專利名稱：助航燈工作狀態(tài)自動巡檢器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及自動控制技術(shù)，具體而言是一種運用電源同步和時域分配的原理設(shè)計的助航燈工作狀態(tài)自動巡視器，其通過對燈位編碼，藉助并聯(lián)于每盞燈的控制電路，在確定的編碼時域內(nèi)，對助航燈的工作狀態(tài)判別、確認(rèn)，將斬波信號載于原有助航燈的高壓串聯(lián)輸配線上；在燈光站由電流互感器將信號摘取并經(jīng)判別、處理，將助航燈的工作狀態(tài)顯示于相應(yīng)屏幕上，從而實現(xiàn)安全可靠、遠(yuǎn)距離自動監(jiān)測。
根據(jù)國際民航組織的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，助航燈供電方式為交流串聯(lián)供電，即由調(diào)光器電源輸出恒定電流(由燈光亮級確定)，將多個燈位的隔離變壓器原邊串接成回路，由隔離變壓器付邊輸出低電壓供助航燈點燃。由此可見，A．助航燈工作狀態(tài)的自動巡檢在低壓端進(jìn)行是安全的。B．由于助航燈是經(jīng)隔離變壓器與主供電纜耦合并長距離傳輸，因而實現(xiàn)自動巡檢技術(shù)上有較大的難度。
助航燈損壞狀況通常是由機(jī)場工作人員在停航后巡視檢查的，經(jīng)長距離巡視檢查，勞動強度大，特別是在惡劣天氣的夜晚，巡檢工作更加困難。隨著機(jī)場類別升級的要求和民航管理條例的貫徹實施(要求助航燈的熄滅燈數(shù)不得多于總數(shù)的5％及相鄰兩盞燈不得同時熄滅)。因此，助航燈工作狀態(tài)的自動巡檢設(shè)備的研究開發(fā)、推廣應(yīng)用是一項緊迫的任務(wù)。
有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種助航燈工作狀態(tài)自動巡檢器，以實現(xiàn)自動巡檢并集中顯示，提高機(jī)場航行安全保障的管理水平，減輕機(jī)場巡檢人員的勞動強度。


圖1、本實用新型原理方框圖；圖2、本實用新型電原理圖(分繪圖2-1、圖2-2、圖2-3)。
本實用新型是利用原有的恒流調(diào)光器輸配供電的助航燈系統(tǒng)上，由配裝每個燈位的控制電路(控制盒)和燈光站的接收顯示器所構(gòu)成。
為敘述簡便，現(xiàn)以普及型100路顯示器為例，并結(jié)合附圖來說明本實用新型的目的是如何實現(xiàn)的。
首先，結(jié)合圖1所示原理方框圖對本實用新型作一說明。
1、內(nèi)裝檢測控制電路的小型控制盒安裝于各助航燈燈坑內(nèi)原隔離變壓器附近。由輸配電線上的隔離變壓器的付邊提供助航燈點燃的交流電源；與助航燈并聯(lián)，經(jīng)變壓器、整流、濾波的電源電路作為控制電路的工作電源。同時，其交流電源半波作為電源同步信號，使時序分配電路被清零和進(jìn)入計數(shù)狀態(tài)，其輸出信號至脈沖間隔控制和燈位編碼電路。100盞燈位設(shè)定為MN位，M、N分別為0-9整數(shù)。
2、助航燈開路判別電路的功能在于確認(rèn)該助航燈開路損壞時，在隔離變壓器付邊產(chǎn)生感性高壓，給判別后使斬波控制電路進(jìn)入等待狀態(tài)。
3、門控電路受控于a．燈位編碼電路；b．助航燈開路判別電路，當(dāng)以上條件同時成立時，斬波電路工作，將輸出信號回載于恒流調(diào)光器的串聯(lián)傳輸線上，輸至燈光站。
4、燈光站的接收顯示器旨在接收信號并將MN燈位的工作狀態(tài)還原在直觀的屏幕上。為此，接收顯示器與恒流調(diào)光器同步開機(jī)，同時，還有與各路控制電路相應(yīng)的電源同步、時序分配、MN位設(shè)定電路等。
5、由非接觸式電流互感器摘取串聯(lián)傳輸線上的交流變化信號，為了分辨斬波器載于串聯(lián)傳輸線上的信號變化，本實用新型采用奇數(shù)分頻(如7分頻)的分配電路，分別啟動a．回零電路；b．經(jīng)固體開關(guān)啟動兩組充電保持電路；c．經(jīng)固體開關(guān)啟動信號轉(zhuǎn)移、電平轉(zhuǎn)移電路。由比較器形成方波，從而摘取助航燈開路的電信號。也就是說，當(dāng)各燈完好時，接收顯示器判別電路將沒有方波信號，其顯示屏上的發(fā)光二極管全部點燃。如對應(yīng)某時域的助航燈損壞，則顯示該時域的發(fā)光二級管熄滅。
6、該方波信號經(jīng)比較器后觸發(fā)計數(shù)器，抗干擾電路。當(dāng)計數(shù)大于9時，被確認(rèn)斬波器回載信號有效，亦即確認(rèn)該助航燈損壞?？垢蓴_電路可以避免由于雷擊或電源干擾等導(dǎo)致誤動作。該輸出信號直接輸至多路顯示屏及自鎖電路進(jìn)行顯示。
7、電源同步，時序分配，M、N燈位設(shè)定電路，經(jīng)譯碼矩陳以確定被編碼的每個燈位所對應(yīng)的時域，在顯示屏上顯示，同時，設(shè)定電路為計數(shù)器提供前沿清零信號，以避免累加造成誤動作。
8、顯示屏燈位由發(fā)光二極管模擬，每一個發(fā)光二極管對應(yīng)一個被編碼的助航燈。如某助航燈損壞，通過上述電路將回載信號處理后，則使該燈對應(yīng)的發(fā)光二極管熄滅，同時被自鎖。當(dāng)該燈修復(fù)后，經(jīng)復(fù)位開關(guān)或重新開機(jī)，即被還原，所對應(yīng)的發(fā)光二極管重新發(fā)光。
圖2所示為本實用新型的電原理圖(圖2-1、圖2-2、圖2-3)。現(xiàn)將各部分組成及其作用分述如下1、安裝于助航燈隔離變壓器B(MN)附近的控制盒內(nèi)的控制電路的輸入端A、B與助航燈T(MN)并聯(lián)，(注意各燈之間同名端極性)，一個助航燈對應(yīng)一個控制盒。各控制電路結(jié)構(gòu)相同，僅編碼按順序確定?，F(xiàn)僅以一路為例簡述如下1.1、如圖2-1所示，由變壓器B1，二極管D1-D4、電容C1、C2，集成電路IC1組成整流濾波電源電路，將隔離變壓器B(MN)附邊的交流電源轉(zhuǎn)換成為控制電路的工作電源+EC。
1.2、由二極管，D6、電阻R1、R2，固體開關(guān)K1，提供負(fù)半周電源同步信號，經(jīng)固體開關(guān)Ki于F點獲得正向觸發(fā)信號，使由集成電路IC4-IC8、電阻R23-R27，電容C6-C9、二極管D12、D13接成的÷2、÷10分頻電路進(jìn)入時序分配狀態(tài)。其中R28-R31、C10-C11、IC9-IC10及晶體管B5接成開機(jī)清零電路。由此，各路控制電路均處于同步工作狀態(tài)。
1.3、由IC2-IC3、R3-R13、R18、R19、C3、C4、D7-D9、D15組成該助航燈開路判別及斬波控制電路。當(dāng)該助航燈損壞時，A點產(chǎn)生感性電壓，經(jīng)R10、C4積分延遲電路后，I點電位亦升高，導(dǎo)致G點電平升高，經(jīng)比較器IC2后，H點亦為高電平，比較器IC3輸出高電平，經(jīng)D15、R18、R19反饋電路使BG1導(dǎo)通，J點回零，因而在H點獲得相應(yīng)脈寬的正脈沖信號，供斬波控制用。圖中R5、R6、R11-R13分別接成正反饋回差電路，以提高抗干擾能力，同時，BG1還被來自IC4的÷2信號鎖定，J點間隔地被鎖定在低電平“0”，使來自G點的判別信號間隔地作用于IC2同相輸入端(J點)，致使H點正脈沖信號亦間隔地產(chǎn)生。
1.4、由IC4-IC8、R23-R27、C6-C9、D12、D13接成的時序分配電路，其中IC4接成2分頻，IC5-IC8接成10分頻電路。M、N分別為0-9整數(shù)，M為十位數(shù)，N個位數(shù)(為敘述方便，設(shè)該燈位為88位)。對應(yīng)于M、N點均為高電平“1”時，經(jīng)IC11、IC12、使K點、L點均為低電平“0”，經(jīng)IC13使P點為高電平“1”，經(jīng)IC14使Q點為低電平“0”輸?shù)絀C16。在該區(qū)間，為便于調(diào)試，接有R32、R33、BG6跟隨器電路，使發(fā)光二極管D16點燃。
1.5、對應(yīng)該區(qū)間(時域)及由1.3條所述，設(shè)該燈開路，H點有正脈沖輸出，經(jīng)門控電路的IC15，使S點產(chǎn)生負(fù)脈沖，而對應(yīng)于IC16的兩個輸入端，S、Q點均為低電平“0，則IC16輸出為正脈沖，經(jīng)BG2、BG3、R14、R15、D10、D11構(gòu)成的驅(qū)動電路驅(qū)動斬波電路BG4瞬間導(dǎo)通，該斬波信號經(jīng)隔離變壓器載于恒流調(diào)光的電源供電主線上，輸至燈光站，電阻R17用于限流并確定斬波強度。
2、位于燈光站的接收顯示器主要由探測電路、時序分配、電源同步，奇數(shù)分頻、計數(shù)分配、計數(shù)器及抗干擾電路、譯碼矩陣及顯示屏等組成。(參閱圖1所示)2.1、如圖2-2所示，由電流互感器B101感應(yīng)供電主線上的交流電流信號，并摘取其中半波信號，經(jīng)電平轉(zhuǎn)移，取接近于峰值的電壓信號。D102-D103用于過壓保護(hù)，BG101、R102接成跟隨器電路。其一路信號經(jīng)C101、R103、D105觸發(fā)計數(shù)器IC101進(jìn)行7分頻，對應(yīng)于邏輯“1”輸出期間，由BG102、R107-R109跟隨器電路分別使B5G106、BG107導(dǎo)通、致使C102、C103清零。
2.2、對應(yīng)于IC101邏輯“2”輸出期間，跟隨器BG103輸出高電平，固體開關(guān)K101接通，從而使來自BG101的電流峰值信號經(jīng)K101、R117、D108對電容C102充電、D107用于過壓保護(hù)。同理，對應(yīng)于邏輯“3”輸出期間，BG104輸出高電平，K102對電容C103充電，D109用于過壓保護(hù)。圖中電位器W101用于平衡調(diào)整，其接自BG101的輸出信號。
2.3、IC102、IC103接成高輸入阻抗跟隨器電路，分別對C102、C103的充電電壓進(jìn)行阻抗變換，進(jìn)而經(jīng)由IC104、C121-R123組成的雙端輸入運算放大器放大，其輸出端R點獲得C102、C103上被充電保持的電壓差值放大信號。對應(yīng)于IC101邏輯“5”輸出期間，跟蹤器BG105使用固體開關(guān)K103、K104導(dǎo)通，經(jīng)K103、K104將R點電平對C104充放電，經(jīng)IC105跟隨器電阻抗隔離，其輸出即為C102、C103上電壓差動放大結(jié)果。
由于斬波信號是間隔發(fā)生的，而且IC101接成奇數(shù)分頻(7)，因而在形成周期14個電源同步信號過程中，電容C102、C103的充電信號分別為未斬波和被斬波信號，由此可推斷C102、C103上有電壓差動信號時，即可判定該時域?qū)?yīng)的助航燈開路。
2.4、上述信號經(jīng)由D11、IC106、R126-R129、C105組成的交流放大器實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)移，進(jìn)而由IC107、R130-R132組成的比較器形成方波。
2.5、IC108接成計數(shù)器，在時域分配前沿有自IC115邏輯“0”輸出的清零信號。當(dāng)IC108邏輯“9”有高電平輸出時(即V0點)，即確認(rèn)有斬波信號發(fā)生，亦即表明該助航火已開路。
2.6、如圖2-3所示，接收顯示器電路各點所需工作電壓(+E1、-E、+E3)是由變壓器B102、二極管D113-D120、電容C106、C108，集成電路IC109-IC111所組成的電源電路所提供的。
接收顯示器與恒流調(diào)光器同時開啟，接收顯示器的時序分配電路IC112-IC116與各助航燈控制電路的時序分配電路IC4-IC8同步。接收顯示器同步信號由R300、K105提供。由于該信號接自全波整流信號而不用控制電路的半波信號，故該時序分配電路第一級分頻(IC112)接成4分頻，而其余101分頻及開機(jī)清零電路(IC117-IC118、BG119)和控制電路結(jié)構(gòu)相同，不再贅述。
2.7、接收顯示器后兩級10分頻電路(IC115、IC116)，分別將邏輯0-9引出十條線組成矩陣，每個交點即對應(yīng)一個時域MN。其中N為個位數(shù)，M為十位數(shù)，來自最后一級10分頻。
2.8、現(xiàn)以88位(M′、N′)為例簡述顯示功能如下對應(yīng)于88位時域內(nèi)，由于個位數(shù)N和十位數(shù)M均為高電平，經(jīng)IC201、IC202分別倒相，則C、D點均為低電平，經(jīng)IC203、IC204輸出時序信號，W點亦為低電平，來自計數(shù)器IC108邏輯“9”的高電平信號(即判定88位燈已開路)，經(jīng)IC205倒相后，使X點變?yōu)榈碗娖脚c來自W點低電平信號導(dǎo)致IC206輸出Y點為高電平，使z點為高電平。由于1C207、IC208、D211和常閉開關(guān)K200接成正反饋自鎖電路，所以，Z點高電平將U點鎖定在高電平保持狀態(tài)。于是經(jīng)R211使BG201導(dǎo)通，發(fā)光二極管D212被旁路而熄滅。從而表明該燈位(88)的助航燈已損壞。當(dāng)該助航燈修復(fù)后，按動復(fù)位開關(guān)K200、D212點燃(當(dāng)顯示屏關(guān)機(jī)一次后，重新開啟，也可自動復(fù)位)。
綜上所述，本實用新型有如下特點1、由于采用電源同步，時域編碼確定燈位，控制電路簡潔實用，因此，具有低成本，性能可靠的優(yōu)點。
2、實現(xiàn)了在線傳輸，無需另設(shè)電纜，降低造價。信號探測采用電流互感方式，因而與傳輸距離無關(guān)，能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，具有安裝便捷，安全可靠的特點。
3、本實用新型具有較強的適用性和靈活擴(kuò)展性。
a．適用于任意波形輸出的恒流調(diào)光器電源，如正弦波，準(zhǔn)正弦波，可控硅波形等。
b．可與恒流調(diào)光器一體化設(shè)計，即提供對助航燈照明同時，亦可對每盞燈工作狀態(tài)實現(xiàn)監(jiān)測與顯示。
c．顯示屏可根據(jù)用戶要求按比例直觀顯示在大屏幕上，亦可方便地擴(kuò)展功能；如點燈只數(shù)；損壞數(shù)量；百分比等。
本實用新型實施時，主要電子無器件型號如下K1、K1、K101-105對應(yīng)K10-K105等采用固體開關(guān)4N25；BG101、BG4用場效應(yīng)管8N90；IC11-IC14等采用四或非門集成電路4001型；IC4-IC8，IC112-IC116采用十分頻計算集成電路4017型；IC2、IC3等采用集成電路741型或358型；IC1、IC119-IC111采用二端穩(wěn)壓器7815或7915或7824型。其余電子元件如電阻、電容、發(fā)光二極管等均為通用型號。
權(quán)利要求1.一種助航燈工作狀態(tài)自動巡檢器，包括助航燈及其恒流調(diào)光器輸配供電系統(tǒng)，其特征在于與助航燈(T)并聯(lián)的整流、濾波電路(B1、D1-D4、IC1)為控制電路的工作電源電路；由隔離變壓器(BMN)摘取的電源同步信號(K1、D6)經(jīng)時序分配電路(IC4-IC8)至脈沖間隔控制電路(IC4、D14、BG1)及燈位編碼電路(IC7、IC8)門控電路(IC11-IC16)受控于助航燈開路判別及斬波控制電路(IC2、IC3)和燈位編碼電路，其輸出信號啟動斬波電路(BG4)發(fā)出信號載于恒流調(diào)光器輸電線上傳至燈光站接收顯示器；接收顯示器由電流互感器(B101)感應(yīng)信號經(jīng)奇數(shù)分頻及計數(shù)分配電路(BG101、IC101)分別啟動回零電路(BG102、BG106、BG107)、兩組充電保持電路(BG103、BG104、C102、C103)和信號轉(zhuǎn)移，電平轉(zhuǎn)移電路(BG105、IC105、D111、IC106)由比較器電路(IC107)形成方波信號，經(jīng)計數(shù)器及抗干擾電路(IC108)輸至多路顯示屏及自鎖電路(IC205-IC208、BG209、D212)，同時，電源同步、時序分配、燈位編碼電路(K105、IC112-IC116)經(jīng)譯碼矩陣(IC201、-IC206)至多路顯示屏，顯示助航燈工作狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的巡檢器，其特征在于所述的多路顯示屏，其燈位為發(fā)光二極管，且一個發(fā)光二極管對應(yīng)于一個被編碼的助航燈。
3.如權(quán)利要求1或2所述的巡檢器，其特征在于所述的多路顯示屏由兩個10分頻電路的邏輯0-9引出線組成矩陣，每個交點對應(yīng)于一個時域(燈位)。
4.如權(quán)利要求1所述的巡檢器，其特征在于所述的電源同步及時序分配電路(K1、IC4-IC8)接有開機(jī)清零電路(IC9、IC10、BG5)。
5.如權(quán)利要求1所述的巡檢器，其特征在于所述的奇數(shù)分頻及計數(shù)分配電路(BG101、IC101)是經(jīng)由固體開關(guān)(K101-K104)分別啟動兩組充電保持電路和信號轉(zhuǎn)移，電平轉(zhuǎn)移電路的。
6.如權(quán)利要求1所述的巡檢器，其特征在于所述的接收顯示器的時序分配電路(IC112-IC116)與控制電路的時序分配電路(IC4-IC8)同步。
專利摘要本實用新型提供一種機(jī)場用助航燈工作狀態(tài)自動巡檢器,其藉助于并聯(lián)于每盞助航燈的控制電路,通過電源同步,時序分配,脈沖間隔控制,及斬波電路對助航燈的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測,判別并將相關(guān)信號載于助航燈輸配電線上傳至燈光站。燈光站接收顯示由電流互感器摘取信號經(jīng)時序分配,充電保持,比較器、譯碼矩陣等電路判別、處理,將燈位工作狀態(tài)顯示在多路顯示屏上,從而實現(xiàn)安全可靠,遠(yuǎn)距離自動檢測的目的,有利于提高機(jī)場安全航行管理水平。
文檔編號G01R19/00GK2343590SQ9821910
公開日1999年10月13日 申請日期1998年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月30日
發(fā)明者周洪璋, 周昆, 周金, 周濱, 周桐 申請人:周洪璋