FI86357B - Elektrisk matningsanordning foer en foer affischering och/eller signalering avsedd ljuskaella med halogenlampor. - Google Patents

Description

1 86357 Sähkönsyöttölaite näyttöä ja/tai merkinantoa varten tarkoitetun valolähteen sähkönsyöttöä varten käyttämällä halo-geenilamppuja - Elektrisk matningsanordning för en för affischering och/eller signalering avsedd ljuskälla med halogenlampor

Esillä olevan keksinnön kohteena on sähkönsyöttölaite näyttöä ja/tai merkinantoa varten tarkoitetun valolähteen sähkönsyöttöä varten käyttämällä halogeenilamppuja, joka laite käsittää energialähteen vaihtelevan jännitteen syöttämiseksi valolähteeseen ja energialähteeseen yhdistetyn säätöelimen tämän lähtöjännitteen säätämiseksi ilmaisuyksikön antamien valovoima-arvojen mukaan. Halogeenilamppuja käytetään nykyisin yhä enemmän niiden hyvän suorituskyvyn johdosta esimerkiksi signalointi- tai ilmoituslaitteissa sekä ajoväylien liikennemerkeissä. Viimeksi mainitussa tapauksessa näihin merkkeihin on yleensä vaikeaa päästä käsiksi ja niiden huolto aiheuttaa ongelmia. On siten suotavaa lisätä käytettyjen halogeenilamppujen käyttöikää huoltotoimenpiteiden vähentämiseksi. Esimerkkinä voidaan mainita, että näiden halogeeni lamppujen käyttöikä on suunnilleen 3 000 tuntia, minkä johdosta niitä on huollettava useita kertoja vuodessa.

lisäksi ilmoitus- tai signalointilaitteen tehokkuus on myös riippuvainen kontrastista ympäristön valoisuuden kanssa, jolloin esimerkiksi mainittujen ajoväylien liikennemerkkien yhteydessä käytetään yksinkertaisesti asentoa "päivä", jolloin halogeenilamppuja syötetään 12 V:n jännitteellä ja asentoa "yö", jolloin halogeenilamppuja syötetään 6 V:n jännitteellä. Jos kontrasti on liian korkea (yli 7 tai 8), merkkien näkyvyys huononee ja käytössä olevia lamppuja syötetään tällöin liian pienellä jännitteellä, mikä myös heikentää niiden tehoa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on siten tarjota käyttöön laite sähkön syöttämiseksi valolähteeseen, joka käsit- 2 86357 tää halogeenilamput, keksinnön mahdollistaessa samalla kertaa näiden lamppujen käyttöiän sekä näitä lamppuja käyttävien mainos- tai varoituslaitteiden tehokkuuden lisäämisen.

Keksinnön mukainen sähkönsyöttölaite on tunnettu siitä, että ilmaisuyksikkö koostuu ympäröivän valovoiman ilmaisimesta ja valolähteen todellisen valovoiman ilmaisimesta ohjausarvon ja todellisen arvon syöttämiseksi säätöelimelle optimaalisen kontrastin ylläpitämiseksi ja siitä, että laite käsittää lisäksi vanhenemisen ilmaisuelimen, joka koostuu vertaili-jasta, joka vertailee valolähteeseen syötetyn maksimaalisen säätöjännitteen todellista arvoa vastearvoon, joka vastaa arvioitua todellista valovoima—arvoa, joka on alempi kuin samalla maksimaalisella säätöjännitteellä syötetyn valolähteen uuden lampun valovoima-arvo, hälytyssignaalin tuottamiseksi todellisen arvon laskiessa alle vastearvon.

Tämä erillinen syöttöyksikkö, joka käsittää tasoituslait-teen, eliminoi yleensä 50 Hz:n vaihtovirralla syötettyjen lamppujen hehkulankojen värähtelyt lisäten näin lamppujen käyttöikää. Lisäksi tämän säätelyn avulla voidaan yhtäältä käyttää tehokkaammin halogeenilamppuja käyttäviä mainos- tai varoituslaitteita ja toisaalta rajoittaa lamppujen tehoa, jolloin halogeenilamppujen käyttöikä lisääntyy niitä käytettäessä vähennetyllä teholla.

Keksinnön erään toisen ominaispiirteen mukaisesti tämä erillinen sähkönsyöttöyksikkö sisältää virtarajoittimen, jonka avulla lampun hehkulangassa kulkevaa virtaa rajoitetaan ja lämpöshokit eliminoidaan, erityisesti näiden halogeenilamppujen sytytyksen yhteydessä, mikä on erityisen tärkeää vilkkuvien mainos- tai varoituslaitteiden yhteydessä, koska tässä tapauksessa halogeenilamppu on tällöin eri taajuuksilla tapahtuvien sytytysten alaisena.

Keksinnön erään toisen lisäpiirteen mukaisesti ympäristön valovoiman näyttävä ilmaisin käsittää useita antureita, jot- 3 86357 ka on asetettu eri suuntiin ja joiden antamat signaalit ovat keskenään vastaavuussuhteessa. Tällä tavoin voidaan parantaa huomattavasti säätelyn tehokkuutta ja käyttää tarkoituksenmukaisemmin halogeenilamppuja.

Halogeenilamput on edullisesti valittu siten, että niiden ollessa uusia maksimaalinen säätöjännite on pienempi kuin niiden nimellinen käyttöjännite. Tällä tavoin halogeenilamppuja käytetään vähentyneellä teholla, ainakin silloin kun niiden vanhenemisvaikutus ei ole huomattava.

Hälytyksen laukaiseva vastearvo voidaan valita siten, että se vastaa valovoimaa, joka on yhtä kuin tai suurempi kuin 50 % uuden lampun valovoimasta syöttöjännitteen maksimijännit-teen osalta. Itse asiassa, kun silmä ei havaitse muuta kuin vähintään kaksinkertaiset valon vaihtelut, on tällöin valittava vastesignaali, joka vastaa 50 % uuden lampun kautta syötetystä valovoimasta maksimaalisen säätöjännitteen saavuttamiseksi, mikä mahdollistaa vielä lampun käyttöiän lisäämisen.

Valolähteen valovoiman todellinen arvo on mitattu optisen kuidun avulla, joka yhdistää ainakin yhden halogeenilampun anturiin.

Keksinnön eräälle toteutusmuodolle on tunnusomaista se, että jokaisella halogeenilampulla on suuri polttoväli ja ne valaisevat synteettistä ainetta olevaa optista kuitunippua. Synteettisestä materiaalista tehtyjen optisten kuitujen käyttö lasisten optisten kuitujen asemasta mahdollistaa halogeenilamppuja valolähteenä käyttävän mainos- tai varoitus-laitteen omakustannushinnan huomattavan vähentämisen.

Ympäröivän valovoiman ilmaisin käsittää eteenpäin suunnatun anturin, taaksepäin suunnatun anturin ja ylöspäin suunnatun anturin näyttö- ja/tai merkinantolaitetta varten, jossa käytetään halogeenilampuilla varustettua valolähdettä.

4 86357

Keksinnön muut ominaispiirteet ja edut käyvät ilmi seuraa-vasta selostuksesta oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa, kuvio 1 esittää varoitustaulujen asennuskaaviota esillä olevan keksinnön mukaista sähkönsyöttölaitetta käyttämällä; ja kuvio 2 esittää kaaviota keksinnön soveltamisesta signaloi-van vilkkulaitteen yhteydessä.

Kuviossa 1 on esitetty mainoslaite käsittäen vähintään yhden halogeenilampun sisältävän valolähteen 1, joka valaisee optisen kuitukimpun 2, eri optisten kuitujen syöttäessä valoa yksittäisiin valaistuihin mainoselementteihin. Kyseessä voi olla esimerkiksi mainoslaite, joka on selostettu FR-patent-tijulkaisussa 85 11 176 käsittäen matriisin, jonka kukin piste sisältää kennon, jossa on levy varustettuna yhdellä heijastavalla ja yhdellä mustalla pinnalla, sanotun levyn ollessa asetettuna kääntymään aktiivisen asennon, jossa sillä on heijastava pinta, ja lepoasennon välillä, jossa sillä on musta pinta, yhden kuidun pään ollessa asetettuna sanotun levyn taakse, tämän levyn ollessa varustettuna reiällä, joka tulee sanottua optista kuitua vasten levyn ollessa aktiivisessa asennossa.

Keksinnön mukaisesti sähkön syöttö eri halogeenilampuista toteutetaan erillisen syöttöyksikön 3 välityksellä, joka käsittää tasoituslaitteen epäjatkuvan keskimääräisen jännitteen synnyttämiseksi.

Keksinnön mukaisesti käytössä on syöttöyksikön 3 lähtöjännitteen säätölaite 4. Tämä säädin vastaanottaa ensin asetus-arvon, jonka ympäristön valovoimakkuuden näyttävä ilmaisin lähettää.

5 86357 Tämä ilmaisin käsittää useita tuntoelimiä, esimerkiksi 5, 3, joiden signaalit korreloidaan virtapiirissä 6 siten, että tulokseksi saadaan ympäristön valovoimakkuutta edustava ase-tusarvo.

Säädin 4 ottaa lisäksi vastaan valolähteen 1 syöttämään valon todellisen arvon, joka saadaan tuntoelimen 7 välityksellä, johon syötetään valoa kimpun 2 optisen kuidun 8 kautta valon tullessa tähän optiseen kuitukimppuun valolähteestä käsin.

Keksinnön mukaisesti valolähteessä 1 käytetyt halogeenilam-put valitaan siten, että niiden ollessa uusia, maksimaalinen säätöjännite eli syöttöyksikön 3 sadan prosentin katkaisua vastaava jännite, on pienempi kuin niiden nimellinen käyttöjännite. Siten esimerkiksi teholtaan 50 W ja jännitteeltään 12 V olevien halogeenilamppujen asemasta, joiden ilmoitettu käyttöikä on 3 000 tuntia, voidaan keksinnön mukaisesti käyttää 75 W tehon nimellisjännitteen 12 V alaisena syöttäviä lamppuja käyttämällä niiden yhteydessä vähennettyä jännitettä, 50 W tehon tullessa syötetyksi jännitteen 10 V yhteydessä. Halogeenilamppujän käyttö pienemmän jännitteen ja tehon alaisina vähentää huomattavasti niiden vanhenemista, jolloin myös voidaan pienemmän tehonkäytön ansiosta saavuttaa 10 000 tunnin käyttöikä.

Keksinnön mukaisesti käytetään vanhenemisilmaisinta, joka antaa hälytyksen, kun valolähteen valovoiman todellinen arvo maksimaalisella säätöteholla tulee uuden lampun tällä samalla maksimaalisella säätöteholla syöttämää alempaa valovoiman arvoa pienemmäksi. Tämä vasteilmaisin käsittää esimerkiksi vertailulaitteen 9, joka vastaanottaa osan todellisen valo-voiman tuntoelimen 7 lähettämästä signaalista sekä toisaalta virtapiirin 11 kautta saadun säädettävän vastearvon. Jos esimerkiksi halutaan ilmaista, onko jokin lamppu vanhentunut siinä määrin, että sen avulla ei enää voida saada aikaan riittävää kontrastia ympäristön valovoiman maksimiarvoa varten, syöte- s 86357 tään kyseiseen lamppuun maksimaalinen käyttöjännite (100 % katkaisuarvosta) ja jos tuntoelimen 7 kautta syötetyn signaaliarvo on pienempi kuin virtapiirin 11 kautta tulleen vastesignaalin arvo, vertailulaite 9 vaikuttaa hälytyspii-riin 12, joka voi antaa visuaalisen hälytyksen tai hälytyksen keskusvalvontajärjestelmään kaukoviestintälaitteen kautta. Piirin 11 kautta annettu vastesignaali on valittava vastaamaan vähintään 50 % lampun välityksellä maksimaalisen säätöjännitteen alaisena syötetystä valovoimasta. Itse asiassa tämän 50 % valovoimakkuuden vähenemisen kykenee ihmissilmä juuri havaitsemaan.

Jos vastearvo valitaan hiemen suuremmaksi kuin 50 %, saadaan tällöin käyttöön varatehoa, ja tämä mahdollistaa erityisesti varalamppujen poistamisen, joita käytetään tunnetuissa sig-nalointilaitteissa, jotka sisältävät apulamppuihin varatietä virtaa syöttävän laitteen, kun normaalilamppu ei enää anna tarvittavaa tehoa. Tämän apulampun eliminoiminen mahdollistaa omakustannushinnan huomattavan alentamisen, koska tällöin ei poisteta vain kyseistä lamppua, vaan myös optisten kuitujen kimppu, jota käytetään apulamppujen yhteydessä. Tulokseksi siis saadaan huomattava taloudellinen säästö omakustannushinnan osalta sekä myös valovoiman lisääntyminen, koska käytössä on lamppujen avulla toimiva kuitukimppu.

Lampun vanheneminen on myös ilmaistava mittaamalla se säätö-jännite, joka on kohdistettava tähän tietyn valovoiman alaisena olevaan lamppuun. Voidaan esimerkiksi rekisteröidä tietty määrä syöttöjännitearvoja, jotka vastaavat tiettyjä uutta lamppua varten tarkoitettuja valovoiman arvoja. Esimerkkinä voidaan mainita, että jos uusi lamppu antaa 20 kan-delan valovoimakkuuden 12 V:n jännitteen alaisena ja 10 kan-delan valovoimakkuuden 9,5 V:n alaisena, voidaan vaadittavaa syöttöjännitettä 10 kandelan saavuttamista varten käytössä olleen lampun yhteydessä verrata uuden lampun jännitearvoon 9,5 V, vastearvon ollessa siis suuremman kuin uutta lamppua 7 86357 varten tarkoitettu arvo. Jos taas vastearvo valitaan 20 % suuremmaksi, jolloin syöttöjännite on 10,5 V 10 valoyksikön valovoimakkuutta varten, lähettää vertailulaite hälytyssig-naalin, joka ilmaisee, että kyseinen lamppu on ylittänyt vanhenemisrajän.

Kuviossa 1 on esitetty esimerkin tavoin kolme yksinkertaista tuntoelintä, jotka määrittävät asetusarvon. Nämä tuntoelimet voidaan asettaa esimerkiksi vastaavalla tavalla halogeeniva-l°n lähteenä käytetyn taulun yläosaan. Korrelaatiopiiri 6 antaa optimaalisen asetusarvon näiden kolmen tuntoelimen ilmoittamien mittausarvojen funktiona.

Syöttöyksikkö sisältää edullisesti virran rajoituspiirin, joka mahdollistaa virtahuippujen poistamisen erityisesti lamppujen syttyessä, näiden virtahuippujen aiheuttaessa käytännössä lampun hehkulankaan kohdistuvia huomattavia läm-pöshokkeja. Tämä muodostaa sangen suuren edun vilkkulamppu-jen yhteydessä, koska nämä lamput syttyvät varsin jaksottaisesti .

Optisten kuitujen kimppua valaisevia halogeenilamppuja käyttävien varoitus- ja/tai mainosilmoituslaitteiden omakustannushinnan alentamiseksi edelleen voidaan valita käyttöön suurella polttovälillä varustetut halogeenilamput, mikä mah-dollistaa kimpun 2 pään siirtämisen kauemmaksi. Tällöin voidaan käyttää synteettisestä materiaalista tehtyjä optisia kuituja lasisten optisten kuitujen asemasta, jolloin omakustannushintaa voidaan alentaa huomattavasti.

Kuviossa 2 on esitetty eräs toinen keksinnön mukainen mainos ja/tai varoituslaitetta varten tarkoitettu sovellutusmuoto, joka käsittää valolähteen 21 varustettuna useilla halogeeni-lampuilla 22, joiden välityksellä valoenergiaa käytetään suo-raan ilman välissä olevia optisia kuituja. Kyseessä voi esimerkiksi olla signaloiva vilkkulaite. Tässä tapauksessa, kuten 8 86357 edellä on jo mainittu, on erityisen tärkeätä, että syöttöyk-sikkö 3 sisältää virranrajoittimen. Numerolla 23 on merkitty säätölaitetta kohteesta 21 tulevan valon vilkkutoimintaa varten. Tässä sovellutusesimerkissä saadaan valovoimakkuuden todellinen arvo yhden lampun 22 läheisyyteen asetetun tunto-elimen 24 välityksellä.

On siis selvää, että keksintö mahdollistaa mainos- ja varoi-tuslaitteissa käytettyjen halogeenilamppujen käyttöiän sangen huomattavan lisäämisen sekä erityisesti huomattavan vähennyksen huoltotoimenpiteissä. Keksintö tarjoaa mahdollisuuden myös vaihtolamppujen eliminoimiseksi. Lisäksi esillä olevan keksinnön mukaisten valolähteiden rakenne on yksinkertaisempi ja omakustannushinta selvästi alhaisempi, koska vaihtolamppujen poistaminen vähentää huomattavasti komponenttiosien määrää.

Claims (8)

9 86357

1. Sähkönsyöttölaite näyttöä ja/tai merkinantoa varten tarkoitetun valolähteen (1, 21) sähkönsyöttöä varten käyttämällä halogeenilamppuja, joka laite käsittää energialähteen (3) vaihtelevan jännitteen syöttämiseksi valolähteeseen ja energialähteeseen yhdistetyn säätöelimen (4) tämän lähtöjännitteen säätämiseksi ilmaisuyksikön antamien valovoima-arvojen mukaan, tunnettu siitä, että ilmaisuyksikkö koostuu ympäröivän valovoiman ilmaisimesta (5, 6) ja valolähteen todellisen valovoiman ilmaisimesta (7, 24) ohjausarvon ja todellisen arvon syöttämiseksi säätöelimelle optimaalisen kontrastin ylläpitämiseksi ja siitä, että laite käsittää lisäksi vanhenemisen ilmaisuelimen, joka koostuu vertailijasta (9), joka vertailee valolähteeseen syötetyn maksimaalisen säätöjännitteen todellista arvoa vastearvoon, joka vastaa arvioitua todellista valovoima-arvoa, joka on alempi kuin samalla maksimaalisella säätöjännitteellä syötetyn valolähteen uuden lampun valovoima-arvo, hälytyssignaalin tuottamiseksi todellisen arvon laskiessa alle vastearvon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkönsyöttölaite, tunnettu siitä, että energialähde (3) toimii virtahakkuriperi-aatteella ja käsittää virranrajoittimen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sähkönsyöttölaite, tunnettu siitä, että ympäröivän valovoiman ilmaisin käsittää useita antureita (5), jotka ovat sovitetut eri suuntiin ja joiden signaalit ovat keskenään vastaavuussuhteessa.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sähkönsyöttölaite, tunnettu siitä, että halogeenilamput (22) on valittu siten, että niiden ollessa uusia maksimaalinen säätöjännite on pienempi kuin niiden nimellinen käyttöjännite.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sähkönsyöttölaite, tunnettu siitä, että hälytyksen laukaiseva vas-tearvo vastaa valovoimaa, joka on yhtä kuin tai suurempi 10 86357 kuin 50 % uuden lampun valovoimasta syöttöjännitteen maksimi jännitteen osalta.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen syöttölaite, tunnettu siitä, että valolähteen valovoiman todellinen arvo on mitattu optisen kuidun (8) avulla, joka yhdistää ainakin yhden halogeenilampun anturiin (7).

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen sähkönsyöttö-laite, tunnettu siitä, että jokaisella halogeenilampulla (22) on suuri polttoväli ja ne valaisevat synteettistä ainetta olevaa optista kuitunippua.

8. Patenttivaatimuksen 3 mukainen sähkönsyöttölaite, tunnettu siitä, että ympäröivän valovoiman ilmaisin (5, 6) käsittää eteenpäin suunnatun anturin (5), taaksepäin suunnatun anturin (5) ja ylöspäin suunnatun anturin (5) näyttö- ja/tai merkinantolaitetta varten, jossa käytetään halogeenilampuil-la varustettua valolähdettä (1; 21).