Светодиодный светофор

Авторы патента:

B61L5/18 - световые; устройства, конструктивно сопряженные с ними

Владельцы патента RU 2440264:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)

Изобретение относится к устройствам сигнализации железнодорожного транспорта, а именно к светофорам, выполняющим функции индикатора, разрешающего или запрещающего движение поезда по участку пути. В корпусе светофорной головки установлены стекло, структура которого имеет взвешенные частицы и два фотодиода, расположенные перед светодиодной матрицей соосно с последней. На стекло и светодиодную матрицу последовательно подается питание от источника электропитания, в который дополнительно введен генератор прямоугольных импульсов. Контактами сигнальных реле осуществляется двухполюсное размыкание и замыкание цепи электропитания стекла и светодиодной матрицы с подключением к ним либо генератора прямоугольных импульсов, либо источника постоянного напряжения. Фотодиоды, облучаемые светодиодной матрицей, подключены к пороговому устройству либо напрямую, либо через контакты сигнальных реле. Изобретение обеспечивает контроль интенсивности излучения светодиодной матрицы как в нормальном режиме горения сигнала светофора, так и в режиме контроля холодного состояния сигнала светофора, что удовлетворяет требованиям безопасности движения поездов. Кроме того, снижается энергопотребление сигнальной точки и увеличивается ресурс работы светодиодного светофора. 2 ил.

Известны светофоры, в которых в качестве излучающего элемента используются лампы накаливания (Системы железнодорожной автоматики и телемеханики: Учеб. для вузов / Ю.А.Кравцов, В.Л.Нестеров, Г.Ф.Лекута и др. / Под ред. Ю.А.Кравцова. М.: Транспорт. - 1996. - С.68, рис.4.1). Их недостатком является невысокая надежность работы, обусловленная довольно частым перегоранием нитей ламп накаливания.

Более высокой надежностью обладают светофоры, в которых применяются двухнитевые лампы накаливания (Деев A.M., Зенькович Ю.И., Коган Д.А. и др. Ресурсосберегающие технологии в устройствах управления показаниями светофоров // Автоматика, связь, информатика. - 2000. - №1. - С.32, рис.1). Однако надежность работы их недостаточна, так как в них принципиально остается использование ламп накаливания. Кроме того, применение ламп накаливания определяет высокие эксплуатационные расходы, связанные с необходимостью периодической замены ламп. Коэффициент полезного действия ламп накаливания, определяемый соотношением яркости излучения и затрат электрической мощности, невелик, что определяет низкую энергетическую эффективность светофоров.

С точки зрения надежности и энергетической эффективности лучшими показателями обладают светофоры с использованием светодиодных матриц (Световые сигнальные указатели на базе светодиодов // Железные дороги мира. - 2000. - №3. - С.63, рис.2).

Недостатком этого устройства является то, что в нем не обеспечивается контроль интенсивности излучения светодиодной матрицы.

Целью изобретения является обеспечение возможности контроля интенсивности излучения светодиодной матрицы.

Указанная цель достигается тем, что в конструкцию светодиодного светофора вводится стекло, имеющее структуру взвешенных частиц, и два фотодиода.

Сущностью изобретения является то, что в корпусе светофорной головки установлены стекло, структура которого имеет взвешенные частицы, упорядочивающиеся при приложении к стеклу напряжения, два фотодиода, расположенные перед светодиодной матрицей соосно с последней, причем на стекло и светодиодную матрицу последовательно подается питание от источника электропитания, в который дополнительно введен генератор прямоугольных импульсов, при этом контактами сигнальных реле осуществляется двухполюсное размыкание и замыкание цепи электропитания стекла и светодиодной матрицы подключением к ним либо генератора прямоугольных импульсов, либо источника постоянного напряжения, а фотодиоды, облучаемые светодиодной матрицей, подключены к пороговому устройству либо напрямую к одному входу, либо через контакты сигнальных реле к другому входу порогового устройства.

На фиг.1 представлена схема общего вида светофорной головки, а на фиг.2 - функциональная схема светодиодного светофора с контролем излучения светодиодной матрицы.

Светофорная головка (фиг.1) включает корпус 1, стекло 2, светодиодную матрицу 3, два фотодиода 4, источник электропитания 5, пороговое устройство 6. На фиг.2 представлена функциональная схема светофорной головки, включающая стекло 2, светодиодную матрицу 3, фотодиоды 4, источник электропитания 5, состоящий из генератора прямоугольных импульсов 7 и источника постоянного напряжения, блок 8 контактов сигнальных реле 9, 11, 12, 14, контактов реле мигания 10, 13, осуществляющих двухполюсное размыкание, а также контакты сигнальных реле 15, 16, подключающие входы порогового устройства 6 к фотодиодам 4..

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Работа схемы управления сигналом предусматривает два режима: нормальный и контрольный, причем интенсивность излучения светодиодной матрицы 3 контролируется в обоих режимах.

При работе схемы в нормальном режиме, то есть при нормальном горении сигнала на светодиодном светофоре, контакты 9, 10, 12, 13 замкнуты и через эти контакты протекает ток нормального режима работы. Питание в нормальном режиме осуществляется от источника постоянного напряжения (+), что обуславливает протекание через стекло 2 постоянного тока. В результате этого стекло 2 изменяет свои оптические свойства, из-за своей структуры и становится оптически прозрачным. На светодиодную матрицу 3 также подается постоянное напряжение, в результате чего матрица излучает свет постоянно (не мигает).

Фотодиоды 4 служат для определения интенсивности света, испускаемого светодиодной матрицей 3. Питание на фотодиоды 4 подается с генератора прямоугольных импульсов 7. Таким образом, при нормальной работе светодиодной матрицы 3, фотодиоды 4 облучаются светом, интенсивность которого соответствует нормальной работе светодиодной матрицы 3, а пропускная способность фотодиодов 4 зависит от степени их облучения светодиодной матрицей 3, поэтому фотодиоды 4 постоянно пропускают через себя прямоугольные импульсы от генератора прямоугольных импульсов 7, а уровень пропускаемых фотодиодами 4 импульсов зависит от степени их облучения, то есть от интенсивности излучения светодиодной матрицы 3.

В нормальном режиме работы устройства значение напряжения, подаваемого на светодиодную матрицу 3, отличается от напряжения, подаваемого при контрольном режиме работы. Вследствие этого интенсивность излучения светодиодной матрицы 3 в нормальном режиме значительно выше, нежели чем в контрольном. То есть облучение фотодиодов 4 при нормальном режиме работы более интенсивно, а значит они пропускают импульсы большего уровня, чем при контрольном режиме. Пороги срабатывания входов порогового устройства 6 отличаются при нормальном и контрольном режимах работы. При этом необходимо обеспечить порог срабатывания порогового устройства 6 по такому значению уровня, который соответствует излучению не менее 70% светодиодов светодиодной матрицы 3. Это значение соотношения исправных и неисправных светодиодов сохраняют и для контрольного режима. Если при нормальном режиме светодиодная матрица 3 светит ярче, чем при контрольном, то будут срабатывать входы порогового устройства 6, соответствующие и нормальному, и контрольному режимам работы. Поэтому входы порогового устройства 6, соответствующие контрольному режиму работы, подключаются к фотодиодам 4 контактами сигнальных реле 15, 16.

Следует отметить, что контрольным режимом является режим контроля «холодного» состояния. То есть светодиодная матрица 3 излучает свет, интенсивность этого излучения контролируется, но машинист не видит горения этого сигнала.

В контрольном режиме электропитание светодиодной матрицы 3 и стекла 2 осуществляется от генератора прямоугольных импульсов 7, так как при контрольном режиме стекло 2 должно быть оптически непрозрачно. Время перехода стекла 2 из непрозрачного состояния в прозрачное состояние значительно больше, чем время зажигания светодиодной матрицы 3 и время срабатывания фотодиодов 4. Таким образом, при импульсном электропитании светодиодная матрица 3 горит импульсно, фотодиоды 4 облучаются импульсно, а стекло 2 остается непрозрачным.

Также в контрольном режиме работы предлагаемого устройства импульсное электропитание позволяет увеличить время работоспособности светодиодов светодиодной матрицы 3, фотодиодов 4 и понизить энергопотребление сигнальной точки.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает контроль интенсивности излучения светодиодной матрицы как в нормальном режиме горения сигнала светофора, так и в режиме контроля холодного состояния сигнала светофора, что удовлетворяет требованиям безопасности движения поездов. Кроме того, устройство снижает энергопотребление сигнальной точки и увеличивает ресурс работы светодиодного светофора.

Светодиодный светофор, включающий корпус светофорной головки со светодиодной матрицей, источник электропитания, выходы которого через контакты сигнальных реле соединены со светодиодной матрицей, отличающийся тем, что в корпусе светофорной головки установлены стекло, структура которого имеет взвешенные частицы, упорядочивающиеся при приложении к стеклу напряжения, два фотодиода, расположенные перед светодиодной матрицей соосно с последней, причем на стекло и светодиодную матрицу последовательно подается питание от источника электропитания, в который дополнительно введен генератор прямоугольных импульсов, при этом контактами сигнальных реле осуществляется двухполюсное размыкание и замыкание цепи электропитания стекла и светодиодной матрицы с подключением к ним либо генератора прямоугольных импульсов, либо источника постоянного напряжения, а фотодиоды, облучаемые светодиодной матрицей, подключены к пороговому устройству либо напрямую к одному входу, либо через контакты сигнальных реле к другому входу порогового устройства.

Похожие патенты:

Светодиодный светофор // 2351018

Изобретение относится к области световых приборов, используемых в дорожном движении. .

Устройство контроля светофора // 2276032

Конденсаторный светодиодный светофор // 2250846

Изобретение относится к регулирующим или предупреждающим устройствам, устанавливаемым вдоль маршрута следования локомотивов или составов. .

Регулируемый светодиодный светофор // 2249524

Изобретение относится к регулирующим или предупреждающим устройствам, а именно к светофорам, осуществляющим регулирование движения поездов. .

Трехзначный светодиодный светофор // 2239575

Изобретение относится к регулирующим или предупреждающим устройствам, устанавливаемым вдоль маршрута следования локомотивов или составов, а именно к светофорам. .

Светодиодный светофор // 2207745

Изобретение относится к устройствам сигнализации, а именно к светофорам железнодорожного транспорта. .

Устройство для контроля перегорания сдвоенных светофорных ламп // 1177193

Устройство контроля перегорания нитей ламп светофора // 1141032

Устройство для контроля цепи питания светофорной лампы // 1028548

Устройство для контроля целости нити светофорной лампы // 948729

Способ работы линзового светофора с двухнитевой лампой и устройство для его осуществления // 2493605

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Способ работы линзового светофора с двухнитевой лампой, включает контроль целостности нитей лампы и подачу напряжения на одну из нитей, при этом напряжение подают на нити поочередно при каждом включении лампы. Устройство для осуществления способа содержит индикатор перегорания нити лампы, источник переменного напряжения, первое и второе реле, трансформатор и сигнальную лампу. Устройство дополнительно снабжено тремя диодами, конденсатором, двумя элементами И, элементом ИЛИ, при этом первое реле выполнено поляризованным с двумя обмотками. Решение направлено на снижение потребляемой энергии. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Прожекторный светофор // 2494903

Прожекторный светофор содержит упор, оптическую систему с лампой, электромагнит и рамку на опоре со светофильтрами. Светофор снабжен второй оптической системой с лампой, оптическая ось которой расположена в одной плоскости с оптической осью первой системы и лучом, исходящим из опорной точки, размещенной на линии неустойчивого равновесия, и проходящим через центр светофильтра. Электромагнит имеет возможность взаимодействия с рамкой, выполненной из магнитного материала, намагниченного в зоне взаимодействия с электромагнитом, с попарно размещенными на ней светофильтрами. Центры каждой пары светофильтров имеют возможность соответственно одновременно совмещаться с оптическими осями первой и второй систем после прохождения рамкой положения неустойчивого равновесия. Обеспечивается повышение надежности, быстродействия и эксплуатационных характеристик устройства. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ управления движением поезда по некодируемым станционным путям и система для его использования // 2497703

Группа изобретений относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Способ управления движением поезда по некодируемым станционным путям включает передачу информации о номере маршрута движения поезда от поездного диспетчера в бортовую ЭВМ локомотива. С микроЭВМ устройств управления светофорами по каналам связи на устройства электрической централизации станции передают номер поезда, для которого приготовлен текущий маршрут, и вводят эти данные в проверочную информацию, передаваемую по оптическому каналу связи. Система, реализующая способ, содержит путевые светофоры, в каждом из которых находится микропроцессорный блок управления светофорными огнями. Один из портов микропроцессорного блока управления светофорными огнями через второй блок сопряжения и блок коммутации соединен с линией передачи данных, к которой подключена ЭВМ диспетчерского пункта управления. Решение направлено на повышение безопасности движения. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Привод стрелочного перевода // 2499712

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к стрелочным переводам. Привод стрелочного перевода содержит, по крайней мере, один выключатель электродвигателя, соединенный с редуктором. Редуктор содержит червячную пару, червяк которой имеет возможность перемещения вдоль вала и взаимодействия своими концами соответственно с упругими элементами, свободно посаженными на вал. В результате улучшаются условия эксплуатации привода, повышается его надежность. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Железнодорожный светофор // 2516926

Изобретение относится к области световой сигнализации. Железнодорожный светофор содержит установленные на его поверхности матрицы светодиодных излучателей, снабженных индивидуальной или общей оптикой, которая выполнена в виде асферических линз. С внутренней стороны линз образованы выемки для установки излучателей света. Между линзами и светодиодными излучателями установлен антибликовый компаунд с коэффициентом преломления n≥1,4 и включающий смесь силикона и поглощающих наночастиц с размером от 0.1 до 1 мкм. Решение направлено на повышение помехозащищенности светофора. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Светофорная система // 2539665

Изобретение относится к конструкциям светотехнических устройств. Светофорная система содержит корпус с защитным элементом и с размещенными внутри корпуса источником света, выполненным в виде матрицы светодиодов, расположенных на печатной плате. Система состоит из N - числа независимых светодиодных линеек с общим теплоотводом, выполненным на основе стальной пластины. Источник питания выполнен линейным, каждый светодиод шунтирован стабилитроном, а в качестве защитного элемента корпуса использован рассеиватель, представляющий собой прозрачный плафон из поликарбоната. Повышается надежность светотехнической части. 2 ил.

Устройство управления светофором (варианты) // 2544428

Изобретение относится к организации и управлению движением на железных дорогах. Устройство содержит третий контакт сигнального реле, расположенный на посту управления, вспомогательное реле с первым и вторым контактами, размещенные вблизи светофора, третью жилу кабеля, причем первый полюс источника постоянного напряжения через третий контакт сигнального реле и через третью жилу кабеля соединен с первым выводом обмотки вспомогательного реле, второй вывод которой подключен к первому выводу первичной обмотки трансформатора, а второй полюс источника постоянного напряжения соединен с первым полюсом источника переменного напряжения, причем первый и второй выводы вторичной обмотки трансформатора через первый и второй контакты вспомогательного реле подключены к входам излучателя. По п.2 в устройство дополнительно введены третий и четвертый контакты сигнального реле, второй вывод обмотки вспомогательного реле через четвертую жилу кабеля и четвертый контакт сигнального реле подключен к второму полюсу источника постоянного напряжения, а первый и второй выводы вторичной обмотки трансформатора через первый и второй контакты вспомогательного реле соединены с входами излучателя. По п.3 в устройство дополнительно введены повторитель огневого реле, вспомогательное и огневое реле, размещенные вблизи светофора, третья, четвертая и пятая жилы кабеля, причем первый полюс источника постоянного напряжения через третий контакт сигнального реле и третью жилу кабеля соединен с первым выводом обмотки вспомогательного реле, второй вывод которой через четвертую жилу кабеля и четвертый контакт сигнального реле подключен к второму выводу источника постоянного напряжения и через контакт огневого реле и пятую жилу кабеля соединен с первым выводом обмотки повторителя огневого реле, вторым выводом подключенной к первому полюсу источника постоянного напряжения, а вторичная обмотка трансформатора через первый и второй контакты вспомогательного реле и через обмотку огневого реле соединена с входами излучателя. Достигается повышение безопасности движения поездов. 3 н.п ф-лы, 3 ил.

Светофор // 2556045

Изобретение относится к организации и управлению движением на железных дорогах, а именно к оптическим световым сигнальным устройствам - светофорам. Светофор содержит трансформатор, излучатель, контакты сигнального реле, жилы кабельной линии, источник переменного напряжения, первый выход которого через первый контакт сигнального реле и первую жилу кабельной линии подключен к первому выводу первичной обмотки трансформатора. В схему введены диод, первый и второй конденсаторы, контрольное реле постоянного тока, содержащее первый и второй контакты, источник постоянного напряжения, выходы которого через второй и третий контакты сигнального реле и диод подключены к первой и второй жилам кабельной линии. Второй выход источника переменного напряжения соединен с точкой соединения первого вывода обмотки контрольного реле постоянного тока и первого вывода второго конденсатора, второй вывод которого подключен к второму выводу первичной обмотки трансформатора, а второй вывод обмотки контрольного реле постоянного тока соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора. Вторичная обмотка трансформатора подключена к входам излучателя. Технический результат заключается в исключении эффекта подсветки ненадлежащего показания светофора. 1 ил.

Светодиодная лампа для железнодорожного светофора с реактивным балластом // 2572048

Изобретение относится к устройствам автоматической и полуавтоматической блокировки железнодорожного транспорта. Предназначено для использования в качестве источника света в сигнальных установках (светофорах) железнодорожного транспорта и метрополитена с контролем работоспособности во включенном и выключенном состоянии. Технический результат: повышение надежности и снижение потребляемой мощности светофорной лампы за счет использования реактивного балласта. При этом предлагаемая лампа полностью взаимозаменяема с традиционными 2-нитевыми лампами накаливания. Светодиодная лампа для железнодорожного светофора с реактивным балластом содержит электрическую цепь с мостом, предохранителем, корпус, выполненный в виде стандартного цоколя светофорной лампы накаливания ЖС-12-15+15 или ЖС-12-25+25, а также реактивный балласт, в качестве которого могут выступать балластный конденсатор, или индуктивность, или насыщенный трансформатор, или автотрансформатор. Устройство снабжено схемой отключения лампы от сети при наличии питающего напряжения и одновременном отсутствии излучения полупроводникового излучателя или излучателей, которая управляется от светочувствительного элемента, находящегося в оптической видимости с излучателем. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

N-значный светофор // 2611052

Изобретение относится к регулирующим или предупреждающим устройствам, устанавливаемым вдоль маршрута следования локомотивов или составов, а именно к светофорам, осуществляющим регулирование движением поездов. Согласно изобретению в N-значный светофор введены M многоцветных светодиодов, входами устройства являются управляющие входы и общий вход. Каждый управляющий вход подключен к M анодам многоцветных светодиодов одного цвета, общий вход подключен к M катодам многоцветных светодиодов. Световое показание определяется результатом смешивания K цветов включенных светодиодов, входящих в состав многоцветных светодиодов. В результате упрощается конструкция светофора и увеличивается количество его сигнальных показаний. 1 ил.