专利名称：矿用信号显示灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿井运输信号灯，特别是一种用作井下轨道运输绞车开停信号的、用高亮度LED作发光器件的矿用信号显示灯。
背景技术：
长期以来，我国煤矿井下轨道绞车信号显示一直采用127V的防爆白炽灯，而且信号显示需要两个防爆灯，一只防爆灯刷红漆，另一只刷绿漆。刷上红、绿漆影响亮度及显示清晰度。每只防爆灯的功率一般为60W，耗电多，不符合节能要求。如果防爆白炽灯受到冷水的淋水，玻璃罩会因温度的突变而爆裂，从而造成失爆。
发明内容
为了克服现有矿用信号显示灯耗电多、需要两只防爆灯同时使用的不足，本实用新型提供一种矿用信号显示灯，该信号显示灯耗电少，寿命长，显示清晰，可以直接取代127V矿用白炽灯，而且一只代替原来两盏矿用白炽灯使用。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在由灯头、透明外壳、发光体构成的矿用信号显示灯中，其发光体采用数只串联的红色高亮度LED和数只串联的绿色高亮度LED。透明外壳内有线路板，线路板上有控制红色高亮度LED和绿色高亮度LED分别发光的开关电路以及交流电源整流电路。灯外有串在灯头与交流电源之间、控制红色和绿色高亮度LED发光转换的外接降压元件。当灯头直接与交流电源连接时，在电路的控制下，绿色高亮度LED发光，红色高亮度LED不亮；当灯头经外接降压元件接交流电源时，在电路的控制下，串联的红色高亮度LED发光，绿色高亮度LED不亮。或者反之，即灯头不串外接降压元件，红色LED发光，绿色LED不亮；串外接降压元件，绿色LED发光，红色LED不亮。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案还可以是矿用信号显示灯的线路板有主线路板和辅助线路板，两块线路板除了焊有电子元件外，还兼作串联成串的高亮度LED的上、下支架。两块线路板间成串的红色高亮度LED和绿色高亮度LED均匀相间地、呈纵向排布在透明外壳内。
矿用信号显示灯的控制红色和绿色高亮度LED分别发光的开关电路，采用晶体管开关电路。串联的绿色高亮度LED按正向串接在一只晶体管集电极回路中，该晶体管的基极经一只稳压二极管接电源分压偏流回路。串联红色高亮度LED按正向串接在另一只晶体管集电极回路中，该晶体管的基极经另一只稳压二极管接第一只晶体管的集电极。红色和绿色高亮度LED的正极经降压电阻接直流电源正端。外接降压元件是采用外接降压电阻。当灯头与交流电源直接连接时，第一只稳压二极管反向导通、第一只晶体管导通、绿色高亮度LED发光。当灯头经外接降压电阻与交流电源连接时，第一只稳压二极管不导通，另一只稳压二极管反向导通、另一只晶体管导通、红色高亮度LED发光。或反之，即灯头不串外接降压电阻，红色LED发光，绿色LED不亮；串外接降压电阻，绿色LED发光，红色LED不亮。
矿用信号显示灯的红色高亮度LED和绿色高亮度LED的串联数量各采用12～30只。使用的交流电源电压范围为90～150V。
矿用信号显示灯的外接降压元件还可采用外接二极管。
本实用新型的有益效果是①该矿用信号显示灯耗电少，功率低于2W，比一只60W白炽灯功率低58W，节电效果非常明显；使用寿命长，寿命可达6万小时以上；显示清晰，穿透力强，可见距离远。可直接取代矿用127V白炽灯，而且一只可代替原来配合使用的两盏矿用白炽灯，节省一只防爆灯及两米信号电缆。
②重量轻、体积小、结构紧凑，不易破碎。发热量极低，安全可靠。接线简单，能配合各类防爆灯罩使用，通用性强。
图1是本实用新型矿用信号显示灯的结构示意图主视图图2是图1中的A-A视图、即主线路板图图3是图1中的B-B视图、即辅助线路板图图4是本实用新型矿用信号显示灯的电气原理图图中1-焊锡点、2-绝缘玻璃、3-灯头螺口、4-环氧树脂添充物、5-透明外壳上罩、6-主线路板、7-自攻螺丝、8-电子元件、9-透明外壳底罩、10-高亮度发光二极管、11-辅助线路板、12-电子元件具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
在图1中示出的本实用新型矿用信号显示灯，主要由灯头、透明外壳、线路板(6、11)、红色和绿色超高亮度LED(10)以及灯外的一只外接降压电阻(R1)构成。灯头由焊锡点(1)、绝缘玻璃(2)、灯头螺口(3)、环氧树脂添充物(4)所构成。透明外壳由外壳上罩(5)，外壳底罩(9)，通过自攻螺丝(7)紧固一体。线路板分主线路板(6)和辅助线路板(11)，二者分别位于灯泡透明外壳内上、下端。两线路板除了焊接电子元件构成电路，还兼作串联成串的高亮度LED的上、下支架，在两线路板之间串联成串的红色高亮度LED和绿色高亮度LED(10)均匀相间地呈纵向排布在透明外壳内。红色和绿色LED(10)的个数各为12～30只。
在图2、3中示出主线路板(6)和辅助线路板(11)上电子元件(8、12)的布置情况。图中的箭头表示两线路板与红色和绿色高亮度LED的连接点，R+、R-表示串联的红色高亮度LED的正、负端的连接点，G+、G-表示串联的绿色高亮度LED正、负端的连接点。辅助线路板(11)的元件只有一只电阻(R6)，它与主线路板(6)上的电阻(R6)串联作为一只电阻使用。
在图4中示出本实用新型矿用信号显示灯的电路。它包括控制串联的红色高亮度LED和串联的绿色高亮度LED分别发光的开关电路、交流电源整流电路以及灯外串在灯头与交流电源之间的外接降压电阻(R1)。127V交流电源电压经整流桥(D1～D4)整流，直流输出正极端分为两路一路经三只电阻(R3、R4、R5)构成的分压回路至负极。其中上分压电阻用两只电阻(R3、R4)串联，下分压电阻(R5)两端并联电容(C1)，分压点经电阻(R7)、稳压二极管(DW1)接晶体三极管(S1)的基极；另一路经电阻(R2)降压后，分为三路一路经电阻(R8)接三极管(S1)的集电极；另一路经数只串联的绿色发光二极管(LED1)和与之串联的电阻(R6)，接三极管(S1)集电极；第三路经数只串联的红色发光二极管(LED2)接晶体三极管(S2)的集电极。两只三极管(S1、S2)的发射极接直流输出负极端。三极管(S1)的集电极有一路经稳压二极管(DW2)接三极管(S2)基极，有另一路经电容(C2)接电源负极。串联的红色和绿色发光二极管(LED2、LED1)按正向接入三极管(S1)的集电极回路，即它们的正极接电源正极。DT代表灯头，串联的外接电阻(R1)可置于灯座中。额定电源电压交流127V，允许电压范围90～150V。电压稳定用的两串联稳压二极管(DW3、DW4)可以用，也可以不用。
工作原理①当在灯头之前串入外接电阻(R1)时，由于输入灯内的交流电压有一定降低，整流输出电压也降低。此时，直流电压经分压回路分压，分压点的电压、即分压电阻(R5)上的电压，不足以使稳压二极管(DW1)反向导通，晶体三极管(S1)基极无基极电流，三极管(S1)截止，其集电极为高电位，绿色发光二极管(LED1)不亮。由于三极管(S1)集电极为高电位，又因稳压二极管(DW2)反向击穿电压较低，此时，可以使稳压二极管(DW2)反向导通，晶体三极管(S2)的基极产生基极电流，三极管(S2)导通，红色发光二极管(LED2)发光。
②当在灯头之前不串入外接电阻(R1)、使127V交流电压直接加到灯头时，由于输入灯内的交流电压较高，整流输出电压也高，分压回路分压点的电压足以使稳压二极管(DW1)反向导通，经电阻(R7)、稳压二极管(DW1)为晶体三极管(S1)基极提供基极电流，使三极管(S1)导通，绿色发光二极管(LED1)发光。三极管(S1)导通，三极管(S1)集电极处于低电位，稳压二极管(DW2)反向不导通，晶体三极管(S2)的基极无基极电流，三极管(S2)截止，红色发光二极管(LED2)不亮。由于三极管(S1)导通对三极管(S2)基极电位的锁定作用，红色和绿色高亮度LED只能分别发光，并由外接电阻(R1)控制红色和绿色LED发光的转换，而不能同时发光。两只电容(C1、C2)起抗干扰作用。
电路中的红色高亮度LED和绿色高亮度LED可以互相换位，使得灯头串外接降压电阻(R1)时，绿色LED发光，红色LED不亮；在不串外接降压电阻(R1)时，红色LED发光，绿色LED不亮。
在电路中，影响两只三极管(S1、S2)基极电流的电阻、稳压二极管(DW1、DW2)及外接电阻(R1)等元件的数值选配要适当。上分压电阻用两电阻(R3、R4)串联，降压电阻(R2)用两只电阻并联，电阻(R6)用两只电阻串联，均为便于调整所用。
外接降压元件也可以采用外接二极管。串入二极管后，形成半波整流，降低整流输出的直流电压，使三极管(S1)截止、绿色LED1不亮，而三极管(S2)导通、红色LED2发光。不串外接二极管时，则绿色LED发光，红色LED不亮，即红绿LED发光发生转换。此时，电路中电阻阻值需要另作选择。需要指出的是，采用外接二极管时，会对通讯设备产生干扰。要避免与通讯设备一起使用。
上述控制红色和绿色高亮度LED分别发光的晶体管开关电路，也可以用场效应管、晶闸管等构成的开关电路来替代。
该灯的灯头除采用螺口式，也可采用直插式。该灯只作信号灯用，不能作照明灯具使用。单独使用不具有隔爆性能，在井下必须放入防爆灯具内使用。
电路元件表S1、S2三极管2SD667、C2235R1电阻4.7～6.2KΩ/2WD1～D4整流二极管1N4007×4R2电阻1.3～1.8KΩLED1 绿发光二极管12～30只 R3、R4电阻10～12KΩLED2 红发光二极管12～30只 R5电阻3.9～5.1KΩDW1 稳压二极管4.5～6.5VR6电阻2.7～4.7KΩ/2WDW2 稳压二极管12～18V R7电阻15～33KΩC1电解电容0.68～2.2μF R8电阻82～120KΩC2电解电容22～100μF
权利要求1.一种矿用信号显示灯，包括灯头、透明外壳、发光体，其特征在于所说的发光体为数只串联的红色高亮度LED和数只串联的绿色高亮度LED；透明外壳内有线路板，线路板上有控制红色高亮度LED和绿色高亮度LED分别发光的开关电路以及交流电源整流电路；灯外有串在灯头与交流电源之间、控制红色和绿色高亮度LED发光转换的外接降压元件；当灯头与交流电源直接连接时，绿色高亮度LED发光，红色高亮度LED不亮；当灯头经外接降压元件连接交流电源时，红色高亮度LED发光，绿色高亮度LED不亮；或者反之。
2.根据权利要求1所述的矿用信号显示灯，其特征在于所说的线路板有主线路板(6)和辅助线路板(11)两块，两块线路板除焊有电路的电子元件，兼作串联成串的红色高亮度LED和绿色高亮度LED(10)的上、下支架；两块线路板间成串的红色高亮度LED和绿色高亮度LED(10)均匀相间地、呈纵向排布在透明外壳内。
3.根据权利要求1所述的矿用信号显示灯，其特征在于所说的控制红色和绿色高亮度LED分别发光的开关电路是晶体管开关电路，串联绿色高亮度LED按正向串接在晶体管(S1)集电极回路中，晶体管(S1)基极经稳压二极管(DW1)接电源分压偏流回路；串联红色高亮度LED按正向串接在晶体管(S2)集电极回路中，晶体管(S2)基极经稳压二极管(DW2)接晶体管(S1)的集电极；红色和绿色高亮度LED的正极经降压电阻(R2)接直流电源正端；所说的外接降压元件是外接降压电阻(R1)；当灯头与交流电源直接连接时，稳压二极管(DW1)反向导通，晶体管(S1)导通，绿色高亮度LED发光；当灯头经外接降压电阻(R1)与交流电源连接时，稳压二极管(DW1)不导通，而稳压二极管(DW2)反向导通，晶体管(S1)导通，红色高亮度LED发光；或者反之。
4.根据权利要求1所述的矿用信号显示灯，其特征在于所说的红色高亮度LED和绿色高亮度LED的串联数量各为12～30只，交流电源电压90～150V。
5.根据权利要求1所述的矿用信号显示灯，其特征在于所说的外接降压元件为外接二极管。
专利摘要一种作井下轨道运输绞车开停信号用的矿用信号显示灯，主要由灯头、透明外壳、数只串联红色高亮度LED和数只串联绿色高亮度LED构成。透明外壳内有线路板，线路板上有控制红色和绿色高亮度LED分别发光的开关电路及电源整流电路。灯外有串在灯头与交流电源之间、控制红绿LED发光转换的外接降压元件。当灯头直接与交流电源连接时，开关电路控制绿色高亮度LED发光；当灯头经外接降压元件接交流电源时，开关电路控制红色高亮度LED发光；或反之。该灯耗电少，节电效果显著，使用寿命长，显示清晰；而且体积小、重量轻、不易破碎，安全可靠，能配合各类防爆灯罩使用。可直接取代矿用127V白炽灯，而且一只代替原来配合使用的两盏白炽灯。
文档编号H01L25/10GK2636066SQ03271100
公开日2004年8月25日 申请日期2003年9月12日 优先权日2003年9月12日
发明者孙正启, 李伟, 张元富, 王洪亮, 孙明, 王宏义 申请人:新汶矿业集团有限责任公司协庄煤矿