Железнодорожное акустическое сигнальное устройство

Полезная модель относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и обеспечивает информирование пользователей о приближении железнодорожного состава к переезду.
Известно железнодорожное акустическое сигнальное устройство, содержащее динамик, подключенный к блоку управления, содержащему интерфейс, при этом блок управления обеспечивает возможность активации звукового излучателя в слышимом пользователем звуковых диапазоне частот [RU2672743, дата публикации: 19.11.2018 г. МПК: B61L 29/74; B61L 29/24].
Недостатком известного технического решения является невозможность удаленного контроля работоспособности железнодорожного акустического сигнального устройства, вследствие чего возможен его непредвиденный выход из строя, что существенным образом снижает безопасность эксплуатации железнодорожного переезда.
В качестве прототипа выбрано железнодорожное акустическое сигнальное устройство, которое содержит звуковой излучатель и звуковой приемник, подключенные к блоку управления, содержащему интерфейс для обмена сигналами с устройством централизации, при этом блок управления обеспечивает возможность активации звукового излучателя в рабочем диапазоне слышимых пользователем звуковых частот, звуковой приемник обеспечивает преобразование звуковых волн рабочего диапазона, полученных от звукового излучателя, в электрический сигнал, и передачу этого сигнала в блок управления, который на основе полученных сигналов в процессе активации звукового излучателя обеспечивает контроль работоспособности звукового излучателя [RU65009, дата публикации: 20.07.2007 г. МПК: B61L 29/28].
Преимуществом прототипа перед известным техническим решением является не только возможность удаленного контроля работоспособности железнодорожного акустического сигнального устройства, но и оперативное задействования резервного звукового излучателя в случае выхода из строя основного, за счет контроля работоспособности звукового излучателя в процессе подачи им звуковых волн слышимого диапазона, что повышает безопасность эксплуатации железнодорожного переезда.
Однако недостатком прототипа является отсутствие возможности постоянного контроля работоспособности железнодорожного акустического сигнального устройства из-за того, что применяемый в известном устройстве принцип контроля работоспособности основан на получении звуковых волн рабочего диапазона, вследствие чего выявление неработоспособности звукового излучателя или иных компонентов устройства возможно только при непосредственной подаче сигнала, слышимого окружающими железнодорожный переезд пользователями. Такой принцип контроля работоспособности железнодорожного акустического сигнального устройства может не только ввести в заблуждение пользователей железнодорожного переезда, поскольку при такой проверке всегда существует риск залипания звукового излучателя в активированном состоянии и непрерывной подачи им звукового сигнала, запрещающего пересечение переезда, но и не позволяет заблаговременно, а только в процессе преграждения возможности пересечения железнодорожного переезда выявлять предотказное состояние или неработоспособность компонентов устройства, что существенным образом снижает безопасность эксплуатации железнодорожного переезда и ухудшает эксплуатационные характеристики железнодорожного акустического сигнального устройства.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости улучшения эксплуатационных характеристик железнодорожного акустического сигнального устройства.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в обеспечении возможности постоянного контроля работоспособности электронных компонентов железнодорожного акустического сигнального устройства.
Дополнительный технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в обеспечении возможности выявления предотказного состояния электронных компонентов железнодорожного акустического сигнального устройства.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Железнодорожное акустическое сигнальное устройство содержит звуковой излучатель и звуковой приемник, подключенные к блоку управления, содержащему интерфейс, при этом блок управления обеспечивает возможность активации звукового излучателя в рабочем диапазоне слышимых пользователем звуковых частот, а звуковой приемник обеспечивает преобразование звуковых волн, полученных от звукового излучателя, в электрический сигнал, и передачу этого сигнала в блок управления. В отличие от прототипа блок управления обеспечивает возможность активации звукового излучателя в диагностическом диапазоне неслышимых пользователем звуковых частот.
Блок управления обеспечивает возможность обработки сигналов и может быть представлен в виде платы, содержащей микросхему, микроконтроллер или процессор. Блок управления обеспечивает возможность активации звукового излучателя в рабочем и диагностическом диапазоне частот, для чего он может содержать одну или несколько схем генераторов, либо в памяти блока управления может храниться набор звуков необходимой частоты. Рабочий диапазон слышимых пользователем звуковых частот обеспечивает возможность передачи звуковым излучателем предупредительного сигнала и регулирования таким образом движения на железнодорожном переезде. Под рабочим диапазоном слышимых пользователем звуковых частот подразумеваются частоты, значение которых варьируется от 16-20 Гц до 15-20 кГц.
Диагностический диапазон неслышимых пользователем звуковых частот обеспечивает возможность постоянного контроля работоспособности электронных компонентов железнодорожного акустического сигнального устройства без риска введения в заблуждение пользователей железнодорожного переезда. Под диагностическим диапазоном неслышимых пользователем звуковых частот подразумеваются частоты, которые в зависимости от выбранных рабочих частот могут быть ограничены верхней границей инфразвука или нижней границей ультразвука и составлять не более 16-20 Гц или не менее 15-20 кГц. Диагностический диапазон частот за счет возможности постоянного задействования акустического излучателя обеспечивает возможность определения отклонений сигнала, полученного от звукового приемника сигнала, что также обеспечивает возможность выявления предотказного состояния электронных компонентов железнодорожного акустического сигнального устройства. В наиболее предпочтительном варианте значение диагностического диапазона частот может составлять от 3 до 10 Гц или от 22 до 25 кГц, что снижает риск его пересечения с рабочим диапазоном слышимых пользователем звуковых частот и возможного введения пользователя в заблуждение.
Блок управления может содержать схему контроля работоспособности звукового излучателя, подключенную к звуковому приемнику, что обеспечивает возможность постоянного контроля работоспособности электронных компонентов железнодорожного акустического сигнального устройства. Эта схема при отсутствии сигнала от звукового приемника может обеспечивать подачу сигнала на устройство централизации через интерфейс, и/или обеспечивать переключение звукового излучателя на резервный. Также эта схема может обеспечивать возможность регистрации отклонений в электрическом сигнале, получаемом от звукового приемника, что позволяет заблаговременно выявлять предотказное состояния электронных компонентов железнодорожного акустического сигнального устройства.
Звуковой излучатель может быть представлен в виде динамика или громкоговорителя и может быть подключен к выходу блока управления. Звуковой приемник может быть представлен в виде микрофона, датчика, или пьезоэлемента, подключенного ко входу блока управления и/или к интерфейсу. Интерфейс обеспечивает возможность электронного подключения блока управления к релейному шкафу или к устройству централизации и может быть представлен в виде электрического разъема, штекера, контактных дорожек и пр. Устройство может содержать корпус, выполняющий несущие функции и содержащий средство закрепления устройства на железнодорожных объектах.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что блок управления обеспечивает возможность активации звукового излучателя в диагностическом диапазоне неслышимых пользователем звуковых частот, что позволяет осуществлять проверку работоспособности звукового излучателя не только в рабочем диапазоне слышимых пользователем звуковых частот, в процессе выполнения его основной функции, но и в режиме «ожидания» устройства получать сигнал, свидетельствующий о работоспособности всех задействованных в цепи компонентов устройства.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в обеспечении возможности постоянного контроля работоспособности электронных компонентов железнодорожного акустического сигнального устройства, тем самым улучшая эксплуатационные характеристики железнодорожного акустического сигнального устройства.
Полезная модель поясняется следующими фигурами.
Фиг. 1 - железнодорожное акустическое сигнальное устройство, установленное на железнодорожный светофор, вид спереди.
Фиг. 2 - электрическая схема акустического сигнального устройства.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант его осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Переездное железнодорожное акустическое сигнальное устройство содержит корпус 1, внутри которого расположены динамики, микрофон, закрепленный таким образом, чтобы обеспечивалась возможность получения звуковых волн от динамиков, и блок 2 управления, содержащий контроллер, со смонтированными с ним на одной плате и подключенными к нему дорожками: схемой контроля работоспособности динамика и частотным генератором, обеспечивающим рабочий диапазон частот от 2 до 5 кГц, и диагностический диапазон частот от 21 до 25 кГц. К частотному генератору подключены динамики 3, а к схеме контроля работоспособности динамика подключен микрофон 4. При этом к контроллеру подключен интерфейс 5.
Полезная модель работает следующим образом.
При приближении к железнодорожному переезду подвижного состава от устройства централизации на интерфейс отправляется команда на активацию контроллером одного из динамиков 3 в рабочем диапазоне частот. В ответ на это им задействуется частотный генератор, обеспечивающий передачу динамиками звуковых волн на частоте от 2 до 5 кГц. После проследования железнодорожного состава, устройством централизации на интерфейс отправляется команда на переключение контроллером динамика 3 из рабочего диапазона частот в диагностический диапазон звуковых частот. Полученные как в рабочем, так и в диагностическом диапазоне частот звуковые волны преобразуются микрофоном 4 в электрический сигнал, который затем обрабатывается схемой контроля работоспособности динамика. В случае отсутствия или искажения сигнала, полученного устройством централизации от микрофона 4, обеспечивается возможность выявления неисправности или предотказного состояния динамика 3, микрофона 4, других электронных компонентов или акустического сигнального устройства в целом.
За счет этого обеспечивается возможность непрерывной диагностики работоспособности акустического сигнального устройства без риска введения в заблуждение пользователей, и постоянного получения устройством централизации данных об исправном функционировании устройства, либо мгновенной регистрации устройством централизации выхода из строя железнодорожного акустического сигнального устройства и заблаговременного проведения его ремонта или замены.
Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в обеспечении возможности постоянного контроля работоспособности электронных компонентов железнодорожного акустического сигнального устройства, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики железнодорожного акустического сигнального устройства.