LED-технология, которая совершенствует мир

текст • Валерий Кокоша
технический консультант компании «Акватекс»

Американская компания Underwater Kinetics International (UK) с 1971 года активно и плодотворно работает в сфере производства различного осветительного оборудования. Особые заслуги компании были отмечены в 2007 году по инициативе популярного журнала Scuba Diving (США). В результате напряженных испытаний подводных фонарей, выпускаемых ведущими мировыми производителями, и согласно мнению широкой читательской аудитории продукция UK была признана лучшей в следующих номинациях:
-  «выбор испытателей» и «лучшая покупка» за подводный фонарь С8 eLED Plus, который показал под водой выдающиеся светотехнические характеристики среди фонарей данного класса;
- «выбор испытателей» за Sunlight SL4 eLED как самый маленький и яркий подводный фонарь, работающий от четырех щелочных одноразовых батареек типа «С».

Компания UK уже давно успешно разрабатывает и развивает LED-технологию в средствах подводного освещения. LED (Light Emitting Diode) - полупроводниковое устройство (светодиод), напрямую преобразующее электрическую энергию в световую. В традиционных лампах накаливания электрический ток протекает по вольфрамовой нити, нагревая и заставляя ее светиться.

Для изготовления светодиодов используют, например, полупроводниковый материал с различной концентрацией примесей, которые влияют на его электрические свойства - в кристалле полупроводника имеются две области («P» и «N») различной проводимости, разделенные зоной контакта («P-N» переход). Проще говоря, между этими областями возникает постоянная разность потенциалов в результате перемещения и взаимодействия между собой различных носителей заряда: отрицательных - электронов и положительных - дырок. Внешнее электрическое поле способно нарушить равновесие и ускорить процесс взаимодействия заряженных частиц. Когда положительный потенциал приложен к «P»-области, а отрицательный - к «N»-области, то между областями возникает большой электрический ток - огромное количество положительных (дырок) и отрицательных (электронов) зарядов встречаются между собой. При их интенсивном взаимодействии (рекомбинации) возникает световое излучение.

Свет, излучаемый LED, лежит в синей части спектра. Поэтому для получения белого цвета на светодиод наносится желтый люминофор. Люминофор сдвигает и расширяет цветовой спектр LED, причем максимальная интенсивность излучения приходится на белую видимую часть спектра. В результате светодиод дает яркий белый свет, подобный солнечному, с хорошей проникающей способностью под водой.

До сих пор светодиоды не находили широкого распространения. Сейчас они достигли эффективности лучших ламп накаливания и прочно занимают свое место на рынке светотехнической продукции. По прогнозам специалистов, уже через несколько лет LED-источники превзойдут другие средства освещения благодаря низкой энергоемкости, большому сроку службы и высокой надежности.

Несмотря на ряд достоинств, светодиоды имеют следующие недостатки:
-  объекты красного и пурпурного цветов при освещении их LED кажутся довольно тусклыми, то есть падающий на объекты свет в большей степени поглощается, чем отражается;
- в процессе работы светодиод нагревается, а яркость света снижается;
- мощность излучения одного LED ограничена несколькими ваттами, поэтому для достижения большой мощности требуется объединять LED в группы;
- стоимость светодиодного фонаря пока еще высока.

Компания UK предлагает оригинальные решения, направленные на совершенство и дальнейшее развитие LED-фонарей.
Во-первых, применение светофильтров позволяет корректировать характеристики светового потока по желанию пользователя.
Во-вторых, важно поддерживать рабочую температуру светодиода (ниже 130°С), не позволяя ему перегреваться. Более высокая температура приводит к сокращению срока службы и снижению яркости LED.

Специалисты UK создали электронную схему, которая входит в состав LED-модуля, для контроля и управления светодиодом и блоком питания. Схема контролирует и поддерживает оптимальную рабочую температуру LED за счет регулировки его энергопотребления.

Кроме того, применяется алюминиевый теплопроводный элемент, эффективно отводящий тепло от светодиода в окружающую среду. Посредством этого маленького и весьма важного элемента используется огромная теплопроводность окружающей массы воды как эффективный способ охлаждения светодиода. Поэтому LED-фонарь под водой светит ярче и дольше, чем на поверхности. За время работы фонаря теплопроводный элемент нагревается, а от случайного соприкосновения с ним возможен ожог. Во избежание этого неприятного контакта предусмотрена защитная насадка, установленная сверху на теплопроводный элемент.

Электронная схема также управляет яркостью и цветовой насыщенностью излучения светодиода, сохраняя параметры света ровными и постоянными в течение всего времени разряда источника питания. Уникальная особенность LED, в отличие от ламп накаливания, состоит в том, что он потребляет мало энергии. В результате светодиод продолжает работать с пониженной яркостью даже от разряженных батареек многие часы и дни. В условиях ограниченной видимости или полной темноты аварийный LED-фонарь гарантирует безопасное завершение погружения и выход к поверхности.

Максимальная мощность излучения одного LED пока не превышает 6-7 Вт, поэтому в LED-фонарях высокой мощности имеется несколько светодиодов. Для фокусировки светового луча и достижения его равномерной яркости/цвета в UK создана уникальная оптическая система.

В фонарях UK применяют светодиоды с наилучшими светотехническими параметрами, прошедшие тщательный отбор. За высокую цену LED-фонаря вы приобретаете надежное, удобное и безотказное средство освещения.

Светодиод, отражатель, оптическая система, электронная схема и теплопроводный элемент объединены в герметичный единый осветительный модуль. Такая модульная конструкция улучшает надежность и качество фонаря в целом, а также облегчает его модернизацию путем замены целого модуля. В отражателе размещается водородный катализатор (гранулы глинозема с содержанием платины) для нейтрализации взрывоопасной концентрации водорода, выделяющегося в случае несоблюдения правильной полярности батареек, а также типа, срока годности и «протечек» элементов питания.

Лучшей реализацией всех инновационных решений в области LED-технологий стал выпуск фонаря С8 eLED Plus. Его высокие интенсивность (170 Люмен) и мощность (10 Вт) излучения обеспечиваются двумя светодиодами. Оптическая система формирует узкую и невероятно ровную форму луча. Под водой мощность фонаря повышается на 10-15%.

Охлаждение светодиодов на один градус приводит к увеличению их интенсивности излучения на 2%. Сбалансированное расположение рукоятки обеспечивается за счет фигурного паза в корпусе фонаря типа «ласточкин хвост». Двухпозиционный переключатель мощности (полная/половинная) блокируется фиксатором в положении «выключено», что предотвращает случайное включение фонаря.

В качестве резервного источника света или для подсветки приборов необходим такой фонарь, как SL4 eLED. В миниатюрном корпусе находится электронная схема, которая поддерживает максимальную яркость светодиода и резко ее снижает в случае почти полного разряда батареек. В таком состоянии фонарь продолжает работать несколько дней. Включить и выключить фонарь можно одной рукой, удерживая его в ладони и вращая пальцами поворотный переключатель, находящийся под осветительным модулем. Прочный корпус из ABS и поликарбонатного пластика обеспечивает ударопрочность и долговечность всей конструкции. Обрезиненная оправа ослабляет эффект бокового ослепления и защищает линзу от боковых ударов.

Модельный ряд UK LED-фонарей с перечнем светотехнических характеристик представлен в таблице, полезной в выборе подходящего именно вам источника света. Желаем ярких и безопасных погружений.