專利名稱：鐵路信號燈斷絲轉換及報警裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鐵路信號燈的點燈電路。
現行的鐵路信號點燈斷絲轉換及報警電路是采用繼電器線圈與主燈絲相串聯的方式來完成的，當主絲發生斷絲時，繼電器因此失磁落下，此時利用一組落下接點接通副絲電路，點亮副絲，使信號不間斷顯示，并有另一組落下接點接通報警電路，啟動報警電路。該電路雖然簡單，但存在著的缺點是一是副絲沒有監測，即副絲的技術狀態處于失控狀態，一旦副絲斷絲在先，主絲斷絲后，就構不成點燈電路，而使信號燈熄滅，中斷顯示或信號轉移；二是報警通道僅為一對電纜芯線，斷絲的燈位無法分辨出來，一旦發生斷絲，維修人員需走記車站值班員，經過試驗及憑借經驗，才能判斷出斷絲的燈位，延長了設備的故障時間；三是數量較多的調車信號機都無法納入斷絲報警電路內，要直至信號滅燈方有表示。
本實用新型的目的是提供一種鐵路信號燈斷絲轉換及報警裝置，該裝置完全采用電磁效應原理，在送電條件下，繼電器在返回狀態時完成對主絲、副絲的監測功能，繼電器在吸合狀態時完成主絲和副絲的轉換、報警功能，并能指示斷絲燈位，方便維修和更新。
本實用新型的技術方案是一種鐵路信號燈斷絲轉換及報警裝置，包括變壓器、含有主絲和副絲的信號燈、主絲點燈回路和副絲點燈回路，該裝置設有燈絲轉換器，燈絲轉換器包括通過互感器與主絲燈點回路連接的主絲監測電路、通過互感器與副絲點燈回路連接的副絲監測電路、受主絲監測電路和副絲監測電路觸發的報警電路、主絲監測電路連接有可控硅觸發及點燈電路。
本實用新型進一步的技術方案是一種鐵路信號燈斷絲轉換及報警裝置，包括變壓器、含有主絲和副絲的信號燈、主絲點燈回路和副絲點燈回路，該裝置設有燈絲轉換器，燈絲轉換器包括通過互感器與主絲燈點回路連接的主絲監測電路、通過互感器與副絲點燈回路連接的副絲監測電路、受主絲監測電路和副絲監測電路觸發的報警電路、主絲監測電路連接有可控硅觸發及點燈電路；該裝置于變壓器前端的點燈線上通過互感器連接有斷絲燈位指示電路。
本實用新型更詳細的技術方案是一種鐵路信號燈斷絲轉換及報警裝置，包括變壓器、含有主絲和副絲的信號燈、主絲點燈回路和副絲點燈回路，該裝置設有燈絲轉換器，燈絲轉換器包括通過互感器與主絲燈點回路連接的主絲監測電路、通過互感器與副絲點燈回路連接的副絲監測電路、受主絲監測電路和副絲監測電路觸發的報警電路、主絲監測電路連接有可控硅觸發及點燈電路；該裝置于變壓器前端的點燈線上通過互感器連接有斷絲燈位指示電路；所述燈絲轉換器設有電源電路，電源電路由橋堆Q1、電容C1、C2、電位器W1組成；所述主絲監測電路包括接收互感器L1經R1轉換成電壓信號的跟隨器F1，跟隨器F1的輸出端與C3、R2組成的濾波器相連，再與反相比較器F2的反相輸入端相連，反相比較器F2的同相端與R3、R4組成的分壓器的輸出端相連，反相比較器F2的輸出端連接有指示燈LED1和繼電器J2；所述副絲監測電路包括接收互感器L2經R5轉換成電壓信號的跟隨器F3，跟隨器F3的輸出端與C4、R6組成的濾波器相連，再與反相比較器F4的反相輸入端相連，反相比較器F4的同相端與電位器W2的輸出端相連，反相比較器F4的輸出端連接有繼電器J1；所述可控硅觸發及點燈電路包括與主絲監測電路相連的T1、與可控硅RC觸發極相連由橋堆Q2、電阻R9、R10、R11組成的觸發電路，可控硅RC與副絲相連并通過繼電器J1與主絲燈點回路連接；所述斷絲燈位指示電路包括接收互感器L3經R12轉換成電壓信號的跟隨器F5，跟隨器F5的輸出端與反相比較器F6的反相輸入端相連，反相比較器F6的同相輸入端與由R13、R14組成的分壓器的輸出端相連，反相比較器F6的輸出端與IC1的信號輸入端相連，斷絲燈位指示電路還包括由IC2、R15、R16、C5、C6組成的多諧振蕩器，IC2的輸出端連接有LED2，LED2與IC1的復位端相連，IC1的輸出端連接有IC3，IC3的輸出端連接有D觸發器、T2、蜂鳴器[15]和LED3、R19，IC1的另一輸出端信號加到IC3的復位端，該復位端連接有復位按鈕A。
本實用新型由燈絲轉換器、傳感器和斷絲燈位指示器三部分組成，每個燈位設燈絲轉換器一個，傳感器設在每一個燈位的點燈線上，斷絲燈位指示器設在信號樓內，全站設置一個。它們是以如下的方法來完成任務的燈絲轉換器它的主副絲點燈電路內均設有一次穿心互感器進行采樣，當主副燈絲完好時，接通點燈電路后，主燈絲則被點亮，而副燈絲則經限流電阻，不能使副絲點亮，此時，穿心互感器線圈均有感應電流輸出，經電阻轉換成電壓后，由跟隨器提高輸出功率后，經濾波器平滑，在反相比較器上與參考電平比較，當燈絲完好時，輸出低電平，使繼電器均落下，同步信號發生器被關斷，副絲也只有監測電流而不能點亮。當主絲斷絲，其點燈電路上的穿心互感器無輸出，比較器則輸出高電平報警，繼電器吸起，同步信號發生器被導通，副燈絲則由雙向可控硅構通點燈電路，完成了主副燈絲轉換功能。此時的報警功能，可由報警繼電器接點通過電纜構通報警電路，也可由信號點燈線上的傳感器采集到雙向可控硅的觸發信號后，經接口電路驅動報警電路。如果副絲發生斷絲，則副絲監測電路中的一次穿心互感器無輸出，比較器輸出高電平，使轉換繼電器口腔起，把直接點亮主絲的點燈電路轉接成由雙向可控硅點亮燈絲，同時切斷了一次穿心互感器的采樣電路。使報警繼電器吸起，同步信號發生器導通。
點燈線的一次穿心電流互感器所采集的信號由主、副燈絲的狀態所決定的，在點亮主絲、副絲也完好時，其輸出信號為50Hz的方波，當有斷絲時，其輸出信號為具有觸發信號的正弦波。該信號經比較器處理后，可分別獲得50Hz的方波和100Hz的方波，并作為時鐘信號輸入分頻器，復位信號在其進行分頻，當輸入時鐘信號為50Hz時，分頻器無輸出，說明是正常點燈，分頻器有輸出，由于點燈線是固定為某一編號的信號燈，因此，斷絲表示燈一旦發出閃光，則指示的燈位為斷絲的燈位。此時，如關閉信號，其狀態被鎖定，直至燈泡更換后，經再度開放信號，確認燈絲良好后，由50Hz方波使其復位。
本實用新型的優點是1.本實用新型采用互感器連接燈絲轉換器和斷絲燈位指示器，不影響信號燈的原有點燈電路，從而便于在現有的鐵路系統中進行改造。
2.本實用新型不僅對信號燈的主絲、副絲都進行監測，而且還能指示出斷絲的信號燈位置，方便操作工進行維修更新。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述
圖1為本實用新型的電路結構圖；圖2為本實用新型的電路原理圖；其中1變壓器；2主絲；3副絲；4信號燈；5主絲點燈回路；6副絲點燈回路；7互感器；8主絲監測電路；9互感器；10副絲監測電路；11報警電路；12可控硅觸發及點燈電路；13互感器；14斷絲燈位指示電路；15燈絲轉換器；16電源電路；17點燈線；18點燈回線；19蜂鳴器實施例如圖所示，一種鐵路信號燈斷絲轉換及報警裝置，包括變壓器[1]、含有主絲[2]和副絲[3]的信號燈[4]、主絲點燈回路[5]和副絲點燈回路[6]，該裝置設有燈絲轉換器[15]，燈絲轉換器[15]包括通過互感器[7]與主絲燈點回路[5]連接的主絲監測電路[8]、通過互感器[9]與副絲點燈回路[6]連接的副絲監測電路[10]、受主絲監測電路[8]和副絲監測電路[10]觸發的報警電路[11]、主絲監測電路[8]連接有可控硅觸發及點燈電路[12]；該裝置于變壓器[1]前端的點燈線[17]上通過互感器[13]連接有斷絲燈位指示電路[14]；所述燈絲轉換器[15]設有電源電路[16]，電源電路[16]由橋堆Q1、電容C1、C2、電位器W1組成；所述主絲監測電路[8]包括接收互感器L1經R1轉換成電壓信號的跟隨器F1，跟隨器F1的輸出端與C3、R2組成的濾波器相連，再與反相比較器F2的反相輸入端相連，反相比較器F2的同相端與R3、R4組成的分壓器的輸出端相連，反相比較器F2的輸出端連接有指示燈LED1和繼電器J2；所述副絲監測電路[10]包括接收互感器L2經R5轉換成電壓信號的跟隨器F3，跟隨器F3的輸出端與C4、R6組成的濾波器相連，再與反相比較器F4的反相輸入端相連，反相比較器F4的同相端與電位器W2的輸出端相連，反相比較器F4的輸出端連接有繼電器J1；所述可控硅觸發及點燈電路[12]包括與主絲監測電路[8]相連的T1、與可控硅RC觸發極相連由橋堆Q2、電阻R9、R10、R11組成的觸發電路，可控硅RC與副絲相連并通過繼電器J1與主絲燈點回路[4]連接；所述斷絲燈位指示電路[14]包括接收互感器L3經R12轉換成電壓信號的跟隨器F5，跟隨器F5的輸出端與反相比較器F6的反相輸入端相連，反相比較器F6的同相輸入端與由R13、R14組成的分壓器的輸出端相連，反相比較器F6的輸出端與IC1的信號輸入端相連，斷絲燈位指示電路[14]還包括由IC2、R15、R16、C5、C6組成的多諧振蕩器，IC2的輸出端連接有LED2，LED2與IC1的復位端相連，IC1的輸出端連接有IC3，IC3的輸出端連接有D觸發器、T2、蜂鳴器[19]和LED3、R19，IC1的另一輸出端信號加到IC3的復位端，該復位端連接有復位按鈕A。
如圖2所示，由變壓器BX1-34(II2)輸出，穿過一次穿心互感器L1，經繼電器J1的第二組常閉接點與信號燈泡的主絲輸入端相連，燈絲的公共端與變壓BX1-34(II1)相連，構成主絲點燈回路，燈泡發光。副絲的輸入端經限流電阻R8，穿過一次穿心互感器L2與變壓器BX1-34(II2)相連，構成副絲的監測回路。
當燈泡的主絲完好時，L1感應到的電流信號經R1轉換成電壓信號后，輸入跟隨器F1，其輸出端與C3、R2組成的濾波器相連，再與反相比較器F2的反相輸入端相連，其同相端與由R3、R4組成的分壓器的輸出端相連，此時，反相輸入端的電平高于同相輸入端的電平，F2的輸出端為低電平，與其相連的LED1表示不亮，表示不斷絲；與其相連的T1被截止，由橋堆Q2、R9、R10、R11組成的與雙向可控硅RC控制極相連的觸發信號電路無輸出，RC被關斷，副絲不能點亮；與其相連的斷絲繼電器J2在釋放狀態，由電纜經J2常開接點的報警回路不能構通。
當副絲完好時，L2從監測回路中感到的電流信號經R5轉換成電壓信號后，與跟隨器F3的輸入端相連，其輸出端與C4、R6組成的濾波器相連，再與反相比較器F4的反相輸入端相連，其同相輸入端與電位器W2的輸出端相連，其電平調節在低于反相輸入端的電平，此時，F4輸出低電平，與其相連的斷絲轉換繼電器在釋放狀態。
當燈泡主絲發生斷絲時，L1無信號輸出，F1輸出低電平，F2輸出高電平，與其相連的LED1點亮，以示斷絲；與其相連的T1被導通，觸發信號電路被構通，RC由關斷變為導通，燈泡的副絲被點亮；與其相連的J2吸合，由其第一組接點閉合構通了報警回路。
當副絲發生斷絲時，L2無信號輸出，F3輸出低電平，F4輸出高電平，J1由釋放狀態變為吸合，由其第二組常閉接點切斷主絲的正常點燈電路，而經由其常開接點和第一組常開接點的閉合轉接到RC點燈電路。由于J1吸合、L1無信號輸出，F2輸出高電平，使RC被導通，因此，當副絲發生斷絲時，主絲的點燈電路也轉換成由可控硅RC點亮。
點燈線穿過一次穿心互感器L3，當燈絲完好時，其感應到的信號是正弦波；當主絲或副絲發生斷絲時，其感應到的信號是正弦波與可控硅RC觸發的信號疊加的波形，依次來區分信號燈泡燈絲的完好與斷絲的兩種狀態。
由IC2(NE555)與R15、R16、C5、C6組成的多諧振蕩器，其輸出腳3連結LED2，使其閃光，以示在工作狀態，并與IC1(CD4040)的復位端相連，在其低電平時，對輸入信號進行分頻處理。
L3感應的電流信號經R12轉換為電壓信號后輸入跟隨器F5，其輸出端與反相比較器F6的反相輸入端相連，其同相輸入端與由R13、R14組成的分壓器的輸出端相連。比較器F6的輸出信號隨L3的輸出而變化。當感應到的信號是正弦波時，其輸出為50Hz的方波；當感應到的信號是正弦波和可控硅RC觸發信號疊加的波形時，其輸出信號為100Hz的方波。F6的輸出端與IC1(CD4040)的信號輸入端相連，當輸入為50Hz方波時，其輸出端6有脈沖輸出，而輸出端5無脈沖輸出，不能推動后級的D觸發器IC3(CD4013)，其輸出端1保持低電平，蜂鳴器不響，斷絲燈位指示燈不亮。當輸入信號為100Hz方波時，其輸出端6有脈沖輸出，同時輸出端5也有脈沖輸出，在該兩路脈沖信號的作用下，D觸發器不斷翻轉，又不斷復位，因此，產生斷續的聲光信號。
此時，若關閉信號，現場燈光雖熄滅，但由D觸發器翻轉后被鎖定，聲光信號由斷續變為持續，其斷續和持續的聲光信號來源于某一燈線點上，因此，便于指出某燈位在斷絲狀態。
當維修人員更換好燈泡后，一經開放信號，L3所感應的信號為50Hz正弦波，此時，IC1(CD4040)輸出端5無脈沖輸出，而輸出端6有脈沖輸出，加到IC3(CD4013)復痊端后，使其聲光自動消失復位。
在設備停電后再上電使用時，需要按壓復位按鈕A，使IC3(CD4013)恢復到初始狀態。
本實用新型具有對鐵路信號燈燈絲進行斷絲自動轉換、主副絲監測的功能，由于采用了在點燈絲上采樣報警的原理，可以直接指示斷絲的燈位，成為獨立的完整的斷絲報警系統，其覆蓋面可達站內或區間的所有信號機及其燈位。
本實用新型與現行的信號設備均能結合，有獨立的接口電路，通過接口電路可驅動最簡單的聲光報警電路，或輸入單片機驅動液晶顯示，或與現行的微機聯鎖相結合，在屏幕上顯示，實現對信號設備進行實時監測、故障報警的要求。
由于不需要電纜芯線作為報警電路的通道，因此，可節省大量的銅材，降低投資費用，有較高的經濟效益。
權利要求1.一種鐵路信號燈斷絲轉換及報警裝置，包括變壓器[1]、含有主絲[2]和副絲[3]的信號燈[4]、主絲點燈回路[5]和副絲點燈回路[6]，其特征在于該裝置設有燈絲轉換器[15]，燈絲轉換器[15]包括通過互感器[7]與主絲燈點回路[5]連接的主絲監測電路[8]、通過互感器[9]與副絲點燈回路[6]連接的副絲監測電路[10]、受主絲監測電路[8]和副絲監測電路[10]觸發的報警電路[11]、主絲監測電路[8]連接有可控硅觸發及點燈電路[12]。
2.根據權利要求1所述的鐵路信號燈斷絲轉換及報警裝置，其特征在于該裝置于變壓器[1]前端的點燈線[17]上通過互感器[13]連接有斷絲燈位指示電路[14]。
3.根據權利要求1所述的鐵路信號燈斷絲轉換及報警裝置，其特征在于所述燈絲轉換器[15]設有電源電路[16]，電源電路[16]由橋堆Q1、電容C1、C2、電位器W1組成。
4.根據權利要求1所述的鐵路信號燈斷絲轉換及報警裝置，其特征在于所述主絲監測電路[8]包括接收互感器L1經R1轉換成電壓信號的跟隨器F1，跟隨器F1的輸出端與C3、R2組成的濾波器相連，再與反相比較器F2的反相輸入端相連，反相比較器F2的同相端與R3、R4組成的分壓器的輸出端相連，反相比較器F2的輸出端連接有指示燈LED1和繼電器J2。
5.根據權利要求1所述的鐵路信號燈斷絲轉換及報警裝置，其特征在于所述副絲監測電路[10]包括接收互感器L2經R5轉換成電壓信號的跟隨器F3，跟隨器F3的輸出端與C4、R6組成的濾波器相連，再與反相比較器F4的反相輸入端相連，反相比較器F4的同相端與電位器W2的輸出端相連，反相比較器F4的輸出端連接有繼電器J1。
6.根據權利要求1所述的鐵路信號燈斷絲轉換及報警裝置，其特征在于所述可控硅觸發及點燈電路[12]包括與主絲監測電路[8]相連的T1、與可控硅RC觸發極相連由橋堆Q2、電阻R9、R10、R11組成的觸發電路，可控硅RC與副絲相連并通過繼電器J1與主絲燈點回路[4]連接。
7.根據權利要求2所述的鐵路信號燈斷絲轉換及報警裝置，其特征在于所述斷絲燈位指示電路[14]包括接收互感器L3經R12轉換成電壓信號的跟隨器F5，跟隨器F5的輸出端與反相比較器F6的反相輸入端相連，反相比較器F6的同相輸入端與由R13、R14組成的分壓器的輸出端相連，反相比較器F6的輸出端與IC1的信號輸入端相連，斷絲燈位指示電路[14]還包括由IC2、R15、R16、C5、C6組成的多諧振蕩器，IC2的輸出端連接有LED2，LED2與IC1的復位端相連，IC1的輸出端連接有IC3，IC3的輸出端連接有D觸發器、T2、蜂鳴器[15]和LED3、R19，IC1的另一輸出端信號加到IC3的復位端，該復位端連接有復位按鈕A。
專利摘要本實用新型公開了一種鐵路信號燈斷絲轉換及報警裝置,主要由燈絲轉換器、傳感器、斷絲燈位指示器三部分組成,采用傳感器連接燈絲轉換器和斷絲燈位指示器,不影響信號燈的原有點燈電路,從而便于在現有的鐵路系統中進行改造;本實用新型不僅對信號燈的主絲、副絲都進行監測,而且還能指示出斷絲的信號燈位置,方便操作工進行維修更新。
文檔編號B61L5/18GK2481598SQ0124460
公開日2002年3月13日 申請日期2001年6月29日 優先權日2001年6月29日
發明者潘家俊 申請人:潘家俊