Судовой светосигнальный прожектор

 

Использование: в электротехнике, в сетевой сигнализации. Новым в прожекторе является использование ртутно-ксеноновой лампы постоянного тока, которая соединена последовательно через переключатель и источник питания, при этом переключатель параллельно соединен с выходами модулирующего устройства, вход которого соединен с входом датчика кода Морзе. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно в световой сигнализации.

Известны различные типы светосигнальных ламповых прожекторов для обеспечения безаварийного судовождения в темное время суток, а также для световой сигнализации проблесками белого света по коду Морзе и освещения рабочих мест рассеянным светом, например, [1] и [2], содержащие корпус с установленной в нем прожекторной лампой переменного тока, металлические жалюзи и рукоятку управления жалюзи, позволяющими перекрывать световой поток для передачи сигналов кода Морзе.

Наиболее близким по назначению, технической сущности и положительному эффекту к заявляемому прожектору является судовое осветительное устройство [3] , содержащее корпус с защитным стеклом, отражатель, источник питания, датчик кода Морзе и источник света.

Общими недостатками как аналогов, так и прототипа являются низкие эксплуатационные характеристики прожектора из-за того, что жалюзи при работе закрывают до 30% светового потока, излучаемого отражателем, а также малая скорость передачи и недостаточная надежность прожектора, так как он имеет трущиеся механические элементы. Указанные недостатки уменьшают дальность светосигнальной связи.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик путем увеличения исходящего потока излучения и увеличения скорости передачи.

Цель достигается тем, что в судовом светосигнальном прожекторе, содержащем корпус с защитным стеклом, отражателем, источником света, источником питания, установлена ртутно-ксеноновая лампа постоянного тока, которая соединена последовательно через переключатель и источник питания, при этом переключатель параллельно соединен с выходами модулирующего устройства, вход которого соединен с выходом датчика кода Морзе.

На фиг. 1 изображена схема судового светосигнального прожектора, где 1 - корпус, который служит несущей конструкцией для размещения элементов прожектора и их защиты, 2 - ртутно-ксеноновая лампа - источник светового потока требуемой мощности, 3 - отражатель, который служит для формирования светового потока от источника 2, 4 - защитное стекло для герметизации и защиты внутренних элементов прожектора, выполненное в виде линз Френеля, 5 - переключатель для обеспечения режима "тлеющего" разряда источника 2 света при включенном источнике питания, 6 - модулятор, который обеспечивает включение и выключение источника 2 света в соответствии с сигналами датчика кода Морзе, закорачиванием переключателя, что приводит к переходу источника света в режим полного горения, 7 - источник питания для питания лампы постоянным током от бортовой сети, 8 - датчик кода Морзе, который служит для формирования токовых посылок для модулятора 6.

Прожектор устанавливают на сигнальном мостике или в другой высоко расположенной точке судна.

На фиг. 2 приведена принципиальная электрическая схема переключателя.

Прожектор работает следующим образом.

Информация от датчика 8 в виде последовательности импульсов различной длительности поступает на модулятор 6, который обеспечивает шунтирование переключателя 5 на время, соответствующее длительности приходящих от датчика 8 сигналов. При шунтировании переключателя 5 ток питания от источника 7 увеличивается до величины, обеспечивающей включение ртутно-ксеноновой лампы 2 в соответствии с сигналами датчика 8. Модулированные сигналы лампы распространяются в пределах отражателя, обеспечивая направленное излучение. Использование ртутно-ксеноновой лампы постоянного тока позволяет повысить скорость передачи до 150 слов/мин вследствие малого времени релаксации источника (t_р 10^-3 с).

В качестве переключателя предлагается однопереходный триодный тиристор Т (фиг. 2), который может выполнять функции быстрого переключения выходного напряжения. Выводами Т являются анод, катод и затвор. Если на затвор подается небольшое положительное напряжение (3-100 В), то Т становится проводником путем изменения сопротивления от очень большого до очень маленького, т. е. ток может проходить от анода к катоду. Таким образом, как показано на фиг. 2 Т₁ может использоваться как переключатель для шунтирования сопротивления "тления" (R₂). Однако в том случае, если Т₁ является проводником, то он продолжает проводить ток до тех пор, пока не будет отключено основное питание или на Т₁ не будет подано обратное или противоположное напряжение и ток. Для получения обратного напряжения использована схема включения, состоящая из конденсатора С₃ и резистора R₄, включающего Т₂. Когда ток проходит через нагрузку Т₁, конденсатор С₃ меняет напряжение по отношению к линейному. При подаче небольшого положительного напряжения на затвор Т₂, чтобы обеспечить ему проводимость, С₃ разряжается в Т₂, подавая обратное напряжение и ток Т₁, который прерывает проводимость. R₂ включается параллельно с лампой, тем самым снова приводя к уменьшению величины тока и интенсивности свечения лампы до нижней границы "тления". Скорость, с которой лампа начинает пульсировать, зависит от величины конденсатора С₃ и резистора R₄ в схеме выключения. При установке С₃ на минимальном значении 100 мкФ, уменьшающем значение R₄ до 1 Ом, переключатель постоянного тока Т обеспечивает пульсацию ксеноновой лампы постоянного тока с частотой до 2000 Гц.

Эта вентильная схема является удовлетворительной для небольшой скорости сигнализации и обеспечивает световой контраст 100 - 1 для зрительного воспроизведения. Но для скорости связи до 150 слов/мин с приемной системой с детектором уровня освещенности требуется, чтобы лампа пульсировала с большей частотой. Для пульсации с большей скоростью переключатель предлагается заменить кремниевым однопереходным транзистором М с тремя выводами: В₁ - база, В₂ - база и эмиттер Е. Импульсная триггерная схема транзистора М является генератором, в котором частота зависит от величины R₈, чем меньше R, тем больше частота, повышающаяся до предела, установленного схемой включения на фиг. 2. М посылает переменные импульсы затворам Т₁ и Т₂, если переключатель К₁ блокируется. Лампа вспыхивает до высокого уровня интенсивности свечения и тока при скорости пульсации, определяемой величиной R₈. Когда R₈ равняется 3000 Ом, лампа пульсирует со скоростью около 1000 Гц, при 50000 Ом скорость становится около 60 Гц. R₉ = 700 Ом и R₁₀ = 700 Ом являются делителями напряжения, которые обеспечивают около 12 В постоянного тока схеме М. Любое количество ручных сигнальных переключателей К₁, К₂ и К₃ может быть соединено параллельно для управления стробирующими импульсами Т нагрузки.

Переключатели могут быть помещены на левом или правом борту или в другом месте, удобном для оператора прожектора.

При сигнализации с большой скоростью для управления вспыхиванием лампы может использоваться датчик кода Морзе.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого прожектора заключается в увеличении дальности светосигнальной связи примерно на 20%, так как в отличие от прототипа в нем применена новая конструкция, исключающая потери при прохождении светового потока. Кроме того, в предлагаемом прожекторе обеспечивается возможность дистанционного управления передачей световых сигналов.

Во время технической оценки прожектора с 1000-ватной 50-амперной ртутно-ксеноновой лампой на объекте прожектор со стандартной 1000-ватной ртутно-ксеноновой лампой переменного тока был переоборудован для использования 1000-ватной ртутно-ксеноновой лампы постоянного тока. Когда лампа находилась в фокусе, известный прожектор имел силу света около 2500000 свечей, предлагаемый прожектор обеспечивал 11000000 свечей с использованием жалюзи, установленных на прожекторе, и 15000000 свечей без жалюзи.

Формула изобретения

СУДОВОЙ СВЕТОСИГНАЛЬНЫЙ ПРОЖЕКТОР, содержащий корпус с защитным стеклом, отражатель, источник питания, датчик кода Морзе и источник света, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик путем увеличения исходящего потока излучения и увеличения скорости передачи, он снабжен ртутно-ксеноновой лампой постоянного тока, которая соединена последовательно через переключатель и источник питания, при этом переключатель параллельно соединен с выходом модулирующего устройства, вход которого соединен с выходом датчика кода Морзе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2