郭強(qiáng) 王碩

摘 要：文中通過(guò)對(duì)比幾種常見(jiàn)的冬季冰標(biāo)燈器，結(jié)合筆者的日常使用情況，分析其結(jié)構(gòu)、性能，以及在使用中的作用與意義，對(duì)其進(jìn)一步優(yōu)化改良提出看法，希望對(duì)航標(biāo)器材未來(lái)的發(fā)展起到積極的作用。

關(guān)鍵詞：冰標(biāo)燈器 結(jié)構(gòu)性能 優(yōu)化

北方海區(qū)每年都存在不同程度的冰凍現(xiàn)象，為防止海冰對(duì)浮標(biāo)造成的破壞，保證海上航標(biāo)的助航效能，航標(biāo)管理部門會(huì)在冬季來(lái)臨之前，將轄區(qū)浮標(biāo)更換為冬季冰標(biāo)，或具有抗冰能力的四季通用浮標(biāo)。無(wú)論冬季冰標(biāo)，還是四季通用浮標(biāo)，均采用結(jié)構(gòu)相似的冰標(biāo)燈器用以實(shí)現(xiàn)航標(biāo)發(fā)光助航的效果。

就目前而言，幾種常用的冰標(biāo)燈器不僅可實(shí)現(xiàn)定位、通訊、遠(yuǎn)程遙測(cè)遙控等功能，其安全防護(hù)等級(jí)也可達(dá)到IP67，實(shí)現(xiàn)水密和氣密的雙重密封。但筆者在日常的工作實(shí)踐中，還是發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)與性能有進(jìn)一步優(yōu)化的可能，存在探討的必要。本文就從幾種常用的冰標(biāo)燈器展開(kāi)，分析其進(jìn)一步優(yōu)化的可能性，希望對(duì)冰標(biāo)燈器未來(lái)的發(fā)展有所幫助。

1.冰標(biāo)燈器的工作原理

冰標(biāo)燈器安裝在冰標(biāo)頂部（如圖1），靠冰標(biāo)內(nèi)置電池筒中的鋰電池供電，燈器通過(guò)先進(jìn)的微電腦閃光控制器，實(shí)現(xiàn)燈質(zhì)可調(diào)功能；通過(guò)GPS全球定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)燈器實(shí)時(shí)地理位置上報(bào)功能，通過(guò)GPS授時(shí)功能，實(shí)現(xiàn)相同燈質(zhì)的燈器同步閃光的效果；通過(guò)內(nèi)置的通訊模塊、定位系統(tǒng)和專用的遙測(cè)遙控軟件，可實(shí)現(xiàn)航標(biāo)燈器故障、位置偏移報(bào)警和遠(yuǎn)程遙測(cè)遙控的功能。

在實(shí)際使用中，冰標(biāo)不僅容易出現(xiàn)標(biāo)體結(jié)冰的情況（如圖2），在海冰嚴(yán)重的時(shí)候，整個(gè)標(biāo)體都容易被壓入浮冰之下，浮冰在風(fēng)、流、浪的作用下移動(dòng)，標(biāo)體也會(huì)在浮冰松散薄弱的地方，重新探出水面。特殊的工作環(huán)境，就需要冰標(biāo)燈器具有低溫環(huán)境下正常工作的能力，良好的水密性能，以及足夠的抗擊能力等。

2.常見(jiàn)冰標(biāo)燈器的結(jié)構(gòu)對(duì)比

以天津臨港轄區(qū)為例，目前使用的冰標(biāo)燈器主要有GLH/GLS-155E、TYH-100、TYH-160三種型號(hào)，其結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、樣式等，在表1和圖3中，作了較為詳細(xì)的說(shuō)明和對(duì)比。

3.冰標(biāo)燈器的結(jié)構(gòu)分析

以上是目前較為常用的三種冰標(biāo)燈器類型，其結(jié)構(gòu)性能已經(jīng)可以滿足北方冰凍港區(qū)冬季冰標(biāo)的使用需求，三種燈器在燈光射程、水密性、防撞等級(jí)、通訊能力等方面都已達(dá)到一定水準(zhǔn)，但就日常使用而言，仍存在值得分析的地方。

GLH/GLS-155E型是銅質(zhì)改良冰標(biāo)燈器的第一代型號(hào)，它與TYH-100型都需要使用厚重的銅質(zhì)底座；冰標(biāo)與電池筒、電池筒與底座、底座與燈頭之間，需要多層水密膠圈，水密膠圈易變形，易脫落，會(huì)給安裝和使用帶來(lái)不便；其下方塑料套筒易碎，與銅質(zhì)燈頭連接處無(wú)膠圈，且拆裝不便，雖內(nèi)置干燥劑，卻只能吸收潮氣，特殊情況下的少量滲水會(huì)直接進(jìn)入燈器內(nèi)部，造成電路故障；頂部天線模塊使用黑色硬質(zhì)塑料密封，且為突出結(jié)構(gòu)，在實(shí)際使用中，出現(xiàn)過(guò)撞裂的情況，導(dǎo)致冰標(biāo)燈器進(jìn)水故障。

TYH-100型冰標(biāo)燈器為GLH/ GLS-155E型的改良版，其結(jié)構(gòu)有了很大改變，最大的特點(diǎn)是集約芯片空間，取消掉塑料套筒；雖然仍使用底座，但整體重量減少了3.7KG；天線與感光閥置于燈器頂部，且為平面，加上更為低矮的燈器透鏡，使得燈器在遇到撞擊時(shí)，受損的概率有所下降，但因?yàn)轫敳渴瞧矫?，海鳥(niǎo)也容易著陸，其排泄物容易遮蔽燈器透鏡及頂部透板，導(dǎo)致燈器常亮及其他故障。

TYH-160型冰標(biāo)燈器為四季通用型，其最大特點(diǎn)是省去了底座，燈器的電源接頭也演變成簡(jiǎn)易的機(jī)械插孔，燈器在接電后，可直接與浮標(biāo)相連，中間只需要一條密封膠圈，不僅節(jié)省了連接的操作步驟，其自重也有所下降。內(nèi)嵌式燈器透鏡可減少海鳥(niǎo)排泄物的附著，頂部弧形透明塑料板不僅可降低海鳥(niǎo)著陸的幾率，積冰的概率也有所降低，但其抗擊能力要弱于TYH-100型。

4.冰標(biāo)燈器結(jié)構(gòu)優(yōu)化探討

4.1新材料的探索

就天津臨港轄區(qū)為例，目前上述三種冰標(biāo)燈器都在崗使用，三種燈器都使用結(jié)構(gòu)相似的鑄銅材質(zhì)，鑄銅材質(zhì)可以保證燈器具有良好的防撞性能，燈器受到撞擊時(shí)，不易破裂，而僅僅是表面出現(xiàn)劃痕。但鑄銅材質(zhì)顯得十分笨重，在使用和安裝中有所不便，其銅質(zhì)表面在高濕高鹽的環(huán)境中，會(huì)出現(xiàn)大面積生銹的情況，不便于維護(hù)保養(yǎng)，另外，銅質(zhì)金屬外殼對(duì)于通訊信號(hào)的影響也值得進(jìn)一步探究。在材料科學(xué)日新月異的今天，尋找更輕便，更優(yōu)質(zhì)的替代材料，是值得努力的方向。

4.2新結(jié)構(gòu)的探索

上述三種冰標(biāo)燈器相比以往的老式冰標(biāo)利用普通燈器加裝防冰罩的做法，其結(jié)構(gòu)上已經(jīng)有了巨大改變。透鏡設(shè)計(jì)成低矮的結(jié)構(gòu)，已經(jīng)有效緩解了燈器容易被撞的問(wèn)題，提高了燈器的抗冰能力，但頂部天線部分，例如GLH/GLS-155E型和TYH-160型冰標(biāo)燈器，在實(shí)時(shí)使用中，仍存在頂部易受力，易被撞裂進(jìn)水的風(fēng)險(xiǎn)，而像TYH-100型冰標(biāo)燈器，雖然采用平頂設(shè)計(jì)，卻也容易引來(lái)海鳥(niǎo)著陸，其分泌物影響燈器發(fā)光。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上或開(kāi)創(chuàng)性地探尋更為合理的燈器結(jié)構(gòu)，也是冰標(biāo)燈器下一步改良升級(jí)值得思考的地方。

5.結(jié)語(yǔ)

北方冰凍港區(qū)每年都有不同程度的冰情發(fā)生，冰標(biāo)使用數(shù)量巨大，就天津臨港轄區(qū)為例，從2017年11月1日，至2018年2月26日，冰標(biāo)累計(jì)在崗時(shí)間已經(jīng)突破2萬(wàn)座天，冰標(biāo)燈器的結(jié)構(gòu)性能，直接影響冬季航標(biāo)助航效能的發(fā)揮，筆者結(jié)合自己的工作實(shí)際情況，通過(guò)分析三種常用的冰標(biāo)燈器，希望能給未來(lái)航標(biāo)器材的發(fā)展提供思路。

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