Устройство для контроля обрывов в цепи светосигнальных ламп

 

Изобретение относится к устройствам контроля работоспособности светосигнального оборудования и может быть использовано в транспортных средствах, имеющих источник питания постоянного тока. Цель изобретения - повышение функциональной надежности устройства за счет исключения влияния режимов работы и характеристик ламп светосигнальной системы на параметры элементов устройства и результаты контроля. Устройство содержит геркон 3, первый и второй диоды 4 и 5, первый и второй токозадающие резисторы 6 и 7 и элемент И 8. Геркон 3 и намотанная на него катушка 2 индуктивности образуют датчик тока, замыкающийся при прохождении тока через контролируемую лампу 13. Первый резистор 6 и первый диод 4, а также второй резистор 7 и второй диод 5 являются формирователями логических сигналов, поступающих на логические входы элемента И 8. Причем независимо от состояния контролируемой лампы 13 (включена или выключена) при наличии обрыва в цепи ее подключения на оба логических входа элемента И 8 поступают сигналы логической "1", что приводит к установлению на выходе элемента И 8 сигнала логической "1", который поступает на вход индикатора 9, включая его. При этом на выходном контакте 12 присутствует сигнал логической "1", что позволяет подключать устройство к любым автоматизированным средствам контроля. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам контроля работоспособности светосигнального оборудования и может быть использовано в транспортных средствах, имеющих источники питания постоянного тока.

Известно устройство контроля светосигнальных ламп, содержащее силовой трансформатор, первая обмотка которого через регулирующий силовой элемент подключена к источнику питания, между выводами второй обмотки включены последовательно соединенные первичные обмотки изолирующих трансформаторов, к вторичным обмоткам которых подключены светосигнальные лампы, генератор сигналов высокой частоты и измеритель тока, причем силовой трансформатор выполнен с тремя обмотками, первый вывод генератора сигналов высокой частоты через третью обмотку силового трансформатора подключен к первому выходу измерителя тока, второй вывод которого соединен с первым выходом одновибратора и через ключ подключен к второму выводу генератора сигналов высокой частоты, первичная обмотка трансформатора тока включена в разрыв связи первичных обмоток изолирующих трансформаторов, вторичная обмотка трансформатора тока соединена с входом блока синхронизации, выход которого подключен к входу одновибратора, второй выход которого соединен с управляющим входом ключа.

Недостатком этого устройства является наличие силового и изолирующих трансформаторов, что уменьшает надежность и увеличивает габариты и массу устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля сигнальных ламп, содержащее трансформатор, один конец первичной обмотки которого подключен к одному выводу конденсатора, другой конец первичной обмотки трансформатора и другой вывод конденсатора являются входными клеммами сигнальной лампы, выводы конденсатора являются клеммами подключения цепи питания сигнальной лампы, генератор, одна клемма которого подключена к одному выводу вторичной обмотки трансформатора, и индикатор, другая клемма генератора и другой вывод вторичной обмотки трансформатора подключены к входу выпрямителя, параллельно которому включен резистор, выход выпрямителя через фильтр подключен к входу порогового элемента, выход которого подключен к индикатору.

Известное устройство обеспечивает постоянный контроль лампы независимо от ее включения. Однако оно имеет ряд недостатков, наиболее существенным из которых является зависимость емкости конденсатора от сопротивлений включенной и выключенной лампы. Так как большинство светосигнальных ламп имеют значительный разброс величин своих сопротивлений, то известное устройство необходимо адаптировать к каждой контролируемой лампе подбором требуемой емкости конденсатора, что делает его неудобным для практического использования в системах с большим числом контролируемых светосигнальных ламп. Кроме того, сопротивление лампы изменяется в процессе ее эксплуатации, что может привести к неверным результатам контроля.

Цель изобретения - повышение функциональной надежности устройства за счет исключения влияния характеристик ламп светосигнальной системы на параметры элементов устройства и результаты контроля.

Цель достигается тем, что в устройство для контроля обрывов в цепи светосигнальных ламп, содержащее преобразователь напряжения, первый вход которого соединен с первым выводом источника питания и через ключ с первым выводом катушки индуктивности, второй вывод которой является первым входом устройства, второй вход преобразователя напряжения подключен к второму выводу источника питания и является вторым входом устройства, и индикатор, согласно изобретению введены геркон, первый и второй диоды, первый и второй токозадающие резисторы и элемент И, при этом выход преобразователя напряжения через первый токозадающий резистор соединен с первым логическим входом элемента И и анодом первого диода, катод которого соединен с вторым выводом катушки индуктивности и первым входом устройства, выход преобразователя напряжения через второй токозадающий резистор соединен с вторым входом элемента И и анодом второго диода, катод которого соединен с одним выводом геркона, другой вывод которого соединен с вторым выводом источника питания и вторым входом устройства, выход элемента И соединен с входом индикатора и выходным контактом для сопряжения устройства с автоматизированными средствами контроля.

Сравнение заявляемого устройства с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается от прототипа и, следовательно, соответствует критерию "новизна".

При проведении поиска существенных признаков, аналогичных отличительным признакам заявляемого устройства, по патентной и научно-технической литературе не обнаружено. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для контроля обрывов в цепи светосигнальных ламп содержит преобразователь 1 напряжения, катушку 2 индуктивности, геркон 3, первый и второй диоды 4 и 5, первый и второй токозадающие резисторы 6 и 7, элемент И 8, индикатор 9, состоящий из буферного элемента 10 и сигнализатора 11, и выходной контакт 12 для сопряжения устройства с автоматизированными средствами контроля (на чертеже не показаны). На схеме показаны контролируемая светосигнальная лампа 13, подключаемая к входам устройства, и цепь ее питания, состоящая из источника 14 питания и ключа 15. Первый вход преобразователя 1 напряжения соединен с первым выводом источника 14 питания и через ключ 15 с первым выводом катушки 2 индуктивности, второй вывод которой является первым входом устройства. Второй вход преобразователя 1 напряжения подключен к второму выводу источника 14 питания и является вторым входом устройства, а выход преобразователя 1 напряжения через первый токозадающий резистор 6 соединен с первым логическим входом элемента И 8 и анодом первого диода 4, катод которого соединен с вторым выводом катушки 2 индуктивности и первым входом устройства. Выход преобразователя 1 напряжения через второй токозадающий резистор 7 соединен с вторым входом элемента И 8 и анодом второго диода 5, катод которого соединен с одним выводом геркона 3. Другой вывод геркона соединен с вторым выводом источника 14 питания и вторым входом устройства. Выход элемента И 8 соединен с входом буферного элемента 10 и выходным контактом 12, а выход буферного элемента 10 соединен с входом сигнализатора 11.

Преобразователь 1 напряжения представляет собой интегральный стабилизатор напряжения (например, микросхема К142ЕН5А) для питания цифровых элементов 8 и 10 и формирования на логических входах элемента И 8 сигналов различных логических уровней в зависимости от состояния контролируемой лампы 13. Катушка 2 индуктивности и геркон 3 образуют датчик тока, который замыкается при наличии номинального тока в цепи питания лампы. Токозадающие резисторы 6 и 7 и диоды 4 и 5 являются формирователями сигналов логических уровней в зависимости от состояния контролируемой лампы 13. Элемент И 8 представляет собой двухвходовой логический элемент, на выходе которого появляется разрешающий сигнал логичесой "1" лишь в том случае, если на обоих его логических входах также присутствуют сигналы логической "1". Он выполняется на основе триггеров Шмитта для возможности обработки логических сигналов с пологими фронтами (например, микросхема К561ТЛ1). Буферный элемент 10, (например, микросхема К561ПУ4) предназначен для согласования параметров выходного сигнала элемента И 8 и входного сигнала сигнализатора 11. Сигнализатор 11 предназначен для сигнализации обрыва в цепи контролируемой лампы 13 и представляет собой светоизлучающий диод, например, АЛ307БМ. На выходном контакте 12 присутствует сигнал ТТЛ-уровня, позволяющий сопрягать устройство с автоматизированными системами контроля светосигнального оборудования транспортных и других средств.

Устройство работает следующим образом.

При подключении исправной светосигнальной лампы 13 к источнику 14 питания через ключ 15 по катушке 2 протекает номинальный ток, что приводит к замыканию нормально разомкнутого геркона 3. Вследствие этого ток от преобразователя 1 напряжения через токозадающий резистор 7, диод 5 и контакты геркона 3 протекает к второму выводу источника 14 питания, формируя на втором логическом входе элемента И 8 сигнал логического "0". Одновременно на катод диода 4 поступает напряжение источника 14 питания, которое выше выходного напряжения преобразователя 1 напряжения. Поэтому на первом логическом входе элемента И 8 присутствует сигнал логической "1". При этом на выходе элемента И 8 появляется сигнал логического "0". Поэтому на вход сигнализатора 11 через буферный элемент 10, а также на выходной контакт 12 поступает сигнал логического "0" и сигнализатор 11 не загорается.

При выключении ключа 15 лампа 13 гаснет. В этом случае в катушке 2 тока нет, геркон 3 разомкнут и на втором логическом входе элемента И 8 формируется сигнал логической "1". Диод 5 защищает второй вход элемента И 8 от возможных импульсных помех. При этом ток от преобразователя 1 напряжения, пройдя через токозадающий резистор 6, диод 4 и нить накала лампы 13, формирует на первом логическом входе элемента И 8 сигнал логического "0". В результате на выходе элемента И 8 также формируется сигнал логического "0" и сигнализатор 11 не горит.

Если происходит обрыв в цепи лампы 13, то независимо от положения ключа 15 тока в катушке 2 нет, геркон 3 резомкнут и на втором логическом входе элемента И 8 формируется сигнал логической "1". При этом ток через токозадающий резистор 6 не протекает на диод 4 и лампу 13. Поэтому и на первом логическом входе элемента И 8 формируется сигнал логической "1". Это приводит к установлению на выходе элемента И 8 сигнала логической "1", который через буферный элемент 10 поступает на вход сигнализатора 11, включая его. При этом на выходном контакте 12 присутствует сигнал логической "1" ТТЛ-уровня.

Таким образом, данное устройство также, как и прототип, осуществляет непрерывный контроль обрывов в цепи светосигнальных ламп независимо от их включения, однако работоспособность устройства не зависит от разброса параметров контролируемых ламп, что отсутствует в прототипе.

Повышение функциональной надежности устройства осуществлено за счет введения токозадающих резисторов 6 и 7, сопротивления которых много больше возможных сопротивлений светосигнальной лампы 13, что исключает влияние величины сопротивления лампы на параметры устройства.

Кроме того, возможность сопряжения данного устройства со средствами автоматизированного контроля позволяет накапливать информацию о параметрах надежности контролируемых светосигнальных ламп, а протекающий через резистор 6, диод 4 и контролируемую лампу 13 ток при выключенном состоянии лампы нагревает ее нить накала, тем самым повышая внутреннее сопротивление лампы и уменьшая скачок тока при ее включении, что приводит к увеличению срока службы контролируемой лампы 13.

Технико-экономическая эффективность предложенного устройства заключается в следующем. Повышена его функциональная надежность, так как исключена возможность влияния разброса сопротивлений контролируемой лампы на результат контроля. Предусмотрена возможность сопряжения устройства со средствами автоматизированного контроля. Снижены его габариты и вес, так как в нем отсутствует трансформатор, а большинство элементов выполнено на основе интегральных микросхем.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОБРЫВОВ В ЦЕПИ СВЕТОСИГНАЛЬНЫХ ЛАМП, содержащее преобразователь напряжения, первый вход которого соединен с первым выводом источника питания и через ключ - с первым выводом катушки индуктивности, второй вывод которой является первым входом устройства, второй вход преобразователя напряжения подключен к второму выводу источнику питания и является вторым входом устройства, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности за счет исключения влияния режимов работы и характеристик ламп светосигнальной системы на параметры элементов устройства и результаты контроля, в него введены геркон, первый и второй диоды, первый и второй токозадающие резисторы и элемент И, при этом выход преобразователя напряжения через первый токозадающий резистор соединен с первым логическим входом элемента И и анодом первого диода, катод которого соединен с вторым выводом катушки индуктивности и первым входом устройства, выход преобразователя напряжения через второй резистор соединен с вторым входом элемента И и анодом второго диода, катод которого соединен с одним выводом геркона, другой вывод которого соединен с вторым выводом источника питания и вторым входом устройства, выход элемента И соединен с входом индикатора и выходным контактом.

РИСУНКИ

Рисунок 1