引言
吴淞口灯塔地处黄浦江与长江的交汇处，是船舶进出上海港、黄浦江的必经之地。吴淞口灯塔原灯器年代已久并历经多次维修，为确保其助航效能正常，对其灯器开展改造升级是必要的。
1 吴淞口灯塔原主灯（TRB-400）现状
吴淞口灯塔原主灯为TRB-400灯器，全称TRB-400 MaxLumin，生产商为美国泰蓝公司（Tideland），使用的型号为LC-70三位灯HID金属卤素换泡机，灯器高0.84M，直径0.51M，主灯射程为13海里，能源供给为太阳能，其灯器的正常工作温度范围为-40度至+55度之间。此灯在吴淞口灯塔上已经有十多年的服务年限，经实地勘查，发现灯器外罩已经产生龟裂现象，呈现雾状感，在日常巡检维护中，发现它的使用效能已经降低。
2 新主灯选择依据
吴淞口灯塔原主灯通过旋转遮光的方式进行发光，虽有稳定性好、可使用年限较长等优势，但在灯质、耐热程度、电光转化率等方面都不及570型层叠式LED大射灯，570型层叠式LED大射灯有以下优势：
2.1灯光优势强
2.1.1射程远：吴淞口灯塔灯器的射程要求为7海里，570型层叠式LED大射灯射程为22海里，使用240个高功率LED，故灯光强度也远远高于原来灯器效果，且射程可人工调节，充分满足需求。
2.1.2视觉效果好：吴淞口灯塔原TRB-400灯器为旋转灯器，通过灯器旋转遮挡光源的方式来实现灯质的传递，现灯器是无旋转灯器，通过灯光的明暗效果来标示灯质。这两者差别在于后者灯质表示更明确、更直接，不会受到旋转带来的影响，使灯质的视觉效果更好。
2.2 LED灯寿命长，耐热程度高
2.2.1 570型层叠式LED大射灯无故障运作时间为50000小时以上，初期光强以100%为例，DUTY50%（等明暗）闪光周期时，约50000小时/（23年后）下降为初期光强的70%。如：初期22海里，使用等明暗灯质，约23年后下降为18.8海里，此光强也足够满足吴淞口灯塔光强要求。
2.2.2 工作温度为-40度至+60度，灯器自然放热，使用空气自然冷却系统排放热量，故耐热程度高，不需考虑因温度过高导致灯器损坏的情况发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而原TRB-400灯中使用的HID灯在高温高压下工作，特别是酷暑时节，可能因为自身或外部原因意外爆裂，且透镜内温度极高，从而产生危险。
2.3 电光转化率高，可靠性高、维护成本低
2.3.1原TRB-400灯器将大部分电能转化为热能，只有小部分转化为光能；现灯器使用的是LED冷光源，电光转化率远远高于原灯器。
2.3.2一个570型层叠式LED大射灯表面一共有四层LED灯层，共有16个并联的LED模块，若一个模块出现故障，其他模块可确保在不受故障模块的影响下，继续发挥效能，直接提升了灯器的可靠性，同时备灯的使用率也将大大降低。
2.3.3综上提到，570型层叠式LED大射灯各个模块灯之间处于并联状态，故在发现故障时，可通过现场测试的方式排查故障原因，在现场解决故障。同时新灯器机械部件少于原灯器，减少返工检查修理的情况。
上海航标处根据需求开展吴淞口灯塔灯器升级改造工作，通过实地考察和各项因素分析，确定层叠式大射灯作为升级后替换灯器。进一步满足吴淞口灯塔助航需求。
3 安装过程、效能评估
5月初，上海航标处启动吴淞口灯塔大型灯器更换工作。安装工作分为以下几步：
3.1安装前期
安装前期在航标养护中心场地上进行灯质、功率调试，并为层叠式LED大射灯定制超大功率北斗遥测遥控终端，以备后期使用。
3.2安装中期
570型层叠式LED大射灯直径约为650mm，高度约为1100mm，重量约为150kg（电缆除外），重量较重；但570型层叠式LED大射灯可通过拆分为3部分运送和安装，减轻了安装过程中的负担。我处也于5月初完成对灯器的安装。
3.3安装后期（效能评估）
安装后期，相关技术部门对层叠式LED大射灯开展灯光拉距测试。经测试，新灯器的射程、灯质、光强均达到航标效能技术测定要求，其中光强已大大超过了吴淞口灯塔灯光射程的标准要求，准备降低功率满足需求。同时为满足船舶进出吴淞口的助导航需求，还对邮轮码头绚丽背景光条件下灯器的识别度和穿透力进行了检验，测试效果良好。
4 后期推广应用
综上所述，570型层叠式LED大射灯因其光源质量高、灯器稳定性好、维护成本低等方面具有较高优势，可考虑在一些大型灯塔建筑上使用，进而减少运维成本、增加助导航效能。
论文作者:吴怡婷 冯小军
论文发表刊物:《科学与技术》2019年19期
论文发表时间:2020/4/29
标签：吴淞论文; 灯塔论文; 射灯论文; 效能论文; 射程论文; 航标论文; 光源论文; 《科学与技术》2019年19期论文;