CN2226077Y - 电气化铁路作业安全自动防护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电气化铁路作业安全自动防护装置。它包括天线、混频电路、晶体振荡器、中放、检波、脉冲放大器、解码器、语音电路、报时电路及扬声器，由设置在铁路区间两端的列车监测发讯器对运行的列车用红外线进行监测、判向，并向接触网发射带有上、下行编码的载频信号，作业人员携带的防护语音告知器接收到信号，该装置利用了接触网感应电源，使其实行全年不间断工作，其优点在于结构简单、造价低，适用于区间各类作业人员的安全防护。

Description

电气化铁路作业安全自动防护装置

本实用新型涉及一种电气化铁路作业人员使用的安全自动防护装置。

目前，施工人员在铁路区间施工时，因受防护条件的限制，总担心列车开来时人和施工机具不能及时下道，这给施工带来极大影响。现有技术中国专利“铁路作业人员人身安全防护装置”(公开号：CN2117302U)，公开了一种在上下行列车自动发射带上、下行方向和离站距离的编码无线电信号，由地面作业人员携带的接收机接收。但该装置由于要在所有的机车上都安装无线电发射机，这对施工人员来讲实在难以实现。且山区铁路地形复杂、隧道成群，无线电信号难以传播，因而使该装置在使用过程中有很大的局限性。

本实用新型的目的在于为电器化铁路上的施工作业人员提供一种具有抗干扰能力强，在山区复杂地形和隧道中都可正常使用的铁路作业安全自动防护装置。本实用新型的方案如下：它包括上、下行列车监测发迅器和防护语音告知器，其功能原理是：设置在一区间内的上、下行列车监测发迅器对通过列车进行自动监测、判向并向接触网发射带有上行或下行列车的编码载波信号。信号经接触网沿顺铁路线波导传送。当作业人员随身携带的防护语音告知器接收到来车信号时，即刻用语音告知作业人员来车方向和时间

其中防护语音告知器为一无线电信号接收机，它包括：天线、混频电路、晶体振荡器、中放、检波、脉冲放大器、解码器、语音电路、报时电路及扬声器。

其特点在于。列车监测发讯器的结构为：红外发射电路产生的被编码信号调制过的载波信号驱动红外传感器的发射管对准列车方向发射红外线信号，当有列车从传感器前驶过时，就有红外线信号被列车反射回来，由红外传感器中的接收管接收。接收到的信号经红外接收电路放大、检波、整形后送入解码器得到一个直流脉冲信号。为能辨别出列车运行方向本机装置使用了两路功能相同的红外发射、接收和解码电路，两路脉冲一起加入判向器，供判向器比较、识别。判向器对送入的两路直流脉冲信号施行积分、微分处理后，输出一个电压脉冲，该脉冲启动调制器对编码信号发生器产生的编码信号和高频晶体振荡器产生的载频信号进行调制，而后再经载频放大输出电路及天线沿接触网发射。

本实用新型的优点在于：

1、该装置由接触网自动电源电路供电，无需外接电源。当接触网停电后，机内直流电源可维持10小时以上，实行全年不间断工作；

2、本系统发讯载频低，依靠接触网感应传送，性能稳定且不受地形和遂道的影响，功能距离达15Km以上。

3、本装置的防护语音告知器，体积小、重量轻、携带方便，抗干扰能力极强，其语言清晰准确，不会因任何干扰产生错报、误报。

4、本装置的列车监测发讯器重量轻(约12Kg)，可安装在固定接触网立柱上加锁，不需要防护，同时该机具有优良的选频系统，载频系统经严格调谐，波形良好，谐波分量低，载波320KHZ，与列线列调频率400KHZ相差甚远，且每次发讯时间仅0.1秒，不会对其它无线电设备造成影响。

5、本装置配有报时功能，为作业人员提供方便。

b、本装置安全可靠，适用范围广。它不仅适用于工业、电务、供电部门的施工作业防护，也适用于巡道、看守、道口等项作业，调整接收机编码，也可用于站区施工防护和列检、客货运作业，尤其对轻型轨道车追尾运行的防护，更显其特殊功能。

以下结合附图对本实用新型作进一步描述

图1是本实用新型的列车监测发讯器的电路方框图。

图2是本实用新型防护语音告知器的电路方框图。

图3是本实用新型列车监测发讯器电连接图。

图4是本实用新型防护语音告知器电连接图。

图5是本实用新型红外线传感器结构示意图。

如图5所示两组平行安装在金属管内的红外线接收、发射管构成了本机最基本的传感器。为了提高传感距离，红外发射管的后部装有凹形反光镜。红外接收管的前面装有聚光透镜。为抗干扰和方便起见，红外接收器电路也安装在装有红外接收管的金属管内。电信号由屏蔽线引出。

在图3中由IC₁和IC₂(CD₄₀₁₁)连接成两路红外发射电路。为了区别两路红外信号，并防止高次谐波对解码器的互相影响，YF₀₃、YF₀₄组成的音频振荡器与YF₀₇、YF₀₈组成的音频振荡器频率相差113、Y₀₁、Y₀₂和Y₀₅、Y₀₆组成的两路载频振荡器都使用了石英钟晶体稳频，其振荡频率为32.768KHZ。

IC₃、IC₄(CX₂₀₁₀₆)为两路红外接收器电路。红外接收电路可选用市售彩电遥控红外接收头。如果红外发射电路使用石英钟晶体稳频，接收器电路的谐振网络也应调整在32.7KHZ左右。

由IC₅、IC₆(LM₅₆₇)构成的两个音频解码器对红外接收电路输出的两路音频编码信号进行解码。使用中只需要把LM₅₆₇锁向频率调整在输入的音频频率上本电路调整R₁₇和R₂₀，解码后输出负脉冲。

IC₇集成电路CD₄₀₁₁中的四个与非门( YF₀₉～YF₁₂)组成判向电路。图中YF₀₉、YF₁₀、YF₁₂接成反向器使用。R₂₃、C₂₆组成的积分电路，积分时间为10秒。、R₂₄、C₂₇组成的微分电路微分时间为2ms。C₂₈和R₂₅组成的积分电路时间约100ms，判向器输出100ms正脉冲。

在IC₈(CD₄₀₁₁)集成电路中，与非门YF₁₃、YF₁₄组成音频码振荡器，其振荡与否受YF₁₂输出的判向脉冲控制。 YF₁₅、YF₁₆两个与非门组成320KHZ载频振荡器，电路使用了320KHZ晶体稳频，以保证载频的稳定性。

音频编码信号和320KHZ载频信号的调制过程由三极管BG₅、BG₆进行。在调制的同时，320KHZ方波信号通过BG₆输出谐振回路，波形变换为正弦波。三极管BG₇、BG₈组成的调谐放大器是本机的推动和功率放大级，由于每级输出的载频信号都有较强的幅度，BG₇、BG₈都工作在丙类。功放管BG₈宜选用反压较高的功率管，防止由于天线或地线接触不良时，天线上的感应电压击穿功放管。由于载频频率较低、电视机行输出管即可胜任。

L₃是发射天线的加感线圈，调整L₃的磁芯使天线谐振于320KHZ。具体作法是：闭合开关K，使BG₆连续输出320KHZ载波，此时。调整L₃磁芯，使电流表A，指数最大，然后扳回开关K，天线无输出。

在电源电路中，T₁是高压变压器，将接触网感应天线上的感应电压降低，经D₁—D₄整流，通过由7809、WD₂、BG₉组成的电流调节电路给12v蓄电池组E充电，当蓄电池电压超过145v时，7809截止，停止充电。BG₁₀、WD₁、R₃₃组成的自动负载平衡电路，防止高压变压器在负荷减轻时初级电压猛增而发生击穿现象。

防护语音告知器电路主要由高频信号接收电路，解码器电路，语音电路，报时表电路组成。其工作原理方框图如附图2所示。电路原理图如附图4所示。

电路中，高频信号接收电路工作原理和一般单波段收音机电路基本相同，不同的是本机振荡采用独立的780KHZ晶体振荡器，提高了接收的稳定性，混频级的高频输入回路调谐在320KHZ、混频器输出的中频频率为460KHZ。

图4中、IC₁、IC₂(LM₅₆₇)组成两个音频解码器，对来自检波及放大级的音频码解码。调整IC₁第5脚电阻R₁₄，使音频锁向环锁相频率等于下行列车监测发讯器音频编码频率。调整IC₂第5脚电阻R₁₇使电路锁向频率等于上行列车监测发讯机编码频率。

本机语音告知部分采用一块20秒可分段永久记忆型随录随放话音电路芯片HY₄₂₀。通过改变芯征A₀—A₇的连接方式，将20秒语音电路分两段使用。装机前、在前10秒存入(男声)“上行来车、请注意下道”语音三遍，在后10秒存入(女声)“下行来车、请注意下道”语音三遍。

当接收到上行发讯机发来的信号时，由IC₁解码器解码，IC₁第8脚输出负脉冲，使HY₄₂₀地址选择A₄、A₆为低电平，负脉冲再通过D₂触发语音电路24脚触发放音功能端，于是语音电路通过扬声器输出后10秒内容。当接收到下行发讯器信号时，IC₂解码器解码输出负脉冲，由于D₂的钳位，脉冲只加在24脚触发放音功能端上，于是电路输出前10秒语音内容。

利用每次语音结束、HY₄₂₀的25脚输出的语音结束脉冲触发电子报时手表机芯的报时功能端，手表机芯的压电片就会紧接着报出当时的时刻。如加上相应放大电路、也可由机内扬声器放音。

本装置在电源供给上，列车监测发讯器使用了接触网感应电源，作到了机器用电“自供”，无需外供电源。当接触网停电以后，机内配置的蓄电池仍可维持机器工作10小时以上。由于采用了接触网感应电源，减少了供电线路的投资，同时避免了一些不必要的麻烦，便该防护装置在铁路区间可以作为一种无人看管实行安全不间断工作的固定设备因而它适用于各类铁路作业人员。

本系统的接收机，直接用语音向人们表述来车情况，比起其它一些用声、光报警的装置更富生动性。接收机加装了报时功能，做到了一机两用。

本防护系统电路设计，力图简单、实用、经济在元器件选择上，尽量采用家用电器常用的器件，以此保证产品价廉物美，材料来源丰富、容易实现。

Claims (1)

1、一种电气化铁路作业安全自动防护装置：其包括上、下行列车监测发迅器和防护语音告知器，它由设置在一区间内的上、下行列车监测发迅器对通过列车进行自动监测、判向并向接触网发射带有上行或下行列车的编码载波信号，信号经接触网沿铁路线波导传送，由防护语音告知器接收到来车信号；其中防护语音告知器为一无线电信号接收机，它包括：天线、混频电路、晶体振荡器、中放、检波、脉冲放大器、解码器、语音电路、报时电路及扬声器，

其特征在于列车监测发迅器的电连接关系为：

a)、红外发射电路(2)产生的被编码信号调制过的载波信号输出给传感器(1)的发射管，传感器(1)的接收管接收反射信号，

b)、(a)中接收管接收的信号经红外接收电路(3)放大检波、整形后得到一音频编码信号并送入解码器(4)的输入端，

c)、解码器(4)为一音频解码器LM₅₆₇，它输出直流脉冲信号于由四个与非门组成的判向器(11)的输入端，

d)、红外发射电路(8)、传感器(7)、红外接收电路(9)以及解码器(10)与上面a)、b)、c)中描述过的电路(1)、(2)、(3)、(4)相对应，其解码器(10)输出的直流脉信号也加在判向器(11)的输入端，

e)、判向器(11)输出电压脉冲，该脉冲起动调制器(12)对编码发生器(13)产生的编码信号和由高频晶体振荡器(6)产生的载波信号进行调制，调制器的输出端接载频放大电路(14)及发射电线。

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