本發(fā)明涉及防結(jié)垢照明系統(tǒng)以及包含此類防結(jié)垢照明系統(tǒng)的物體，諸如用于特別是水中的船或其它（可移動(dòng)）結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及使得（此類物體的）結(jié)垢表面防結(jié)垢的方法。此外，本發(fā)明涉及向物體諸如船提供防結(jié)垢照明系統(tǒng)的方法。

發(fā)明背景

防生物結(jié)垢方法是本領(lǐng)域眾所周知的。US2013/0048877例如描述了用于使得受保護(hù)表面防生物結(jié)垢的系統(tǒng)，其包含：紫外光源，經(jīng)配置為產(chǎn)生紫外光；以及光學(xué)介質(zhì)，其經(jīng)設(shè)置為靠近所述受保護(hù)表面并且耦合以接收所述紫外光，其中所述光學(xué)介質(zhì)具有垂直于所述受保護(hù)表面的厚度方向，其中所述光學(xué)介質(zhì)與所述厚度方向正交的兩個(gè)正交方向平行于所述受保護(hù)表面，其中所述光學(xué)介質(zhì)經(jīng)配置為提供所述紫外光的傳播路徑，使得所述紫外光在與所述厚度方向正交的兩個(gè)正交方向中的至少一個(gè)方向上在所述光學(xué)介質(zhì)內(nèi)行進(jìn)，并且使得在沿著光學(xué)介質(zhì)的表面的點(diǎn)，紫外光的各個(gè)部分逸出光學(xué)介質(zhì)。

JPH11278374描述了在碼頭設(shè)施中，當(dāng)碼頭內(nèi)壁面和船體外面在大氣/浸沒(méi)環(huán)境中時(shí)靜態(tài)地起作用以防止污染的污染防止裝置布置在碼頭內(nèi)壁面附近。污染防止裝置提供有布置在碼頭內(nèi)壁面上的光催化劑反應(yīng)體和產(chǎn)生紫外線或可見(jiàn)光線的光產(chǎn)生裝置。為了防止碼頭內(nèi)壁在大氣環(huán)境下被污染，將其用自然光諸如太陽(yáng)光或來(lái)自光發(fā)生裝置的紫外光照射。然后，在由光催化劑反應(yīng)體攜帶的光催化劑部分和作為附著至碼頭內(nèi)壁面的污染物的有機(jī)體中產(chǎn)生光催化反應(yīng)，并且分解光催化劑反應(yīng)體并進(jìn)行純化。

US5308505描述了通過(guò)用紫外線照射水并調(diào)節(jié)紫外線的強(qiáng)度以便殺死藤壺幼蟲(chóng)以防止它們附著至水下表面來(lái)防止海洋生物對(duì)水下表面的生物結(jié)垢。使水通過(guò)殺生物處理室，所述殺菌處理室具有以至少4000 mu watts/cm²的強(qiáng)度和在殺菌室上提供至少一分鐘的停留時(shí)間的速率的紫外線光源。

發(fā)明概述

生物結(jié)垢或生物學(xué)結(jié)垢（本文也稱為“結(jié)垢”）是微生物、植物、藻類和/或動(dòng)物在表面上的累積。生物結(jié)垢生物體之中的多樣性高度不同并且延伸至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出藤壺和海藻的附著。根據(jù)一些估計(jì)，包含超過(guò)4000種生物體的超過(guò)1700種物種是生物結(jié)垢的原因。生物結(jié)垢被劃分成包括生物膜形成和細(xì)菌粘附的微結(jié)垢，以及較大生物體的附著的宏觀結(jié)垢。由于決定是什么防止生物體沉降的不同的化學(xué)和生物學(xué)，這些生物體還被分類為硬或軟結(jié)垢類型。含鈣（硬）結(jié)垢生物體包括藤壺、皮殼狀苔蘚蟲(chóng)、軟體動(dòng)物、多毛綱動(dòng)物和其它管蟲(chóng)以及斑馬貝。非含鈣（軟）結(jié)垢生物體的實(shí)例是海藻、水螅蟲(chóng)、藻類和生物膜“粘液”。這些生物體一起形成結(jié)垢群落。

在幾種情形下，生物結(jié)垢產(chǎn)生大量問(wèn)題。機(jī)器停止工作，進(jìn)水口堵塞，并且船的船體遭受增加的拖拽。因此，防結(jié)垢（即去除或防止結(jié)垢形成的過(guò)程）的話題是眾所周知的。在工業(yè)過(guò)程中，生物分散劑可以用于控制生物結(jié)垢。在不太受控的環(huán)境中，利用使用殺生物劑的涂層、熱處理或能量脈沖來(lái)殺死或驅(qū)逐生物體。防止生物體附著的無(wú)毒機(jī)械策略包括選擇具有光滑表面的材料或涂層，或者產(chǎn)生類似于鯊魚和海豚皮膚的納米尺度表面拓?fù)洌ㄆ鋬H提供較差錨定點(diǎn)）。

船的船體上的生物結(jié)垢引起拖拽的嚴(yán)重增加和因此增加的燃料消耗。估計(jì)燃料消耗的高達(dá)40%的增加可以歸因于生物結(jié)垢。由于大型油輪或集裝箱運(yùn)輸船在燃料方面每天可以消耗高達(dá)€200.000，所以用防生物結(jié)垢的有效方法的大量節(jié)約是可能的。

在此呈現(xiàn)了基于光學(xué)方法的方法，其特別地使用紫外光（UV）?？雌饋?lái)用“充足”UV光來(lái)殺死大多數(shù)微生物、使其無(wú)活性或者不能繁殖。該效果主要由UV光的總劑量來(lái)掌控。殺死90%的特定微生物的典型劑量是每平方米10mW-小時(shí)，詳情包含在關(guān)于UV光的以下段落以及相關(guān)附圖中。然而，現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)在其使用中可能是低效的，并且在水中浪費(fèi)大量輻射而不去除生物結(jié)垢。

因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供替代的防結(jié)垢照明系統(tǒng)和/或船，或包含此類防結(jié)垢照明系統(tǒng)和/或（可移動(dòng)）結(jié)構(gòu)的其它物體，或包含此類防結(jié)垢照明系統(tǒng)的用于水中使用的其它物體和/或使得（此類船或結(jié)構(gòu)或其它物體等）的元件防結(jié)垢的替代方法，其優(yōu)選地進(jìn)一步至少部分地消除上述缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。

在第一個(gè)方面，本發(fā)明提供反饋系統(tǒng)。所述照明系統(tǒng)可以例如包括傳感器，其監(jiān)測(cè)與生物結(jié)垢的發(fā)生相關(guān)的參數(shù)，由此允許系統(tǒng)基于這些參數(shù)調(diào)節(jié)到光源諸如LED的功率。降低功率的主要優(yōu)點(diǎn)是雙重的：減少系統(tǒng)的能量消耗，和增加系統(tǒng)的壽命。此外，看起來(lái)（也參見(jiàn)下文），可以以更有效的方式去除結(jié)垢?？雌饋?lái)影響生物結(jié)垢（生長(zhǎng)速度）的參數(shù)是以下中的一種或多種：

- 船的速度。高于某些速度，可以實(shí)質(zhì)上減少生物結(jié)垢；

- 水溫：水越冷，活性生物結(jié)垢將越少。低于某些溫度，生物結(jié)垢是可忽略的；

- 船的“深度”：空船將在水中高得多。這具有兩種效果：船體的某些部分現(xiàn)在高于水線，并且不會(huì)同樣多遭受結(jié)垢。這里可以更頻繁地關(guān)閉光源諸如LED。其它部分仍然低于水線，盡管更接近于水面；這里陽(yáng)光強(qiáng)度較高，促進(jìn)生物結(jié)垢。為了解決這一點(diǎn)，功率應(yīng)當(dāng)增加僅僅低于水線（“液位”或“水位”）；

- 水的“生物活性”。顯然，在沒(méi)有任何生物結(jié)垢生物體的水中，完全不需要光源功率，諸如LED功率。在具有非常低濃度的藻類、barnicles等的水中，較低劑量的UV光將足以防止生物結(jié)垢。監(jiān)測(cè)這些生物條件將使得功率輸出降低。

此類參數(shù)指示生物結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)，并且可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)傳感器來(lái)鑒別。此類傳感器可以提供與生物結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的對(duì)應(yīng)信號(hào)。因此，反饋信號(hào)因此可與生物結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。

在可以任選地與前者組合的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了脈沖功率操作。其中，提出用于光源諸如LED的驅(qū)動(dòng)方案。不是對(duì)方案的簡(jiǎn)單的“24/7”，我們提出改變功率。原因是用防生物結(jié)垢系統(tǒng)的24/7運(yùn)行，通過(guò)產(chǎn)生“簡(jiǎn)單地”發(fā)送至船周圍的水中的UV光浪費(fèi)了大量能量，而沒(méi)有遇到微生物。這種能量浪費(fèi)還意味著LED壽命的浪費(fèi)。在這方面，旨在產(chǎn)生相對(duì)高劑量的（短）爆發(fā)的UV。這將快速殺死靠近或附著至船體的所有微生物（或使之無(wú)害）。此后預(yù)定時(shí)間量，將關(guān)閉LED。在該時(shí)間期間，藻類和其它生物體將累積在船體上。由于現(xiàn)在覆蓋整個(gè)船體，所以沒(méi)有光可以“逃逸”至水中，而沒(méi)有首先擊中（殺死）一些微生物。

因此，在第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了防結(jié)垢照明系統(tǒng)（“系統(tǒng)”），特別地配置用于通過(guò)向結(jié)垢表面提供防結(jié)垢光而防止或減少物體的所述結(jié)垢表面上的生物結(jié)垢，所述物體在使用期間至少暫時(shí)地暴露于水，所述防結(jié)垢照明系統(tǒng)包含照明模塊，其包含（i）光源，其經(jīng)配置為產(chǎn)生所述防結(jié)垢光，特別是防止或減少所述結(jié)垢表面上的生物結(jié)垢；和控制系統(tǒng)，其經(jīng)配置為根據(jù)以下中的一種或多種來(lái)控制所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度：（i）與生物結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的反饋信號(hào)，（ii）用于基于時(shí)間改變所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度的計(jì)時(shí)器，和（iii）本文定義的其它參數(shù)。

因此，在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了防結(jié)垢照明系統(tǒng)（“系統(tǒng)”）（特別地配置用于通過(guò)經(jīng)由光學(xué)介質(zhì)向結(jié)垢表面提供防結(jié)垢光（“光”）而防止或減少物體的所述結(jié)垢表面上的（水相關(guān)的）生物結(jié)垢，所述物體在使用期間至少暫時(shí)地暴露于水（或另一種液體），防結(jié)垢照明系統(tǒng)），其包含：（a）照明模塊（“模塊”），其包含（i）光源，其經(jīng)配置為產(chǎn)生防結(jié)垢光，和（ii）所述光學(xué)介質(zhì)（“介質(zhì)”），其經(jīng)配置為接收至少一部分防結(jié)垢光，所述光學(xué)介質(zhì)包含發(fā)射表面，其經(jīng)配置為提供至少一部分所述防結(jié)垢光，其中特別地所述防結(jié)垢光包含UV光；和（b）控制系統(tǒng)，其經(jīng)配置為根據(jù)以下中的一種或多種來(lái)控制所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度：（i）與生物結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的反饋信號(hào)和（ii）用于基于時(shí)間改變所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度的計(jì)時(shí)器。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述計(jì)時(shí)器可以周期性地改變防結(jié)垢光的強(qiáng)度。

特別地，本發(fā)明還提供了防結(jié)垢照明系統(tǒng)的實(shí)施方案，其中所述照明模塊包含（i）光源，其經(jīng)配置為產(chǎn)生防結(jié)垢光，和（ii）光學(xué)介質(zhì)，其經(jīng)配置為接收至少一部分防結(jié)垢光，并且經(jīng)配置為通過(guò)所述光學(xué)介質(zhì)分布至少一部分防結(jié)垢光，所述光學(xué)介質(zhì)包含（iia）第一介質(zhì)面，和（iib）發(fā)射表面，其經(jīng)配置為以遠(yuǎn)離光學(xué)介質(zhì)的第一介質(zhì)面的方向發(fā)射至少一部分分布的防結(jié)垢光。此類發(fā)射表面可以是結(jié)垢表面和/或防結(jié)垢光（也）可以用于照射（其它）結(jié)垢表面。

在一個(gè)具體實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了防結(jié)垢照明系統(tǒng)，其包含：（a）元件，諸如來(lái)自物體，所述元件包含第一元件表面（和第二面），所述第一元件表面特別地包含至少0.4 m²的面積；（b）照明模塊，其包含（i）光源，其經(jīng)配置為產(chǎn)生防結(jié)垢光，和（ii）光學(xué)介質(zhì)，其經(jīng)配置為接收至少一部分防結(jié)垢光，并且經(jīng)配置為通過(guò)所述光學(xué)介質(zhì)分布至少一部分防結(jié)垢光，所述光學(xué)介質(zhì)包含（iia）第一介質(zhì)面，特別是具有至少0.4 m²的面積，其中第一介質(zhì)面指向所述元件的第一元件表面，和（iib）發(fā)射表面，其經(jīng)配置為以遠(yuǎn)離光學(xué)介質(zhì)的第一介質(zhì)面的方向發(fā)射至少一部分分布的防結(jié)垢光，其中所述照明模塊的至少一部分經(jīng)配置為用發(fā)射表面密封所述第一元件表面的至少一部分，所述發(fā)射表面經(jīng)配置成比第一介質(zhì)面更遠(yuǎn)離第一元件表面；和（c）控制系統(tǒng)，其經(jīng)配置為根據(jù)反饋信號(hào)（與生物結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)）和計(jì)時(shí)器中的一種或多種來(lái)控制防結(jié)垢光的強(qiáng)度。特別地，所述光學(xué)介質(zhì)包含波導(dǎo)和光纖中的一種或多種。

此類系統(tǒng)允許較低功率操作，這也帶來(lái)LED系統(tǒng)的較長(zhǎng)壽命的益處。此外，此類系統(tǒng)允許有效得多地去除生物結(jié)垢或防止生物結(jié)垢。例如，可以僅在可以形成生物結(jié)垢的條件下打開(kāi)光源?；蛘撸梢詢H在例如其中形成生物結(jié)垢的膜的特定時(shí)間之后打開(kāi)光源,然后可以用光有效地去除生物結(jié)垢的膜。因此，所述系統(tǒng)允許更高的能量效率和/或更好的防止和/或更有效的去除。本文中，術(shù)語(yǔ)“結(jié)垢”或“生物結(jié)垢”或“生物學(xué)結(jié)垢”可互換使用。以上，提供了結(jié)垢的一些實(shí)例?？梢詰?yīng)用所述方法（參見(jiàn)下文）和照明系統(tǒng)以防止船體上的結(jié)垢，但它們適用于所有海洋物體,包括靜止（管道、海洋站等）和/或移動(dòng)海洋物體（潛水艇等）。公開(kāi)的防結(jié)垢溶液還可以應(yīng)用于水道、運(yùn)河或湖泊中操作的物體以及例如還有水族箱等。

在又一個(gè)實(shí)施方案中，所述防結(jié)垢照明系統(tǒng)包含集成單元，所述集成單元包含（i）照明模塊和（a）控制系統(tǒng)、計(jì)時(shí)器和傳感器中的一種或多種，其中所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置為根據(jù)以下中的一種或多種來(lái)控制所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度：（i）來(lái)自傳感器的與生物結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的反饋信號(hào)和（ii）用于基于時(shí)間改變所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度的計(jì)時(shí)器，且所述集成單元任選地還包含其它元件，如電能源。此外，所述防結(jié)垢照明系統(tǒng)可以包括經(jīng)配置為向光源（和其它電氣組件）提供電能的能量系統(tǒng)。下面描述能量系統(tǒng)可以使用的能量源。此類單元可以方便地附接至物體的現(xiàn)有表面，以防止或減少結(jié)垢。特別地，所述集成單元是封閉單元，包括發(fā)射表面。所述集成單元可以例如包含（硅樹(shù)脂）箔或（硅樹(shù)脂）瓦片，其可以應(yīng)用于物體（的元件）的表面。所有或者甚至所有元件的至少一部分可以嵌入其中。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述光學(xué)介質(zhì)包含箔。

在又一個(gè)方面，本發(fā)明還提供了物體（諸如例如選自水中的船和（可移動(dòng)）結(jié)構(gòu)，其在使用期間至少暫時(shí)地暴露于水），所述物體包含在使用期間至少暫時(shí)地與水接觸的結(jié)垢表面，所述物體進(jìn)一步包含如本文所定義的照明模塊和控制系統(tǒng)，其中所述照明模塊經(jīng)配置為用防結(jié)垢光照射所述結(jié)垢表面的至少一部分。特別地，所述物體可以進(jìn)一步包含如本文所述的防結(jié)垢照明系統(tǒng)。

所述結(jié)垢表面可以是物體（的元件）的表面的一部分和/或可以是照明系統(tǒng)的發(fā)射表面（特別是當(dāng)被照明系統(tǒng)包含時(shí)光學(xué)介質(zhì)的發(fā)射表面；也參見(jiàn)下文）。因此，在實(shí)施方案中，所述物體選自船、堰、壩、魚塘（stew）、閘、養(yǎng)魚海水箱和浮標(biāo)等。

在又一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了船（作為物體），所述船含有包含元件的船體，所述元件包含第一元件表面，其中所述照明模塊包含（i）光源，其經(jīng)配置為產(chǎn)生防結(jié)垢光，和（ii）光學(xué)介質(zhì)，其經(jīng)配置為接收至少一部分防結(jié)垢光，并且經(jīng)配置為通過(guò)所述光學(xué)介質(zhì)分布至少一部分防結(jié)垢光，所述光學(xué)介質(zhì)包含（iia）第一介質(zhì)面，其指向所述元件的第一元件表面，和（iib）發(fā)射表面，其經(jīng)配置為以遠(yuǎn)離光學(xué)介質(zhì)的第一介質(zhì)面的方向發(fā)射至少一部分分布的防結(jié)垢光，其中所述照明模塊的至少一部分經(jīng)配置為用發(fā)射表面密封所述第一元件表面的至少一部分，所述發(fā)射表面經(jīng)配置成比第一介質(zhì)面更遠(yuǎn)離第一元件表面，其中特別地，所述結(jié)垢表面包含所述發(fā)射表面和/或待保護(hù)的另一表面。因此，在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了包含船體的船，所述船體含有包含第一元件表面（和第二面）的元件，所述第一元件表面在一個(gè)實(shí)施方案中包含至少0.4 m²的面積，所述船進(jìn)一步包含如本文所定義的照明模塊和控制系統(tǒng)。如上所示，任選地，照明模塊或者特別是光學(xué)介質(zhì)可以密封第一元件表面的至少一部分。術(shù)語(yǔ)“密封”和類似術(shù)語(yǔ)可以特別地表明密封的部分（基本上）不能接近液體，諸如水，特別是海水。

術(shù)語(yǔ)“元件”可以例如在一個(gè)實(shí)施方案中是指船體的板，諸如鋼板。然而，術(shù)語(yǔ)“元件”也可以是指整個(gè)船體。術(shù)語(yǔ)“元件”特別地是指船體在水側(cè)的部分，特別是在船實(shí)施方案的情況下。待保護(hù)的物體（的元件）的表面可以包含鋼，但也可以任選地包含另一種材料，諸如例如選自木材、聚酯、復(fù)合材料、鋁、橡膠、hypalon、PVC、玻璃纖維等。

在又一個(gè)方面，本發(fā)明還提供包含可移動(dòng)部件的可移動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述可移動(dòng)部件含有包含第一表面（和第二面）的元件，所述第一表面在一個(gè)實(shí)施方案中包含至少0.4 m²的面積，所述船進(jìn)一步包含如本文所定義的照明模塊和控制系統(tǒng)。所述可移動(dòng)結(jié)構(gòu)可以例如是堰、壩、水閘等，其可以具有可移動(dòng)部件，諸如門或閥等。因此，特別地，所述可移動(dòng)結(jié)構(gòu)是水中可移動(dòng)結(jié)構(gòu)。所述可移動(dòng)部件可以包含元件，如板，諸如鋼板。再次，術(shù)語(yǔ)“元件”也可以是指整個(gè)可移動(dòng)部件。

因此，在一個(gè)具體實(shí)施方案中，本發(fā)明還提供了防結(jié)垢照明系統(tǒng)的實(shí)施方案，其中所述元件是船的船體的部分或水中可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的可移動(dòng)部件的部分，其中所述元件的第一元件表面特別地具有至少4 m²的面積，其中所述防結(jié)垢照明系統(tǒng)包含與所述第一元件表面相關(guān)聯(lián)的多個(gè)照明模塊，其中所述防結(jié)垢照明系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)控制系統(tǒng)，其經(jīng)配置為根據(jù)反饋信號(hào)和計(jì)時(shí)器中的一種或多種來(lái)控制多個(gè)照明模塊的防結(jié)垢光的強(qiáng)度。

所述元件包含第一元件表面（（和第二面）和第一元件表面），特別地包含至少0.4 m²的面積（或“表面積”）。所述第二面可以例如是船的船體的內(nèi)表面。所述第一元件表面通常將與液體諸如水接觸（然而也參見(jiàn)下文）。所述元件通常將具有至少0.4 m²的表面積，盡管其可以更大得多，諸如至少4 m²，如至少400 m²，或者甚至超過(guò)1000 m²。此外，術(shù)語(yǔ)元件也可以是指多個(gè)元件。例如，船的船體可以包括多個(gè)（金屬）板。假設(shè)（金屬）板作為元件，所述表面積可以在0.4-40 m²，如2-10 m²的范圍內(nèi)。

在此類表面上，當(dāng)元件在水中，或者在水附近，諸如（剛好）在水位以上（如由于濺水，諸如例如由于沖擊波）時(shí)，可以發(fā)生生物結(jié)垢。在熱帶地區(qū)之間，生物結(jié)垢可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)發(fā)生。甚至在中等溫度下，第一結(jié)垢（階段）將在數(shù)小時(shí)內(nèi)發(fā)生；作為糖和細(xì)菌的第一（分子）水平。在實(shí)施方案中，用本發(fā)明，照明模塊的至少一部分，諸如光學(xué)介質(zhì)的至少一部分，或甚至整個(gè)光學(xué)介質(zhì)，可以密封所述元件的第一元件表面的一部分（使得該部分不可接近于水，諸如海水）。因此，在實(shí)施方案中，所述照明模塊可以與第一元件表面相關(guān)聯(lián)。然而，這將生物結(jié)垢問(wèn)題轉(zhuǎn)化為照明模塊的表面。其上可以產(chǎn)生結(jié)垢的表面或區(qū)域在本文中表示為結(jié)垢表面。它可以例如是船的船體和/或光學(xué)介質(zhì)的發(fā)射表面（也參見(jiàn)下文）。為此，所述照明模塊提供防結(jié)垢光，所述防結(jié)垢光被應(yīng)用以防止生物結(jié)垢的形成和/或去除生物結(jié)垢。該防結(jié)垢光可以至少包含UV輻射（也表示為“UV光”）。事實(shí)上，所述發(fā)射表面現(xiàn)在提供了所述元件的外表面的一部分，諸如船體。

在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供了照明模塊，其包含（i）光源，其經(jīng)配置為產(chǎn)生防結(jié)垢光，和（ii）光學(xué)介質(zhì)，其經(jīng)配置為接收至少一部分防結(jié)垢光，并且經(jīng)配置為通過(guò)所述光學(xué)介質(zhì)分布至少一部分防結(jié)垢光，所述光學(xué)介質(zhì)包含（iia）第一介質(zhì)面，特別地具有至少0.4 m²的面積，和（iib）發(fā)射表面，其經(jīng)配置為以遠(yuǎn)離光學(xué)介質(zhì)的第一介質(zhì)面的方向發(fā)射至少一部分分布的防結(jié)垢光。

特別地，本發(fā)明提供了如本文所定義的防結(jié)垢照明系統(tǒng)的實(shí)施方案，其中所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置為根據(jù)（a）計(jì)時(shí)器和（b）傳感器的反饋中的一種或多種或根據(jù)傳感器的反饋來(lái)控制防結(jié)垢光的強(qiáng)度，其中所述傳感器經(jīng)配置為傳感以下中的一種或多種：（i）包含所述照明模塊的船的速度、（ii）（在結(jié)垢表面的一側(cè)）水流的相對(duì)速度、（iii）（在結(jié)垢表面的一側(cè)）水的水溫、（iv）包含所述照明模塊的船的負(fù)載、（v）發(fā)射表面相對(duì)于（在結(jié)垢表面的一側(cè)）水的水位的位置和（vi）（在結(jié)垢表面的一側(cè)）在水中結(jié)垢生物體和結(jié)垢生物體營(yíng)養(yǎng)物中的一種或多種的存在。甚至更特別地，本發(fā)明提供了如本文所定義的防結(jié)垢照明系統(tǒng)的實(shí)施方案，所述防結(jié)垢照明系統(tǒng)包含：（a）照明模塊，其包含（ai）光源，其經(jīng)配置為產(chǎn)生防結(jié)垢光，和（aii）光學(xué)介質(zhì)，其經(jīng)配置為接收至少一部分防結(jié)垢光，并且經(jīng)配置為通過(guò)所述光學(xué)介質(zhì)分布至少一部分防結(jié)垢光，所述光學(xué)介質(zhì)包含（aiia）第一介質(zhì)面，特別地具有至少0.4 m²的面積，和（aiib）發(fā)射表面，其經(jīng)配置為以遠(yuǎn)離光學(xué)介質(zhì)的第一介質(zhì)面的方向發(fā)射至少一部分分布的防結(jié)垢光。（b）傳感器；和（c）控制系統(tǒng)，其經(jīng)配置為根據(jù)反饋信號(hào)和計(jì)時(shí)器中的一種或多種來(lái)控制防結(jié)垢光的強(qiáng)度，其中所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置為根據(jù)傳感器的反饋來(lái)控制防結(jié)垢光的強(qiáng)度，其中所述傳感器經(jīng)配置為傳感以下中的一種或多種：（i）包含所述照明模塊的船的速度、（ii）（在結(jié)垢表面的一側(cè)）水流的相對(duì)速度、（iii）所述光學(xué)介質(zhì)（在結(jié)垢表面的一側(cè)）水的水溫、（iv）包含所述照明模塊的船的負(fù)載、（v）結(jié)垢表面相對(duì)于（在結(jié)垢表面的一側(cè)）水的水位的位置、（vi）（在結(jié)垢表面的一側(cè)）在水中結(jié)垢生物體和結(jié)垢生物體營(yíng)養(yǎng)物中的一種或多種的存在；且其中在一個(gè)具體實(shí)施方案中所述防結(jié)垢光包含UV-C光。替代地或另外地，所述控制系統(tǒng)可以經(jīng)配置為根據(jù)（鄰近于結(jié)垢表面的）水的UV(C)發(fā)射來(lái)控制防結(jié)垢光的強(qiáng)度。

紫外（UV）是由可見(jiàn)光譜的波長(zhǎng)下限和X射線輻射帶定界的電磁光的部分。UV光的光譜范圍按照定義在約100nm和400nm（1nm=10^-9m）之間并且是人眼不可見(jiàn)的。使用CIE分類法，將UV光譜細(xì)分成三個(gè)帶：315nm至400nm的UVA（長(zhǎng)波）；280nm至315nm的UVB（中波）；和100nm至280nm的UVC（短波）。

在現(xiàn)實(shí)中，許多光生物學(xué)家通常將由UV暴露導(dǎo)致的皮膚效應(yīng)說(shuō)成是320nm以上和以下波長(zhǎng)的加權(quán)效應(yīng)，因此提供可替換的定義。

強(qiáng)殺菌效果由短波UVC帶中的光提供。此外，紅斑（皮膚變紅）和結(jié)膜炎（眼睛粘膜的炎癥）也可以由這種形式的光引起。因此，當(dāng)使用殺菌UV光燈時(shí)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)以排除UVC泄漏并且因此避免這些效果是重要的。在浸沒(méi)的光源的情況下，水對(duì)UV光的吸收可能足夠強(qiáng)使得UVC泄漏在液體表面上方對(duì)人類不構(gòu)成問(wèn)題。此外，特別地，所述防結(jié)垢光包含UV-A和UV-C光中的一種或多種。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述防結(jié)垢光包含UV-C光。UV-A可用于損害細(xì)胞壁，而UV-C可用于損害DNA。

不言而喻地，人們應(yīng)當(dāng)避免暴露于UVC。幸運(yùn)的是，這相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)槠浔淮蠖鄶?shù)產(chǎn)品吸收，并且甚至標(biāo)準(zhǔn)平板玻璃吸收基本上所有UVC。例外是例如石英和PTFE（聚四氟乙烯）。再次幸運(yùn)的是，UVC大部分被死皮吸收，所以可以限制紅斑。此外，UVC不穿透眼睛的晶狀體；然而，可發(fā)生結(jié)膜炎，并且雖然是暫時(shí)性的，但其極其疼痛；這對(duì)于紅斑效應(yīng)同樣適用。

當(dāng)發(fā)生向UVC光的暴露時(shí)，應(yīng)當(dāng)小心不超過(guò)閾值水平基準(zhǔn)。在實(shí)踐方面，表1給出針對(duì)涉及時(shí)間的人類暴露的美國(guó)政府工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家會(huì)議（American Congress of Governmental and Industrial Hygienist, ACGIH）UV閾值限制有效輻照度值。此時(shí)值得指出的是，240nm以下的輻射波長(zhǎng)從空氣中的氧形成臭氧O₃。臭氧是有毒的并且是高度反應(yīng)性的；因此必須采取預(yù)防措施以避免暴露給人類和某些材料。

表1：根據(jù)ACGIH的針對(duì)人類的可容許UVC暴露

以上所列舉的殺菌劑量還可以容易地用現(xiàn)有低成本、較低功率UV LED實(shí)現(xiàn)。LED通?？梢园ㄔ谙鄬?duì)較小的包裝中并且消耗比其它類型光源更少的功率。LED可以制造成發(fā)射各種期望波長(zhǎng)的（UV）光并且可以高度控制其操作參數(shù)，最明顯的是輸出功率。因此，特別地，光源是在操作期間發(fā)射（光源光）至少選自UV波長(zhǎng)范圍、特別是至少UV-C的波長(zhǎng)的光的光源。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述光源包含固態(tài)LED光源（諸如LED或激光二極管）。術(shù)語(yǔ)“光源”還可以涉及多個(gè)光源，例如2-20個(gè)（固態(tài)）LED光源，盡管也可以應(yīng)用更多光源。因此，術(shù)語(yǔ)LED也可以是指多個(gè)LED。LED可以是OLED或固態(tài)LED，或這些LED的組合。特別地，所述光源包含固態(tài)LED。

作為本公開(kāi)基礎(chǔ)的基本想法是用發(fā)射殺菌光（“防結(jié)垢光”）（特別是UV光）的層覆蓋大量待保持潔凈以防結(jié)垢的受保護(hù)表面，優(yōu)選地為整個(gè)受保護(hù)表面，例如船的船體。

在又一個(gè)實(shí)施方案中，所述防結(jié)垢光可以經(jīng)由光纖或波導(dǎo)提供給待保護(hù)的表面。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述防結(jié)垢照明系統(tǒng)包含光學(xué)介質(zhì)，其中所述光學(xué)介質(zhì)包含經(jīng)配置為向結(jié)垢表面提供所述防結(jié)垢光的波導(dǎo)和光纖中的一種或多種。防結(jié)垢光從其逸出的光纖或波導(dǎo)的表面在這里也表示為發(fā)射表面。通常，可以至少暫時(shí)地浸沒(méi)光纖或波導(dǎo)的該部分。由于防結(jié)垢光從發(fā)射表面逸出，可以照射在使用期間至少暫時(shí)地暴露于液體（諸如海水）的物體的元件，由此防結(jié)垢。然而，發(fā)射表面本身也可以被防結(jié)垢。該效果用于包含下述光學(xué)介質(zhì)的照明模塊的實(shí)施方案中。

用于受保護(hù)表面的防結(jié)垢的照明模塊包含用于產(chǎn)生防結(jié)垢光的至少一個(gè)光源以及任選地用于分布來(lái)自光源的防結(jié)垢光的光學(xué)介質(zhì)。至少一個(gè)光源和/或光學(xué)介質(zhì)可以至少部分地布置在受保護(hù)表面中、受保護(hù)表面上和/或靠近受保護(hù)表面以便以遠(yuǎn)離受保護(hù)表面的方向發(fā)射防結(jié)垢光。照明模塊經(jīng)調(diào)整為優(yōu)選地在受保護(hù)表面至少部分地浸沒(méi)于液體環(huán)境中的同時(shí)發(fā)射防結(jié)垢光。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述光學(xué)介質(zhì)是光導(dǎo)，其包含硅樹(shù)脂材料和/或UV級(jí)硅石材料。

用于受保護(hù)表面的防結(jié)垢的照明模塊還可以提供為用于施加至受保護(hù)表面的（硅樹(shù)脂）箔，所述箔包含用于產(chǎn)生防結(jié)垢光的至少一個(gè)光源，以及用于跨所述箔分布防結(jié)垢光的片狀光學(xué)介質(zhì)。在實(shí)施方案中，所述箔具有在幾毫米至幾厘米（諸如0.1-5 cm，如0.2-2 cm）的數(shù)量級(jí)中的厚度。在實(shí)施方案中，所述箔以垂直于厚度方向的任何方向基本上不受限以便提供具有在數(shù)十至數(shù)百平方米的數(shù)量級(jí)的尺寸的基本上大箔。所述箔可以以垂直于箔的厚度方向的兩個(gè)正交方向尺寸大幅受限，以便提供防結(jié)垢瓦片；在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述箔僅以垂直于箔的厚度方向的一個(gè)方向尺寸大幅受限，以便提供防結(jié)垢箔的細(xì)長(zhǎng)條。因此，所述光學(xué)介質(zhì)，和甚至還有照明模塊，可以提供為瓦片或條。所述瓦片或條可以包含（硅樹(shù)脂）箔。

無(wú)論布置在受保護(hù)表面中、受保護(hù)表面上和/或靠近受保護(hù)表面或者是否提供為分離的箔，照明模塊都包含用于從光學(xué)介質(zhì)向環(huán)境中發(fā)射防結(jié)垢光的發(fā)射表面以及用于將照明模塊施加或布置至受保護(hù)表面的與發(fā)射表面相對(duì)的應(yīng)用表面。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，光模塊的發(fā)射表面是基本上平面的以便避免可成為結(jié)垢種子的凹陷和凹痕并且以便避免凸起來(lái)限制在施加至受保護(hù)表面時(shí)由結(jié)垢導(dǎo)致的拖拽量?；旧掀矫娴谋砻嫦啾扔诎己酆屯蛊鸹蚓哂写蟊砻娲植诙鹊谋砻娴膬?yōu)點(diǎn)在于，對(duì)于微生物而言，相比于它們將會(huì)粘附至粗糙表面或者粘附至包含在所述表面中的凹陷中，粘附至基本上平面表面將更加困難，特別是在與液體環(huán)境中的拖拽效應(yīng)組合的情況下。術(shù)語(yǔ)“基本上平面”發(fā)射表面在本文中是指掩蔽或遮掩嵌入在照明模塊中或附著至照明模塊的布線連接和光源的厚度的表面。術(shù)語(yǔ)“基本上平面”還可以是指掩蔽或遮掩受保護(hù)表面的一些構(gòu)造不均勻性，從而甚至改進(jìn)液體環(huán)境中的受保護(hù)表面的拖拽性質(zhì)。受保護(hù)表面的構(gòu)造不均勻性的實(shí)例是焊縫、鉚釘?shù)?。術(shù)語(yǔ)“基本上平面”可以定量為導(dǎo)致小于25%、優(yōu)選地小于10%的光模塊的平均厚度的變化。“基本上平面”因此不必要求機(jī)械表面拋光的表面粗糙度。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述照明模塊包含用于產(chǎn)生防結(jié)垢光的光源的二維網(wǎng)格，并且所述光學(xué)介質(zhì)經(jīng)布置成跨光學(xué)介質(zhì)分布來(lái)自光源的二維網(wǎng)格的防結(jié)垢光的至少部分以便提供離開(kāi)光模塊的光發(fā)射表面的防結(jié)垢光的二維分布。光源的二維網(wǎng)格可以布置在鐵絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)、緊密堆積結(jié)構(gòu)、行/列結(jié)構(gòu)或任何其它合適的規(guī)則或不規(guī)則結(jié)構(gòu)中。網(wǎng)格中的相鄰光源之間的物理距離可以跨網(wǎng)格固定，或者可以例如根據(jù)提供防結(jié)垢效果所要求的光輸出功率或者根據(jù)照明模塊在受保護(hù)表面上的位置（例如在船體上的位置）而變化。提供光源的二維網(wǎng)格的優(yōu)點(diǎn)包括可以靠近待用防結(jié)垢光光照保護(hù)的區(qū)域產(chǎn)生防結(jié)垢光，以及其減少光學(xué)介質(zhì)或光導(dǎo)的損失，并且其增加光分布的均勻性。優(yōu)選地，所述防結(jié)垢光通常跨發(fā)射表面均勻分布；這減少或甚至防止其中否則可能發(fā)生結(jié)垢的光照不足的區(qū)域，而同時(shí)減少或防止通過(guò)用比用于防結(jié)垢所需要的更多的光對(duì)其它區(qū)域過(guò)度光照所導(dǎo)致的能量浪費(fèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述光學(xué)介質(zhì)包含所述網(wǎng)格。在又一個(gè)實(shí)施方案中，（硅樹(shù)脂）箔可以包含所述網(wǎng)格。

在優(yōu)選實(shí)施方案中，所述光源為UV LED。至少一個(gè)UV LED或UV LED的網(wǎng)格可以包封在液密包封中。在實(shí)施方案中，至少一個(gè)UV LED或UV LED的網(wǎng)格可以嵌入在光學(xué)介質(zhì)中。多個(gè)UV LED可以組織在網(wǎng)格中并且以串聯(lián)/并聯(lián)鐵絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)電氣連接（如隨后將解釋）。LED和鐵絲網(wǎng)連接可以包封在透光涂層中并且附著至光學(xué)介質(zhì)或者直接嵌入在光學(xué)介質(zhì)中。在其它實(shí)施方案中，UV LED的網(wǎng)格可以包含在嵌入于樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中的電子織物層中。在一些實(shí)施方案中，UV LED是封裝的LED，在這種情況下它們可以已經(jīng)包括光學(xué)元件以 跨廣發(fā)射角分布從LED封裝發(fā)射的光。在其它實(shí)施方案中，UV LED可以是LED管芯，通常不包含光學(xué)元件，但比封裝的LED明顯更薄。作為實(shí)例，LED管芯可以被拾取和放置于光學(xué)介質(zhì)的表面上（優(yōu)選地為應(yīng)用表面，但發(fā)射表面由于幾乎將不干擾所述表面的光發(fā)射功能的組件的小尺寸而也將適用），經(jīng)由導(dǎo)電膠的印刷電氣連線，并且最后LED管芯和布線可以包封有光學(xué)介質(zhì)的薄層/涂層或用于將照明模塊施加至受保護(hù)表面的任何其它背層。嵌入的光源的各個(gè)實(shí)施方案允許呈現(xiàn)的防結(jié)垢技術(shù)作為用于施加在船體上的箔而商品化。

用于受保護(hù)表面的防結(jié)垢的系統(tǒng)可以包含如本文公開(kāi)的用于布置在受保護(hù)表面上以便在受保護(hù)表面的基本上整個(gè)區(qū)域上提供防結(jié)垢光的多個(gè)照明模塊。

相比于其它材料，硅樹(shù)脂材料可以極少損失地提供針對(duì)UV光的光學(xué)透射。對(duì)于較短波長(zhǎng)光（例如具有300nm以下波長(zhǎng)的UV光）情況尤其如此。硅樹(shù)脂材料的特別有效組是或者至少包含根據(jù)通用化學(xué)式CH₃[Si(CH₃)₂O]_nSi(CH₃)₃的所謂的甲基硅樹(shù)脂，其中作為有機(jī)化學(xué)中的慣例，“n”指示任何合適的整數(shù)。至少相比于其它硅樹(shù)脂材料，這種類型的硅樹(shù)脂材料碰巧展現(xiàn)具有極少損失的優(yōu)異UV透射性質(zhì)。此外，硅樹(shù)脂材料是柔性和彈性的，使得它們是穩(wěn)健、耐用的且能夠承受壓縮諸如由于物體針對(duì)表面的撞擊、碰撞等（例如船對(duì)碼頭的撞擊）導(dǎo)致的壓縮。代替甲基，苯基或苯基和甲基也可以存在于硅樹(shù)脂中。

此外，可以適應(yīng)船殼由于溫度波動(dòng)、波浪的重?fù)簟⒋谂蛎浐推鸱系膹澢葘?dǎo)致的變形。此外，硅樹(shù)脂材料可以施加和形成在以下表面結(jié)構(gòu)之上：表面中或表面上的焊縫、鉚釘?shù)?。硅?shù)脂材料還傾向于良好地粘附至金屬和涂料，使得形成表面上的保護(hù)涂層。視覺(jué)上透明的硅樹(shù)脂材料使得能夠讀取被硅樹(shù)脂材料覆蓋的底層標(biāo)記（例如噴涂符號(hào)）。此外，它們通常是防水的并且可以減少摩擦和拖拽。一方面，硅樹(shù)脂可以制成非常光滑以減少生物結(jié)垢生物體至層的粘附并且減少針對(duì)流水的摩擦，而另一方面，材料可以精細(xì)結(jié)構(gòu)化以便模仿鯊魚皮，其同樣已知為減少以相對(duì)于周圍水的充足速度時(shí)的水中摩擦。應(yīng)當(dāng)指出的是，光學(xué)介質(zhì)（特別地光導(dǎo)）的結(jié)構(gòu)化表面可以導(dǎo)致針對(duì)全內(nèi)反射的破壞條件并且由此導(dǎo)致否則捕獲在全內(nèi)反射內(nèi)且以全內(nèi)反射傳輸?shù)墓鈴墓鈱?dǎo)耦合輸出。因此，可以可靠地定位光的耦合輸出。

UV級(jí)硅石對(duì)UV光具有非常低的吸收并且因此非常良好地適合作為光學(xué)介質(zhì)和光導(dǎo)材料。相對(duì)大的物體可以通過(guò)一起使用UV級(jí)硅石的多個(gè)相對(duì)小片或部分和/或所謂的“熔融硅石”來(lái)制作，同時(shí)還針對(duì)較大物體保持UV透射性質(zhì)。嵌入在硅樹(shù)脂材料中的硅石部分保護(hù)硅石材料。在此類組合中，硅石部分可以提供另外的硅樹(shù)脂材料光學(xué)介質(zhì)中的UV透明散射體以用于光通過(guò)光學(xué)介質(zhì)的（重）分布和/或以用于促進(jìn)光從光導(dǎo)的輸出耦合。此外，硅石顆粒和/或其它堅(jiān)硬、UV半透明材料的顆?？梢约訌?qiáng)硅樹(shù)脂材料。特別地，可以使用片塊（flake）形狀的硅石顆粒，而且以硅樹(shù)脂材料中的高達(dá)50%，70%或甚至更高百分比的高密度的硅石可以提供可抵擋沖擊的堅(jiān)固層。考慮到至少部分的光學(xué)介質(zhì)或光導(dǎo)可以提供有空間變化的密度的UV級(jí)硅石顆粒，特別是片塊，其至少部分地嵌入在硅樹(shù)脂材料中，例如以使光學(xué)和/或結(jié)構(gòu)性質(zhì)變化。此處，“片塊”表示具有三個(gè)笛卡爾方向上的尺寸的物體，其中三個(gè)尺寸中的兩個(gè)可以相互不同，然而，每一個(gè)都比第三尺寸明顯更大，例如是第三尺寸的10、20倍或明顯更大，例如是第三尺寸的100倍。

在實(shí)施方案中，在靠近用于從光學(xué)介質(zhì)發(fā)射防結(jié)垢光的發(fā)射表面的光學(xué)介質(zhì)的部分中，硅樹(shù)脂材料中的UV級(jí)硅石顆粒的密度可以從在光學(xué)介質(zhì)內(nèi)朝向光學(xué)介質(zhì)的發(fā)射表面增加，使得在發(fā)射表面處或靠近發(fā)射表面提供相對(duì)高密度的硅石顆粒。盡管可以使用或多或少球形和/或隨機(jī)形狀的顆粒，但例如具有低至幾微米的典型尺寸的亞毫米長(zhǎng)度尺度的硅石片塊可以布置成如此靠近在一起使得在非常局部的力的沖擊（諸如來(lái)自尖角物體的點(diǎn)沖擊和/或來(lái)自鈍物體的局部化沖擊，包括刮擦、撕扯等）之下，片塊可以具有在它們可以略微重布置自身的柔性硅樹(shù)脂中的一些（如果僅極少的話）移動(dòng)自由，從而耗散沖擊能量并且作為整體減少對(duì)光導(dǎo)的破壞。因此，可以到達(dá)導(dǎo)致既穩(wěn)健又稍微可變形的層的性質(zhì)平衡，進(jìn)而還提供期望的光學(xué)質(zhì)量。在一個(gè)實(shí)施方案中，光學(xué)介質(zhì)中的硅樹(shù)脂材料的比例從光學(xué)介質(zhì)的一側(cè)到相對(duì)側(cè)而從約100%（即基本上純硅樹(shù)脂材料）逐漸變化至約5%以下（大部分為硅石）。

應(yīng)當(dāng)指出的是，可以使用除硅石之外的其它材料的顆粒，特別是片塊形狀的顆粒，例如玻璃或云母。此類其它材料也可以充當(dāng)用于防結(jié)垢光的散射體。還可以提供不同材料的顆粒的混合物，其可以包含半透明、不透明和/或具有光學(xué)活性的顆粒的混合物。此類混合物的組成可以跨光導(dǎo)而變化，例如以調(diào)節(jié)光導(dǎo)針對(duì)防結(jié)垢光的透射率，特別是如果在一些部分中使用相對(duì)大量的較差透射顆粒的話。

為了制造光學(xué)介質(zhì)，可以形成一系列硅樹(shù)脂材料層，每一個(gè)可能具有關(guān)于硅石顆粒的量和/或密度的不同組成。所述層可以非常薄并且至少一些可以用濕疊濕技術(shù)來(lái)應(yīng)用，即向應(yīng)當(dāng)硬化成期望層的液體或膠狀形式的層提供硅樹(shù)脂材料，但其中后續(xù)層在較早層已經(jīng)完全硬化之前施加至較早層。因此，促進(jìn)各層之間的良好粘附并且在最終產(chǎn)品中，不同層可能幾乎不是不可區(qū)分的并且可以實(shí)現(xiàn)組成的逐漸改變。不同層可以通過(guò)噴涂層材料適當(dāng)?shù)匦纬珊?或應(yīng)用?？梢杂昧己玫馁|(zhì)量控制將層狀材料形成為任何合適的厚度。注意，構(gòu)成照明模塊表面的大部分的光學(xué)介質(zhì)可以以任何合適的方式（包括膠合）附著至受保護(hù)表面。硅樹(shù)脂材料傾向于展現(xiàn)對(duì)陶瓷、玻璃和金屬材料的強(qiáng)粘附，并且因此噴涂或涂抹硅樹(shù)脂材料是形成光學(xué)介質(zhì)并且將其附著至基材的非常合適的方式。噴涂和/或涂抹的光學(xué)介質(zhì)還可以容易地制作為不同的期望形狀，例如沿水線、具體標(biāo)記和/或表面形狀。分層技術(shù)還可以促進(jìn)對(duì)硅樹(shù)脂材料中的顆粒進(jìn)行取向，例如通常平行于層和涂覆有層的表面的膨脹方向布置片塊。

在照明模塊的另一方面，所述光學(xué)介質(zhì)包含空間，例如填充有氣體和/或清透液體（例如水）的通道，用于借此引導(dǎo)光，并且相關(guān)聯(lián)的方法包括在光學(xué)介質(zhì)中通過(guò)此類空間分布至少部分光。發(fā)現(xiàn)通過(guò)氣態(tài)物質(zhì)（特別地空氣）對(duì)UV光的光學(xué)透射通常明顯優(yōu)于光通過(guò)固體材料的透射，所述固體材料即使一些被發(fā)現(xiàn)是半透明或透明的也可展現(xiàn)高達(dá)每毫米幾個(gè)百分?jǐn)?shù)的吸收損失。清透液體提供極少散射，可以良好地輸運(yùn)UV光并且相比于用氣體填充空間還可以提供光學(xué)介質(zhì)中的腔體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)水（最明顯地是新鮮水）具有相對(duì)高且合適的UV透射率。如果使用蒸餾水、去離子水和/或以其它方式純化的水，則也可以和/或進(jìn)一步減少污染和/或UV吸收。因此，通過(guò)氣體和/或液體填充的空間透射光被視為特別有益的。為了跨受保護(hù)表面光分布，氣體和/或液體填充的空間應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地良好定義并且通道可以提供在光學(xué)介質(zhì)中。最終撞擊通道壁的光可以進(jìn)入光學(xué)介質(zhì)并且以從受保護(hù)表面的方向從光學(xué)介質(zhì)發(fā)射并進(jìn)入液體環(huán)境中以提供防結(jié)垢光。自身對(duì)于防結(jié)垢光良好透明的其中定義空氣通道的光學(xué)介質(zhì)進(jìn)一步確保如果光學(xué)介質(zhì)將泄漏并且液體介質(zhì)進(jìn)入光學(xué)介質(zhì)，則產(chǎn)生的防結(jié)垢光將仍舊通過(guò)光學(xué)介質(zhì)適當(dāng)?shù)赝干?。通道可以包含變化的直徑?？梢酝ㄟ^(guò)定義和包封比相應(yīng)壁部分的尺寸和/或厚度大（得多）的分離體積的壁部分來(lái)提供局部化的通道部分或袋狀物，例如類似于在品牌名稱“Bubble Wrap”下銷售的包裝產(chǎn)品。

在一個(gè)特定實(shí)施方案中，此類含氣體光學(xué)介質(zhì)包含定義氣體和/或液體填充通道和/或其它空間的硅樹(shù)脂材料；硅樹(shù)脂材料可以良好地成形以定義復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。在上文中已經(jīng)陳述具有或沒(méi)有附加物體諸如硅石顆粒的硅樹(shù)脂材料的另外優(yōu)點(diǎn)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)用硅樹(shù)脂材料的壁部分和/或支柱形成以期望的距離保持分離的硅樹(shù)脂材料的兩個(gè)相對(duì)層來(lái)提供通道和/或其它空間，從而產(chǎn)生距離，例如各層之間的氣隙。此類壁部分和/或支柱可以充當(dāng)散射中心以用于通過(guò)光學(xué)介質(zhì)（中的通道）（重）分布光和/或用于將光從氣體和/或液體填充的空間引導(dǎo)至硅樹(shù)脂材料中。這促進(jìn)局部化光從光學(xué)介質(zhì)至其中防結(jié)垢光付諸使用的液體環(huán)境中的發(fā)射。

由一個(gè)或多個(gè)光源發(fā)射的防結(jié)垢光的至少部分可以以具有基本上平行于受保護(hù)表面或者在光模塊被提供為箔時(shí)基本上平行于箔的應(yīng)用表面的分量的方向擴(kuò)散。這促進(jìn)沿受保護(hù)表面或箔的應(yīng)用表面在大距離之上分布光，這有助于獲得防結(jié)垢光的合適強(qiáng)度分布。

波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可以包含在光學(xué)介質(zhì)中，并且可以通過(guò)用具有引起波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料以另一波長(zhǎng)發(fā)射防結(jié)垢光的第一波長(zhǎng)的光，來(lái)光激發(fā)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，而產(chǎn)生防結(jié)垢光的至少部分。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可以提供為上轉(zhuǎn)換磷光體、量子點(diǎn)、非線性介質(zhì)諸如一個(gè)或多個(gè)光子晶體纖維等。由于針對(duì)具有與UV光不同、大多數(shù)更長(zhǎng)的波長(zhǎng)的光的光學(xué)介質(zhì)中的吸收和/或散射損失傾向于在光學(xué)介質(zhì)中不太明顯，所以可以更加能量高效地產(chǎn)生非UV光并且通過(guò)光學(xué)介質(zhì)透射它并且在其期望的使用位置處或附近產(chǎn)生UV防結(jié)垢光（即從表面到液體環(huán)境中的發(fā)射）。合適的防結(jié)垢光在約220nm至約420nm的UV或任選地還有藍(lán)光的波長(zhǎng)范圍中，特別地在短于約300nm、例如約240nm至約280nm的波長(zhǎng)處。

當(dāng)應(yīng)用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料時(shí)，短語(yǔ)“經(jīng)配置為產(chǎn)生防結(jié)垢光的光源”可以被解釋為用于與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料結(jié)合產(chǎn)生防結(jié)垢光的光源。光源自身，或波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料（在將光源光轉(zhuǎn)換為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料光后），或兩者，提供所述防結(jié)垢光。

在實(shí)施方案中，所述光學(xué)介質(zhì)包含布置在用于產(chǎn)生防結(jié)垢光的至少一個(gè)光源前方的光擴(kuò)散體以用于將至少一個(gè)光源所發(fā)射的防結(jié)垢光的至少部分?jǐn)U散在具有基本上平行于受保護(hù)表面的分量的方向上。光擴(kuò)散體的實(shí)例可以是布置在光學(xué)介質(zhì)中并且與至少一個(gè)光源相對(duì)定位的“相對(duì)”錐體，其中相對(duì)錐體具有以45°角垂直于受保護(hù)表面的表面區(qū)域以用于在基本上平行于所述表面的方向上反射垂直于所述表面的光源所發(fā)射的光。在實(shí)施方案中，所述光學(xué)介質(zhì)包含布置在用于產(chǎn)生防結(jié)垢光的至少一個(gè)光源前方的光導(dǎo)，所述光導(dǎo)具有用于耦合輸入來(lái)自至少一個(gè)光源的防結(jié)垢光的光耦合輸入表面和用于在遠(yuǎn)離受保護(hù)表面的方向上耦合輸出防結(jié)垢光的光耦合輸出表面；所述光導(dǎo)包括具有比液體環(huán)境的折射率更高的折射率的光導(dǎo)材料，使得防結(jié)垢光的至少部分在于輸出耦合表面處輸出耦合之前在基本上平行于受保護(hù)表面的方向上經(jīng)由全內(nèi)反射通過(guò)光導(dǎo)傳播。一些實(shí)施方案可以包含組合光擴(kuò)散體和光導(dǎo)的光學(xué)介質(zhì)，或者將光擴(kuò)散特征與光引導(dǎo)特征集成到光學(xué)介質(zhì)中。在實(shí)施方案中，將光擴(kuò)散體和/或光導(dǎo)涂覆到受保護(hù)表面上。在其它實(shí)施方案中，以箔的形狀因子提供光擴(kuò)散體和/或光導(dǎo)以用于施加至受保護(hù)表面上。

用于防止結(jié)垢的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案可以包含：

- 用于產(chǎn)生防結(jié)垢光的一系列UV LED；

- 用于跨受保護(hù)表面擴(kuò)散來(lái)自LED點(diǎn)源的防結(jié)垢光的光擴(kuò)散體；以及

- 用于進(jìn)一步引導(dǎo)/擴(kuò)散可以跨表面擴(kuò)散的防結(jié)垢光的光導(dǎo)，所述光導(dǎo)包含對(duì)UV光透明的硅樹(shù)脂材料的錫層，其具有或沒(méi)有硅石顆?；蛞粋€(gè)或多個(gè)硅石覆蓋的部分。

當(dāng)用防結(jié)垢光發(fā)射光學(xué)介質(zhì)覆蓋基本上整個(gè)受保護(hù)表面時(shí)，大幅減少微生物在該介質(zhì)上的生長(zhǎng)。由于在光學(xué)介質(zhì)的發(fā)射表面上殺死微生物，所以通過(guò)沿船體的水流連續(xù)清洗船體，所述水流將碎屑運(yùn)送離開(kāi)船并且微生物沒(méi)有機(jī)會(huì)在船體上結(jié)垢。

目前提供的解決方案的優(yōu)點(diǎn)在于微生物在已經(jīng)粘附于結(jié)垢表面上并且在其上扎根之后未被殺死，如對(duì)于已知用藥分散涂層的情況那樣，但防止微生物在結(jié)垢表面上的扎根。相比于去除具有大型微生物結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有結(jié)垢的光處理，更高效的是緊接在微生物接觸結(jié)垢表面之前或緊接在其之后有效殺死微生物。效果可以類似于通過(guò)使用微生物不能粘附至的光滑的納米表面產(chǎn)生的效果。

因?yàn)樵诔跏荚A段中殺死微生物所需的少量光能量，所以系統(tǒng)可以操作成跨大表面連續(xù)提供防結(jié)垢光而沒(méi)有極端功率要求。

產(chǎn)生照明表面的LED的網(wǎng)格可以提供有能量收集構(gòu)件，諸如例如嵌入的太陽(yáng)能電池、在水中操作的小型渦輪機(jī)、在壓力波上操作的壓電元件等。為此，所述照明系統(tǒng)也可以包括用于向光源提供能量的能量系統(tǒng)和其它電氣組件。

目前提供的技術(shù)的一些優(yōu)點(diǎn)包括潔凈表面的保持、腐蝕處理的成本減少、用于船的減少的燃料消耗、用于船體的減少的維護(hù)時(shí)間、減少的CO₂排放、減少環(huán)境中有毒物質(zhì)的使用等。基本上平面且光滑的光發(fā)射表面進(jìn)一步具有自身不添加拖拽的優(yōu)點(diǎn)并且甚至可以通過(guò)在光學(xué)介質(zhì)下方埋設(shè)受保護(hù)表面的現(xiàn)有不均勻性（凹陷、焊縫等）來(lái)進(jìn)一步減少拖拽。

物體（也參見(jiàn)下文）可以包含至少暫時(shí)地暴露于液體的一個(gè)或多個(gè)元件。此類元件可以包括第一元件表面，其可以至少暫時(shí)地暴露于液體。此類元件還可以包含第二元件表面，其可以指向物體的主體。

替代硅樹(shù)脂或除硅樹(shù)脂以外，作為用于光學(xué)介質(zhì)的材料，可以應(yīng)用一種或多種材料，其選自透射性有機(jī)材料，諸如選自PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PEN（聚乙烯萘）、PC（聚碳酸酯）、聚甲基丙烯酸酯（PMA）、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) (Plexiglas或Perspex)、乙酸丁酸纖維素（CAB）、聚氯乙烯（PVC）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）、（PETG）（二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）、PDMS（聚二甲基硅氧烷）和COC（環(huán)烯烴共聚物）。特別地，所述光學(xué)介質(zhì)不是剛性的。例如，所述光學(xué)介質(zhì)可以應(yīng)用于船的船體。然而，也可以通過(guò)將材料涂覆至船體并由此形成光學(xué)介質(zhì)而在船的船體上構(gòu)建所述光學(xué)介質(zhì)。

所述光學(xué)介質(zhì)經(jīng)配置為接收光源的至少一部分防結(jié)垢光。因此，特別地，將所述光源和所述光學(xué)介質(zhì)輻射耦合。術(shù)語(yǔ)“輻射耦合”特別地意味著光源和光學(xué)介質(zhì)彼此相關(guān)聯(lián)，使得所述光學(xué)介質(zhì)接收由光源發(fā)射的至少一部分輻射。所述光學(xué)介質(zhì)經(jīng)配置為通過(guò)光學(xué)介質(zhì)分布防結(jié)垢光。這可能是由于所述光學(xué)介質(zhì)特別地具有（波導(dǎo)的）光導(dǎo)性質(zhì)的事實(shí)。任選地，將光源嵌入光學(xué)介質(zhì)中（也參見(jiàn)下文）。

此外，所述光學(xué)介質(zhì)還可以包括外耦合結(jié)構(gòu)以耦合出防結(jié)垢光。因此，可通過(guò)全內(nèi)反射捕獲于光學(xué)介質(zhì)內(nèi)的防結(jié)垢光可以由于經(jīng)由外耦合結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的外耦合而逸出。這些外耦合結(jié)構(gòu)可以嵌入光學(xué)介質(zhì)中和/或可以配置在光學(xué)介質(zhì)的表面。特別地，外耦合結(jié)構(gòu)，任選地與在第一介質(zhì)面的至少一部分處的反射器組合，經(jīng)配置為促進(jìn)以遠(yuǎn)離第一介質(zhì)面（即，在使用照明模塊期間：遠(yuǎn)離元件的第一元件表面）的方向從發(fā)射面發(fā)射防結(jié)垢光。該光用于在照明模塊的發(fā)射表面處防止生物結(jié)垢和/或去除生物結(jié)垢。

如上下文所示，所述照明模塊可以基本上由光學(xué)介質(zhì)組成。例如，所述控制系統(tǒng)和電源中的一種或多種可以嵌入光學(xué)介質(zhì)中。此外，由于單個(gè)LED可以通過(guò)光學(xué)介質(zhì)的大面積提供防結(jié)垢光，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述照明模塊的表面積可以由至少80％的光學(xué)介質(zhì)組成。所述光學(xué)介質(zhì)可以用于密封所述元件。因此，第一介質(zhì)面可以具有基本上等于第一元件表面的表面積的表面積，盡管其當(dāng)應(yīng)用多個(gè)光學(xué)介質(zhì)時(shí)也可以更?。ㄒ矃⒁?jiàn)下文）。特別地，第一介質(zhì)面與第一元件表面物理接觸。甚至更特別地，整個(gè)第一介質(zhì)面與第一元件表面物理接觸。短語(yǔ)“其中發(fā)射表面經(jīng)配置為比第一介質(zhì)面更遠(yuǎn)離第一元件表面”表明光學(xué)介質(zhì)的第一介質(zhì)面比發(fā)射表面更接近于所述元件的第一元件表面。以該方式，防結(jié)垢光可以以遠(yuǎn)離所述元件的方向逸出。如上所示，在一些實(shí)施方案中，第一介質(zhì)面的至少一部分或特別地整個(gè)第一介質(zhì)面可以與元件（的第一元件表面）物理接觸。

多于一個(gè)照明模塊可以應(yīng)用于單個(gè)元件。因此，術(shù)語(yǔ)“照明模塊”也可以是指多個(gè)照明模塊。此外，單個(gè)照明系統(tǒng)可以包括多個(gè)光學(xué)介質(zhì)。因此，術(shù)語(yǔ)“光學(xué)介質(zhì)”也可以是指多種光學(xué)介質(zhì)。當(dāng)然，所述防結(jié)垢照明系統(tǒng)還可以包括多個(gè)元件。因此，如上所示，術(shù)語(yǔ)“元件”也可以是指多個(gè)照明元件。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述照明模塊包含所述控制系統(tǒng)和任選地還有電源。以該方式，可以在元件的第一元件表面處提供系統(tǒng)，而無(wú)需包括通過(guò)經(jīng)由元件的孔。這可以是有利的，尤其考慮到所述元件的保護(hù)。此外，電源可以任選地包括局部能量收集系統(tǒng)，諸如從水、特別是海水和/或光伏系統(tǒng)產(chǎn)生電能的系統(tǒng)。兩者可以有利地布置于此類元件處，其中前者尤其低于（期望的）水位，且后者尤其高于（期望的）水位。

如上所示，所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置為根據(jù)反饋信號(hào)和計(jì)時(shí)器中的一種或多種來(lái)控制防結(jié)垢光的強(qiáng)度。

術(shù)語(yǔ)控制系統(tǒng)可以是指電子電路，諸如電路中的傳感器，其在達(dá)到閾值水平之后允許或誘導(dǎo)另一動(dòng)作，諸如打開(kāi)或關(guān)閉光，和/或可以是指控制單元，其可以包括（可編程）軟件。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述控制系統(tǒng)包括（線性）反饋系統(tǒng)。因此，所述控制系統(tǒng)可以經(jīng)配置為控制照明模塊（特別是其防結(jié)垢光）。術(shù)語(yǔ)“控制強(qiáng)度”可以是指防結(jié)垢光的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，但可替代地或另外地，也可以是指防結(jié)垢光的高和低強(qiáng)度。其還可以是指在最大和最小（諸如沒(méi)有強(qiáng)度）之間的防結(jié)垢光的無(wú)級(jí)增大或減小的分級(jí)。

所述計(jì)時(shí)器可以例如是觸發(fā)照明模塊在特定時(shí)間段期間提供光并在另一時(shí)段期間關(guān)閉的系統(tǒng)。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述照明系統(tǒng)經(jīng)配置為以脈沖方式提供防結(jié)垢光，其中具有防結(jié)垢光的時(shí)段與沒(méi)有防結(jié)垢光的時(shí)段交替。為此，例如，可以應(yīng)用與計(jì)時(shí)器組合的控制系統(tǒng)，以便以脈沖方式提供防結(jié)垢光。光脈沖可以包括方框（正方形）脈沖、三角形脈沖、鋸齒形脈沖、單極性竇樣脈沖（如例如具有整流）等中的一種或多種。所述頻率可以范圍為數(shù)秒至數(shù)小時(shí)，或甚至數(shù)天。任選地，脈沖光可以包括慢和快脈沖，例如3小時(shí)開(kāi)和3小時(shí)關(guān)，其中在打開(kāi)時(shí)間期間，提供具有0.001-200 Hz、諸如0.01-20 Hz范圍內(nèi)的頻率的脈沖光。通過(guò)使用脈沖光，特別是使用相對(duì)低頻率諸如<0.01Hz的脈沖光，可以在暗時(shí)段中和在打開(kāi)時(shí)段期間形成生物結(jié)垢，可以有效地去除生物結(jié)垢。以該方式，可以浪費(fèi)較少的光。在一個(gè)實(shí)施方案中，每小時(shí)提供0.2-10分鐘的防結(jié)垢光。在又一個(gè)實(shí)施方案中，每（自然）天、即每24小時(shí)提供30-300分鐘的防結(jié)垢光。打開(kāi)時(shí)間和/或關(guān)閉時(shí)間可以是可變的，例如，基于反饋信號(hào)。

所述控制系統(tǒng)還可以包括傳感器。術(shù)語(yǔ)“傳感器”還可以是指多個(gè)傳感器。用于防結(jié)垢照明系統(tǒng)的典型實(shí)施方案可以特別地包括以下：

- 所述參數(shù)中的一種或多種的傳感器（參見(jiàn)下文）；

- 基于防止結(jié)垢的最小功率設(shè)置的參數(shù)值和知識(shí)（例如，預(yù)定義設(shè)置）來(lái)計(jì)算所需功率量的軟件；

- 調(diào)節(jié)有效輸出功率的控制單元；作為整體，或例如船體或另一元件的每個(gè)部分。

在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置為根據(jù)傳感器的反饋來(lái)控制防結(jié)垢光的強(qiáng)度，其中所述傳感器經(jīng)配置為傳感以下中的一種或多種：（i）包含所述照明模塊的船的速度、（ii）（在結(jié)垢表面的一側(cè)）水流的相對(duì)速度、（iii）（在結(jié)垢表面的一側(cè)）水的水溫、（iv）包含所述照明模塊的船的負(fù)載、（v）結(jié)垢表面相對(duì)于（在結(jié)垢表面的一側(cè)）水的水位的位置和（vi）（在結(jié)垢表面的一側(cè)）在水中結(jié)垢生物體和結(jié)垢生物體營(yíng)養(yǎng)物中的一種或多種的存在。

因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述傳感器經(jīng)配置為傳感包含所述照明模塊的船的速度。所述傳感器可以經(jīng)配置為通過(guò)測(cè)量船相對(duì)于水的速度來(lái)確定這一點(diǎn)，或者可以接收來(lái)自船的控制中心的信號(hào)，所述信號(hào)含有關(guān)于速度的信息。因此，在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述傳感器經(jīng)配置為傳感（在結(jié)垢表面的一側(cè)）水流的相對(duì)速度。例如，與逆流一起，船相對(duì)于地表面的低速度可以仍然足夠高足以防止生物結(jié)垢。在此類情況下，可以關(guān)閉生物結(jié)垢光。然而，與共流一起，船相對(duì)于地表面的低速度可以仍然足夠低足以允許生物結(jié)垢。在此類情況下，可以打開(kāi)生物結(jié)垢光。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述傳感器經(jīng)配置為傳感所述光學(xué)介質(zhì)的（在結(jié)垢表面的一側(cè)）水的水溫。已知在南極（北極）水域中，生物結(jié)垢可以基本上為零，而在熱帶水域中，生物結(jié)垢可以是非?？斓?。所述控制系統(tǒng)可以根據(jù)由傳感器傳感的溫度來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉照明模塊。

在又一個(gè)實(shí)施方案中，所述傳感器經(jīng)配置為傳感包含所述照明模塊的船的負(fù)載。這可以是簡(jiǎn)單的測(cè)量，其中元件或照明模塊中的傳感器傳感水是否在傳感器的前面。如果傳感器被浸沒(méi)，則可以由于控制系統(tǒng)和傳感器之間的協(xié)作而打開(kāi)照明模塊。如果傳感器未被浸沒(méi)，則可以關(guān)閉照明模塊。因此，在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述傳感器經(jīng)配置為傳感結(jié)垢表面相對(duì)于（在結(jié)垢表面的一側(cè)）水的水位的位置。然而，在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述傳感器可以接收來(lái)自船的控制中心的信號(hào)，所述信號(hào)含有關(guān)于船的負(fù)載的信息。因此，所述傳感器可以經(jīng)配置為直接或間接地傳感包含所述照明模塊的船的負(fù)載。

在又一個(gè)實(shí)施方案中，所述傳感器經(jīng)配置為傳感（在結(jié)垢表面的一側(cè)）在水中結(jié)垢生物體和結(jié)垢生物體營(yíng)養(yǎng)物中的一種或多種的存在。當(dāng)水平達(dá)到特定閾值時(shí)，則所述控制系統(tǒng)可以打開(kāi)防結(jié)垢光；當(dāng)未達(dá)到閾值時(shí)，則所述控制系統(tǒng)可以關(guān)閉防結(jié)垢光。例如，此類傳感器可以經(jīng)配置為傳感細(xì)菌、糖和用于生物結(jié)垢產(chǎn)生物種的其它營(yíng)養(yǎng)物中的一種或多種。因此，術(shù)語(yǔ)“存在”還可以包括濃度。此類傳感器可以例如包括CO₂傳感器、（未溶解的）O₂傳感器、BOD傳感器或另一類型的生物負(fù)載傳感器等。此外，額外地或替代地，所述傳感器可以包括傳感器，其經(jīng)配置為傳感在結(jié)垢表面（諸如在實(shí)施方案中發(fā)射表面）處的結(jié)垢生物體的存在。此類傳感器可以包括光學(xué)傳感器，諸如經(jīng)配置為測(cè)量輻射吸收、輻射反射、輻射傳輸和輻射發(fā)射中的一種或多種的傳感器。此處，術(shù)語(yǔ)“輻射”特別是指UV輻射、可見(jiàn)光和IR輻射中的一種或多種，特別是UV輻射和可見(jiàn)光中的一種或多種。

上述傳感器相對(duì)于船在水中的使用來(lái)描述。然而，所述傳感器同樣可以應(yīng)用于其它應(yīng)用和/或其它液體中。此外，特別地關(guān)于開(kāi)/關(guān)狀態(tài)描述傳感器。然而，任選地或額外地，這可以涉及高強(qiáng)度和低強(qiáng)度防結(jié)垢光。此外，所述傳感器每次被描述為具有單一功能。然而，在實(shí)施方案中，單個(gè)傳感器可以包括不同的傳感器。此外，特別地，可以使用多個(gè)傳感器，其可以能夠在不同位置傳感相同特性和/或可以傳感多種特性。

所述防結(jié)垢照明系統(tǒng)可以包含多個(gè)光源。例如，所述照明模塊可以包含多個(gè)光源。替代地或額外地，所述防結(jié)垢照明系統(tǒng)可以包含多個(gè)照明模塊。同樣在該實(shí)施方案中，所述防結(jié)垢照明系統(tǒng)可以包含多個(gè)光源。因此，所述防結(jié)垢照明系統(tǒng)或照明模塊可以分別包含兩個(gè)或更多個(gè)子集，所述子集可以獨(dú)立控制。

如上所示，所述控制系統(tǒng)特別地經(jīng)配置為根據(jù)以下中的一種或多種來(lái)控制所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度：（i）與生物結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的反饋信號(hào)和（ii）用于基于時(shí)間改變所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度的計(jì)時(shí)器。然而，替代地或額外地，所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置為根據(jù)另一光源的防結(jié)垢光的強(qiáng)度來(lái)控制第一光源的防結(jié)垢光的強(qiáng)度。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述防結(jié)垢照明系統(tǒng)包含多個(gè)光源，且所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置為根據(jù)另一光源的防結(jié)垢光的強(qiáng)度來(lái)控制第一光源的防結(jié)垢光的強(qiáng)度。在又一個(gè)實(shí)施方案中，所述照明模塊包含多個(gè)光源，且所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置為根據(jù)另一光源的防結(jié)垢光的強(qiáng)度來(lái)控制第一光源的防結(jié)垢光的強(qiáng)度。

因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置為根據(jù)以下來(lái)控制所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度：（i）與生物結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的反饋信號(hào)，和任選地（ii）用于基于時(shí)間改變所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度的計(jì)時(shí)器和（iii）本文定義的其它參數(shù)中的一種或多種。

然而，在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置為根據(jù)以下中的一種或多種來(lái)控制所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度：（i）用于基于時(shí)間改變所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度的計(jì)時(shí)器，和任選地（ii）與生物結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的反饋信號(hào)和（iii）本文定義的其它參數(shù)中的一種或多種。

然而，在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置為根據(jù)除了（i）與生物結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的反饋信號(hào)和（ii）用于基于時(shí)間改變所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度的計(jì)時(shí)器中的一種或多種以外的本文所述的參數(shù)（然而，任選地組合（i）與生物結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的反饋信號(hào)和（ii）用于基于時(shí)間改變所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度的計(jì)時(shí)器中的一種或多種）來(lái)控制所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，如本文所定義的物體包含在所述物體的至少一部分高度（h）上布置（以陣列形式）的多個(gè)照明模塊，其中所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置為根據(jù)系統(tǒng)表面的一側(cè)結(jié)垢表面相對(duì)于水的水位的位置來(lái)控制防結(jié)垢光的強(qiáng)度。例如，可以提供船，其包含在船體的至少一部分高度（h）上布置（以陣列形式）的多個(gè)照明模塊，其中所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置為根據(jù)第一元件表面和第一元件表面的一側(cè)發(fā)射表面相對(duì)于水的水位中的一種或多種的位置來(lái)控制防結(jié)垢光的強(qiáng)度。特別地，物體的高度被定義為使用中(例如，水中)的物體從液面以下的最低點(diǎn)至物體的最高點(diǎn)的高度。此類物體的元件的高度用相對(duì)于垂直方向從最低點(diǎn)至最高點(diǎn)定義的高度來(lái)定義。例如，船體的高度可以是從龍骨至例如欄桿的高度。有利地，可以減少高于水位的不期望的防結(jié)垢光（并且可以減少光和能量的浪費(fèi)），而低于水位可以提供防結(jié)垢光。這也增強(qiáng)了（人類（和/或動(dòng)物）安全性，因?yàn)槠谕缛祟惐M可能低地暴露于UV輻射。

此外，包括傳感器的上述實(shí)施方案不排除與計(jì)時(shí)器的組合。例如，與控制系統(tǒng)組合的計(jì)時(shí)器可以減少夜間的防結(jié)垢光的強(qiáng)度，并且可以增加白天的強(qiáng)度。

再次，如關(guān)于船描述的相同實(shí)施方案可以應(yīng)用于在水中的可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的此類應(yīng)用。

在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供了將使用期間至少暫時(shí)地暴露于水或另一種液體（可以引起生物結(jié)垢）的物體的結(jié)垢表面防結(jié)垢的方法，所述方法包括：（a）提供如本文所定義的照明模塊；（b）根據(jù)以下中的一種或多種來(lái)生成防結(jié)垢光：（i）與生物結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的反饋信號(hào)和（ii）用于基于時(shí)間改變所述防結(jié)垢光的強(qiáng)度的計(jì)時(shí)器；和（c）向所述結(jié)垢表面提供所述防結(jié)垢光。

在一個(gè)具體實(shí)施方案中，本發(fā)明還提供了將（在使用期間）至少部分地浸沒(méi)于液體中的元件防結(jié)垢方法，其中所述元件包含第一元件表面（和第二面），所述第一元件表面尤其包含至少0.4 m²的面積，所述方法包括：（a）提供照明模塊，其包含（i）光源，其經(jīng)配置為產(chǎn)生防結(jié)垢光，和（ii）光學(xué)介質(zhì)，其經(jīng)配置為接收至少一部分防結(jié)垢光，并且經(jīng)配置為通過(guò)所述光學(xué)介質(zhì)分布至少一部分防結(jié)垢光，所述光學(xué)介質(zhì)包含（iia）第一介質(zhì)面，特別是具有至少0.4 m²的面積，所述光學(xué)介質(zhì)的第一介質(zhì)面指向所述元件的第一元件表面，和（iib）發(fā)射表面，其經(jīng)配置為以遠(yuǎn)離光學(xué)介質(zhì)的第一介質(zhì)面的方向發(fā)射至少一部分分布的防結(jié)垢光，其中在一個(gè)具體實(shí)施方案中所述照明模塊的至少一部分經(jīng)配置為用發(fā)射表面密封所述第一元件表面的至少一部分，所述發(fā)射表面經(jīng)配置成比第一介質(zhì)面更遠(yuǎn)離第一元件表面；和（b）根據(jù)反饋信號(hào)和計(jì)時(shí)器中的一種或多種來(lái)產(chǎn)生防結(jié)垢光。在此類實(shí)施方案中，所述結(jié)垢表面可以包含發(fā)射表面，例如，當(dāng)所述光學(xué)介質(zhì)密封所述第一元件表面時(shí)。任選地和額外地，可以向待保護(hù)的另一個(gè)表面（不是發(fā)射表面）提供另外的防結(jié)垢光。

短語(yǔ)“防結(jié)垢的方法”表明防止結(jié)垢和/或可以除去結(jié)垢。因此，所述方法可以是治愈性的和/或預(yù)防性的。所述方法可以特別地進(jìn)一步包含根據(jù)傳感器的反饋（諸如尤其上面定義的）來(lái)控制防結(jié)垢光的強(qiáng)度。例如，技術(shù)人員可以想象3小時(shí)關(guān)閉、5分鐘打開(kāi)方案（還參見(jiàn)上面其它方案）。

在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供了向在使用期間至少暫時(shí)地暴露于水的物體提供防結(jié)垢照明系統(tǒng)的方法，所述方法包括將如本文所定義的照明模塊附接至物體（諸如其元件），其中所述照明模塊經(jīng)配置為向所述物體和附接至所述物體的照明模塊中的一種或多種的結(jié)垢表面提供所述防結(jié)垢光。特別地，所述物體選自船、堰、壩、魚塘（stew）、閘、養(yǎng)魚海水箱和浮標(biāo)等。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解本文中的術(shù)語(yǔ)“基本上”，諸如在“基本上所有光”或在“基本上由...組成”中。術(shù)語(yǔ)“基本上”還可以包括具有“完全”、“完全地”、“全部”等的實(shí)施方案。因此，在實(shí)施方案中，也可以除去形容詞基本上。當(dāng)適用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“基本上”也可以涉及90％或更高，諸如95％或更高，特別地99％或更高，甚至更特別地99.5％或更高，包括100％。術(shù)語(yǔ)“包含”還包括其中術(shù)語(yǔ)“包含”意指“由...組成”的實(shí)施方案。術(shù)語(yǔ)“和/或”特別地涉及“和/或”之前和之后提到的一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目。例如，短語(yǔ)“項(xiàng)目1和/或項(xiàng)目2”和類似短語(yǔ)可以涉及項(xiàng)目1和項(xiàng)目2中的一個(gè)或多個(gè)。術(shù)語(yǔ)“包含”在一個(gè)實(shí)施方案中可以是指“由...組成”，但在另一個(gè)實(shí)施方案也可以是指“包含至少定義的物質(zhì)和任選地一種或多種其它物質(zhì)”。

此外，說(shuō)明書和權(quán)利要求書中的術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等用于區(qū)分類似元件，而不一定用于描述依次或時(shí)間順序。應(yīng)當(dāng)理解，如此使用的術(shù)語(yǔ)在適當(dāng)情況下是可互換的，并且本文所述的本發(fā)明的實(shí)施方案能夠以除了本文所述或舉例說(shuō)明的其它順序操作。

本文的裝置尤其在操作期間描述。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚，本發(fā)明不限于操作的方法或操作中的裝置。

應(yīng)當(dāng)指出的是，上述實(shí)施方案舉例說(shuō)明而不是限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)許多替代實(shí)施方案而不脫離所附權(quán)利要求的范圍。在權(quán)利要求中，置于括號(hào)之間的任何參考標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制權(quán)利要求。動(dòng)詞“包含”及其詞形變化的使用不排除存在除權(quán)利要求中所述的元件或步驟之外的元件或步驟。元件之前的冠詞“一（a）”或“一（an）”不排除存在多個(gè)此類元件。本發(fā)明可以借助包含幾個(gè)不同元件的硬件且借助適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在列舉幾種方式的裝置權(quán)利要求中，這些方式中的幾種可以通過(guò)一個(gè)且相同硬件項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中記載某些措施的唯一事實(shí)并不表明不能有利地使用這些措施的組合。

本發(fā)明進(jìn)一步適用于包含說(shuō)明書中描述和/或附圖中顯示的表征特征中的一種或多種的裝置。本發(fā)明進(jìn)一步涉及包含說(shuō)明書中描述和/或附圖中顯示的表征特征中的一種或多種的方法或過(guò)程。

可以組合本專利中討論的各個(gè)方面以提供額外的優(yōu)點(diǎn)。此外，所述特征中的一些可以形成一個(gè)或多個(gè)分案申請(qǐng)的基礎(chǔ)。

附圖簡(jiǎn)述

現(xiàn)在將僅通過(guò)實(shí)例的方式參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施方案，其中相應(yīng)的參考標(biāo)記指示相應(yīng)的部件，并且其中：

圖1是顯示根據(jù)光波長(zhǎng)的不同生物材料的殺菌作用譜的圖；

圖2是具有光導(dǎo)的光模塊的示意性橫截面視圖；

圖3顯示包含再分布反射器和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的實(shí)施方案；

圖4a-c顯示鐵絲網(wǎng)網(wǎng)格的實(shí)施方案；且

圖5a-5d示意性描繪如本文所述的照明系統(tǒng)的一些方面。

附圖不一定按比例。

實(shí)施方案的詳述

盡管已經(jīng)在附圖和前述描述中詳細(xì)舉例說(shuō)明和描述了本公開(kāi)，但此類舉例說(shuō)明和描述應(yīng)被視為說(shuō)明性或示例性而非限制性的；本公開(kāi)不限于公開(kāi)的實(shí)施方案。

圖1是顯示根據(jù)光波長(zhǎng)的不同生物材料的殺菌作用譜的圖，其中RE表明相對(duì)有效性，其中曲線1表明如源自IES Lighting Handbook, Application Volume, 1987, 14-19的殺菌作用；曲線2表明大腸桿菌光吸收（源自W. Harm, Biological Effects of ultraviolet radiation, Cambridge University Press, 1980），且曲線3表明DNA吸收（也如源自IES手冊(cè)）。

圖2顯示作為基本實(shí)施方案的照明模塊200的橫截面，所述照明模塊200包含包封在液密光學(xué)介質(zhì)220中以引導(dǎo)從光源210發(fā)射的光211的至少部分經(jīng)由全內(nèi)反射通過(guò)光學(xué)介質(zhì)的多個(gè)光源210（在此：側(cè)發(fā)射的LED，其中所述光主要從LED的側(cè)面發(fā)射，并且或多或少平行于表面），所述光學(xué)介質(zhì)進(jìn)一步提供有光學(xué)結(jié)構(gòu)7以散射光211并且引導(dǎo)光211離開(kāi)光學(xué)介質(zhì)220朝向待用光靶向的物體1200（生物結(jié)垢生物體）。光學(xué)介質(zhì)220通常在兩個(gè)維度上比在第三維度上延伸得明顯更遠(yuǎn)，使得提供二維狀物體。散射光211的光學(xué)結(jié)構(gòu)7可以在光學(xué)介質(zhì)材料的一個(gè)或多個(gè)部分中擴(kuò)散，可能地遍及全部光學(xué)介質(zhì)材料，其中在此類部分中，所述分布可以是通常均勻或局部化的。具有不同結(jié)構(gòu)性質(zhì)的散射中心可以組合以提供除光學(xué)之外還有的結(jié)構(gòu)特性，諸如對(duì)磨損和/或沖擊的抵抗力。合適的散射體包括不透明的物體，但同樣可以使用大部分半透明的物體，例如小氣泡、玻璃和/或硅石；要求僅僅是針對(duì)所使用的波長(zhǎng)發(fā)生折射率中的改變。參考標(biāo)記222指示發(fā)射表面。

光引導(dǎo)和在表面之上擴(kuò)散光的原理是眾所周知的并且廣泛應(yīng)用在各種領(lǐng)域中。此處，將該原理應(yīng)用于用于防結(jié)垢目的的UV光。應(yīng)當(dāng)指出的是，使表面（例如船的船體）用UV自點(diǎn)亮的想法是與依賴于光滑涂層、化學(xué)品、清洗、控制船速的軟件等的當(dāng)前并且良好建立的防結(jié)垢解決方案顯然不同的解決方案。

全內(nèi)反射是通過(guò)光學(xué)介質(zhì)傳輸光的一種方式，所述光學(xué)介質(zhì)然后通常被稱為光導(dǎo)。為了維持針對(duì)全內(nèi)反射的條件，光導(dǎo)的折射率應(yīng)當(dāng)高于周圍介質(zhì)的折射率。然而，（部分）反射涂層在光導(dǎo)上的使用和/或受保護(hù)表面（例如船的船體）的反射性質(zhì)的使用自身也可以用于建立用于引導(dǎo)光通過(guò)光學(xué)介質(zhì)的條件。

在一些實(shí)施方案中，所述光學(xué)介質(zhì)可以相對(duì)于受保護(hù)表面（例如船的船體）定位，使得在光學(xué)介質(zhì)和受保護(hù)表面之間引入小氣隙；UV光可以在空氣中比在光學(xué)介質(zhì)中甚至更好地行進(jìn)—具有更少的吸收，甚至當(dāng)該光學(xué)介質(zhì)被設(shè)計(jì)為光導(dǎo)材料時(shí)。在其它實(shí)施方案中，氣體填充通道（例如空氣通道）可以形成在硅樹(shù)脂材料內(nèi)。還可以提供分離的氣體填充袋狀物的陣列，例如以如矩形或蜂巢圖案那樣的規(guī)則圖案或以非規(guī)則圖案。替代氣體（例如空氣）填充，可以用UV透射液體（例如新鮮和/或凈化的水）至少部分地填充通道和/或袋狀物。在覆蓋有此類光學(xué)介質(zhì)的受保護(hù)表面遭受沖擊（例如船撞擊碼頭前沿）的情況下，小袋狀物可以軟化，從而重分布沖擊能量并且因此保護(hù)表面，其中液體填充袋狀物在變形的情況下可以比可能更容易爆開(kāi)的空氣袋狀物更加穩(wěn)健。

由于大多數(shù)材料具有對(duì)于UV光的（非常）有限的透射率，所以必須小心設(shè)計(jì)光學(xué)介質(zhì)。在下文中列出專用于該目的的幾個(gè)具體特征和/或?qū)嵤┓桨福?/p>

- 可以選擇低功率LED的相對(duì)精細(xì)間距，以最小化光必須行進(jìn)通過(guò)光學(xué)介質(zhì)的距離。

- 可以使用“中空”結(jié)構(gòu)，例如具有保持其遠(yuǎn)離受保護(hù)表面的小距離的間隔物的硅樹(shù)脂橡膠墊。這產(chǎn)生UV光可以通過(guò)其以高效率傳播的空氣“通道”（空氣對(duì)于UV非常透明）。使用由此類結(jié)構(gòu)提供的氣體填充通道允許在否則將會(huì)過(guò)于強(qiáng)烈地吸收UV光的材料的光學(xué)介質(zhì)中的大距離之上分布UV光以用于防結(jié)垢。類似地，可以形成分離的袋狀物。

- 可以選擇具有高UV透明度的特殊材料，如某些硅樹(shù)脂或UV級(jí)（熔融）硅石。在實(shí)施方案中，該特殊材料可以僅用于產(chǎn)生用于使光傳播大部分距離的通道；更便宜/更結(jié)實(shí)的材料可以用于表面的其它部分。

在附圖中公開(kāi)另外的實(shí)施方案，其中主要問(wèn)題是仍使用點(diǎn)光源來(lái)用防結(jié)垢光（優(yōu)選為UV光）光照大表面。典型的關(guān)注是光從點(diǎn)源到表面光照的擴(kuò)散。更詳細(xì)地：

- 典型集裝箱船的受保護(hù)表面面積為~10.000m²。

- 典型的LED源具有~1mm²的面積。這是1/10¹⁰。

- 考慮到所要求的功率水平，可能要求每m²大約10個(gè)LED

- 這意味著光必須從1個(gè)LED擴(kuò)散在~1000cm²之上

- 當(dāng)采用溶液必須薄（數(shù)量級(jí)：1cm）的另一邊界條件時(shí)，例如出于諸如以下的原因：

- 為了能夠?qū)⑷芤鹤鳛椤巴繉印碧砑又链?/p>

- 為了不增加由于船的增加的截面尺寸導(dǎo)致的拖拽

- 為了保持（塊狀）材料成本受限。

因此提供使用光學(xué)材料，特別是基本上平面的光導(dǎo)。光導(dǎo)的典型維度是約1mm至約10mm的厚度。在其它方向上，從光學(xué)角度來(lái)看，特別地如果提供多個(gè)光源使得抵消由于光的部分輸出耦合和可能地（吸收）損失導(dǎo)致的遍及光導(dǎo)的光強(qiáng)度衰減，不存在對(duì)尺寸的實(shí)際限制。

此處，考慮到就LCD TV背光的設(shè)計(jì)而言類似的光學(xué)挑戰(zhàn)適用，盡管發(fā)射光強(qiáng)度均一性在防結(jié)垢中沒(méi)有就LCD TV背光而言那么嚴(yán)苛。

存在獲得較薄光學(xué)結(jié)構(gòu)的較好均一性的附加想法和解決方案，諸如在一個(gè)或多個(gè)光源的正前方引入散射體和/或漫射體或其它光擴(kuò)散體。

圖3顯示（左手側(cè)）包括以具有朝向光源210的頂點(diǎn)的光學(xué)介質(zhì)220中的反射錐體25的形式的光擴(kuò)散體。這在具有基本上平行于待保護(hù)免于結(jié)垢的表面101的分量的方向上引導(dǎo)光211。如果錐體25不完全是反射性的也不是不透明的，則來(lái)自光源的一些光將穿過(guò)它并且防止產(chǎn)生導(dǎo)致防結(jié)垢降低或低效的陰影。

此外，圖3顯示包含在光學(xué)介質(zhì)220中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料CM。舉例說(shuō)明的實(shí)施方案被配置成通過(guò)用來(lái)自光源210的光來(lái)光激發(fā)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料CM而產(chǎn)生至少部分的防結(jié)垢光，其中光31具有使波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料以另一波長(zhǎng)從光學(xué)介質(zhì)220向環(huán)境E（即發(fā)射表面的下游）中發(fā)射防結(jié)垢光211的第一波長(zhǎng)。光學(xué)介質(zhì)220中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的分布可以在空間上變化，例如根據(jù)光學(xué)介質(zhì)220中的（不同波長(zhǎng)的）光的（預(yù)期）強(qiáng)度分布。術(shù)語(yǔ)“上游”和“下游”涉及項(xiàng)或特征相對(duì)于來(lái)自光產(chǎn)生裝置（這里特別是第一光源）的光的傳播的布置，其中相對(duì)于來(lái)自光產(chǎn)生裝置的光束內(nèi)的第一位置，更靠近于光產(chǎn)生裝置的光束中的第二位置是“上游”，且進(jìn)一步遠(yuǎn)離光產(chǎn)生裝置的光束內(nèi)的第三位置是“下游”。

圖4a-4c顯示其中光源210 (此處用參考標(biāo)記3指示)諸如UV LED布置在網(wǎng)格中并且以一系列平行連接來(lái)連接的鐵絲網(wǎng)實(shí)施方案。LED可以通過(guò)焊接、膠合或用于將LED連接至鐵絲網(wǎng)4的任何其它已知的電氣連接技術(shù)而安裝在如圖4b中所示的節(jié)點(diǎn)處。一個(gè)或多個(gè)LED可以放置在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)處?？梢詫?shí)現(xiàn)DC或AC驅(qū)動(dòng)。在DC的情況下，如圖4c中所示安裝LED。如果使用AC，則如圖4c中所示使用反平行配置中的LED對(duì)。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)處可以使用反平行配置的多于一對(duì)LED?？梢酝ㄟ^(guò)拉伸口琴結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)鐵絲網(wǎng)的實(shí)際尺寸和網(wǎng)格中的UV LED之間的距離。鐵絲網(wǎng)網(wǎng)格可以嵌入在光學(xué)介質(zhì)中，其中任選地如圖3中圖示提供散射特征的平行網(wǎng)格。

除了船的船體的防結(jié)垢應(yīng)用之外，設(shè)想以下替代應(yīng)用和實(shí)施方案：

- 本公開(kāi)可以應(yīng)用于多種多樣的領(lǐng)域。與自然水接觸的幾乎任何物體將隨時(shí)間而遭受生物結(jié)垢。這可以阻礙例如淡化工廠的入水口、阻塞泵站的管道，或者甚至覆蓋室外游泳池的壁和底部。所有這些應(yīng)用將受益于目前提供的方法、照明模塊和/或系統(tǒng)，即有效的薄額外表面層，其防止整個(gè)表面區(qū)域上的生物結(jié)垢。

- 盡管UV光是優(yōu)選的解決方案，但同樣設(shè)想其它波長(zhǎng)。非UV光（可見(jiàn)光）針對(duì)生物結(jié)垢也是有效的。典型的微生物對(duì)非UV光沒(méi)有對(duì)UV光那么敏感，但在對(duì)光源的每單位輸入功率的可見(jiàn)光譜中可以產(chǎn)生高得多的劑量。

- UV LED是用于薄發(fā)光表面的理想源。然而，也可以使用除LED之外的UV源，諸如低壓汞蒸氣燈。這些光源的形狀因子相當(dāng)不同；主要是所述源大得多。這導(dǎo)致不同的光學(xué)設(shè)計(jì)，以將來(lái)自單個(gè)源的所有光“分布”在大區(qū)域之上。但是如本文所討論的光引導(dǎo)的概念不改變。此外，可以產(chǎn)生期望的波長(zhǎng)和/或波長(zhǎng)組合中的光的顯著貢獻(xiàn)。

替代使用以遠(yuǎn)離受保護(hù)表面的方向向外發(fā)射UV光以避免生物結(jié)垢的薄層，生物結(jié)垢還可以潛在地通過(guò)在受保護(hù)表面的方向上從外部應(yīng)用UV光來(lái)去除。例如，將UV光照耀到包含如所述的合適光學(xué)介質(zhì)的船體或表面上。因此，以去往和遠(yuǎn)離受保護(hù)表面的方向發(fā)射防結(jié)垢光的單個(gè)光學(xué)介質(zhì)可能甚至更有效。

圖5a-5d示意性描繪了防結(jié)垢系統(tǒng)的一些實(shí)施方案和變型。圖5a示意性描繪了防結(jié)垢照明系統(tǒng)1，其包含元件100，諸如例如船體21、照明模塊200和控制系統(tǒng)300。此處，作為具有結(jié)垢表面1201的物體1200的實(shí)例，示意性描繪了具有所述船體21的船20。結(jié)垢表面1201可以是元件100和/或與所述物體1200相關(guān)聯(lián)的元件或系統(tǒng)的表面（的部分）。元件100表明對(duì)象的元件，諸如例如船20的船體21。在該示意性描繪的實(shí)施方案中，物體1200進(jìn)一步包含包括發(fā)射表面的防結(jié)垢照明系統(tǒng)（參見(jiàn)下文）。因此，所述結(jié)垢表面可以例如也包含此類發(fā)射表面。

元件100包含第一元件表面101（和第二面102），所述第一元件表面101包含例如至少0.4 m²的面積。例如，第二面102可以是船20的船體21的內(nèi)壁。第一元件表面101是朝向（在該實(shí)施方案中）船20的外部的面，所述船20在使用期間將至少部分地與液體5、特別是水接觸。液位用參考標(biāo)記15指示。如可見(jiàn)，浸沒(méi)元件100的至少一部分。

照明模塊200包含光源和光學(xué)介質(zhì)220。特別地，光源210經(jīng)配置為產(chǎn)生防結(jié)垢光211，其可以特別地包括UV光，甚至更特別地至少UV-C光。光學(xué)介質(zhì)220特別地經(jīng)配置為接收防結(jié)垢光211的至少一部分，并且進(jìn)一步經(jīng)配置為通過(guò)光學(xué)介質(zhì)220分布至少一部分防結(jié)垢光211。所述光學(xué)介質(zhì)包含第一介質(zhì)面221，其可以例如具有至少0.4 m²的面積，和發(fā)射表面222，其經(jīng)配置為以遠(yuǎn)離光學(xué)介質(zhì)220的第一介質(zhì)面221的方向發(fā)射至少一部分分布的防結(jié)垢光211。此處，第一介質(zhì)面221指向元件100的第一元件表面101。在該實(shí)施方案中，光學(xué)介質(zhì)220與光學(xué)元件的第一元件表面101物理接觸。例如，在此類實(shí)施方案中，所述照明模塊200的至少一部分因此經(jīng)配置為用發(fā)射表面222密封所述第一元件表面101的至少一部分，所述發(fā)射表面222經(jīng)配置為比第一介質(zhì)面221更遠(yuǎn)離第一元件表面101。此外，照明系統(tǒng)1包含控制系統(tǒng)300，其經(jīng)配置為根據(jù)反饋信號(hào)和計(jì)時(shí)器中的一種或多種來(lái)控制防結(jié)垢光211的強(qiáng)度。任選的計(jì)時(shí)器沒(méi)有描繪，但可以任選地集成于控制系統(tǒng)中。或者，用參考標(biāo)記400指示的傳感器可以傳感時(shí)間信號(hào)。參考標(biāo)記230指示電源，其可以局部地獲得能量，或其可以例如是電池。任選地，可以由船提供電力。參考標(biāo)記h指示元件100的高度。

通過(guò)實(shí)例的方式，電源230、控制系統(tǒng)300和傳感器400都集成于照明模塊200中，并且與光學(xué)介質(zhì)220一起形成單個(gè)單元。照明模塊200可以基本上覆蓋整個(gè)元件100。此處，通過(guò)實(shí)例的方式，僅覆蓋第一面101的一部分。在圖5a中描繪的實(shí)施方案中，第一光學(xué)介質(zhì)表面附接至元件100的第一面。圖5b僅通過(guò)實(shí)例的方式示意性描繪一個(gè)實(shí)施方案，其中光學(xué)介質(zhì)不附接至元件100；由此可以產(chǎn)生空隙107。注意，照明單元的至少一部分密封元件100的第一元件表面。此處，通過(guò)實(shí)例的方式，所述元件是壁或門或可移動(dòng)結(jié)構(gòu)40，例如壩或閘。圖5c通過(guò)實(shí)例的方式顯示多個(gè)元件100以及還有多個(gè)照明模塊200。照明系統(tǒng)還包括多個(gè)傳感器400和單個(gè)控制系統(tǒng)300。此外，所述局部能量收集系統(tǒng)230可以例如是光伏電池。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述照明模塊200可以形成單個(gè)集成單元，和作為整體的元件100的密封件。用此類系統(tǒng)，可以監(jiān)視哪些光學(xué)介質(zhì)220低于液位15。只有低于液位15的那些才可以提供防結(jié)垢光211，如附圖中所示。當(dāng)然，多于示意性描繪的照明模塊可以是可用的。圖5d示意性描繪了也可以任選地耦合的單獨(dú)的照明系統(tǒng)1。例如，控制系統(tǒng)300可以任選地通信（無(wú)線）。然而，照明系統(tǒng)也可以獨(dú)立地作用。

傳感器400可以例如經(jīng)配置為傳感以下中的一種或多種：（i）包含所述照明模塊20的船的速度、（ii）水流的相對(duì)速度、（iii）水溫、（iv）包含所述照明模塊220的船的負(fù)載、（v）結(jié)垢表面1201相對(duì)于水的水位的位置和（vi）在水中結(jié)垢生物體和結(jié)垢生物體營(yíng)養(yǎng)物中的一種或多種的存在。例如，所述傳感器可以包含溶解氧傳感器和/或水位傳感器。此外，可以應(yīng)用兩種或更多種不同類型的傳感器的組合，和/或可以應(yīng)用不同高度的相同類型的傳感器。注意，在一些實(shí)施方案中，結(jié)垢表面1201（還）可以包含發(fā)射表面（222），尤其參見(jiàn)圖5a-5b。

圖5a-5d中示意性描繪的實(shí)施方案顯示可以至少部分地密封表面的照明模塊200。然而，也可以應(yīng)用其它實(shí)施方案，例如，光學(xué)介質(zhì)，諸如將光引導(dǎo)至結(jié)垢表面1201的光纖或波導(dǎo)。

集成單元700，如例如在一些示意性描繪的實(shí)施方案中所示，可以特別地是封閉單元，其中221作為所述面之一。

參考例如圖5c-5d，防結(jié)垢照明系統(tǒng)可以包括多個(gè)光源（未描繪、但包括于照明模塊中）。所述控制單元可以例如根據(jù)所需強(qiáng)度控制光源。例如，不是使所有光源同時(shí)打開(kāi)且關(guān)閉，也可以使鄰近/相鄰的光源反相閃爍。也就是說(shuō)，燈被編程為50％的時(shí)間打開(kāi)，當(dāng)?shù)谝粺舸蜷_(kāi)時(shí)，鄰燈將關(guān)閉；反之亦然。優(yōu)點(diǎn)是例如節(jié)省相同量的能量（50％），但在某些地方可以實(shí)現(xiàn)更好的效果（即兩個(gè)燈之間的中間，結(jié)垢生物體現(xiàn)在將接收連續(xù)劑量，而不是在光劑量之間具有“恢復(fù)時(shí)間”）。因此，防結(jié)垢照明系統(tǒng)（或照明模塊）包含多個(gè)光源，并且所述控制系統(tǒng)300經(jīng)配置為根據(jù)另一光源210的防結(jié)垢光211的強(qiáng)度來(lái)控制第一光源的防結(jié)垢光211的強(qiáng)度。當(dāng)使用多個(gè)模塊時(shí)，這在實(shí)施方案中還可以暗示控制系統(tǒng)300經(jīng)配置為根據(jù)另一照明模塊的防結(jié)垢光211的強(qiáng)度來(lái)控制第一照明模塊的防結(jié)垢光211的強(qiáng)度。

所述概念不限于上述實(shí)施方案，其可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)以幾種方式變化。例如，使用光，特別是UV光作為防結(jié)垢構(gòu)件可以在其它領(lǐng)域中提供令人感興趣的機(jī)會(huì)。在可以在大區(qū)域之上提供連續(xù)的“24/7”“保護(hù)”的含義方面，這是獨(dú)特的。所述應(yīng)用對(duì)于船的船體而言尤其令人感興趣，但還可以應(yīng)用在游泳池、水處理工廠等中。替代水，生物結(jié)垢可以在其它液體環(huán)境（例如油、鹽水和/或包括食品工業(yè)的其它環(huán)境中的液體）中發(fā)生和處理。因此，本發(fā)明特別地針對(duì)水（諸如海水）進(jìn)行解釋。然而，本發(fā)明不僅限于此類應(yīng)用。因此，在實(shí)施方案中，術(shù)語(yǔ)“水”可以被液體替代。特別地，此類液體還可以包括生物結(jié)垢物質(zhì)和用此類生物結(jié)垢物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)物。

針對(duì)特定實(shí)施方案或者與特定實(shí)施方案有關(guān)地討論的元件和方面可以與其它實(shí)施方案的元件和方面適當(dāng)?shù)亟M合，除非另有明確聲明。

因此，釋放某些化學(xué)品或殺生物劑的防結(jié)垢溶液目前具有大的市場(chǎng)份額。為了有效，這些涂層必須提供對(duì)生物體來(lái)說(shuō)是苛刻的環(huán)境。缺點(diǎn)是隨著時(shí)間推移 - 或者通過(guò)預(yù)期的釋放，或者通過(guò)不可避免的表面清潔 - 那些化學(xué)品被釋放至水中。這些化學(xué)品相當(dāng)經(jīng)常地保持活性，對(duì)環(huán)境引起不利影響。防止生物結(jié)垢的根本不同的方式是通過(guò)使用UV光發(fā)射。已知UV光在滅活或甚至殺死微生物中是有效的，條件是應(yīng)用足夠劑量的合適波長(zhǎng)。此類的一個(gè)實(shí)例是壓艙水處理。我們呈現(xiàn)防生物結(jié)垢的新方法，其中在船的船體的外部應(yīng)用UV發(fā)光層。作為光源引入U(xiǎn)V-LED實(shí)現(xiàn)薄的涂層樣結(jié)構(gòu)，其中UV光均勻地分布在表面內(nèi)。另外的光學(xué)設(shè)計(jì)元件將確保光或多或少均勻地逸出涂層。 UV發(fā)射層將減少微生物附著至船體或甚至防止其的可能性。

在一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)置中，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在延長(zhǎng)時(shí)間段保持表面沒(méi)有生物結(jié)垢的有希望的結(jié)果。將兩個(gè)元件布置于海水中并在其中保持四周。一個(gè)用UV光照射；另一個(gè)不用UV光照射。四周之后，前者僅包括在沒(méi)有接收UV光的點(diǎn)處的結(jié)垢；所述點(diǎn)本身沒(méi)有結(jié)垢。后一元件完全覆蓋有結(jié)垢。