Bereits seit dem 19. Jahrhundert werden Sektorenfeuer als Navigationshilfe für die Seefahrt
verwendet. Zur Bereitstellung von Sektorenfeuern werden viele verschiedene
Methoden eingesetzt. Ein Sektorenfeuer ist ein Seezeichen, das Licht in
verschiedenen Farben und/oder Kennungen über bestimmte Winkel anzeigt. Die Farbe
des Lichts gibt dem Seefahrer Richtungsinformationen. Ein Sektor oder eine
Grenze zwischen zwei Sektoren kann ein Fahrwasser, Grenzen einer schiffbaren
Wasserstraße, einen Wendepunkt, eine Kreuzung mit anderen Kanälen, eine Untiefe
oder etwas anderes Wichtiges für den Navigator anzeigen. Wenn ein Fahrwasser
von einem weißen Sektor abgedeckt wird, muss das Licht gemäß der Farbkonvention
der IALA für Region A vom Schiff aus, das sich von der Seeseite nähert, ein
grüner Sektor an Steuerbord und ein roter Sektor an Backbord sein. Für Region B
sind die Farben umgekehrt. Der weiße Sektor ist der Leitsektor und zeigt eine sichere Durchfahrt
im Fahrwasser an. Die roten und grünen Warnsektoren zeigen an, dass man zu weit
nach links oder rechts abgekommen ist und seinen Kurs korrigieren muss, um
wieder in die Mitte des Fahrwasser zu kommen. Ein Sektorenfeuer mit mehreren Farbsektoren kann unterschiedliche Nutzabständen
haben, sodass hierfür auch unterschiedliche
Lichtstärken notwendig sind. Jeder
Sektor eines Leitfeuers wird zusätzlich mit der so genannten Nenntragweite
bezeichnet.

Dunkelsektoren Um bei Rundumleuchten eine störende
Lichtabstrahlung zur Landseite hin zu vermeiden, werden lichtundurchlässige
Blenden eingesetzt. Damit die nötigen Lichtstärken im Wasserstraßenabschnitt
gesichert bleiben, werden die Blenden um mindestens einen halben
Lampendurchmesser zur Landseite zurückgesetzt. So entstehen zur Landseite hin
zwei Übergangsbereiche mit verringerter Lichtstärke und ein Sektor, wo die
Leuchte vollständig ausgeblendet wird. Die Dunkelsektoren, also Richtungen, aus denen das Feuer nicht zu sehen ist,
werden meist auch in Seekarten eingezeichnet, damit der Schiffsführer weiß, aus
welchen Richtungen er ein Leuchtfeuer nicht sehen kann, beispielsweise weil sich
eine Insel davor befindet.
Unsicherheitswinkel Der Unsicherheitswinkel bei
Sektorenfeuern ist der Bereich,
in dem sich die Farbe und/oder der Blinkrhythmus ändern. Der Schiffsführer sieht
normalerweise eine Mischung der beiden Sektorzeichen und dies führt zu einer
Unsicherheit, bei der der Schiffsführer nicht zwischen den beiden Sektoren
unterscheiden kann.
Arten von Sektorenfeuern Es gibt zwei grundlegende Arten von
Sektorenfeuern: omnidirektional und gerichtet. Omnidirektionale Sektorenlichter
decken im Allgemeinen bis zu 360 Grad ab, wohingegen gerichtete Sektorenfeuer
nur einen relativ kleinen Winkel abdecken. Die gängigsten Technologien zur
Erzeugung von Sektorlichtsignalen sind folgende:
Einzelne Lichtquelle mit Farb-Sektorenscheibe Punktquellen-Sektorenlichter
haben im Allgemeinen eine einzelne Lichtquelle, normalerweise eine Lampe in
einer Gürtellinse mit einem oder mehreren optischen Filtern aus farbiges Glas
oder Kunststoff, die in einiger Entfernung am Laternenhaus angebracht sind und
so jeden Sektor in der gewünschten Farbe erzeugen. Dabei ist es wichtig, die
Lichtquelle im der Optik richtig zu fokussieren, da jede kleine Fehlausrichtung
zu einer Veränderung der Sektorgrenzen führen kann. Im Allgemeinen erzielen
Halogen- und Metallhalogenlampen hinsichtlich der oben genannten Aspekte gute
Ergebnisse.

Rotierendes Sektorenlicht mit Farbumschaltung Rotierende
LED-Lichtquellen werden verwendet, um mehrere Lichtstrahlen unterschiedlicher
Farbe mit räumlicher Verteilung in Sektoren zu erzeugen. Jede Kombination aus
einer LED und einer Linse erzeugt einen anderen Strahl, der während der Rotation
zeitlich präzise gesteuert werden kann. Jedes Sektorsignal wird vom
LED-Linsensystem zu einem bestimmten Zeitpunkt beim Durchlaufen des bezeichneten
Sektors erzeugt. Beim Drehen erkennt eine elektronische Steuerung die
Winkelposition der Optik und schaltet jede LED beim Durchlaufen des gewünschten
Sektors ein. Zeigt die Linse mit der weißen LED beispielsweise in Richtung des
weißen Sektors, ist sie so programmiert, dass sie sich einschaltet und nur
innerhalb der Grenzen des weißen Sektors weißes Licht abgibt. Dasselbe gilt für
grüne und rote Sektoren. Bei leeren Sektoren sind alle LEDs ausgeschaltet.
Präzisions-Sektorenfeuer Projiziertes Licht ist eine spezielle
Form von Sektorenlicht, das scharf definierte Sektorgrenzen erzeugen kann. Diese
Funktion ist besonders nützlich für Anwendungen, die einen oder mehrere schmale
Sektoren erfordern. Bei dieser Art von Sektorenlicht wird ein Bild der
gewünschten Sektoren erzeugt und durch eine Linse projiziert. Das Bild der
gewünschten Sektoren erfolgt durch präzise gefertigte optische Filter. Das
Prinzip ist dasselbe wie bei einem Dia- oder Overheadprojektor, der auf
unendlich fokussiert ist. Vertikale Streifen aus farbigem Filterglas, optisch
geschliffen und an ihren Kanten hochglanzpoliert, damit sie eng aneinander
passen, werden als "Dia" verwendet, um den Strahl in verschiedene Sektoren
aufzuteilen. Das Kondensorsystem sammelt das von der Lampe ausgestrahlte Licht
und verteilt es gleichmäßig über den farbigen Filter. Ein Bild des Filters wird
bis ins Unendliche projiziert. Sektorgrenzen können auf den ersten paar hundert
Metern unscharf erscheinen, sind aber auf Arbeitsentfernungen sehr scharf.

MSSL-LED-Präzisions-Sektorenfeuer LED-Lichtquellen sind in einer
Reihe von monochromatischen Farben erhältlich und benötigen keine Farbfilter.
Sie können eine energieeffiziente Lichtquelle für ein farbiges Sektorlicht
darstellen, da das Licht direkt in der gewünschten Farbe erzeugt wird und kein
Licht durch Absorption in Sektorfiltern verschwendet wird. Grüne und rote
LEDs haben eine sehr gesättigte Farbe, die perfekt in die IALA-Farbbereiche
passt. Die Verwendung optischer Filter mit LEDs ist stattdessen nicht sehr
effizient. Daher hat jeder Sektor seine eigene LED. Um große Tragweiten zu
erreichen, ist es notwendig, mehrere LEDs in einer vertikalen Anordnung zu
verbauen. MSSL (MULTIPLE SOURCE SECTOR LIGHT) erzeugt die Sektorsignale
mithilfe mehrerer LED-Lichtquellen, die mit einzelnen Linsen und
Strahlformungsschirmen ausgestattet sind, die in der horizontalen Ebene als
außermittige Punktquellen verteilt sind. Die in einem MSSL eingesetzten
Lichtsignalmodule können unterschiedlich komplex sein und reichen von einer
einzelnen ungeschützten LED/Linsen-Baugruppe bis zu einem vollständig
wetterfesten LED/Linsen-Modul mit mehreren vertikalen LED-Arrays, redundanten
Schaltkreisen und einem Modulationseingang mit niedrigem Pegel zur Steuerung des
Blinkens. Um einen kleinen Unsicherheitswinkel zu erreichen, ist es notwendig,
LEDs mit einer kleinen Leuchtfläche zu verwenden. Durch die Verwendung
eines einzelnen farbigen LED-Projektors für jeden Sektor entsteht ein
mehrstrahliges LED-Projektor-Sektorenlicht.

Verwendung von Filtern bei Sektorenfeuern Bei einem
Sektorenfeuer mit optischer Filterung einer einzelnen Lichtquelle, können die
Lichtstärke und damit die Reichweite jedes Sektors aufgrund unterschiedlicher
Transmissionsfaktoren der optischen Filter erheblich variieren. Die spektrale
Charakteristik der Lichtquelle hat einen großen Einfluss auf die Lichtleistung
eines Farbfilters. Es ist notwendig, die Lichtquelle mit einem Filtermaterial
abzustimmen, das eine geeignete spektrale Transmission aufweist, um so ein Licht
zu erzeugen, dessen Farbart innerhalb des von der IALA empfohlenen Farbbereichs
liegt. Der Transmissionsfaktor des Farbfilters bestimmt die Intensität und damit
die Reichweite des farbigen Sektors. Einige typische Werte der
Transmissionsfaktoren sind in der folgenden Tabelle angegeben.
|
Lichtquelle / Farbtemperatur |
Farbe |
Filamentlampe (3000K) |
Entladungslampe (5800K) |
LED (4000K) |
LED (6500K) |
Rot |
8-25% |
~13% |
~10% |
~8% |
Grün |
8-25% |
~22% |
~17% |
~20% |
Gelb |
50-70% |
~55% |
~50% |
~50% |
Es gibt eine Reihe von Materialien, darunter Glas und Kunststoff (wie
Polycarbonat oder Acryl), die für Filter geeignet sind. Große Filter sind im
Allgemeinen leichter aus Kunststoff als aus Glas herzustellen. Bei Verwendung
von Kunststofffiltern muss das Filtermaterial ultraviolettbeständig sein und so
angepasst sein, dass es durch die von den Lampen erzeugte Wärme nicht verformt
wird.
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