CN104781130A - 用于揭示光信号中的错误的电路装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于揭示特别是铁路安全设备的光信号中的错误的电路装置，具有在发生错误的情况下能够以可逆的方式断开的电子信号发生器(1)及设计用于白炽灯的用于控制和监视信号发生器(1)的执行部分，其中，错误揭示包括与导线相关的干扰电压和信号发生器(1)的错误之间的错误辨别。为了提高错误辨别的可靠性并且实现与电容能量中间存储的独立性，根据本发明设置为，给信号发生器(1)连接电阻装置，使得在高欧姆的信号发生器(1)的情况下，信号发生器电压大于干扰电压。

Description

用于揭示光信号中的错误的电路装置

技术领域

本发明涉及一种用于揭示特别是铁路安全设备的光信号中的错误的电路装置，具有在发生错误的情况下能够以可逆的方式断开的电子信号发生器及设计用于白炽灯的用于控制和监视信号发生器的执行部分，其中，错误揭示包括在与导线相关的干扰电压和信号发生器的错误之间的错误辨别。

背景技术

下面的描述主要涉及铁路安全设备的光信号，本发明不局限于该应用。相反，还可以想到例如应用于其它交通系统或者工业领域。

在白炽灯光信号的情况下，确定导线的尺寸，使得在信号芯线受到干扰时，干扰电流流过白炽灯，而该干扰电流不使白炽灯发光。设计用于白炽灯光信号的执行部分通常对信号电流进行评价，以确定光信号的错误或者规定的功能。

在白炽灯信号发生器被例如用于LED光源的电子信号发生器代替时，干扰电流使得电子设备工作，但是由于干扰的能量小，信号发生器无法启动。在尝试启动时，信号电压降低，并且能够以可逆的方式断开的信号发生器开始下一次启动尝试。

即使在低欧姆故障的情况下在信号发生器中也给出这种启动过程。由于信号导线的阻抗，信号电压在接通电子设备时跌落。在此，流过非常大的电流，其对于执行部分不被评价为故障，而被评价为有效信号电流。相反，电子设备由于电压小而无法测量该电流，并且在需要时开始新的启动尝试。

由于在有干扰而无故障的信号发生器和有低欧姆故障的信号发生器的情况下的启动特性相同，因此无法识别故障原因。因此，必须确保电子信号发生器能够在信号发生器电压和干扰电压之间进行区分，以便不仅揭示故障的存在，而且还揭示故障原因。

迄今为止，上述问题通过在电流过大时，由执行部分识别错误，而在电流仅小幅增大时，由信号发生器识别错误并且告知执行部分来解决。然而，这种错误揭示在信号导线的阻抗较大时不总是得到保证，因为在由执行部分进行的电流识别和由信号发生器进行的电流识别之间存在空隙。电流识别的这种空隙通过信号发生器在启动之后立即，也就是说在信号电压跌落之前评价电流来填补。为此，需要由执行部分充电并且在足够长的时间内向信号发生器提供电流的信号发生器内部的电容器。因此，在有低欧姆故障的信号发生器的电子设备启动之后，能够测量大电流，并且用于故障识别。前提是电容器能够在足够长的时间内存储其能量。然而，电容器的该性能通常未得到测试。

发明内容

相应地，本发明要解决的技术问题是，提高信号发生器在导线相关的干扰电压和低欧姆故障之间进行错误辨别的可靠性。在此，特别是以独立于电容能量中间存储为目标。

根据本发明，上述技术问题通过给信号发生器连接电阻装置，使得在高欧姆的信号发生器的情况下，信号发生器电压大于干扰电压来解决。电阻装置使得信号发生器电压和干扰电压在一定程度上分开，并且由此可彼此区分。电阻装置由使干扰电压降低的耗电装置构成。在发生故障的情况下，电压在信号发生器启动之后立即跌落。因此，信号发生器是高欧姆的。之后，电压又上升，其中，电阻装置使得高欧姆的信号发生器的信号发生器电压大于干扰电压。在信号发生器无故障而存在干扰电压的情况下，在切换为高欧姆之后测量干扰电压，而在信号发生器有故障的情况下，测量信号发生器电压。

首先有利的是，不必对启动电流进行评价，并且不必准确地确定为此而作为能量源所需要的电容器的大小并经常对其进行验证。仅必须确定电阻装置的大小，使得信号发生器仅为如此高欧姆的，即，使得干扰电压保持小于信号发生器上的电压。

在识别出信号发生器电压并且启动尝试多次失败的情况下，通过切换为高欧姆的信号发生器向执行部分进行故障通知，执行部分由于信号电流过低，而推断出信号发生器发生故障，也就是说构成部件发生故障或者在信号线缆区域中的高欧姆的接触点发生故障。

在存在干扰电压的情况下，未达到用于识别信号发生器电压的阈值，从而不进行新的启动尝试，也不进行故障通知。

根据权利要求2设置为，为了在信号发生器电压和干扰电压之间进行错误辨别，设置电压阈值，在高于所述电压阈值时，存在信号发生器的故障，而在低于所述电压阈值时，存在干扰。有利的是，电压阈值大约定位在信号发生器电压和干扰电压之间的中点，以实现尽可能可靠的故障分类。

在根据权利要求3的有利扩展中，所述电阻装置被构造为可断开的，其中，根据权利要求4，特别是在错误揭示中进行该断开。由此，向执行部分的正确的错误传输独立于电阻装置的可能的反馈，并且像在上面描述的已知的通过切换为高欧姆的信号发生器并由此使信号电流下降的错误揭示那样进行。

附图说明

下面根据附图详细说明本发明。其中：

图1示出了信号连接的基本原理，

图2示出了根据图1的基本原理的简化图示，

图3示出了根据图2的图示方式的有故障的信号发生器的信号连接，

图4示出了关于无故障的信号发生器的接通特性的图表，

图5示出了有故障的信号发生器的接通特性的图表，以及

图6示出了有干扰的情况下的接通特性的图表。

具体实施方式

图1示出了信号发生器1经由信号线路2的连接，信号线路2经由开关S1与通常远离信号发生器1的具有信号电压U1的执行部分连接，执行部分具有电压源3。在此，U2是信号发生器电压，U3是与线路相关的干扰电压。信号发生器1与信号发生器电压U2和阻抗Z3相关联。信号电压U1由执行部分经由S1和具有阻抗Z1的信号线路2连接到信号发生器1。干扰电压U3经由Z2持续施加在信号发生器1上。

图2示出了相应地简化的电路图。信号电压U1的阻抗Z1比干扰电压U3的阻抗Z2小得多。因此，

对于信号发生器电压，并且

对于干扰电压，

信号发生器电压的U2比干扰电压的U2大得多。

附加地，在图3中作为Z3.1示出了信号发生器故障。由于信号发生器1的该附加阻抗Z3.1，信号发生器电压的U2下降到干扰电压的U2的值。因此，

$U2=U1\frac{Z3+Z3.1}{Z1+Z3+z3.1}\≈U3\frac{Z3}{Z2+Z3}$

因此，在测量电压U2时，无法经由未切换为高欧姆的信号发生器1在干扰电压和信号发生器电压之间进行区分。

为了建立可区分性，根据本发明，给信号发生器1连接使干扰电压减小的电阻装置。

图4至6的图表分别示出了33个依次测量的电流/电压值对。电流和电压未标准化。这三个图表中的测量值637表示用于在信号发生器的高欧姆状态下在干扰电压和信号发生器电压之间进行区分的电压阈值4。

在图4中，信号发生器1以低电压无故障地工作，从而在处于稳定持续运行中的信号发生器1上存在电压降，其通过Z1和Z3得出。因为信号发生器1不是高欧姆的，因此在Z1上存在比在Z3的高欧姆状态下更大的电压降。由于该原因，所测量的电压比阈值4小。信号发生器电压和干扰电压之间的区分仅在高欧姆信号发生器中进行。

在图5和6中示出了不同的故障状态，其中，具有电压值0的电流/电压值对示出了跌落的信号发生器电压，从而这些值对的电流值也无效。

图5示出了信号发生器1的低欧姆故障Z3.1和相关联的信号电压U1情况下的典型的测量值曲线。可以看到，值对1、7、8、13、14、19和20的电压非常小，而电流非常大。值对6、12和18的与高电压值结合的高电流值超过了阈值4，因为信号发生器1在这些值对6、12和18的情况下切换到了高欧姆状态。由于高欧姆状态，在所述值对6、12和18以及超过阈值4的情况下，信号发生器1重新启动。在值对1、7和19的情况下多次“错误启动”之后，信号发生器1在大于22的值对的情况下切换为高欧姆，因此向执行部分通知其故障。在此，信号发生器电压大于阈值4。

图6示出了干扰电压(U3)情况下的接通特性。在存在干扰时，信号发生器1首先启动，然后切换到高欧姆状态。自第五个值对起，信号发生器1是高欧姆的，并且电压保持在阈值4以下，由此识别出干扰电压。在这种状态下断开执行部分的开关S1。

如果将执行部分的开关S1闭合，则电压超过阈值4，并且信号发生器1像在图4中那样启动。

Claims (4)

1.一种用于揭示特别是铁路安全设备的光信号中的错误的电路装置，具有在发生错误的情况下能够以可逆的方式断开的电子信号发生器(1)及设计用于白炽灯的用于控制和监视信号发生器(1)的执行部分，其中，错误揭示包括在与导线相关的干扰电压和信号发生器(1)的错误之间的错误辨别，

其特征在于，

给所述信号发生器(1)连接电阻装置，使得在高欧姆的信号发生器(1)的情况下，信号发生器电压大于干扰电压。

2.根据权利要求1所述的电路装置，

其特征在于，

为了在信号发生器电压和干扰电压之间进行错误辨别，设置电压阈值(4)，在高于所述电压阈值时，存在信号发生器(1)的故障，而在低于所述电压阈值时，存在干扰电压。

3.根据前述权利要求中任一项所述的电路装置，

其特征在于，

所述电阻装置被构造为能够断开的。

4.根据权利要求3所述的电路装置，

其特征在于，

在错误揭示中进行所述电阻装置的断开。