低壓移動氙氣照明系統的製作方法

2023-12-09 00:04:16 2

專利名稱：低壓移動氙氣照明系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氙氣照明系統，尤其是一種低壓移動氙氣照明系統，屬於移動照 明裝置技術領域。
背景技術：
在各種移動施工現場，夜間需要配備移動與固定照明光源，光源多為傳統的白熾 燈、金屬滷化物燈、鈉燈，相對而言，氙燈作為一種高效率光源，其突出的節能效果和良好的 色溫(對人視覺比較有益)，以及快速的啟動特性和更長的使用壽命(沒有燈絲)，卻一直 應用在汽車行業裡，在其它行業氙燈的高效還沒有得到了廣泛的應用。本氙燈照明系統充分利用了氙燈的優越特性，利用低壓氙燈可以用安全電壓點燃 這一特性，來解決移動施工現場照明電源存在的不安全隱患；通過在移動施工現場的試驗 照明，得到良好的證實。現有的移動施工現場照明燈不外乎以下幾種模式；1.蓄電池式移動照明其特點是採用直流蓄電池組供電，蓄電池和氙燈為一體封 裝，12V或24V去點燃氙燈，缺點是由於採用蓄電池作為電源，照明的時間長短取決於蓄電 池容量大小，而增大蓄電池容量，就必然增大氙燈的整體體積和重量，不利於移動；同時， 外界環境溫度對電池的充放電性能及電池容量影響較大，在冬季夜晚使用照明時間會顯著 縮，使照明時間不夠用；而且隨著使用時間增長蓄電池容量會逐漸變小，照明時間也會相應 縮短，充電次數也會增多，還需要專人進行充電管理；再者，蓄電池會對環境產生汙染，且蓄 電池在電極短路、溫度過高等情況下還會發生爆炸的危險，既不方便也不安全。2.發電機組合式移動照明其通過發電機組提供220VAC電源，光源採用的是傳 統的白熾燈、金屬滷化物燈，色溫差使人視覺容易產生疲勞，消耗能源的比例大，體積較大 分量重，移動不便，一些狹小和深坑地方不能就近照明，且發電機組需要燃料油的供給與放 置，在施工現場會帶來安全隱患，雨季施工還需要針對發電機組進行防水處理，另外發電機 組排出的廢氣汙染環境、噪音還會干擾現場工作人員在居民區還會擾民，防爆場所不宜使 用，既不節能也不方便還不安全。3.市電220VAC移動照明採用電網220VAC作為照明燈的電源，是現有使用最多 的施工照明方式，由於現場施工環境惡劣，比如因施工要求會經常改變燈的位置、現場的踩 踏、施工用具的碰觸等都會造成照明線路損壞漏電，而且220VAC為觸電電壓，很不安全，在 實際使用中曾多次發生因照明電源傳輸線漏電造成現場施工人員傷亡的事故。光源採用傳 統的白熾燈、金屬滷化物燈，效率低浪費多，色溫差使人視覺容易產生疲勞引發安全事故。節能減排，以人為本，都沒有體現出來，有待新產品替換，對此本照明系統充分利 用了安全電壓和新型高效光源氙燈巧妙組合，突出了安全以人為本，節能環保，人性化操 作。相對於傳統的白熾燈、金屬滷化物燈而言，氙燈作為高效光源，由於氙燈點燃電流 較大這一特性，怎麼能在較遠的距離用低電壓點燃氙燈那？氙燈啟動電流較大低壓遠傳輸的損耗問題如何解決是關鍵原因之一？如何能穩定點燃使用是關鍵原因之二？因此，如何解決疝燈用安全電壓供電，成為本領域技術人員函待解決的一技術難題。

發明內容
本發明旨在提供一種新型的低壓移動氙氣照明系統，其能夠解決現有移動光源存 在的工作電壓高、效率低、色溫效果差、移動不方便等問題，其特點是突出了安全以人為本， 節能環保，人性化操作。該系統包括低壓遠傳氙燈智能驅動控制器、遠傳兩芯電纜、具備交直流電壓延時 觸發與遠傳點燃功能的氙燈、以及支撐架；其中，所述低壓遠傳氙燈智能驅動控制器可拆卸 地連接到所述遠傳兩芯電纜的一端，所述遠傳兩芯電纜的另一端可拆卸地連接到所述具備 交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈，所述具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功 能的氙燈可拆卸地設置於所述支撐架上。優選地，所述低壓遠傳氙燈智能控制器包括第一電源輸入接口、主迴路開關電路、 微型接觸器、檢測保護電路、穩壓控制板、變壓器、整流蓄能、中心處理控制板、輸出電控開 關和輸出接口，這些部件依次順序連接。優選地，所述遠傳電纜採用國標2X2. 5平方毫米的柔性電纜。優選地，所述具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈包括第二電源輸入 接口、交直流轉換電路、電子蓄能電路、穩壓保護、電子延時緩起電路、電控開關電路、觸發 點燃電路和一個氙燈燈泡，這些部件依次順序連接。優選地，所述支撐架為三角支架。優選地，所述具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈還包括電控開關電 路與所述觸發點燃電路相連接。優選地，在所述電源輸入接口和所述電子蓄能電路之間還接入一交直流轉換電 路，其為橋式整流電路。優選地，所述電子延時緩起電路採用工業555、2903定時器電路實現。優選地，所述主迴路開關電路採用德力西的⑶B7-63/3C斷路器。
優選地，所述微型接觸器。優選地，所述穩壓控制板採用泰科繼電器RT314012.，作自動穩壓調整開關。優選地，所述變壓器採用電源隔離C型電源變壓器。優選地，還包括檢測保護電路，與所述中心處理控制板連接和保護過程。優選地，所述中心處理控制板的邏輯過程。優選地，採用輕觸式按鈕開關，且帶有指示燈。優選地，所述輸出接口採用鍍金防水快速接頭，具有多個可控制迴路輸出。


圖1 本發明的低壓移氙氣照明系統結構示意圖；圖2 圖1中的低壓遠傳氙燈智能驅動控制器1具體結構示意圖；圖3 圖1中的具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈3具體結構示意圖；符號說明1低壓遠傳氙燈智能驅動控制器2遠傳電纜3具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈4支撐架11第一電源輸入接口12主迴路開關電路13微型接觸器14檢測保護電路15穩壓控制板16變壓器17整流蓄能18中心處理控制板19輸出電控開關20輸出接口電路31第二電源輸入接口32交直流轉換電路33電子蓄能電路34穩壓保護電路35電子延時緩起電路36電控開關電路37觸發點燃電路38氙燈燈泡39氙燈外殼
具體實施例方式下面結合附圖具體描述本發明的工作原理和結構組成工作原理通過設計獨特的低壓遠傳氙燈智能驅動控制器，將輸電線網的交流高 電壓轉變為符合國家規定的直流安全電壓，各迴路可控地通過遠傳兩芯電纜傳送到施工現 場，通過點燃可移動地置於現場的、特製的具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙 燈，實現現場照明，並通過現場多個氙燈的組合，可以就近照明，節能高效地實現類似無影 燈的絕佳照明效果。結構組成該低壓移動氙氣照明系統主要包括低壓遠傳氙燈智能驅動控制器1、遠傳兩芯 電纜2、具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈3、以及支撐架4等；其中，低壓遠 傳氙燈智能驅動控制器1可拆卸地連接到遠傳兩芯電纜2的一端，遠傳兩芯電纜2的另一 端可拆卸地連接到具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈3的一端，具備交直流 電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈3另一端可拆卸地設置於支撐架4上。
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一 .低壓遠傳氙燈智能驅動控制器如附圖2所示，該氙燈用低壓遠傳氙燈智能驅動控制器主要包括電源輸入接口 11、主迴路開關電路12、微型接觸器13、檢測保護電路14、穩壓控制板15、變壓器16、整流蓄 能17、中心處理控制板18、輸出電控開關19和輸出接口 20 ；這些部件依次順序連接，即電 源輸入接口 11連接到主迴路開關電路12的輸入端，主迴路開關電路12的輸出端連接到接 觸器13的輸入端，接觸器13的輸出端連接到穩壓控制板15的輸入端，穩壓控制板15的輸 出端連接到變壓器16的輸入端，變壓器16的輸出端連接到整流蓄能17的輸入端，整流蓄 能17的輸出端連接到中心處理控制板18的輸入端，中心控制板18的輸出端連接到輸出電 控開關19的輸入端，輸出電控開關19的輸出端連接到輸出接口 20。檢測保護電路4，是完 成檢測電路檢測到的信息(比如漏電、溫度、短路、空載、)分析電路的工作狀態，並進行處 理，不正常輸出控制信號使微型接觸器13斷開實現保護功能。 其中，電源輸入接口 1用於接收輸入的380VAC電源信號，例如通過接插件(插頭) 連接到輸電線網。主迴路開關電路12為該控制器的總開關，用於控制該控制器的關閉和啟動，例如 採用德力西的CDB7-63/2P3斷路器，其具有阻燃好和靈敏度高的特點，過流可以迅速關斷 主電源。微型接觸器13為該控制器的保護切斷開關，通過面板啟動開關控制它的接通與 分斷，使後面電路得電工作，斷電停止，也是該控制器的二次開關，設置該微型接觸器是為 了當檢測保護電路14，檢測到有問題時輸出信號控制微型接觸器13斷開，使整機失去工作 電壓實現保護功能。檢測保護電路14是完成檢測電路檢測到的信息(比如漏電、溫度、短路、空載、)分 析電路的工作狀態，並進行處理，不正常，輸出控制信號使微型接觸器13斷開實現保護功 能。穩壓控制板15用於對輸入的電網電源進行自動穩壓處理，以免輸電線網的不穩 定對該智能控制器的電路造成損害，如此，即便輸入電壓在340V 440VAC範圍內波動該智 能驅動控制器仍能正常工作，特別適用於油田電網以及電壓上下波動較大的場所。變壓器16優選採用電源隔離C型電源變壓器，用於將輸入的380VAC電源電壓轉 變為隔離的24VAC安全電壓信號，其初次級絕緣電壓，用工頻3000V測試一分鐘無擊穿和閃 絡現象，有較低的電源內阻，較高的散熱係數。整流蓄能17是把24VAC變成24VDC，峰值可以達到30VDC，並通過大容量電容儲存 能量，為六個氙燈可靠點燃提供能量，經輸出電控開關19分成四個可控迴路向後級輸出口 20。中心處理控制板18，是實現對各控制迴路進行獨立的空載超時(迴路燈沒有點亮 或輸出連線開路且超過規定時間，則自動關閉該路電源，當四個迴路都沒有燈點亮且超過 設定時間，自動關閉總電源避免不必要的能源浪費和設備損耗)、過載短路保護(具有反時 限特性，檢測到超過設定電流達到預定的時間，則自動關閉該迴路電源的輸出，超過設定電 流值越大關閉時間越快，減少設備的過流損壞)、通過中心處理控制板18內的檢測電路，可 檢測到氙燈點燃是否成功、如果氙燈點燃不成功，延時到規定時間後可以再次自動輸出點 燃電壓、如果超過三次點燃沒有成功，自動關閉該路電源、避免具有交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈3損壞；並且可以識別低壓遠傳氙燈智能控制器面板上輕觸按鈕開關 送給的信號，去控制輸出電控開關19將對應迴路的工作電壓(24VDC)送向輸出接口 20上 的對應插座向外輸送，如此體現該控制器的智能特性。輸出接口 20具有多個可控制迴路輸出(例如4個)，由於工作場地經常移動，採用 快速插座引出，方便拆卸和節省時間；採用鍍金防水快速接頭以確保其耐插拔性；與之配 套的插頭通過國標2X2. 5平方毫米的柔性電纜向氙燈遠程傳送24VDC電源電壓，其符合國 家規定的安全電壓標準，對人身安全有保障，即便在施工現場發生電纜漏電現象，也不會造 成人員傷亡。插座例如共4個分為2大2小，每個氙燈功率為35W，每個小插座輸出設計功 率例如為50W，可以帶動1個氙燈，每個大插座輸出設計功率例如為100W，可以帶動2個氙 燈；採用該輸出接口 20 —共可以驅動6個氙燈，可以根據具體使用情況選配氙燈的數量。該控制器還設有雙路速溶保險裝置，用於連接在主迴路開關電路12之後，當隔離 變壓器出現短路性故障能迅速熔斷切斷電源，當控制器內溫度超過55°C時，通過溫度檢測 電路會啟動散熱風扇降溫，這樣的設計是為避免風扇長期的無用運轉，節省必要的電能浪 費和機械損耗。當控制器內溫度超過85°C時也會自動關閉電源，避免因控制器本身高溫引起事故。該控制器還具有漏電保護電路(例如漏電流彡30mA)，是通過檢測保護(14)來實 現保護動作切斷電源；以及外殼防觸電接地保護等常見的電路保護措施。在該控制器的前面板上還還裝有電源總開關⑶B7-63/3C斷路器、啟動開關、數顯 電壓表用作輸入電壓監視、四路輕觸按鈕開關及四路輸出插座。在該控制器的後面板還裝有遠程控制接口插座，用於連接遠程控制手柄及配裝遙 控裝置之備用。二.遠傳電纜該遠傳兩芯電纜2例如採用國標2 X 2. 5平方毫米的柔性電纜，其具有良好的耐油 性和耐低溫性，尤其適合在氣候寒冷的北方油田施工現場使用。當然也可以根據具體需要 選擇具有其它特性的電纜。三.具備延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈如附圖3所示，該具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈3主要包括第 二電源輸入接口 31、交直流轉換電路32、電子蓄能電路33、穩壓保護34、電子延時緩起電路 35、電控開關電路36、觸發電路37、一個氙燈燈泡38和燈體39 (組成一個氙燈)；這些部件 依次順序連接，即第二電源輸入接口 31連接到交直流轉換電路32的輸入端、交直流轉換 電路32的輸出端連接到電子蓄能電路33的輸入端，電子蓄能電路33的輸出端連接到穩壓 保護34的輸入端、穩壓保護34的輸出端連接到電子延時緩起電路35的輸入端，電子延時 緩起電路35的輸出端連接到電控開關電路36的輸入端，電控開關電路36的輸出端連接到 觸發電路37的輸入端，觸發電路37的輸出端連接到氙燈燈泡38，改組成電路安裝在殼體 39之中。其中，第二電源輸入接口 31用於接收遠傳兩芯電纜2傳送來的直流工作電壓，優 選為通過國標2. 5平方毫米的柔性電纜傳送來的24VDC電源電壓，其符合國家規定的安全 電壓標準，對人身安全有保障，即便在施工現場發生電纜漏電現象，也不會造成人員傷亡。
交直流轉換電路32，優選為橋式整流電路，用以將輸入的電源信號進行整流處理， 從而無論輸入電壓是交流還是直流，都不影響後級的工作，保證該氙燈可以用交流/直流 點亮；同時橋式整流具有自換極性功能，即便在輸入電源正負極接反時，也不影響後級的工 作，同時可以讓本氙燈適用於更多場所的需要。電子蓄能電路33用於給氙燈點燃的瞬間，提供能量補充使其安全通過觸發階段， 保證點燃成功，優選為其中包括蓄能電容。電子延時緩起電路35用於避免多個氙燈同時啟動對主電源系統產生的電流衝 擊；即採用幾個氙燈依次逐個點燃的方式，相互之間有一定時間間隔。優選為採用555與 2903工業晶片(根據使用情況不同來選擇延時晶片，)完成延時器緩啟電路，去控制後級的 電控開關電路36，用於對氙燈燈泡的觸發電路37進行控制，從而控制氙燈燈泡38的點燃， 電控開關電路36優選為繼電器及其外圍電路。觸發電路37中包括兩級升壓電路、觸發電路、超壓保護電路、穩弧電壓等電路，用 於接收處理電控開關電路36傳送來的直流電源電壓，點燃該氙燈燈泡38的。此為現有技 術中的常見技術，在此不再贅述。在電子蓄能電路33和電子延時緩起電路35之間還可以接入一穩壓電路34，用於 對電子蓄能電路33產生的信號進行穩壓處理，使電子延時緩起電路35更穩定，減少啟動時 電壓波動對延時時間的影響造成誤動作，使過流保護動作，關閉該電源。該氙燈還具有氙燈外殼39，其採用特製的鋁合金材料密封組合，確保產品能經受 強烈的碰撞和衝擊，能抵抗風雨的侵蝕，符合防爆場所照明燈標準要求；而且整體體積小、 重量輕，較之現有的移動防爆照明燈，其便攜性更優越。四.支撐架支撐架4用於保證氙燈現場放置的穩定牢固，優選採用三角支架做簡易改動(其 結構在現有技術中很常見，在此不再贅述)，橫向摺疊便於存放，輕便利於移動，萬向轉角， 可根據使用調整氙燈的照射角度，採用元寶螺母便於調整，支撐架高度，例如為1米，使氙 燈不會輕易碰倒，更穩定，也便於工作人員調整操作。下面簡要說明該系統的使用方法將支撐架4安置在施工現場，其上安裝具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能 的氙燈3，其具有6個氙燈燈頭；將低壓遠傳氙燈智能驅動控制器1設置在距輸電線網一定距離範圍內，而距施工 現場較遠的距離，例如100米以外，低壓遠傳氙燈智能驅動控制器1通過插頭連接到輸電線 網的輸電插座，低壓遠傳氙燈智能驅動控制器1與具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功 能的氙燈3之間通過遠傳兩芯電纜2連接；根據施工現場的照明要求，操作人員在遠傳智能驅動控制器1處(距現場較遠的 安全區域)通過遠傳智能驅動控制器1上的面板操控制各迴路氙燈燈頭的亮/滅；當無人操控時，智能驅動控制器1自身還能根據各迴路的使用情況判斷和執行各 氙燈燈頭的亮/滅；當施工現場的遠傳電纜由於惡劣的使用環境等原因發生漏電現象時，由於是 24VDC安全電壓，不會對現場人員的人身安全構成威脅；同時，智能驅動控制器1自身的漏 電保護電路也會動作，關閉整機電源。
與現有技術相比，本發明具有如下優點1，傳送電壓低，安全可靠，以人為本；2，色溫效果好，節能環保；3，體積小，結構簡練，，放置方便，燈體可拆，就近照明移，動靈活；4，應用廣泛，適用性強。上面以舉例方式對本發明進行了說明，但本發明不限於上述具體實施例，凡基於 本發明所做的任何改動或變型均屬於本發明要求保護的範圍。
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權利要求
一種低壓移動氙氣照明系統，包括低壓遠傳氙燈智能驅動控制器(1)、遠傳兩芯電纜(2)、具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈(3)6個、以及支撐架(4)；其中，所述低壓遠傳氙燈智能驅動控制器(1)可拆卸地連接到所述遠傳兩芯電纜(2)的一端，所述遠傳兩芯電纜(2)的另一端可拆卸地連接到所述具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈(3)的一端，所述具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈(3)另一端可拆卸地設置於所述支撐架(4)上。
2.根據權利要求1所述的低壓移動氙氣照明系統，其特徵在於所述低壓遠傳氙燈智 能驅動控制器(1)包括第一電源輸入接口(11)、主迴路開關電路(12)、微型接觸器(13)、檢 測保護電路(14)穩壓控制板(15)、變壓器(16)、整流蓄能(17)、中心處理控制板(18)、輸 出電控開關(19)和輸出接口(20)，這些部件依次順序連接。
3.根據權利要求1所述的低壓移動氙氣照明系統，其特徵在於所述遠傳電纜(2)採 用國標2X2. 5平方毫米的柔性電纜。
4.根據權利要求1所述的低壓移動氙氣照明系統，其特徵在於所述具備交直流電壓 延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈(3)包括第二電源輸入接口(31)、交直流轉換電路(32)、 電子蓄能電路(33)、穩壓保護電路(34)、電子延時緩起電路(35)、電控開關電路(36)、觸發 點燃電路(37)、一個氙燈燈泡(38)、氙燈殼體(39)，這些部件依次順序連接。
5.根據權利要求1所述的低壓移動氙氣照明系統，其特徵在於所述支撐架(4)為三 角支架。
6.根據權利要求4所述的低壓移動氙氣照明系統，其特徵在於所述具備交直流電壓 延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈(3)的電路組成和實現過程。
7.根據權利要求4所述的低壓移動氙氣照明系統，其特徵在於在所述電源輸入接口 (31)和所述電子蓄能電路(33)之間還接入一交直流轉換電(32)，其為橋式整流電路和所 述電子延時緩起電路(35)採用555、2903定時器電路實現。
8.根據權利要求4所述的低壓移動氙氣照明系統，其特徵在於根據權利要求2 所述的低壓移動氙氣照明系統，其特徵在於所述主迴路開關電路(12)採用德力西的 CDB7-63/3C斷路器和所述微型交流接觸器(13)的選型。
9.根據權利要求2所述的低壓移動氙氣照明系統，其特徵在於所述中心處理控制板 (18)的邏輯控制方式和所述檢測保護電路(14)的檢測保護邏輯過程。
10.根據權利要求2所述的低壓移動氙氣照明系統，其特徵在於所述穩壓控制板(15) 的電路結構、所述變壓器(16)採用電源隔離的C型電源變壓器、所述輸出接口採用鍍金防 水快速接頭，具有多個可控制迴路輸出。
全文摘要
本發明屬於移動照明裝置技術領域，涉及一種氙氣照明系統，尤其是一種低壓移動氙氣照明系統，其主要包括低壓遠傳氙燈智能驅動控制器、遠傳兩芯電纜、具備交直流電壓延時觸發與遠傳點燃功能的氙燈、以及支撐架等；其一能夠解決現有施工現場照明電源(220伏)對人身安全造成的觸電危險與傷害；其二能解決現有移動照明光源存在的效率低、色溫效果差、能源損耗大、移動不方便等問題，其三能普遍適用於各種易燃易爆場所施工場地的移動照明及其它環境惡劣施工現場的移動與固定照明；尤其是對施工場地經常移動、工作環境惡劣的油田作業隊、鑽井隊等具有很強的針對性使用，突出以人為本的安全方便、節能環保、人性化的操作、具有廣闊的應用前景。
文檔編號H05B41/14GK101858579SQ201010157540
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月28日 優先權日2010年4月28日
發明者李文成 申請人:李文成