一种IP66防护等级的铁路隧道应急照明控制装置的制作方法

一种ip66防护等级的铁路隧道应急照明控制装置
技术领域
1.本实用新型涉及铁路隧道应急照明设备技术领域，尤其涉及一种ip66防护等级的铁路隧道应急照明控制装置。


背景技术：

2.铁路隧道应急照明是铁路安全运营的重要组成部分。列车运行速度有着严格的安全预警标准，列车在进入隧道后若低于规定速度行驶甚至停车，则需要在第一时间进行亮灯操作，避免乘客产生恐慌，并提高乘客视觉舒适度。
3.目前，铁路隧道应急照明通常采用回归反射型或对射型技术进行控制，例如通过红外传感器或激光传感器，实现不同情况下隧道灯光的自动点亮。如图1所示，回归反射型照明控制系统是在铁路隧道的一侧壁安装可发出红外线或激光束的发射器1，在另一侧壁安装对应的反射器2，在无列车通过时发射器可以接收到经反射器反射回的红外线或激光束3。如图2所示，对射型照明控制系统是在铁路隧道的一侧壁安装可发出红外线或激光束的发射器1，在另一侧安装接收器4，在无列车通过时接收器可以接收到发射器发出的红外线或激光束3。当有列车通过时，会阻挡红外线或激光束，假设车头阻挡红外线或激光束的时间为t1，车尾阻挡红外线或激光束的时间为t2，
∆
t(=t
2-t1）有一个合理的范围，与列车的长度和速度相关，当
∆
t大于一定值时，判定为列车停在隧道内；或当车速（等于列车长度与
∆
t的比值）远远小于正常通过速度时，判定为列车停在隧道内，此时自动点亮隧道照明系统。
4.无论是回归反射型或对射型，都需要发射端与反射端或接收端严格对正，这导致了以下技术问题：（1）安装调试困难；（2）运行过程中，由于地基沉降或列车长期经过产生震动等原因，造成发射端、反射端、接收端不能严格对正，从而误判列车停在隧道内，造成照明常开；（3）红外线或激光受到大雾、浓重的雾霾等影响，导致接收端接收不到红外或激光信号，从而造成误判致使照明全开常亮浪费能源。
5.同时，铁路隧道属于野外环境，尘土较多，需要定期对隧道壁进行清洁作业，亟需具有较高防尘防水等级的控制装置以保护电路及元器件。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种铁路隧道应急照明控制装置，以解决现有技术中存在的问题。
7.本实用新型提供了一种铁路隧道应急照明控制装置，包括多个超声波传感器、集中控制模块、多个led控制电路以及多个led灯组；所述超声波传感器均匀间隔地设于隧道一侧；每个所述超声波传感器均与所述集中控制模块通信连接；所述集中控制模块与多个所述led控制电路电连接；每个所述led控制电路与对应的led灯组电连接；每个所述led灯组均包括多个led灯；多个所述led灯均匀间隔地设于对应的所述超声波传感器的两侧。
8.进一步地，还包括防护箱，防护箱具有箱门和箱体，超声波传感器贯穿设置于防护
箱的箱门上的一开孔中，箱体具有顶板和l形的遮板，所述遮板的后端与箱体的顶板通过弹性合页连接，所述遮板的前端覆盖箱门与箱体顶板之间的缝隙。
9.进一步地，所述遮板的前端两侧分别铰接有覆盖箱门与箱体两侧部缝隙的条形板。
10.进一步地，所述箱体的下部设置有磁吸组件，所述磁吸组件包括在条形板下部设置的磁块，在箱体的侧壁的下部设置有磁性件和可容纳磁块进入的凹槽。
11.进一步地，在箱体的侧壁的下部还设置有磁性件腔和磁性件，磁性件腔靠近凹槽设置，与磁块配合使用的磁性件设置于磁性件腔中。
12.进一步地，每个所述超声波传感器与所述集中控制模块采用载波通信连接。
13.进一步地，在每个所述超声波传感器附近均设有与所述集中控制模块通信连接的光强度传感器。
14.进一步地，所述超声波传感器的型号为hc-sr04，所述光强度传感器的型号为zz-s-lm-a。
15.进一步地，每个所述led控制电路通过继电器的常开触点与对应的led灯组电连接，所述继电器的线圈由集中控制模块控制。
16.进一步地，在每个所述led灯的出光口设有反光罩，所述反光罩的纵截面呈喇叭状。
17.本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型所提供的一种铁路隧道应急照明控制装置，采用超声波传感器检测列车在经过隧道时是否低于预设时速行驶甚至停在隧道内，由于超声波发射端和超声波接收端位于同一侧且发射端以一定角度散射超声波，无需发射端和接收端对正，大大减少了安装调试时间，解决了安装调试困难和对正问题，避免了因未对正造成的误判以及led灯常亮问题；由于超声波不受大雾、雾霾的影响，因此不会因恶劣天气造成误判，避免了led灯常亮造成的能源浪费。同时，本实用新型所提供的箱体结构具有ip66防护等级，有效地解决了元器件及电路的防尘防水问题，降低了维护保养的成本和周期，增加了设备的安全性和可靠性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一种实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为现有技术中回归反射型照明控制系统工作原理示意图。
21.图2为现有技术中对射型照明控制系统工作原理示意图。
22.图3为本实用新型实施例中隧道应急照明控制装置的结构框图。
23.图4为本实用新型实施例中led灯组的位置示意图。
24.图5为本实用新型实施例中超声波传感器工作原理示意图。
25.图6为本实用新型实施例中超声波传感器的安装位置示意图。
26.图7为本实用新型一种优选实施例的防护箱的结构示意图。
27.图8为本实用新型一种优选实施例的防护箱的侧面剖视图。
28.图9为本实用新型一种优选实施例的防护箱的正面局部剖视图。
29.图10为本实用新型一种优选实施例的筒状件固定结构示意图。
30.其中，1、发射器；2、反射器；3、红外线或激光束；4、接收器；5、超声波传感器；6、超声波；7、防护箱；711、箱门；712、开孔；713、条形板；7131、磁块；7132、橡胶条；714、筒状件；715、箱体；716、磁性件；7161、磁性件腔；717、凸台；718、顶板；7181、l形遮板；7182、单弹性合页；7183、铰接件；719、固定片；720、凹槽。
具体实施方式
31.下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.下面以具体地实施例对本技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
33.如图3所示，本实用新型提供的一种铁路隧道应急照明控制装置包括n个超声波传感器、集中控制模块、n个led控制电路以及n个led灯组；超声波传感器均匀间隔地设于隧道一侧；每个超声波传感器均与集中控制模块通信连接；集中控制模块与n个led控制电路电连接；每个led控制电路与对应的led灯组电连接；每个led灯组均包括m个led灯；m个led灯均匀间隔地设于对应的超声波传感器的两侧，如图4所示。
34.如图5所示，本实用新型铁路隧道应急照明控制装置的工作原理为：超声波传感器5包括超声波发射端和超声波接收端，超声波发射端以一定角度散射超声波6，当超声波被列车阻挡时发生反射，反射回的超声波由超声波接收端接收，由此集中控制模块判断出列车经过该超声波传感器，通过发射、接收的时间差可以得到列车与超声波传感器的距离，进而判断列车是否在超声波范围内。所述超声波的散射角度优选为30
°
。
35.如图6所示，设车头到达pi位置点设置的第i个超声波传感器的时间点为ti，车头到达p
i 1
位置点设置的第i 1个超声波传感器的时间点为t
i 1
，由此集中控制模块可以计算出列车的行驶速度，即行驶速度等于pi位置点和p
i 1
位置点之间的距离与时间差（t
i 1-ti）的比值。当行驶速度小于预设速度时，则判定列车出现故障甚至停在隧道内，此时集中控制模块驱动与第i个超声波传感器对应的led控制电路，从而控制对应的led灯组中led灯应急开启。本实用新型判断及时，降低了led灯点亮的延时时间。
36.在本实用新型的一种优选的具体实施方式中，设触发照明的预设时速为50km/h，从隧道入口到出口每间隔0.2km设置一防护箱，led灯组中每间隔20m安装一led灯，则列车经过pi位置点和p
i 1
位置点后所得的时速为v=0.2/( t
i 1-ti)。当v《50km/h时，自动点亮灯组，可满足隧道内的应急照明需求。led灯组点亮的方式有三种：一是点亮第i个led灯组；二是不仅控制第i个led灯组亮，还点亮第i 1个led灯组和第i-1个led灯组，即控制相邻两个led灯组亮；三是点亮全隧道内所有led灯组。可以根据实际需求设置led灯组点亮区域。
37.如图7所示，为本实用新型的一种优选的固设于铁路隧道内壁的防护箱7，其具有箱门711和箱体715，箱门711的中部设置有开孔712。超声波传感器的发射端与接收端均封
装在一筒状件714中，超声波的发射与接收均朝向箱体外部。筒状件贯穿固设于开孔中，筒状件与开孔之间设置有密封圈，可有效防止喷淋液和灰尘通过开孔进入。
38.箱体具有空腔，超声波传感器的后部、信号线、控制电路、继电器等元器件设置于空腔内。野外环境尘土较多，且隧道内壁需要进行定期清洁，清洁时要防止喷淋液体进入箱体空腔中，因此防护箱需具有一定的防尘防水能力。优选地，防护箱7可实现ip66防护等级。具体地，一并参照图7-9，所述箱体具有两侧壁、底板、顶板718和l形遮板7181，遮板的后端与箱体的顶板通过单弹性合页7182连接，在开箱状态下，遮板在在单弹性合页的作用下向上绕该单弹性合页翻转弹起并保持该状态。在工作状态下，通过遮板的前端包覆住箱门上部与顶板的接合处的接缝，阻挡喷淋液通过接缝缝隙进入箱体。l形遮板的前端两侧分别通过铰接件7183连接有条形板713，条形板呈竖直状态时，覆盖箱门与箱体两侧部之间接合处的接缝。优选地，在条形板内侧设置有可与接缝缝隙贴合的橡胶条7132。
39.如图9所示，防护箱的下部设置有磁吸组件。磁吸组件包括条形板下部向箱体的两侧壁凸出的磁块7131，在箱体的两侧壁的下部设置有与磁块配合使用的磁性件716、磁性件腔7161以及可容纳磁块进入的凹槽720。磁性件腔靠近凹槽设置，磁性件设置于磁性件腔中。
40.使用时，关闭箱门711，向下拉动两侧的条形板713，带动与条形板枢接的l形遮板克服单弹性合页的扭力向下运动至与顶板贴合，之后，对条形板的下部向内施力，使其朝向箱体的侧部枢转至磁块进入凹槽，此时条形板在磁性件的吸附作用下保持竖直状态，l形遮板的前端对箱门与顶部之间实现密封，条形板遮挡住箱门与箱体两侧板之间的缝隙，达到正常使用的密封状态，实现ip66防护等级。
41.当检修或换件时，只需要用外力向两侧拉动条形杆下部，使磁块克服磁性件的吸力离开凹槽，此时在单弹性合页的作用下，遮板带动条形件自动向上翻转，解除遮板对箱门上部的阻挡，此时可以打开箱门进行作业。
42.通过本优选实施例的上述联动结构，只需要对条形件施加一个下拉且内压的力，即可实现对整个箱体的高等级防护，或者，只需要对条形件施加一个外拉的力，即可实现约束的解除，便于快速的维修和保养。
43.作为一种可选地实施方式，可通过固定机构将筒状件固定于箱门上。如图10所示，固定机构包括位于筒状件714上对称设置的固定片719，箱门上设置有位于开孔两侧的凸台717，凸台与固定片之间设置有螺纹组件。
44.在本实用新型的一种具体实施方式中，超声波传感器的型号为hc-sr04，hc-sr04模块为现有产品，性能稳定。
45.在本实用新型的一种具体实施方式中，每个超声波传感器与集中控制模块采用载波通信连接，载波通信可以实现信号线与供电线共用一个总线的技术，节省了施工和线缆成本，给后期维护带来极大的便利。
46.在本实用新型的一种具体实施方式中，还可以在每个超声波传感器附近均设有与集中控制模块通信连接的光强度传感器。当自动控制第i个led灯组开启时，对应的光照传感器检测隧道内光照强度，当光照强度小于第一设定光照强度时，集中控制模块调大对应的led控制电路输出电流，增大第i个led灯组的亮度；当光照强度大于第二设定光照强度时，集中控制模块调小对应的led控制电路输出电流，降低第i个led灯组的亮度，其中第二
设定光照强度大于第一设定光照强度。通过光强度传感器检测隧道内光强度，调节led灯组的亮度，避免了led灯太暗或太亮，既保证了隧道内照明需求，又可以节省电能。具体地，光强度传感器的型号为zz-s-lm-a。
47.在本实用新型的一种可选的具体实施方式中，每个led控制电路通过继电器的常开触点与对应的led灯组电连接，继电器的线圈由集中控制模块控制，即继电器线圈的一端与集中控制模块的输出端连接，另一端接地。当无列车在隧道内低于预设时速行驶时，集中控制模块的输出端输出高电平，继电器线圈得电，线圈常开触点断开，led灯组不亮；当有列车在隧道内低于预设时速行驶甚至停车时，集中控制模块的输出端输出零电平，继电器线圈失电，线圈常开触点闭合，led灯组亮。具体地，继电器采用型号为ssr-25dd 的固态继电器。
48.在本实用新型的一种具体实施方式中，在每个led灯的出光口设有反光罩，反光罩的纵截面呈喇叭状。反光罩具有很好的聚光作用，增加了照射距离，光照效果好。具体地，反光罩采用abs材料制成。
49.在本实用新型的一种可选的实施方式中，集中控制模块可以包括多个控制器，控制器与控制器之间相互通信，控制器的具体数量根据超声波传感器、和/或光强度传感器所需要的输入端数量以及led控制电路和继电器所需要的输出端数量来确定。每个控制器可以采用型号为stc89c52的单片机。优选地，在一条隧道内设置一个控制器，整条铁路线上的控制器均与总服务器通讯连接，总服务器可用于汇总接收控制器发出的列车信息。
50.尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。