鐵路機車風擋視窗防凍防霜自動感應控制系統的製作方法

2023-08-13 10:51:56

專利名稱：鐵路機車風擋視窗防凍防霜自動感應控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鐵路機車風擋視窗防凍防霜自動感應控制系統，可有效對風 擋視窗的實時溫度，加熱時溫度和控制狀態不明情況下的自動控制。
背景技術：
鐵路機車視窗是駕駛員觀察行進前方的唯一途徑，視窗結霜結冰影響駕駛員的視 覺，直接關係到列車的行車安全。尤其在我國的寒冷地區和部分國外地區，冬季嚴寒的氣候 給機車正常運行帶來了巨大困難。以哈爾濱地區為例，一月份平均氣溫為-19. 6°C，極端最 低氣溫可達-42. 6°C，這種情況下機車風擋視窗玻璃都會結霜或結冰，所以機車風擋視窗加 熱除霜防凍系統是非常關鍵而且必須的。目前我國機車除霜防凍為手動加熱除霜方式，機車在寒冷天氣下運行時，機車視 窗會隨溫度下降結霜，甚至結冰。駕駛員不能及時觀察到視窗的結霜結冰現象。手動加熱 除霜方式為在機車駕駛時，當駕駛員發現機車視窗結霜結冰時按動加熱按鈕，視窗才會加 熱除霜，此種方式的弊端為1、尤其在夜間行駛時駕駛員不易察覺視窗結霜結冰，容易造成 視覺觀察誤差影響行車安全；2、手動加熱後玻璃過熱，視窗前會出現迷霧現象，也會影響駕 駛員視線，影響行車安全；3、視窗的驟冷驟熱或長期過熱使用有可能造成視窗炸裂。我國現 有動車機組已全部使用此項研發技術。因此，為了適應鐵路運輸飛速發展的需要，將新的科 學技術產品應用到鐵路機車裝備上以和當前運輸生產相適應，相匹配。研製一套適合在寒 冷地區防凍防霜的自動感應控制系統是十分必要的。發明內容鑑於上述現狀，本實用新型提供了一種鐵路機車風擋視窗防凍防霜自動感應控制 系統，從而實現了自動感應風擋視窗的實時溫度，解決加熱時溫度和控制狀態不明的問題， 提高行車安全。本實用新型的技術解決方案是鐵路機車風擋視窗防凍防霜自動感應控制系統， 包括安裝在風擋玻璃上的電加熱器；具有熱敏電阻、接觸器分別接於自動除霜控制器的一 端，自動除霜控制器的另一端接於電源；所述電加熱器通過連接接觸器的常開觸頭接於電 源。因此，通過本新型的制系統，即可實現對風擋視窗的溫度自動感應控制。同時，可根據 不同機型的機車內部不同的供電系統而選擇相應的供電方式。在本新型中，所涉及的自動除霜控制器，由熱敏電阻RT1與電容C並接後一端通過 連接電阻R5接地；另一端的第一路連接電阻Rl與電阻R2並接後接電源VCC，第二路通過 電阻R3接於運算放大器Ul反向輸入端的2腳；其電阻R2、電阻R5的連接點連接運算放大 器Ul同向輸入端的3腳，運算放大器Ul輸出端的1腳一路通過連接電阻R6反饋接於運算 放大器Ul的3腳；另一路通過電阻R4接三極體Ql的基極；三極體Ql的基極通過連接電阻 R7與三極體Ql的發射極連接後接於電源VCC ；三極體集電極一路通過接於並聯連接的繼電 器K L二極體D接地，另一路通過連接電阻R8接於發光二極體LEDl接地。3[0007]上述中，所指的運算放大器Ul是選用的LM358 ；熱敏電阻選用FQTTF-103。總之，本實用新型提供的鐵路機車風擋視窗防凍防霜自動感應控制系統，具有如 下效果1、鐵路機車風擋視窗防凍防霜自動感應控制系統功能，根據現有機車在寒冷地區 運用實際，採用適應寬溫低溫範圍的高精度傳感器與視窗相接，自動感應風擋視窗的實時 溫度，解決加熱時溫度和控制狀態不明的問題。2、機車風擋視窗防凍防霜自動感應及傳感器系統，本系統根據安裝在風擋視窗上 的高精度傳感器感應的溫度變化情況自動判斷並將相關數據傳輸到自動控制系統中，控制 風擋視窗的加熱時間和加熱溫度。徹底解決機車視窗因加熱不及時或過熱而造成的行車安全隱患。3、由於鐵路機車的需要，要求產品具有高穩定性和高可靠性，適應各種惡劣環境 條件。ZWDL-FEV02/11T01產品在硬體設計上都充分考慮了自身的高強壯性和系統的容錯 性。4、機車風擋視窗防凍防霜自動感應控制系統與機車風擋銜接和供電方式。因此， 本系統具有自動感應風擋視窗的實時溫度，解決加熱時溫度和控制狀態不明的問題，有效 提高了行車安全。
圖1是本新型的系統示意圖；圖2是圖1的自動感應控制器電路原理圖；圖3是圖1的另一實施例示意圖；圖4是圖3的自動感應控制器電路原理圖具體實施方式
由圖1所示的鐵路機車風擋視窗防凍防霜自動感應控制系統，包括安裝在風擋玻 璃1上的電加熱器2、熱敏電阻4 ；具有一接觸器，該接觸器J與熱敏電阻4分別接於自動除 霜控制器3的一端，自動除霜控制器3的另一端接於電源；所述電加熱器2通過連接接觸器 J的常開觸頭Jl-1、J1-2接於電源。其主要作用是在機車運行中高精度傳感器感應的溫 度變化情況自動判斷並將相關數據傳輸到自動控制系統中，控制風擋視窗的加熱時間和加 熱溫度。徹底解決機車視窗因加熱不及時或過熱而造成的行車安全隱患。見圖2給出了自動除霜控制器的電路原理圖。以數字運算放大器Ul作為主要元 件，熱敏電阻使用FQTTF-103 ；熱敏電阻RTl加上少量阻容元件實現測溫和控制輸出。本實 施例的自動除霜控制器，其自動除霜控制板的電路，由熱敏電阻RT1與電容C並接後一端通 過連接電阻R5接地；另一端的第一路連接電阻Rl與電阻R2並接後接電源VCC，第二路通 過電阻R3接於運算放大器Ul反向輸入端的2腳；其電阻R2、電阻R5的連接點連接運算放 大器Ul同向輸入端的3腳，運算放大器Ul輸出端的1腳一路通過連接電阻R6反饋接於運 算放大器Ul的3腳；另一路通過電阻R4接三極體Ql的基極；三極體Ql的基極通過連接電 阻R7與三極體Ql的發射極連接後接於電源VCC ；三極體集電極一路通過接於並聯連接的 繼電器K 1、二極體D接地，另一路通過連接電阻R8接於發光二極體LEDl接地構成一個機車視窗的自動除霜控制電路。圖3給出了圖1的另一實施例。相同的是包括自動除霜控制器3、和兩套獨立的熱 敏電阻4連接，兩套獨立的熱敏電阻4和具有的電加熱器2分別安裝於左右風擋玻璃1上； 左右風擋玻璃1上的電加熱器2通過連接的接觸器J的常開觸頭Jl-1、J1-2接於電源，由 接觸器J連接到自動除霜控制器3的輸出端。圖4給出了圖3的自動除霜控制器的另一實施例的電路原理圖。自動除霜控制器， 由熱敏電阻RT i與電容C並接後一端通過連接電阻R5接地；另一端的第一路連接電阻Rl 與電阻R2並接後接電源VCC，第二路通過電阻R3接於運算放大器Ul反向輸入端的2腳； 其電阻R2、電阻R5的連接點連接運算放大器Ul同向輸入端的3腳，運算放大器Ul輸出端 的1腳一路通過連接電阻R6反饋接於運算放大器Ul的3腳；另一路通過電阻R4接三極體 Ql的基極；三極體Ql的基極通過連接電阻R7與三極體Ql的發射極連接後接於電源VCC ； 三極體集電極一路通過接於並聯連接的繼電器K %、二極體D接地，另一路通過連接電阻R8 接於發光二極體LEDl接地構成其中一個玻璃窗上的控制電路；另一個玻璃窗上的控制電 路原理與圖2相同，故將兩個相同電路中的發光二極體LED1、發光二極體LED3分別與單獨 設置的發光二極體LED2連接，通過發光二極體LED2與電阻R9連接接於電源VCC。其另一 個控制電路省略描述。[0021 ] 在本實施例中，其供電方式是採用了交流電源。除此之外，可根據不同機型的機車 內部不同的供電系統而選擇相應的供電方式如直流電源。本系統由自動除霜控制器自動接 通或切斷玻璃電加熱來達到除霜防霧的效果。本新型的形式及主要技術指標研製能夠應用於寒冷地區運行機車的風檔視窗自動防凍防霜感應控制系統，並能 夠應用於其它多雨多霧地區的運行機車。1、適應單司機值乘的需要。2、改善乘務人員的工作條件，取消按動按鈕和手觸玻璃溫度的作業程序，使之更 加人性化。3、防止因天氣變化造成乘務人員在機車運行時瞭望困難，減少視覺疲勞。增加行 車的安全係數。4、減少因天氣溫度變化造成風擋視窗玻璃驟冷驟熱造成的破損，節省成本。主要技術指標測溫精度士0.5°C (25°C )、士45% RH、微米級位置、振動0. 1 士0.2HZ接口簡單 (2-wire)，響應速度快；超低功耗，自動休眠；出色的長期穩定性；1、輸入電壓AC220V 50 60Hz 或 DCllOV2、輸出功率 2000W(max)3、熱敏電阻FQTTF_1034、工作溫度_55°C 7O0C5、環境溫度-45 °C 75 °C6、相對溼度彡85% RH
權利要求1.鐵路機車風擋視窗防凍防霜自動感應控制系統，包括安裝在風擋玻璃上的電加熱 器；其特徵在於，具有熱敏電阻G)、接觸器J分別接於自動除霜控制器(3)的一端，自動除 霜控制器(3)的另一端接於電源；所述電加熱器(2)通過連接接觸器J的常開觸頭J1-1、 J1-2接於電源。
2.根據權利求1所述的鐵路機車風擋視窗防凍防霜自動感應控制系統，其特徵在於， 所述自動除霜控制器，由熱敏電阻RT與電容C並接後一端通過連接電阻R5接地；另一端的 第一路連接電阻Rl與電阻R2並接後接電源VCC，第二路通過電阻R3接於運算放大器Ul反 向輸入端的2腳；其電阻R2、電阻R5的連接點連接運算放大器Ul同向輸入端的3腳，運算 放大器Ul輸出端的1腳一路通過連接電阻R6反饋接於運算放大器Ul的3腳；另一路通過 電阻R4接三極體Ql的基極；三極體Ql的基極通過連接電阻R7與三極體Ql的發射極連接 後接於電源VCC ；三極體集電極一路通過接於並聯連接的繼電器K、二極體D接地，另一路通 過連接電阻R8接於發光二極體LEDl接地。
3.根據權利求1所述的鐵路機車風擋視窗防凍防霜自動感應控制系統，其特徵在於， 電源為交、直流電源。
專利摘要本實用新型公開了一種鐵路機車風擋視窗防凍防霜自動感應控制系統，包括安裝在風擋玻璃上的電加熱器；具有熱敏電阻、接觸器分別接於自動除霜控制器的一端，自動除霜控制器的另一端接於電源；所述電加熱器通過連接接觸器的常開觸頭接於電源。可適應單司機值乘的需要，改善乘務人員的工作條件，取消按動按鈕和手觸玻璃溫度的作業程序，使之更加人性化，防止因天氣變化造成乘務人員在機車運行時瞭望困難，減少視覺疲勞，增加行車的安全係數，減少因天氣溫度變化造成風擋視窗玻璃驟冷驟熱造成的破損，節省成本。應用於寒冷地區或多雨多霧地區的運行機車。
文檔編號G05D23/24GK201828841SQ20102055091
公開日2011年5月11日 申請日期2010年9月27日 優先權日2010年9月27日
發明者張輝, 朱春偉, 趙文貴 申請人:秦皇島科普鐵科實用技術開發中心