led现在是水下照明的首选
由约翰·咀嚼
在上图中，泰坦尼克号船首部分的甲板看起来就像是被照亮了一样，就像照亮了他们家里的一个房间一样。按一下开关，灯就亮了。就这么简单，对吧?好吧，最后，这真的只是一个给灯供电的问题，但在它们接近泰坦尼克号之前，LED灯还有很长的发展道路。
SeaLite®球体代表了目前水下LED照明技术，其尺寸为6000米，与Deep Multi-SeaLite卤素灯相同，以“即插即用”的方式替代
发光二极管(LED)的历史始于1907年。20世纪60年代，led花了几十年的时间才被用于照明。经过几十年的不断改进，它们才开始在更广泛的照明应用中流行起来。2000年代，led开始被用于水下照明，现在已经成为行业标准。考虑到今天标准的LED灯每美元可以提供3.4流明的光，而卤素灯每美元可以提供2.3流明的光，这并不奇怪，这两种灯的壳层额定深度为6000米——LED灯比之前的标准水下照明技术优势近50%。
与其他形式的照明技术相比，led具有坚固耐用、寿命长、效率高的特点，这些都是水下使用的关键因素。但要在水下成功，灯光还必须易于操作，性能可靠。这就需要驱动电子设备，有时称为镇流器，来调节输入功率并实现调光。为了最大限度地提高光输出，压力壳体内通常会挤压尽可能多的led。今天的水下LED灯应该能够提供5000到6000流明的光，输入功率为160瓦或更少。这比之前的卤素照明技术的效率大约提高了四倍，为推进器、操纵器和仪器仪表等其他用途留下了更多的电力，这对靠电池运行的auv来说尤为重要。
适当设计的水下LED灯可以“即插即用”取代卤素灯。它们可以使用相同的广泛选择的连接器，相同的输入功率(120VAC或低电压直流)，和相同的调光控制(可变电压或相位控制调光)，作为卤素灯的替换。这使得水下操作人员可以轻松地大幅升级他们使用的照明设备，而无需在过程中遇到复杂或昂贵的变化。
多年来，水下卤素灯的输出光量都是简单地按照灯泡厂家的规格来估算的。LED灯的输出最初以类似的方式估计，即将LED制造商对每个LED的输出规格乘以每个灯使用的LED的数量。这种计算忽略了几个因素，包括反射器设计、窗口透光率和驱动器效率。最近对一些流行的LED灯进行的测试表明，这些LED灯的输出规格被夸大了40%甚至更多。LED灯现在有一个测量报告，使用一个校准的积分球，准确地确定真实的总流明输出。这些报告确保用户的输出光满足或超过制造商规定的流明规格，然后再将其送往海上并安装在车辆上。这些报告还包括主波长和峰值波长，CIE色度和显色指数，所有这些都可以是有用的信息，而不仅仅是知道有多少光输出，一个人实际上从光中获得。
光色温度是led提供一些优势的另一个领域。卤素灯通常在3000°K左右的色温下工作;HID和HMI灯通常在4000°K到7000°K的范围内工作。最高效的led通常在9000°K左右工作，这甚至可以更好地用于大多数水下观察，特别是用于rov的驾驶灯。然而，如果用户需要，一些更先进的水下LED灯也可以提供不同色温的LED组合，为喜欢更温暖的灯的用户实现约6000°K的整体色温。这有时会被那些想要使用更温暖的灯光进行水下摄影的客户要求。
成功的LED照明技术的一个有用附件是一份报告，它记录了真正的流明输出以及主波长和峰值波长，CIE色度和显色指数
在每磅重量的输出光量方面，5000到6000流明的水下LED灯也优于白炽灯，这是为水下活动选择最佳照明时需要评估的另一个重要特征。6000流明的LED灯每克亮度约为22.5流明，而之前的卤素灯每克亮度约为13.2流明，这两种灯都适用于6000米深的环境。人们可以在与以前的卤素灯重量相同的情况下使用更多的LED灯，或者在车辆重量较轻的情况下使用相同的灯。这可以转化为电力或推力节省，或者两者兼有，对于工作车辆来说可能不是很多，但对于执行任务的小型车辆来说，部署时间更长，尤其是使用自给电池供电的水下机器人。
LED照明的一个独特的方面是需要用户注意的是LED的棕色。勃朗宁是一种现象，在这种现象中，一层涂层在LED包膜内部形成，导致光输出下降，以至于棕色LED光实际上比卤素光效率低。过热和照明装置内的化学污染可能导致勃朗宁。如果在设计中不小心，一些灯在使用不到8小时后可能会失去50%或更多的输出。LED灯应该在产品发布前进行严格和不懈的测试，然后在生产期间和生产后测量光输出，以捕捉褐变现象。虽然彻底的设计测试通常可以消除由于过热导致的褐变，但更难以检测可能导致褐变的潜在污染，这对光输出有同样毁灭性的影响。污染物可能来自不同的生产工艺，褐变过程可能相对缓慢，需要很长时间才能被肉眼看到。一旦安装在相机旁边，褐色的影响将被掩盖，直到相机的自动补偿电路不能再补偿光线的减少，这时，用户最终会明显地发现，灯的功能不像预期的那样，需要更换。如果在组装过程中和组装后在一个积分球中测量输出，就可以避免这种不受欢迎的意外，以确保光输出不会因为led的褐变而不知不觉地减少，即使在早期阶段人眼无法检测到。
大多数水下LED灯都有一个感应机制，当内部温度高到足以危及电子元件的安全运行时。有些灯只是把灯关掉，直到温度降到可接受的范围内。更先进的水下LED灯采用了一种优雅的折回排列，可以减少光输出，但不会关闭。随着光输出的减少，光的内部温度也会下降，当温度再次达到安全水平时，光会自动恢复全部功率。这使得ROV能够避免停电的情况，也使得在甲板测试期间，灯可以在空气中长时间安全运行。
虽然大多数LED灯的设计是为了取代250瓦的卤素灯，这是在海上石油应用中使用的大多数rov的标准灯，LED灯也已经取代了用于研究和拍摄任务的rov上使用的功率更高的HID灯。这些LED灯可以产生超过18000流明，比400瓦HMI灯多50%的光。这种灯也可以作为安装在大多数海上石油工作级rov的“前灯”。
两组类似的LED灯在一个海湾中进行测试。操作1个月后，左边的装置出现明显的“褐变”现象，光输出明显下降，颜色也由白色变为蓝色。
LED灯最先进的配置是将微型遥控LED灯头放置在ROV周围所需的位置，而每个遥控灯头的单个驱动器都放在一个或多个中央壳体中。这利用了LED灯头的小尺寸优势，无需配套驱动电子设备。这种系统设计可以通过将较大较重的镇流器放置在靠近重心的位置，以及将较小较轻的远程灯头放置在需要灯的地方来优化手头的照明任务，从而帮助平衡车辆的重量分布。这种配置还可以节省电缆的总重量。
作为水下LED灯承受高振动和正常空气使用能力的证明，值得注意的是，深海电力与照明公司还设计和制造了用于休闲船只水下透壳灯的LED灯。
一个先进的远程头系统配置，包括三个远程LED灯头和一个单独的镇流器外壳，包含所有远程头的驱动器。这种情况下的房屋材料是铍铜，用于长期浸泡的特殊应用
这个应用的目标主要是美学之一，一些渔船利用灯光的能力来吸引鱼。这些灯通常安装在横梁上，在那里它们经历了高振动的环境。当船休息时，他们在水下，当船运行时，灯通常是开着的，这意味着他们是在水面上运行的。当然，这些灯通常会连续几个月在水里，即使没有通电。LED灯的基本耐用性证明了它们在这些应用中的价值，自动热控制电路也是如此。
由于其优异的抗振动性能和较长的使用寿命，水下LED灯也被用于休闲船的船体应用。这36-ft。Cabo sportfishing boat有3个白色、3个蓝色和3个绿色的12-LED on - hull SeaLites®安装在水线以下的气门上，以及每一侧安装一个白色的18-LED穿过船体SeaLite。
作为世界领先的水下灯和相机供应商，DeepSea一直致力于优化其水下LED照明设计。LED技术一直在快速发展，在过去的6年里，DeepSea通过设计和制造六“代”水下LED灯的设计与之保持同步，最终形成了今天的SeaLite球体水下LED灯，它通常可以提供6000流光，具有优雅的热回滚，并拥有专利的机械结构，在高压外壳中提供最大的LED密度。以及测试和测量文件，以确保后续在现场安装时，灯的性能符合预期。毫无疑问，未来还会有进一步的改进，但今天的LED照明已经成为所有水下照明的首选技术。
正如我们在2011年5月的《海洋新闻与技术》杂志上看到的