Импульсный светосигнальный прибор Советский патент 1988 года по МПК F21S8/10 F21W111/00 

14:

О

h9

О

главной осью О X, (X, х) при образовании рабочей поверхности нижнего of- ражателя 2 располагается между вершиной В этой параболы и ее фокусом F . Ось вращения ZZ может проходить через вершину параболы, однако не проходит через ее фокус F . Располо- оси ZZ

10

жение F

на удалении от фокуса (рас. Изобретение относится к светотехнике, в частности к импульсным светосигнальным приборам, предназначенным для пространственной сигнализации в полусферу или круговой сигнализации в составе аэродромных электросвето- сигнальньк комплексов, в том числе для применения на специальных транспортных средствах, например для ус тановки на автомашинах, обслуживающих самолеты на взлетно-посадочных полосах и стоянках аэродромов.

Целью изобретения является упрощв ние оптической системы прибора и повышение д шьности действия светового сигнала.

На фиг„1 представлена светоопти- ческая схема светосигнального прибо- paj на фиг.2 импульсный светоси - нальный прибор для пространственной сигнализации в полусферу; на фиг.З - то же, для круговой сигнализации.

Импульсньй светосигнальньш прибор включает компактное объемное светящее 35 вышает половины диаметра (или высоты.

IS

20

позволяет увеличить диаметр ятоние F F ) фокальной окружности в пределах габаритов светящего тела при изготовлении рабочей поверхности отражателя 2, способствуя увеличению габаритов светлой части прибора под различными, включая направление х лав- ной оси, углам наблюдения.

Отражатель 2 установлен по отношению к светящему телу 1 таким образом, что перпендикулярная оси вращения ZZ плоскость его фокальной окружности F О F смещена от параллельной ей плоскости симметрии FOF светящего тела 1. Расстояние смещения ОО не пре30

35

тело 1 импульсной газоразрядной лампы и дйа обращенных вершинами к светящему телу лампы выпукло-вогнутых отражателя 2 и 3. Нижний и верхний отражатели 2 и 3 установлены соосно с ориентацией вдоль оси круговой симметрии ZZ , проходящей через центр О светящего тела 1. Вершины отражателей располагаются вблизи поверхности светящего тела 1 или на некотором удалении, от нее.

Светящее тело 1 имеет форму шара, но может по форме приближаться к эллипсоиду вращения ипи круговому цилиндру с диаметром,, приблизительно равным его высоте,. Светящее тело 1 и отражатели 2 и 3 заключены.внутри оптически прозрачного в выбранной области спектра оптического блока 4, установленного на корпусе 5 пускоре- гулирунщей аппаратуры. Блок представляет собой защитный оптически прозрачный колпак, цилиндрическую линзу Френеля защитный цилиндр.

Каждый из отражателей 2 и 3 вьшол- нен с рабочей поверхностью, имеющей 50 форму поверхности вращения части 6 (7) параболы около оси ZZ , пересекающей центр светящего тела 1 в точке Он именнцёй также точки пересечения

40

45

,1

ll

С главными осями О Х и О вращением параболы А О С

О и О

соответственно. При этом точка пересечения О оси

для эллипсоида вращения или цилиндра) указанного светящего тела и составляет преимущественно 0,2-0,4 его диаметра (или высоты). Для светящего тела,, имеющего оптические характеристики, приближающиеся к абсолютно черному, т.е. поверхностному, излучате- люу отражатель 2 следует устанавливать в приборе таким образом, чтобы его фокальная окружность находилась вблизи поверхности светящего тела (излучателя). Для серых излучателей в недогруженных режимах диаметр и расстояние плоскостей фокальных окружностей F d F относительно центра излучателя О выбираются такими, чтобы каждая из этих окружностей пересекала по большей части своей длины обращенную к вершине отражателя часть светящего тела 1 лампы на расстоянии от его центра, состав- лякхцем 0,2-0,4 его диаметра (или высоты) .

Для уменьшения следящего действия излучения прибора на водителей наземных: транспортных средств при одновременном повышении эффективности сигнализации для совершающих посадку самолетов рабочую поверхность преимущественно верхнего отражателя 3 создают

около оси

парабол ABC и А О С

При этом точка пе

вращения части 6 парабрлы ЛВС с ее

ZZ 5 проходящей под углом ZO Х, образованным с главной осью О Х указанной параболы, меньшим 90 . Угол

4064262

главной осью О X, (X, х) при образовании рабочей поверхности нижнего of- ражателя 2 располагается между вершиной В этой параболы и ее фокусом F . Ось вращения ZZ может проходить через вершину параболы, однако не проходит через ее фокус F . Располо- оси ZZ

10

жение F

на удалении от фокуса (расх

е 35 вышает половины диаметра (или высоты.

IS

20

позволяет увеличить диаметр ятоние F F ) фокальной окружности в пределах габаритов светящего тела при изготовлении рабочей поверхности отражателя 2, способствуя увеличению габаритов светлой части прибора под различными, включая направление х лав- ной оси, углам наблюдения.

Отражатель 2 установлен по отношению к светящему телу 1 таким образом, что перпендикулярная оси вращения ZZ плоскость его фокальной окружности F О F смещена от параллельной ей плоскости симметрии FOF светящего тела 1. Расстояние смещения ОО не пре0

5

0

0

5

5 вращением параболы А О С

для эллипсоида вращения или цилиндра) указанного светящего тела и составляет преимущественно 0,2-0,4 его диаметра (или высоты). Для светящего тела,, имеющего оптические характеристики, приближающиеся к абсолютно черному, т.е. поверхностному, излучате- люу отражатель 2 следует устанавливать в приборе таким образом, чтобы его фокальная окружность находилась вблизи поверхности светящего тела (излучателя). Для серых излучателей в недогруженных режимах диаметр и расстояние плоскостей фокальных окружностей F d F относительно центра излучателя О выбираются такими, чтобы каждая из этих окружностей пересекала по большей части своей длины обращенную к вершине отражателя часть светящего тела 1 лампы на расстоянии от его центра, состав- лякхцем 0,2-0,4 его диаметра (или высоты) .

Для уменьшения следящего действия излучения прибора на водителей наземных: транспортных средств при одновременном повышении эффективности сигнализации для совершающих посадку самолетов рабочую поверхность преимущественно верхнего отражателя 3 создают

около оси

ZZ 5 проходящей под углом ZO Х, образованным с главной осью О Х указанной параболы, меньшим 90 . Угол

наклона главной оси параболы

ZZ отражателя

15

20

25

А к оси вращения 3 выбирают 60-80.

Нижний выпукло-вогнутый отражатель 2 дополнительно снабжен вогнутым кольцевым отражающим элементом 8, примыкающим к оптическому блоку 4 с наружной его стороны. Профиль сечения рабочей поверхности 9 указанного JQ кольцевого отражающего элемента 8 соответствует части 6 параболы ABC р фокусным расстоянием BF , т.е. является продолжением нижнего отражателя 2, который он дополняет. В этом случае световые лучи, исходящие из любой точки фокальной окружности отражателя 2, после отражения от зеркальной поверхности кольцевого элемента 8 (фиг.1, стрелки N) с учетом преломления на стенке 10 оптического блока 4 распространяются параллельно лучам М, отраженным от отражателя 2. В свою очередь, лучи, исходящие из всех других точек светящего тела, расположенных выше плоскости Х,0 Х,, в том числе из точки F на горизонтальной оси симметрии светящего тела 1, перераспределяются после отражения от кольцевого элемента 8 в верхнюю полусферу.

Эффективность светосигнального прибора при круговой сигнализации существенно повьшается при выполнении оптического блока 4 в виде комбинации цилиндрической линзы Френеля, имеющей сечение плосковыпуклой линзы 1 1 с примыкающими к ней призматическими кольцами Френеля 12 и 13, и одного или двух цилиндрических окон 10 и 14, примыкающих на противоположных концах блока 4 ,к отражателям 2 и 3 соответственно.

Цилиндрическая линза Френеля, включающая линзу 11 и кольца 12 и 13, вьтолнена с фокальной окружностью FF, находящейся в горизонтальной плоскости симметрии и пересекающей по большей части своей длины светящее тело 1 лампы. В свою очередь, примыбора в соответствии с описанной вьше светооптической схемой пр-именительно к сигнализации в полусферу и круговой сигнализации.

В первом случае (фиг,2) импульсная газоразрядная лампа со светящим телом, имекнцим форму вписанной в шар пространственной спирали 15, сопрягается с выпукло-вогнутым отражателем 16 и вогнутым кольцевым отражающим элементом 17 и размещена внутри оптического блока в виде оптически прозрачного в выбранной области спектра защитного колпака 18, к которому примыкает с наружной стороны элемент 17, Последний выполнен как часть корпуса 19, т.е. является верхней стенкой крышки корпуса 19 пускорегулирующей аппаратуры для импульсной лампы. На эту стенку нанесен зеркально отражающий слой алюминия, защищенный от воздействия окружающей среды слоем окислов кремния или специального стекла.

Рабочие поверхности отражателя 16 и 1 :ольцевого элемента 17 образованы как тела вращения вокруг оси OZ частей 20 и 21 парабол. Отражатель 16 и элемент 17 имеют единую фокальную окружность FF, пересекающую по большей части своей длины витки спирали (канала разряда) лампы. Одновременно плоскость фокальной окружности FO F смещена относительно горизонтальной плоскости симметрии ОХ, проходящей через точку О, примерно на 1/5 диаметра светящего тела лампы.

Лампа 15 смонтирована в патроне (не показан), собранном в корпусе 19. При этом ножки 22 лампы и заключенные в изоляционную трубку средства 23 зажигания размещены в отверстиях, имеющихся на рабочей поверхности отражателя 16..

Импульсный светосигнапьньй прибор, предназначенный для круговой сигнализации (фиг.З), содержат импульсную шаровую лампу 24 полостного типа с аксиально ориентированными электродными узлами 25 и 26, собранными в

30

40

45

кающие к линзе Френеля цилиндрические приваренных к кварцевой колбе ножках.

Внутри колбы 27 на кварцевых держателях коаксиально смонтирован полый кварцевый вкладыш 28 сферической формы, образующий со стенками колбы 27 55 полость 29, заполненную ксеноном с начальным давлением 100-500 мм рт,ст. В момент разряда в полости 29 образуется газоразрядная плазма, сформиокна 10 и 14 блока 4 по высоте (по образующей) равны высоте светового отверстия каждого из отражателей 2 и 3, обеспечивая свободное прохождение лучей параллельно осям О Х, и

о х.

НА фиг,2 и 3 даны примеры выполнения импульсного светосигнального при5

0

5

Q

бора в соответствии с описанной вьше светооптической схемой пр-именительно к сигнализации в полусферу и круговой сигнализации.

В первом случае (фиг,2) импульсная газоразрядная лампа со светящим телом, имекнцим форму вписанной в шар пространственной спирали 15, сопрягается с выпукло-вогнутым отражателем 16 и вогнутым кольцевым отражающим элементом 17 и размещена внутри оптического блока в виде оптически прозрачного в выбранной области спектра защитного колпака 18, к которому примыкает с наружной стороны элемент 17, Последний выполнен как часть корпуса 19, т.е. является верхней стенкой крышки корпуса 19 пускорегулирующей аппаратуры для импульсной лампы. На эту стенку нанесен зеркально отражающий слой алюминия, защищенный от воздействия окружающей среды слоем окислов кремния или специального стекла.

Рабочие поверхности отражателя 16 и 1 :ольцевого элемента 17 образованы как тела вращения вокруг оси OZ частей 20 и 21 парабол. Отражатель 16 и элемент 17 имеют единую фокальную окружность FF, пересекающую по большей части своей длины витки спирали (канала разряда) лампы. Одновременно плоскость фокальной окружности FO F смещена относительно горизонтальной плоскости симметрии ОХ, проходящей через точку О, примерно на 1/5 диаметра светящего тела лампы.

Лампа 15 смонтирована в патроне (не показан), собранном в корпусе 19. При этом ножки 22 лампы и заключенные в изоляционную трубку средства 23 зажигания размещены в отверстиях, имеющихся на рабочей поверхности отражателя 16..

Импульсный светосигнапьньй прибор, предназначенный для круговой сигнализации (фиг.З), содержат импульсную шаровую лампу 24 полостного типа с аксиально ориентированными электродными узлами 25 и 26, собранными в

0

0

5

приваренных к кварцевой колбе ножках.

рованная в плазменную оболочку (светящее тело) в виде сферического слоя. Ножки лампы с электродными узлами 25 и 26 расположены в осевых отверстиях нижнего 30 и верхнего 31 отражателей. Нижний электродный узел 25 установлен и закреплен в патроне (не показан), смонтированном в корпусе 32 пускоре- гулирующей аппаратуры. Верхняя часть поверхности корпуса 32 выполнена в виде кольцевого отражающего элемента 33. Верхний электродный узел 26 установлен в отверстии отражателя 31, подключен к пускорегулирующей аппара- .туре при помощи цангового зажима с токоподводом 34 и кронштейнов 35, удерживанлцих также верхний отражатель 31 на корпусе 32 внутри оптического блока 36. Все зеркально отражающие оптические элементы конструкции прибора изготовлены листовой штамповкой i или жидкой штамповкой из подходящих ; металлов или пластмасс с ,последующим I созданием зеркально отражающего слоя на рабочей поверхности. : Зеркально отражающие рабочие по- ;верхности отражателей 30, 31 и 33 об- :разованы как тела вращения вокруг оси ZZ частЪй 37, 38 и 39 парабол. При этом фокальная окружность F F отражателя 30 пересекает разрядную полость 29 нижней полусферы лампы по всей своей длине, а ее плоскость F О F параллельна плоскости симметрии FOF светящего тела и смещена от 0,3 диаметра сферической плазменной оболочки лампы.

Фокальная окружность F F верхнего отражателя 31 также пересекает разрядную полость 29 верхней полусферы лампы по всей своей длине. Вместе с тем этот отражатель является телом вращения части 38 параболы, главная ось которой, аналогично тому, как показано на фиг.1 для оси , наклонена к оси вращения OZ под углом 75°, а плоскость фокальной окружности F F смещена от плоскости FOF на величину 0,35 диаметра сферической плазменной оболочки .

Лампа 24 и отражатели 30 и 31 заключены внутри оптического блока 36, представляющего собой комбинацию кольцевой линзы Френеля с сечением плосковыпуклой линзы 40 с примыкающими к ней призматическими кольцами 41, и двух цилиндрических окон 42 и 43, перекрывающих выходные в горизон

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тальном направлении отверстия отражателей 30 и 31. Указанная кольцевая линза Френеля имеет фокальную окружность FF, которая при установке оптического блока на корпусе 32 располагается по всей своей длине в сферической плазменной оболочке светящего тела лампы 24.

Работа импульсных светосигнальных приборов по фиг.2 и 3 заключается в генерировании световых импульсов с частотой 1-1,5 Гц при энергии вспышки 10-100 Дж в зависимости от выбранного типа лампы и требуемых параметров сигнализации.

Преимущества предлагаемых приборов по сравнению с известными обусловлены тем, что требуемое пространственное распределение силы света формируется одновременно как прямым излучением лампы, так и за счет перерас- пределения светового потока элементами отражательной и преломляющей оптики (выпукло-вогнутыми и кольцевыми отрг1жателями, линзой Френеля).

Формула изобретения

1.Импульсный светосигнальный .прибор, содержащий лампу с объемным светящим телом и один или два обращенных вершинами к светящему телу лампы со- осно ориентированных, выпукло-вогнутых отражателя (нижний и верхний) с рабочей поверхностью, образованной вращением части параболы вокруг оси, проходящей через центр светящего тела лампы и пересекающейся с главной осью параболы,, заключенные внутри оптического блока, отличающи й- с я тем, что, с целью упрощения оптической системы прибора и повьш1ения дальности действия, ось вращения части параболы проходит через точку, расположенную между ее вершиной и фокусом, причем на плоскости фокальных окружностей каждой рабочей поверхности отражателей смещены от центра све- тяще1 о тела лампы на расстояние 0,2- 0,4 диаметра или. высоты, а фокальные окружности удалены от центра на расстояние не более 0,5 диаметра светящего тела.

2,Прибор ПОП.1, отличающийся тем, что рабочая поверхность одного из отражателей образовав на вращением части параболы вокруг

оси, проходящей под углом в пределах от 60 до 80° к главной оси параболы.

3.Прибор ПОПП.1 и2, отличающийся тем, что нижний отражатель дополнительно снабжен вогну- тьш кольцевым отражающим элементом.

4,Прибор ПОП.1, отличающийся тем, что оптический блок

неля с фокальной окружностью, расположенной в горизонтальной плоскости, пересекающей на больщей части своей длины светящее тело лампы, и одного или двух гладких цилиндрических окон, примыкающих на противоположных концах блока к отражателям и имекицих высоту, равную высоте световых отверстий от

Изобретение относится к светотехнике, в частности к импульсным светосигнальным приборам, и позволяет упростить оптическзто систему прибора и повысить дальность действия. Импульсньй светосигнальный прибор содержит лампу с объемным светящим телом, нижний и верхний выпукло-вогнутые отражатели, обращенные вершинами к светящему телу лампы, и оптичес кий блок, установленный на корпусе пускорегу- лирующей аппаратуры. Рабочая поверхность отражателей образована вращением части параболы вокруг оси, проходящей через центр светящего тела .и пересеканкцейся с главной осью параболы в точке между ее верщиной и фокусом, причем плоскости фокальных окружностей рабочих поверхностей отражателей смещены от центра .светящего тела на расстояние 0,2-0,4 его диаметра, а фокальные окружности - на расстояние не более 0,5 диаметра. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

вьшолнен в виде кольцевой линзы Фре- Q ражателей.

X