Устройство для контроля сигнальных ламп Советский патент 1983 года по МПК G08B23/00 

Изобретение относится к сигнализа ции, частности к системам светосиг нального оборудования аэропортов. Известны устройства контроля сигнальных ламп оборудования аэропорта, содержащие блок выделения сигнала из кривой выходного напряжения регулятора яркости, который функционально связан с выходом из строя лампы в цеп с последовательным питанием через изолирующие трансформаторы,трансформатор напряжения, первичная обмотка которого подключена параллельно выходным зажимам регулятора яркости, трансформатор тока, первичная обмотка которого включена последовательно в цепь на|- рузки регулятора яркости, схему сравнения сигналов, мостовой выпрямитель блок установки нуля с индикатором количества неисправных ламп, электромагнитное реле и сигнальные лампы. Известное устройство контроля построено на принципе сравнения сигналов, пропорциональных выходному напряжению и току нагрузки регулятора яркости с целью выделения коротких импульсов, появляющихся в кривой сигнала напряжения при выходе из строя ламп в цепи нагрузки 1 3Указанное yctpoйcтвo характеризуе ся нелинейной функциональной зависимостью амплитуды измеряемого импульса напряжения от количества не-, исправных ламп, причем прирост ампли туды импульса резко уменьшается по м ре выхода из строя ламп, что ограничивает диапазон индикации количества неисправных ламп на уровне t-IO шт, и неработоспособно в комплекте с тиристорными регуляторами яpкoctи. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля сигнальных ламп содержащее сигнальные лампы накаливания, подключенные к вторичным обмоткам разделительных трансформаторов, первичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к выходу силового трансформатора бло ка регулятора яркости, к которому по ключена одна диагональ контрольного моста, формирователь импульсов и КЛЮЧ, вход формирователя импульсов подключен к шинам устройства, а выход - -к управляющему входу ключа, вход исполнительного элемента подклю чен к другой диагонали моста через выходную цепь ключа 2J . Недостатками данного устройства Являются отсутствие однозначной информации о количестве неработоспособных ламп при существующем методе эксплуатации системы светосигнального оборудования аэропорта, заключающегося в отключении системы в паузах между взлетами и посадками воздушных судов, а также ночью в условиях хорошей видимости, когда огни прожекторного типа не используются; невозможность автоматизированного дистанционного контроля работоспособности ламп с исправными нитями накала, режим работы которых отличается от номинального по причине нарушения сопротивления изоляции кабеля, более чем в одном месте; погрешность показаний из-за ложных срабатываний счетчика при наличии в кабельном кольце ламп с неустойчивым электрическим контактом в патроне. Цель изобретения - повышение на-, дежности и точности работы устройства. Поставленная .цель достигается тем, что в устройство для контроля сигнальных ламп аэропорта, содержащее разделительные трансформаторы, первичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к выходной обмотке силового трансформатора регулятора яркости,, а вторичные обмотки разделительных трансформаторов подключены к сигнальным лампам, формирователь импульсов, первый тиристорный ключ, выполненный на последовательно соединенных одном диоде, одном переменном резисторе, втором диоде и .одном тиристоре, и стрелочный индикатор, введены дополнительный силовой трансформатор, мостовой фазовращатель, дифференцирующая цепь, выключатель и второй тиристорный ключ, выполненный на последовательно соединенных третьем диоде, втором переменном резисторе, четвертом диоде, втором тиристоре и балластном резисторе, и цепь управления на последовательно соединенных пятом диоде и конденсаторе, оба тиристорных ключа соединены между собой параллельно и подключены к контрольной обмотке силового трансформатора регулятора яркости, стрелочный индикатор включен между подвижными контактами переменных резис: 3 .10 торов обоих тиристорных ключей и анодом и катодом тиристоров соответственно первого и второго ти- ристорных ключей, вторичная обмотка дополнительного силового трансформатора подключена к мостовому фазовращателю, который соединен с форжрователем импульсов, выход которрго через дифференцирующук) цепь и выключатель подключен к управляющему электроду тиристора первого тиристорного ключа, а цепь управления включена между балластным резистором и управляющим электродом тиристорного . На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для контроля сигналь ных ламп аэропорта; на фиг. 2 - осциллограммы напряжений и тока в различных точках устройства. . Устройство содержит регулятор 1 яркости с силовым трансформатором 2., с первичной обмоткой 3, вторичной обмоткой 1 и контрольной обмоткой 5 разделительные трансформаторы 6, сигнальные лампы 7, дополнительный трансформатор 8, мостовой фазовращатель Э, формирователь 10 импульсов на транзисторё 11, дифференцирующую цепь 12 на конденсаторе 13 и резисторе 1 , выключатель 15, тиристорные ключи 16 и 17 выпол ненные на тиристорах 18 и 19, диодах 2023 переменных резисторах 24, 25 и балластном резисторе 26, цепь 27 управления на конденсаторе 28 и диоде 29 и стрелочный индикатор 30. Устройство для контроля сигнальных ламп работает.следующим образом. На эмиттерный переход транзистора 11 подается синусоидальное напряжение с выхода a1, в1 мостового фазовращателя, которое находится в противофазе. с напряжением питания и выходным напряжением регулятора 1 яркости (фиг.2). Транзистор 11 таким образом закрыт в течение положительного и открыт в течение отрицательного полупериодов выходного напряжения регулятора. На коллекторе транзистора 11 формируЬтсяпрямоугольный импульсы напряжения в положительные полупериоды выходного напряжения регулятора. Эти импульсы дифференцируются дифференцирующей цепью 12 и через выключатель 15 подаются на вход тиристора 18 тиристорного ключа 1б (фиг.2д,е). Таким образом, на уп984равляющйй электрод тиристора 18 относительно катода в начале каждого положительного полупериода выходного напряжения регулятора 1 яркости подается короткий импульс управления положительной относительно катода полярности. Мостовой фазовращатель 9 служит для корректировки момента подачи импульса управления на тиристор 18. Импульо управления необходимо подавать строго в момент естественного перехода выходного напряж ения регулятора яркости через . Тиристор 18, следовательно, открыеается в начале каждого положительного полупериода выходного напряжения регулятора J яркости,-которое в свою очередь подается на вход измерения и имеет форму, показанную на фиг.2б, Процессы,происхо;дящие в схеме, показаны на осцилло.граммах напряжений фиг.2б,е,ж. В момент времени t s: t, на первой клём контрольной обмотки 5 находится плюс, а на второй - минус. В этот же момент времени на резисторе 1 дифференцирующей цепи сформирован импульс (фиг.2е, который открывает тиристор 18, и по цепи; первая клемма контрольной обмотки 5, диод 21 резистор 2k, диод 20, тиристор 16, вторая клемма обмотки 5, протекает TOK. В момент времени t тиристор 18 закрывается,так. как его анодный ток. уменьшается до нуля, т.е. на резйсторе 2k в течение времени Ц выделяется напряжение, пропорциональное углу запаздывания тока О . Стрелочный индикатор 30, представляющий собой милливольтметр магнитоэлектрической системы измеряет это напряжение. Ток по стрелочному индикатору 30 в течеewe вре. tp - Ц протекает в направлении, указанном стрелкой с символом I 6 . & промежутке времени t;|t тиристоры 18 и 19 закрыты, через стрелочный индикатор 30 не течет. В момент времени t, когда на первой клемме контрольной обмотки 5 находится минус на второй - плюс на входе схемы измеренияпоявляется импульс напряжения с крутым передним фронтом который уменьшается до нуля по синусоидальному закону за время, равное t.- t (фиг.26). В момент t« открывается тиристор 19 так как ток ;заряда конденсатора 28 достаточен для надежного управления тиристором, ибо в момент времени 14 скорость нарастения напряжения очень велика. После бткрытия тиристора 19 протекает ток по пути: плюс второй клеммы, контрольной обмотки 5i балластный резистор 26, тиристор 19 диод 23, резистор 25, диод 22, минус, первой клеммы контрольной обмотки 5. На резисторе 25 таким образом в течение времени выделяется напряжение, пропорциональное углу управления (Ху (фиг.26,ж. Стре лочный индикатор 30 измеряет это напряжение, причем ток через него протекает в направлении, указанном стре кой с символом 1о. в момент времени тиристор 19 закрывается, так его анодный ток проходит че рез нуль. В момент времени ty на вход тиристора 18 вновь подается импульс управления, и процесс протекает аналогично описанному на участке t-- t. Таким образом, за период t.. - tr через стрелочный индикатор 30 протекают два тока в противоположных направлениях, один из которых 16 несет в себе информацию об индyкtивнoм сопротивлении нагрузки, т.е. о количестве неисправных сигнальных ламп 7 в кольце, а другой Idy - информацию об активном сопротивлении нагруз ки и величине тока нагрузки. В режиме контроля количества неисправных ламп с разрушенной нитью накала выключатель 15 включен и ток б является полезным,а Idly корректирующим, т.е. угол отклонения стрелки индикатора 30 пропорционален среднему значению токов IG и за период. Токи протекают через стрелочный индикатор 30 в двух противоположных направлениях. Осциллограммы напрях ений на стрелочном индикаторе 30 показаны на фиг.2ж. Корректирующее напряжение выделено штри ховкой. Перегорание нитей накала сигнальных ламп 7 в системе электропитания огней приводит к резкому увеличению индуктивного сопроти.вления кабельног кольца и соответственно возрастанию среднего значения напряжения, соответствующего углу запаздывания тока О , что в свою очередь фиксируется стрелочным индикатором 30, шкала которого проградуирована непосредствен но -в количестве неисправных сигнальных ламп 30. При этом выходной 1 86 ток регулятора 1 яркости имеет пять дискретных значений, минимальное из которых составляет 3,7А, а максимальное 8,ЗА. УстановГка заданного значения тока нагрузки осуществляется изменением выходного непряжения регулятора 1 яркости, которое в свою очередь изменяется посредством изменения у- ла управления силовыми тиристорами. Экспериментально установлено, что с уменьшением угла управления oij (т.е. с увеличением тока нагрузки, угол запаздывания тока G, а следовательно, и среднее значение напряжения, соответствующего этому углу; увеличиваются, что приводит к погрешности показаний стрелочного индикатора 30. Введение коррекции по углу управления cLy или (что то же самое) по величине тока нагрузки существенно снижает погрешность показаний, так как с увеличением тока нагрузки и ростом среднего значения напряжения, соответствующего, углу О , соответственно растет и среднее значение корректирующего напряжения., определяемое углом oLy, компенсируя рост напряжения, соответствующего , углу О. Используя .переменный резистор 25, можно подобрать такое значение корректирующего напряжения, при котором погрешность показаний стрелочного индикаторз 30 при изменении тока нагрузки регулятора во всем диапазоне не превысит 0,1 лампы. Все изменения и колебания тока на грузки не влияют на показания стре лочного индикатора 30, поскольку компенсируются корректирующим сигналом, пропорциональным току нагрузки и задаваемым в виде напряжения соответствующего углу. Переменным резистором 2k устанавливается требуемая чувствительность стрелочного индикатора 30. Процесс контроля работоспособности сигнальных ламп при нарушении сопротивления изоляции кабеля в двух или более местах производится следующим образом. Регулятор яркости . в системе электропитания аэродромных огней работает на кабельное кольцо, активное сопротивление которого определяется количеством и мощностью питаемых амп, атакже длиной кабеля. Активное сопротивление кольца при всех справных сигнальных лампах 7 и неповреждекной изоляции кабеля практически имеет фиксированное значение.

В том случае, если имеет место нарушение изоляции кабеля в двух или более местах, то за счет появления параллельных ветвей через землю эквивалентное активное сопротивление кабельного кольца уменьшится. Уменьшение может быть значительным и определяется количеством мест нарушения изоляции, и качеством нарушения, т.е. величиной переходного сопротивления жила кабеля-земпя. Для стабилизации прежнего значения тока нагрузки в уменьшившемся активном сопротивлении нагрузки потребуется меньшее значение выходного напряжения регулятора 1 яркости, т.е. система автоматического управления током нагрузки автоматически снизит выходное напряжение регулятора путем увеличения угла управленияо У Чем ниже выходное напряжение, соответствующее углу управления при номинальном токе нагрузки, тем меньше активное сопротивление кольца по отношению к номинальному, тем большее количество сигнальных ламп 7 зашунтированы землей и светятся с меньшей яркостью, либо не светятся вообще.,

Факт уменьшения выходного напряжения ниже номинального однозначно свидетельствует о неработоспособности определенного количества ламп нити накала которых исправны.

Для проверки работоспособности сигнальных ламп при подозрении на наоушение сопротивления изоляции

кабеля в устройстве служит выключатель 15 , отключающий цепь управления тиристора 18 от фор «1рователя 10 импульсов. Контроль проводится при максимальном токе нагрузки, так как при этом выходное напряжение регулятора максимально и токи утечки через землю в местах нарушения изоляции также максимальны.

При отключении выключателя 15 ти0ристор 18 не открывается и стрелочный индикатор 30 измеряет только среднее значение напряжения, соответствующего углу управления csty силовы.ми тиристорами, величина которого

5 однозначно позволяет судить об активном сопротивление кабельного кольца. Если величина измеренного напряжения меньше расчетного или значения, установленного для данного кабельно0го кольца при исправной изоляции кабеля, то факт нарушения изоляции более чем в одном месте и шунтирова. ния части ламп землей очевидны.

5

Предлагаемое устройство контроля сигналы х ламп обеспечивает непрерывный об-ьективнь1й контроль работоспособн)ости сигнальных ламп 7, а наличие стрелочного индикатора 30 обе0спечивает однозначную информацию о количестве неработоспособных ламп независимо от того, когда последние вышли из строя - в процессе работы или в паузах, когда система была отключена.

Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими особенностями.

Фиг,1

UnUi

ибык

и

lot

Фиг.,2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИГНАЛЬНЫХ ЛАМП, содержащее разделительные трансформаторы, первичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к выход- . ной обмотке силового трансформатора регулятора яркости, а вторичные обмотки разделительных трансформаторов подключены к сигнальным лампаи, формирователь импульсов, первый тиристорный ключ, выполненный на последовательно соединенных одном диоде, одном переменном резисторе, втором диоде и одном тиристоре, и стрелочный индикатор, о тли чающееся тем,что, с целью повышения надежности и точности работы устройства, в него,введены дополнительный силовой трансформатор, мостовой фазовращатель дифференцирующая цепь, выключатель и второй тиристорный ключ, выполненный на последовательно соединенных третьем диоде, втором переменном резистрре, четвертом диоде, втором тиристоре и балластном резисторе, и цепь управления на последовательно соединенных пятом диоде и конденсаторе, тиристорные ключи соединены между собой параллельно и подключены к контрольной обмотке силового трансформатора регулятора яркости, стрелочный индикатор включен между подвижными контактами переменных резисторов тиристорных ключей и анодом и катодом тиристоров соответственно первого и второго тиристорных ключей, вторичная обмотка дополнительного силового трансформатора подключена к мостовому фазовращателю, который соединен с формирователем импульсов, выход которого через дифференцирующую цепь и выключатель подключен к управляющему электроду тиристора первого тиристорного ключа, а цепь управления включена между балластным резистором и управляющим электродом тиристора второго тирйсторного ключа.