Объекты управления и контроля в железнодорожных системах автоматики и телемеханики. Основы теории рельсовых цепей. Классификация систем железнодорожной автоматики и телемеханики, страница 5

Рис. 1.4. Преломляющий (линзовый) тип оптики

Для того, чтобы свести к минимуму влияние отраженных лучей света стеклянный баллон лампочки стремятся сделать как можно мень­ше, внутреннюю часть сигнальной головки светофора окраши­вают в черный цвет, а с внешней стороны головки навешивают за­щит­ный козырек. Поэтому считается, что линзовая оптика является без­опасной в отношении ложного сигнала.  

Отражательный тип оптики (рис. 1.5) позволяет получать бóльшие уг­лы охвата и, следовательно, более высокий коэффициент усиления. Одна­ко высокая отражательная способность параболического зеркала при­водит к возникновению ложного сигнала вследствие отражения сол­нечных лучей или направленных пучков света, например, от локо­мо­тивного прожектора. По этой причине от применения отра­жа­тель­ной оптики в светофорах железнодорожного транспорта отказались.

Рис. 1.5. Отражательный тип оптики

В прожекторном светофоре применяется смешанная оптика – от­ра­­­жательная и преломляющая (рис. 1.6), в которой вследствие при­­ме­нения эллипсоидного отражателя свет от источника, поме­щен­но­­го в первом фокусе, собирается во втором фокусе. В месте второго фо­куса располагают цветные светофильтры. Размер таких фильтров обыч­­но меньше размеров светофильтров преломляющей оптики, и по­этому можно осуществлять автоматическую смену положения све­то­­фильтров при смене сигнальных показаний светофора. Этим дости­га­ется возможность подачи нескольких сигнальных показаний от од­ной оптической системы. Появление ложных сигналов исключено, так как отраженный луч от постороннего источника света будет всег­да окрашен в тот же цвет, что и основной. Наличие отражателя позво­ля­ет получать большой угол охвата и, следовательно, большой коэф­фициент усиления. Однако, сложная конструкция таких светофоров сни­жает эффективность их исполь­зования. 

Рис. 1.6. Прожекторный тип оптики

На отечественных железных дорогах в основном применяются светофоры с линзовой оптикой, реже – с прожекторной.

Нормально световой пучок, выходя из линзы светофора, расхо­дит­ся постепенно, а так как вблизи светофора он остается ещё доста­то­ч­но узким, то на близком расстоянии от светофора (около 10 м) его по­­ка­зание может быть невидимым для машиниста. Для обеспечения ви­­ди­мости показаний светофора вблизи него применяют установку от­­кло­няющих вставок, представляющих собой круглую пластинку про­­з­рачного стекла, имеющую зубчатые бороздки. Вставка устанав­ли­­вается в линзовом комплекте так, чтобы она отклоняла лучи, пада­ю­­щие на центральную зону линзы, довольно круто (под углом 30º) вниз и в сторону сигнализируемого пути. Благодаря этому откло­не­нию получается видимость показаний светофора и в непосред­ствен­ной близости около него                (около 10 м). Отклоняющая вставка поме­ща­ет­­ся в центре между передней и задней линзами, удерживаясь в этом поло­жении при помощи спиральной пружины, упирающейся в зад­нюю линзу.          

В последнее время в эксплуатацию поступают светофоры мо­за­ич­ного типа. В таких светофорах в качестве источника сигнала ис­­поль­­зуется поверхность, набранная в виде мозаики из светодиодов. Каж­­дая поверхность излучает световой поток в виде основных сиг­наль­ных цветов. Интенсивность такого излучения зависит от типа при­меняемых светодиодов и вполне соизмерима с интенсивностью  излу­чения светофоров с оптическими системами. Достоинством тако­го типа светофоров является простота конструкции, а следовательно, вы­со­кая надежность, низкое энергопотребление, простота эксплу­а­та­ции. Срок их службы в десятки раз выше аналогичных комплектов на лам­пах накаливания. Кроме того, выход из строя отдельных свето­диодов мозаики не вле­чет за собой отказа светофора в целом. Приме­не­ние светодиодов исключает ложные показания светофоров за счет отражения солнечных лучей. К недостаткам следует отне­сти сравни­тель­но высокую стоимость изготовления.