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鐵路信號燈的使用原理分析

更新時間:2018-04-17瀏覽:3977次

       鐵路信號燈以往使用單一的白熾燈,使用壽命短、更換頻繁、勞動強度大、無論是行車還是維修人員的安全存在很多的危險。

  白熾燈的發(fā)光原理都是利用物體受熱發(fā)光原理和熱輻射原理而實現(xiàn)的。普通白熾燈具有:簡單、成本低廉、亮度容易調(diào)整和控制、顯色性好(Ra=100)等等,但同時有很多缺點:使用壽命短(1000小時-3000小時)、發(fā)光效率低(僅有12%--18%可轉(zhuǎn)化為光能,其余部分都以熱能的形式散失)、色溫低(2700-3100K),電源電壓的波動使之使用壽命更短。
  隨著照明產(chǎn)品技術(shù)的提高,金屬鹵素?zé)簦ò坠鉄?,簡稱鹵素?zé)簦址Q鎢鹵燈泡、鹵素石英燈泡,是白熾燈的一個變種)由高壓水銀燈發(fā)展而來,由高純度石英管材制造而成,石英管材內(nèi)充入了含有汞、氬、鎵的碘化物、鐵的碘化物以及一些稀有金屬鹵化物。鎢電極通過鉬帶密封后形成電路,并以金屬燈頭帶引線作為末端。鹵素?zé)襞菖c白熾燈的zui大差別在于:就是鹵素?zé)舻牟A鈿ぶ谐溆幸恍u族元素氣體(通常是碘或溴),其工作原理為:當(dāng)燈絲發(fā)熱時,鎢原子被蒸發(fā)后向玻璃管壁方向移動,當(dāng)接近玻璃管壁時,鎢蒸汽被冷卻到大約800度并和鹵素原子結(jié)合在一起,形成鹵化鎢(碘化鎢或溴化鎢)。鹵化鎢向玻璃管中央繼續(xù)移動,又重新回到被氧化的燈絲上,由于鹵化鎢是一種很不穩(wěn)定的化合物,其遇熱后又會重新分解成鹵素蒸汽和鎢,這樣鎢又在燈絲上沉積下來,彌補被蒸發(fā)掉的部分,通過再生循環(huán)過程,燈絲的使用壽命不僅得到了大大延長(幾乎是白熾燈的四倍),同時由于燈絲可以工作在更高溫度下,從而得到了更高的亮度,更高的色溫和更高的發(fā)光效率。但是,因鐵路信號供電電源波動大(AC170V-AC250V),同樣影響鹵素?zé)羰褂脡勖桶l(fā)光效率。
  *,半導(dǎo)體LED發(fā)光二極管由于制造工藝和半導(dǎo)體的特性,pn結(jié)溫越高,其使用壽命越短,發(fā)光效率衰減嚴(yán)重。另一方面,LED信號燈控制電路受環(huán)境和電磁干擾、雷電干擾等其它因素影響,使LED信號燈發(fā)生誤點和滅燈等現(xiàn)象,造成了鐵路停車等事故。為此,我們進行若干次試驗和修改,特別在抗17KV-35KV電磁場干擾、抗雷擊干擾、使用環(huán)境等方面,結(jié)合現(xiàn)有的小功率LED鐵路信號燈優(yōu)缺點,研制了大功率LED信號燈和鹵素?zé)酎c燈二合一控制單元,取消現(xiàn)有燈絲變壓器,既可控制大功率LED信號燈,又可使用在現(xiàn)有鹵素信號燈單元,不改變鐵路部門原有的信號燈信號開放及控制模式。
  而采用電源寬電壓輸入(AC130V-265V),直流恒壓輸出,則對鹵素信號燈泡正常工作和延長使用壽命起到了很好的作用,解決了以往變壓器單一供電,電源電壓波動大,影響燈泡使用壽命和發(fā)光效率。對大功率LED鐵路信號燈采用恒壓供電,對每只LED發(fā)光管則采取恒流驅(qū)動、檢測取樣,使每只LED工作狀態(tài)受檢測控制電路監(jiān)測,當(dāng)30%LED開路或30%LED短路損壞時,點燈單元發(fā)出報警。

 

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