鐵路信號(hào)燈的使用原理分析

　　白熾燈的發(fā)光原理都是利用物體受熱發(fā)光原理和熱輻射原理而實(shí)現(xiàn)的。普通白熾燈具有：簡(jiǎn)單、成本低廉、亮度容易調(diào)整和控制、顯色性好（Ra=100）等等，但同時(shí)有很多缺點(diǎn)：使用壽命短（1000小時(shí)-3000小時(shí)）、發(fā)光效率低（僅有12%--18%可轉(zhuǎn)化為光能，其余部分都以熱能的形式散失）、色溫低（2700-3100K），電源電壓的波動(dòng)使之使用壽命更短。

　　隨著照明產(chǎn)品技術(shù)的提高，金屬鹵素?zé)簦ò坠鉄簦?jiǎn)稱鹵素?zé)簦址Q鎢鹵燈泡、鹵素石英燈泡，是白熾燈的一個(gè)變種）由高壓水銀燈發(fā)展而來(lái)，由高純度石英管材制造而成，石英管材內(nèi)充入了含有汞、氬、鎵的碘化物、鐵的碘化物以及一些稀有金屬鹵化物。鎢電極通過(guò)鉬帶密封后形成電路，并以金屬燈頭帶引線作為末端。鹵素?zé)襞菖c白熾燈的zui大差別在于：就是鹵素?zé)舻牟Ａ鈿ぶ谐溆幸恍u族元素氣體（通常是碘或溴），其工作原理為：當(dāng)燈絲發(fā)熱時(shí)，鎢原子被蒸發(fā)后向玻璃管壁方向移動(dòng)，當(dāng)接近玻璃管壁時(shí)，鎢蒸汽被冷卻到大約800度并和鹵素原子結(jié)合在一起，形成鹵化鎢（碘化鎢或溴化鎢）。鹵化鎢向玻璃管中央繼續(xù)移動(dòng)，又重新回到被氧化的燈絲上，由于鹵化鎢是一種很不穩(wěn)定的化合物，其遇熱后又會(huì)重新分解成鹵素蒸汽和鎢，這樣鎢又在燈絲上沉積下來(lái)，彌補(bǔ)被蒸發(fā)掉的部分，通過(guò)再生循環(huán)過(guò)程，燈絲的使用壽命不僅得到了大大延長(zhǎng)（幾乎是白熾燈的四倍），同時(shí)由于燈絲可以工作在更高溫度下，從而得到了更高的亮度，更高的色溫和更高的發(fā)光效率。但是，因鐵路信號(hào)供電電源波動(dòng)大（AC170V-AC250V），同樣影響鹵素?zé)羰褂脡勖桶l(fā)光效率。

　　*，半導(dǎo)體LED發(fā)光二極管由于制造工藝和半導(dǎo)體的特性，pn結(jié)溫越高，其使用壽命越短，發(fā)光效率衰減嚴(yán)重。另一方面，LED信號(hào)燈控制電路受環(huán)境和電磁干擾、雷電干擾等其它因素影響，使LED信號(hào)燈發(fā)生誤點(diǎn)和滅燈等現(xiàn)象，造成了鐵路停車等事故。為此，我們進(jìn)行若干次試驗(yàn)和修改，特別在抗17KV-35KV電磁場(chǎng)干擾、抗雷擊干擾、使用環(huán)境等方面，結(jié)合現(xiàn)有的小功率LED鐵路信號(hào)燈優(yōu)缺點(diǎn)，研制了大功率LED信號(hào)燈和鹵素?zé)酎c(diǎn)燈二合一控制單元，取消現(xiàn)有燈絲變壓器，既可控制大功率LED信號(hào)燈，又可使用在現(xiàn)有鹵素信號(hào)燈單元，不改變鐵路部門原有的信號(hào)燈信號(hào)開(kāi)放及控制模式。

　　而采用電源寬電壓輸入（AC130V-265V），直流恒壓輸出，則對(duì)鹵素信號(hào)燈泡正常工作和延長(zhǎng)使用壽命起到了很好的作用，解決了以往變壓器單一供電，電源電壓波動(dòng)大，影響燈泡使用壽命和發(fā)光效率。對(duì)大功率LED鐵路信號(hào)燈采用恒壓供電，對(duì)每只LED發(fā)光管則采取恒流驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)取樣，使每只LED工作狀態(tài)受檢測(cè)控制電路監(jiān)測(cè)，當(dāng)30%LED開(kāi)路或30%LED短路損壞時(shí)，點(diǎn)燈單元發(fā)出報(bào)警。