一种铁路信号机灯丝断丝监测装置
阅读说明：本技术 一种铁路信号机灯丝断丝监测装置 (Broken filament monitoring device of railway signal machine filament ) 是由 刘志国 谢博才 张春德 丁景新 贾洪涛 赵亮 国巍 刘沛尧 于 2020-12-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及灯丝断丝监测技术领域,具体地说,涉及一种铁路信号机灯丝断丝监测装置。其包括点灯单元、监测主机单元和采集分机单元；点灯单元用于实现主、副丝断丝转换；监测主机单元用于将报警信号机的名称和报警信息显示出来；采集分机单元用于报警信息采集处理；点灯单元的室外电路发生微小的脉冲变化,通过点灯单元的传输信号到采集分机单元进行报警信息采集处理,采集分机单元将信息传输给监测主机单元将报警信号机的名称和报警信息显示出来,并提供声光报警提示维修人员进行故障处理,本发明方便对铁路信号机灯丝断丝监测,且使用环境好,操作方便,极大提高了设备操作性、方便性、稳定性、可靠性。(The invention relates to the technical field of filament breakage monitoring, in particular to a filament breakage monitoring device for a railway signal machine. The system comprises a lighting unit, a monitoring host unit and a collecting branch unit; the lighting unit is used for realizing the broken wire conversion of the main wire and the auxiliary wire; the monitoring host unit is used for displaying the name and the alarm information of the alarm annunciator; the collecting extension unit is used for collecting and processing alarm information; the invention has the advantages that the filament breakage monitoring of the railway annunciator is convenient, the service environment is good, the operation is convenient, and the operability, convenience, stability and reliability of the device are greatly improved.)
技术领域
本发明涉及灯丝断丝监测技术领域，具体地说，涉及一种铁路信号机灯丝断丝监测装置。
背景技术
信号机显示均发挥着指示列车运行的重要作用，其每架信号机是否工作可靠、稳定是保证行车安全的最重要环节之一，铁路信号机由信号控制电路、传输电缆、点灯单元、信号机及灯泡组成，而信号灯泡大部分采用12V/25W双灯丝白炽灯泡，内部含有主丝和副丝，平时点亮主丝，一旦主丝烧断，会自动通过点灯单元内部的灯丝转换继电器切换点亮副丝，由于副丝使用寿命较短，如果不及时更换灯泡，便会发生灭灯的可能性，造成行车事故，危机行车安全，为了时刻确保信号机显示处于良好的工作状态，对信号状态进行实时的监督就显得十分重要了，通过加装本发明的铁路信号机灯丝断丝监测装置对每架信号机每个灯位进行实时监测，做到故障定位、故障提醒，提前预知，提前预防故障发生，为铁路维护维修人员故障抢修争取时间，可大量压缩故障延时，确保铁路运输安全，将产生巨大的安全和经济效益；
再随着铁路大面积扩建，各条线路的改造规模持续扩大，新线不断增加，大站数量也随之增加，再加上区间逐渐加长，每个车站管辖信号机的数量也随之增多，铁路维护人员的劳动强度也随之增加，导致一个车站同一时间段多架信号机灯泡断丝同时存在的情况屡见不鲜，而传统的报警电路远远不能满足安全生产需要，对运输安全造成威胁，鉴于此，我们提出一种铁路信号机灯丝断丝监测装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁路信号机灯丝断丝监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种铁路信号机灯丝断丝监测装置，包括点灯单元、监测主机单元和采集分机单元；
所述点灯单元用于主、副丝断丝转换；
所述监测主机单元用于将报警信号机的名称和报警信息显示出来；
所述采集分机单元用于报警信息采集处理；
所述点灯单元的室外电路发生微小的脉冲变化，通过所述点灯单元的传输信号到所述采集分机单元进行报警信息采集处理，所述采集分机单元将信息传输给所述监测主机单元将报警信号机的名称和报警信息显示出来，并提供声光报警提示维修人员进行故障处理。
作为本技术方案的进一步改进，所述点灯单元包括信号变压器模块、灯丝转换继电器模块和报警模块；
所述信号变压器模块用于色灯信号机的点灯电路为信号灯泡提供电能，可调整灯泡供电电压；
所述灯丝转换继电器模块用于信号点灯电路中，当信号灯泡的主灯丝断丝时通过它自动转换至副灯丝点亮；
所述报警模块用于主、副丝转换时产生微弱的阻抗变化传输到所述采集分机单元上。
作为本技术方案的进一步改进，所述灯丝转换继电器模块采用弹力式继电器。
作为本技术方案的进一步改进，所述监测主机单元包括控制模块、显示模块、继电器驱动模块、CAN通信模块、串口通信模块和存储模块；
所述控制模块用于接收并传递转运信息；
所述显示模块用于显示报警信息；
所述继电器驱动模块用于驱动报警条件给列车指挥中心；
所述CAN通信模块用于实现与所述采集分机单元之间通信；
所述串口通信模块用于传送报警信息给信号集中监测系统；
所述存储模块用于存储大数据。
作为本技术方案的进一步改进，所述采集分机单元包括采集模块、通信模块、电源模块、电流互感器模块、微处理器模块和逻辑切换模块；
所述采集模块用于采集每架信号机每个灯位的电流变化状态；
所述通信模块用于将采集的信息实时上传给所述监测主机单元；
所述电源模块用于提供电能；
所述电流互感器模块用于电流变换和电气隔离；
所述微处理器模块用于完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息操作；
所述逻辑切换模块用于切换状态的信号。
作为本技术方案的进一步改进，所述点灯单元采用高阻燃高耐热的材料制成。
作为本技术方案的进一步改进，所述点灯单元和所述采集分机单元数量相同，所述点灯单元和所述采集分机单元与信号机灯数量相同。
作为本技术方案的进一步改进，多个所述采集分机单元与一个所述监测主机单元之间通过电缆电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、该铁路信号机灯丝断丝监测装置中，通过点灯单元和采集分机单元能可靠监督信号机灯泡主丝、副丝和双断丝工作状态，多架信号机同时断丝均可监测报警状态并记忆，直到故障处理，便可自动复位，可进一步降低信号机灯泡灭灯的可能性，监测电路与既有电路完全隔离，不会因为自身设备或电路故障影响点灯电路的正常工作。
2、该铁路信号机灯丝断丝监测装置中，电路简单容易掌握，容易安装，对于区间使用尤为明显更能节约施工成本，避免区间信号机离车站控制室较远，铺设专用报警电缆，费时、费力、费财。
3、该铁路信号机灯丝断丝监测装置中，由于一台监测主机单元可管理多架信号机，一台监测主机单元可带多个采集分机单元，可采用插U盘的方式导入极大的提高了可操作性，报警主机内部的报警信息也可利用插U盘的方式导出，可进行故障分析。
4、该铁路信号机灯丝断丝监测装置中，将采集分机单元安装在室内环境好，不受室外振动、温度、湿度等环境影响有利用延长产品的使用寿命。
附图说明
图1为实施例1的整体结构框图；
图2为实施例1的点灯单元框图；
图3为实施例1的监测主机单元框图；
图4为实施例1的采集分机单元框图；
图5为实施例1的进站信号机的原理图；
图6为实施例1的出站信号机的原理图；
图7为实施例1的区间通过信号机的原理图
图8为实施例1的监测主机与采集分机之间的电路连接结构示意图。
图中各个标号意义为：
100、点灯单元；110、信号变压器模块；120、灯丝转换继电器模块；130、报警模块；
200、监测主机单元；210、控制模块；220、显示模块；230、继电器驱动模块；240、CAN通信模块；250、串口通信模块；260、存储模块；
300、采集分机单元；310、采集模块；320、通信模块；330、电源模块；340、电流互感器模块；350、微处理器模块；360、逻辑切换模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-图7所示，本实施例提供一种铁路信号机灯丝断丝监测装置，包括点灯单元100、监测主机单元200和采集分机单元300；
点灯单元100用于主、副丝断丝转换；
监测主机单元200用于将报警信号机的名称和报警信息显示出来；
采集分机单元300用于报警信息采集处理；
点灯单元100的室外电路发生微小的脉冲变化，通过点灯单元100的传输信号到采集分机单元300进行报警信息采集处理，采集分机单元300将信息传输给监测主机单元200将报警信号机的名称和报警信息显示出来，并提供声光报警提示维修人员进行故障处理。
本实施例中，点灯单元100包括信号变压器模块110、灯丝转换继电器模块120和报警模块130；
信号变压器模块110用于色灯信号机的点灯电路为信号灯泡提供电能，可调整灯泡供电电压；
灯丝转换继电器模块120用于信号点灯电路中，当信号灯泡的主灯丝断丝时通过它自动转换至副灯丝点亮；
报警模块130用于主、副丝转换时产生微弱的阻抗变化传输到采集分机单元300上。
具体的，灯丝转换继电器模块120采用弹力式继电器，接点有较大行程，接点接触可靠，有较强的抗振性能，并配有专用插座，方便现场使用和维修。
进一步的，监测主机单元200包括控制模块210、显示模块220、继电器驱动模块230、CAN通信模块240、串口通信模块250和存储模块260；
控制模块210用于接收并传递转运信息；
显示模块220用于显示报警信息；
继电器驱动模块230用于驱动报警条件给列车指挥中心；
CAN通信模块240用于实现与采集分机单元300之间通信；
串口通信模块250用于传送报警信息给信号集中监测系统；
存储模块260用于存储大数据。
值得说明的，采集分机单元300包括采集模块310、通信模块320、电源模块330、电流互感器模块340、微处理器模块350和逻辑切换模块360；
采集模块310用于采集每架信号机每个灯位的电流变化状态；
通信模块320用于将采集的信息实时上传给监测主机单元200；
电源模块330用于提供电能；
电流互感器模块340用于电流变换和电气隔离；
微处理器模块350用于完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息操作；
逻辑切换模块360用于切换状态的信号。
其中，点灯单元100采用高阻燃高耐热的材料制成。
值得说明的，点灯单元100和采集分机单元300数量相同，点灯单元100和采集分机单元300与信号机灯数量相同。
除此之外的，多个采集分机单元300与一个监测主机单元200之间通过电缆电性连接。
更进一步的，如图5所示，点灯单元100安装在室外，每一架信号机每一个灯位安装一只，一架进站信号机需要5台点灯单元100，为信号机灯泡提供电能，完成主、副丝断丝转换，同时发生主副丝转换时产生微弱的阻抗变化，通过点灯电路回传到室内的采集分机上。1黄灯的点灯单元Z与1U灯泡的11连接，F与灯泡的12连接，G与灯泡的13连接，I1与室外电缆1连接，I3与室外电缆的2连接，绿灯的点灯单元Z和L灯泡的14连接，F与灯泡的15连接，G与灯泡的16连接，I1与室外电缆3连接，I3与室外电缆4连接。红灯的点灯单元Z和红灯泡的17连接，F与灯泡的18连接，G与灯泡的19连接，I1与室外电缆5连接，I3与室外电缆的6连接，2黄灯的点灯单元Z和2U灯泡的20连接，F与灯泡的21连接，G与灯泡的22连接，I1与室外电缆7连接，I3与室外电缆的8连接。月白色的点灯单元Z和灯泡的主丝连接，F与灯泡的副丝连接，G与灯泡的公共线连接，I1与室外电缆9连接，I3与室外电缆的10连接；
进站信号机的采集分机单元300安装在室内，主要采集每架信号机每个灯位的电流变化状态，实时上传给监测主机，多个采集分机之间利用数字电路二进制的编码规则进行代号区分。采集分机通道1的互感线圈一端连接01-5号线端子一端连接F1端子，采集分机通道2的互感线圈一端连接01-6号线端子一端连接F2端子，采集分机通道3的互感线圈一端连接01-7号线端子一端连接F3端子，采集分机通道4的互感线圈一端连接01-8号线端子一端连接F4端子，采集分机通道5的互感线圈一端连接01-9号线端子一端连接分线盘F5端子；采集分机的+24V与监测主机+24V连接，采集分机的GND与监测主机GND连接，采集分机的CH1与监测主机CH1连接，采集分机的CL1与监测主机CL1连接；
室内的监测主机单元200为分机提供供电电源，完成与采集分机单元300之间的通信；显示报警信息，驱动报警条件给列车指挥中心，同时送报警信息给信号集中监测系统做大数据管理。室内所有采集分机的+24V互相连接再和监测主机+24V连接，所有采集分机的GND端子互相连接再和监测主机GND端子连接，所有监测分机的CH1端子互相连接再和监测主机CH1端子连接，所有监测分机的CL1端子互相连接再和监测主机CL1端子连接。
其中，如图6所示，出站信号机的黄灯的点灯单元Z与1U灯泡的11连接，F与灯泡的12连接，G与灯泡的13连接，I1与室外电缆1连接，I3与室外电缆的2连接。绿灯的点灯单元Z和L灯泡的14连接，F与灯泡的15连接，G与灯泡的16连接，I1与室外电缆3连接，I3与室外电缆4连接。红灯的点灯单元Z和红灯泡的17连接，F与灯泡的18连接，G与灯泡的19连接，I1与室外电缆5连接，I3与室外电缆的6连接。2绿灯的点灯单元Z和2U灯泡的20连接，F与灯泡的21连接，G与灯泡的22连接，I1与室外电缆7连接，I3与室外电缆的8连接，月白色的点灯单元Z和灯泡的主丝连接，F与灯泡的副丝连接，G与灯泡的公共线连接，I1与室外电缆9连接，I3与室外电缆的10连接。
出站信号机的采集分机单元300安装在室内，主要采集每架信号机每个灯位的电流变化状态，实时上传给监测主机单元200，多个采集分机单元300之间利用数字电路二进制的编码规则进行代号区分，采集分机的通道1的互感线圈一端连接01-5号线端子一端连接F1端子，采集分机通道2的互感线圈一端连接01-6号线端子一端连接F2端子，采集分机通道3的互感线圈一端连接01-7号线端子一端连接F3端子，采集分机通道4的互感线圈一端连接01-8号线端子一端连接F4端子，采集分机通道5的互感线圈一端连接01-9号线端子一端连接分线盘F5端子；采集分机的+24V与监测主机+24V连接，采集分机的GND与监测主机GND连接，采集分机的CH1与监测主机CH1连接，采集分机的CL1与监测主机CL1连接，采集分机的+24V与监测主机+24V连接，采集分机的GND与监测主机GND连接，采集分机的CH1与监测主机CH1连接，采集分机的CL1与监测主机CL1连接；
除此之外的，如图7所示，区间通过信号机的绿灯的点灯单元Z和L灯泡的9连接，F与灯泡的8连接，G与灯泡的7连接，I1与室外电缆2连接，I3与室外电缆的1连接。红灯的点灯单元Z和H灯泡的12连接，F与灯泡的11连接，G与灯泡的10连接，I1与室外电缆4连接，I3与室外电缆的3连接。黄灯的点灯单元Z和U灯泡的15连接，F与灯泡的14连接，G与灯泡的13连接，I1与室外电缆6连接，I3与室外电缆的5连接。
区间通过信号机的采集分机单元300安装在室内，主要采集每架信号机每个灯位的电流变化状态，实时上传给监测主机，多个采集分机之间利用数字电路二进制的编码规则进行代号区分，采集分机通道1的互感线圈一端连接F1号线端子一端连接分线盘L去线端子，采集分机通道2的互感线圈一端连接F3号线端子一端连接分线盘H去线端子，采集分机通道3的互感线圈一端连接F5号线端子一端连接分线盘U去线端子，采集分机的+24V与监测主机+24V连接，采集分机的GND与监测主机GND连接，采集分机的CH1与监测主机CH1连接，采集分机的CL1与监测主机CL1连接。
本发明的铁路信号机灯丝断丝监测装置，正常情况下，信号机灯泡会通过点灯单元100点亮主丝，采集分机单元300将采集到正常信息，监测主机单元200不会出现报警情况；
当室外某一架信号机某一个灯位的灯泡主丝或副丝或全断丝时，点灯单元100会自动转换将其点亮副丝，在转换的同时室外电路将发生微小的脉冲变化，通过点灯电路电缆传输到室内采集分机单元300进行报警信息采集处理，在通过通信技术将信息传输给监测主机单元200，监测主机单元200通过分析比较、放大等环节将通过显示屏将报警信号机的名称和报警信息显示出来，并提供声光报警提示维修人员进行故障处理。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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