[发明专利]自动铁道道口档

说明书

现在我国的铁道和公路交叉道口仍采用人工控制档杆的安全装置，由于道口看守员的疏忽造成的车祸时有发生。为此，本发明人发明了一种声电变换的自动铁道道口档，以期实现道口管理的自动化，增大铁道公路道口的安全系数。主要是用在偏辟的地方，在市区还是用人工控制比较保险。

本发明的目的是通过如下技术手段实现的。本发明的自动铁道道口档包括-声电变换装置-由上述声电变换器控制的弹簧，-磁放大器及-支承活动架构成。

按规定，列车经过路口前600米处时，必须呜笛，呜笛的频率为500赫兹，声强为10^-2瓦/米²，声强级为100分贝，声速为331米/秒，火车速度为V_t＝20米/秒，声速V_s和火车速度V_t同向。声电变换器接到这一音频信号后，产生正弦波电流，形成磁场，用弹簧固定的铁件在被经放大后的磁场吸住，从而使档杆落下。火车驶过，呜笛声消失，磁场也随之消退，档杆重新竖起。

下面结合附图和实施例对本发明作更详细的叙述。

图1为本发明的道口档中声电变换装置的附图。

A、声电变换装置

1、压电晶体材料选用铌酸锂LiиbO₃，声表面波速度V_R＝3485米/秒，机电耦合系数k²＝4.3%，电极对数и＝4，叉指换能器的声学带宽＝ 1/4 传播损失0.31分贝/厘米。

2、取火车速度V_t＝20米/秒，呜笛频率ν＝500赫兹，声强I＝10^-2瓦/米²，声强级＝100分贝，在静止空气介质中的声速V′s＝331米/秒，道口宽＝2.5米，在火车头驶入道口之前70秒600米时，落杆完毕。声源以速度Vs＝331+20＝351米/秒向着道口运动，单位时间内声源发出的波的数目ν，原来分布在距离V内，此时将分布在距离V-Vs内，所以波长变为入′＝（V-Vs）/ν。但声速只与介质有关，所以这时道口现受到的声波频率为ν′＝ν (V)/(V-Vs) ＝500赫兹 600/(600-351) 米/秒≈1204.8赫兹，ν′＝Vs/入′入′＝351米/秒/1204.8赫兹＝0.291米介电常数38.5。

3、叉指换能器：材料Al

指宽a＝指间隔b，a＝b＝入/4＝VR/4F，Liи_bO₃的V_R＝3485米/秒，F＝0.4846×10⁹赫兹，则a＝b＝V_R/4F＝3485米/秒/4×0.4846×10⁹赫兹＝1.8微米，k²＝△V/V_R△V＝V_R·k²＝3485米/秒×〔（4.3）%〕²＝6.4438米/秒，V_R在金属膜表面的传播速度V_Ro＝V_R+△V＝3491.44米/秒。

I＝ 1/2 PVsA²ω²I＝10^-3.5瓦/米²声强级85分贝，ν＝1204.8赫兹，ω＝2πν＝7566，P＝1.293公斤/米²

则A²＝2I/PVsω²＝2×10^-3.5瓦/米²/1.293公斤/米³·351米/秒×7566²A²＝2×10^-3.5/1.293×351×572×10⁵＝2×10^-8.5/259598＝2×10^-8，A²＝10^-8×2×0.316/2595-98＝24×10^-15＝10^-14×2.4 A＝10^-7×1.549米＝10^-6×0.1549米＝0.1549微米。