Объекты управления и контроля в железнодорожных системах автоматики и телемеханики. Основы теории рельсовых цепей. Классификация систем железнодорожной автоматики и телемеханики, страница 4

L=10^3,                                      (1.1)

где, I_c – сила света сигнала, кд;

        τ – коэффициент пропускания атмосферы на 1 км;

        е – освещённость на зрачке, лк.

Так как в приведённой формуле L входит под знак радикала, то определение дальности расчётом затруднено. Поэтому предварительно составляются различного рода таблицы и номограммы. Проанализируем подкоренное выражение в приведённой формуле.

Сила света необходимой величины достигается применением ламп определённой мощности и специальной конструкцией сигнальной оптики. При этом сигнальная оптика не только должна обеспечивать нужное усиление светового потока (т.е. иметь определённый коэффициент усиления К_у), но и концентрировать световой поток в требуемом направлении, а также исключать ложный сигнал за счёт отражения от оптики солнечных лучей.

Состояние атмосферы может повлиять на чёткость восприятия сигнального цвета в случае потери его прозрачности. Уменьшение τ вызывает перераспределение волн в световом потоке таким образом, что зелёный огонь воспринимается как жёлтый, а жёлтый как зелёный. Лишь красный огонь оказывается наиболее устойчивым к изменениям прозрачности атмосферы.

Освещённость на зрачке глаза, как установлено опытами ВНИИЖТа, вызывает различные ощущения в зависимости от цвета. Так, для красного цвета минимальная пороговая освещённость на зрачке глаза днём составляет 600∙10^-6 лк, для зелёного – 900∙10^-6, для белого – 2000∙10^-6 лк.

С точки зрения контрастности сигнальных цветов по отношению к окружающему фону в наиболее неблагоприятном положении оказываются зелёный и желтый цвета, а наиболее контрастен – красный цвет.

Таким образом, по сумме влияющих факторов наиболее восприимчив и устойчив красный цвет. Поэтому он выбран в качестве запре­щающего всякое движение. Далее разрешающим признан жёл­тый и разрешающим абсолютно – зелёный. Красный, жёлтый и зелё­ный составляют сигнальные цвета. Для маневровых передвижений в ка­чес­тве запрещающего выбран синий, разрешающего – белый цвет.

Требуемая окраска светового потока достигается за счёт цветных светофильтров. К качеству их изготовления предъявляются повышен­ные требования. На заводе-изготовителе цветность светофильтров опре­де­ляется путём измерения их колориметром. В основу измерения поло­жена трёхкоординатная теория получения цвета (R – красный, G – зелёный, В – синий).

Источник света, распространяющий световой поток во все стороны пространства с одинаковой силой, применять нерационально, так как подавляющая часть потока будет затрачиваться бесполезно и мощность ламп светофоров    будет недопустимо большой. Во избежание этого применяют оптические системы, концентрирующие часть светового потока, что значительно увеличивает силу света в требуемом направлении.

Коэффициент усиления оптики:

К_у = ,                                                (1.2)

где I₂ – сила света пучка, вышедшего из оптики;

 I₁ – сила света, падающего от источника света.

От свойств и размеров оптической системы коэффициент усиления зависит следующим образом:

К_у = k = k,                                (1.3.)

где  k – коэффициент потерь в стекле;

ω₁ – телесный угол охвата;

ω₂ – телесный угол рассеивания;

α – плоский угол, соответствующий телесному углу охвата;

β – плоский угол, соответствующий телесному углу рассеи­ва­ния.

К_у = k,                                            (1.4.)

где D – диаметр линзы,

d – диаметр источника света.

Для светофоров можно применять только те оптические системы, которые имеют возможно более высокий коэффициент усиления и не имеют возможность ложного восприятия сигнала вследствие отражения.         

Рассмотрим возможные варианты оформления сигнальной оптики. Преломляющий тип оптики (рис. 1.4) не может дать большого коэф­­фи­ци­ента             усиления К_у, так как имеет небольшой угол охвата. Ложное восприя­тие сигнала с линзовой оптикой маловероятно, так как источником лож­ного отраженного сигнала может служить только стеклянная по­верх­ность баллона электрической лампочки, от которой возможно от­ра­жение лучей, попавших внутрь головки светофора извне, но сила света их при линзовой оптике будет очень мала.