорий показывает, что в светосигнальном устройстве "Луч" реализованы наиболее современные, эксплуатационно удобные и конструктивно надежные решения.

   В наибольшей степени современным требованиям к проблесковым аппаратам из числа рассмотренных отвечает проблесковый аппарат "ЛУЧ-2002". Аппарат выполнен на современной элементной базе - светодиодный модуль, микроконтроллер, DC-DC преобразователь. Аппарат практически не имеет механических коммутационнных элементов, отсутствуют механические подвижные узлы. Применение микроконтроллера позволяет воспроизводить с помощью проблескового аппарата "ЛУЧ-2002" практически любые проблесковые характеристики и оперативно производить их смену. Высокие светотехнические параметры, герметичность, высокая надежность, простота и удобство эксплуатации - все говорит в пользу использования проблескового аппарата "ЛУЧ-2002". То есть, технические характеристики проблескового аппарата "ЛУЧ-2002" в достаточной степени отвечают современным требованиям как в части схемотехнических решений, так и в части надежности и удобства эксплуатации.

6. Краткое техническое описание светосигнальных устройств "Луч - 2002".

   Устройство предназначено для оборудования буев и береговых навигационных знаков. Электронная схема проблескатора выполнена на современных электронных компанентах с использованием микропроцессорной техники. В качестве источника опорной частоты применен кварцевый резонатор, обеспечивающий высокую стабильность проблесковых характеристик.

   Технические характеристики проблескового аппарата:

   • диапазон рабочих напряжений - 5 - 15 В;
   • максимальный потребляемый ток в темное время суток, при проблесковой характеристике 0,5 сек.(свечение)\ 0,5 сек..(пауза) - 0,26 А;
   • максимальное потребление в светлое время суток - не более 0,003 А;
   • память проблескового аппарата расчитана на 128 проблесковых характеристик, по требованию заказчика может быть расширена;
   • постоянство силы света светодиодного модуля во всем диапазоне рабочих напряжений источника питания;
   • возможность оперативной регулировки силы света светодиодного модуля.

   Управление характеристикой проблескового аппарата "Луч-2002" осуществляется с помощью DIP переключателя, он позволяет визуально контролировать и выставлять все режимы работы:

   • проблесковая характеристика;
   • режим энергосбережения.

   В качестве источника света установлен светодиодный модуль с низким потреблением электроэнергии, заменяющий ламповые источники света.

   Светодиоды обладают чрезвычайно продолжительным средним временем наработки на отказ, составляющим десятки и сотни тысяч часов. Высокоэффективное электронное управление диодным модулем обеспечивает, фактически, постоянную силу света во всем рабочем диапазоне напряжений источника питания. Светодиодные источники света позволяют получить хорошую повторяемость светотехнических параметров, и видимы на морских буях на больших расстояниях. Постоянное совершенствование технологии производства светоизлучающих диодов позволяет прогнозировать появление более мощных источников света с лучшими характеристиками.

   Проблесковые аппараты со светодиодными модулями значительно надежнее ламповых. Проблесковые аппараты со светодиодными модулями значительно проще и удобнее в эксплуатации.

   Из вышеизложенного и на основании опыта использования светотехнических аппаратов "Луч 2002" можно сделать вывод о экономической целесообразности их применения. Ощутимый экономический эффект складывается из двух основных составляющих:

   • экономии на использовани источников питания(батареи);
   • экономии на эксплуатационных затратах.

   Даже одноразовая замена старых комплектов электрооборудования буев на новые светосигнальные устройства является экономически выгодной и не требует дополнительных капиталовложений. Один комплект более дешевых батарей (для аппаратов "Луч-2002") может окупить стоимость приобретения аппарата "Луч-2002". Стоимость проблескового аппарата "Луч-2002" с новой батареей (более дешевой для потребляющего меньший ток аппарата "Луч-2002") сопоставима со стоимостью только одной (более мощной) батареи для аппаратов старого образца.

Информация предоставлена единственным предприятием на Украине занимающееся изготовлением современного навигационного оборудования для визуальных маяков. «Светотехника»
KAA_ST@inbox.ru