[实用新型]安全型双套化铁路信号LED显示及报警系统

说明书

所属技术领域

本实用新型是一种铁道信号显示系统。适于我国铁路区间、站内、专用线、道口等各种类型信号设备装用。

长期以来的铁路运输实践证明，铁路信号设备技术性能的优劣、安全可靠程度的高低直接关系到我国铁路运输行车安全。作为行车指挥命令的信号显示设备，应不断采用现代高新技术，研制更先进、更安全可靠的新型铁道信号显示及报警系统，以适应我国铁路现代化建设的需要。

背景技术

既有的类似装置，采用单套LED光源及传统声光报警设计，实际运用中只要显示电路发生故障，信号光源将随之失效，直接影响铁路信号的正常显示，从而给铁路运输带来诸多安全隐患，难以适应我国铁路运输安全、重载、高速发展的需要。

发明内容

为了克服单套铁路信号LED光源失效后导致的行车安全隐患问题，本实用新型采用了双套化自动转换设计。当主灯LED光源失效后，由单片机控制立即转副灯电路继续显示，同时向信号值班人员发出故障报警信息，要求现场维护人员尽快处理故障，进而确保铁路行车安全。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将室内电路集成在一只规格为260×250×110mm长方体并具有屏蔽功能的金属盒内，放置在信号值班室内或者安装在信号组合架上；将室外电路集成在一只直径为140mm，深度为75mm筒形铝合金盒内，固定在信号机构内部聚光透镜后面。室内与室外设备通过标准信号电缆连接。电源电路、室内报警电路与室外LED主、副灯电路及故障自动转换和取样电路、信息处理电路和发光单元、聚光透镜构成安全型双套化铁路信号LED显示及报警系统。

室内机箱里装有译码显示及声光报警与音响切断等功能电路，室外的筒形铝合金盒内装有防护、整流、DC/DC电源变换、主、副灯自动转换、取样、信息处理等功能电路。在信号机构的防护外透镜后面装有19灯聚光透镜，聚光透镜后面焦点位置固定有铝基板和主副灯线路板等部件。

电源电路中的过流防护器件是由一个规格为5A的总电源熔断器与主、副灯显示电路中共20个规格为0.5A的分路熔断器组成的。当发生单灯过流故障时，并不影响其他显示电路正常工作，从而最大限度保证铁路信号的连续显示。

电源电路中的过压防护器件是由一个规格为68V5KA的压敏电阻与一个型号为3R250TA的三端放电管组成的铁道信号电源标准防雷组合，其作用是减少雷害及过压干扰。

主、副灯电路中的核心部件是各有十个相互并联的具有恒流特性的场效应功放管，其恒流控制原理是，当电流上升导致温度升高时，就会引起功放管内阻升高，于是使得功放管电流下降，温度也就随之下降，最终是负载电流得以稳定。将发光二极管串联在功放管源极，可以在负载电流升高时使电路具有负反馈作用，这对稳定负载电流具有明显辅助效果。为延长发光管的连续工作寿命，本系统将额定电流为350mA的LED的实际工作电流限定在恒流200mA左右。

取样电路中的耦合二极管的阀值电压定位于7.8V，是考虑到铁路信号灯既有的工作电压波动范限制在额定12V的65％～95％，即7.8～11.4V，显然7.8V就是信号灯的下限标准，只有取样电平达到这个水平时才允许触发报警电路，这样可以最大限度避免系统在瞬间干扰影响下发生误报警现象。

取样电路中故障自动转换继电器的型号为TRA10A12，当主灯电路中任何一个发光管因过流而失效时会导致相应的0.5A分级熔丝熔断，这时位于熔丝上端的动态取样电位立即由低于7.8V突变为11V以上，于是使取样二极管由定位关断状态转为击穿导通，进而使得取样放大器随即由截至转为饱和导通状态，连接在取样放大器集电极的故障转换继电器得到负极而励磁，于是其第一组常开接点将在0.15秒标准时限内接通副灯电路的工作电源，同时切断主灯电路工作电源并触发信号信息处理电路向信号机械室值班人员发出报警信息。因副灯电路结构与功能与主灯相同，所以，副灯得到电源后即可实现信号连续正常显示及监测功能，从而确保铁路行车安全。

信息处理电路是由一个AT89C51型中央处理器、一个微型8位拨码开关、一只10微法上电自动复位电容、一只10K上电自动复位电阻、一个微型手动复位按钮、两只30P辅助振荡电容、一只12M晶体振荡器、一只G6A-274型故障报警继电器、一只G6A-274型发码继电器、两只10K电流平衡电阻、两只C9013型报警信号放大器、两只0.01微法高频滤波电容、一个型号为7805BT的三端稳压器、一个470微法50V低频滤波电容顺序电连接组成。