专利名称：铁路机车风挡视窗防冻防霜自动感应控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁路机车风挡视窗防冻防霜自动感应控制系统，可有效对风 挡视窗的实时温度，加热时温度和控制状态不明情况下的自动控制。
背景技术：
铁路机车视窗是驾驶员观察行进前方的唯一途径，视窗结霜结冰影响驾驶员的视 觉，直接关系到列车的行车安全。尤其在我国的寒冷地区和部分国外地区，冬季严寒的气候 给机车正常运行带来了巨大困难。以哈尔滨地区为例，一月份平均气温为-19. 6°C，极端最 低气温可达-42. 6°C，这种情况下机车风挡视窗玻璃都会结霜或结冰，所以机车风挡视窗加 热除霜防冻系统是非常关键而且必须的。目前我国机车除霜防冻为手动加热除霜方式，机车在寒冷天气下运行时，机车视 窗会随温度下降结霜，甚至结冰。驾驶员不能及时观察到视窗的结霜结冰现象。手动加热 除霜方式为在机车驾驶时，当驾驶员发现机车视窗结霜结冰时按动加热按钮，视窗才会加 热除霜，此种方式的弊端为1、尤其在夜间行驶时驾驶员不易察觉视窗结霜结冰，容易造成 视觉观察误差影响行车安全；2、手动加热后玻璃过热，视窗前会出现迷雾现象，也会影响驾 驶员视线，影响行车安全；3、视窗的骤冷骤热或长期过热使用有可能造成视窗炸裂。我国现 有动车机组已全部使用此项研发技术。因此，为了适应铁路运输飞速发展的需要，将新的科 学技术产品应用到铁路机车装备上以和当前运输生产相适应，相匹配。研制一套适合在寒 冷地区防冻防霜的自动感应控制系统是十分必要的。发明内容鉴于上述现状，本实用新型提供了一种铁路机车风挡视窗防冻防霜自动感应控制 系统，从而实现了自动感应风挡视窗的实时温度，解决加热时温度和控制状态不明的问题， 提高行车安全。本实用新型的技术解决方案是铁路机车风挡视窗防冻防霜自动感应控制系统， 包括安装在风挡玻璃上的电加热器；具有热敏电阻、接触器分别接于自动除霜控制器的一 端，自动除霜控制器的另一端接于电源；所述电加热器通过连接接触器的常开触头接于电 源。因此，通过本新型的制系统，即可实现对风挡视窗的温度自动感应控制。同时，可根据 不同机型的机车内部不同的供电系统而选择相应的供电方式。在本新型中，所涉及的自动除霜控制器，由热敏电阻RT1与电容C并接后一端通过 连接电阻R5接地；另一端的第一路连接电阻Rl与电阻R2并接后接电源VCC，第二路通过 电阻R3接于运算放大器Ul反向输入端的2脚；其电阻R2、电阻R5的连接点连接运算放大 器Ul同向输入端的3脚，运算放大器Ul输出端的1脚一路通过连接电阻R6反馈接于运算 放大器Ul的3脚；另一路通过电阻R4接三极管Ql的基极；三极管Ql的基极通过连接电阻 R7与三极管Ql的发射极连接后接于电源VCC ；三极管集电极一路通过接于并联连接的继电 器K L二极管D接地，另一路通过连接电阻R8接于发光二极管LEDl接地。3[0007]上述中，所指的运算放大器Ul是选用的LM358 ；热敏电阻选用FQTTF-103。总之，本实用新型提供的铁路机车风挡视窗防冻防霜自动感应控制系统，具有如 下效果1、铁路机车风挡视窗防冻防霜自动感应控制系统功能，根据现有机车在寒冷地区 运用实际，采用适应宽温低温范围的高精度传感器与视窗相接，自动感应风挡视窗的实时 温度，解决加热时温度和控制状态不明的问题。2、机车风挡视窗防冻防霜自动感应及传感器系统，本系统根据安装在风挡视窗上 的高精度传感器感应的温度变化情况自动判断并将相关数据传输到自动控制系统中，控制 风挡视窗的加热时间和加热温度。彻底解决机车视窗因加热不及时或过热而造成的行车安全隐患。3、由于铁路机车的需要，要求产品具有高稳定性和高可靠性，适应各种恶劣环境 条件。ZWDL-FEV02/11T01产品在硬件设计上都充分考虑了自身的高强壮性和系统的容错 性。4、机车风挡视窗防冻防霜自动感应控制系统与机车风挡衔接和供电方式。因此， 本系统具有自动感应风挡视窗的实时温度，解决加热时温度和控制状态不明的问题，有效 提高了行车安全。
图1是本新型的系统示意图；图2是图1的自动感应控制器电路原理图；图3是图1的另一实施例示意图；图4是图3的自动感应控制器电路原理图具体实施方式
由图1所示的铁路机车风挡视窗防冻防霜自动感应控制系统，包括安装在风挡玻 璃1上的电加热器2、热敏电阻4 ；具有一接触器，该接触器J与热敏电阻4分别接于自动除 霜控制器3的一端，自动除霜控制器3的另一端接于电源；所述电加热器2通过连接接触器 J的常开触头Jl-1、J1-2接于电源。其主要作用是在机车运行中高精度传感器感应的温 度变化情况自动判断并将相关数据传输到自动控制系统中，控制风挡视窗的加热时间和加 热温度。彻底解决机车视窗因加热不及时或过热而造成的行车安全隐患。见图2给出了自动除霜控制器的电路原理图。以数字运算放大器Ul作为主要元 件，热敏电阻使用FQTTF-103 ；热敏电阻RTl加上少量阻容元件实现测温和控制输出。本实 施例的自动除霜控制器，其自动除霜控制板的电路，由热敏电阻RT1与电容C并接后一端通 过连接电阻R5接地；另一端的第一路连接电阻Rl与电阻R2并接后接电源VCC，第二路通 过电阻R3接于运算放大器Ul反向输入端的2脚；其电阻R2、电阻R5的连接点连接运算放 大器Ul同向输入端的3脚，运算放大器Ul输出端的1脚一路通过连接电阻R6反馈接于运 算放大器Ul的3脚；另一路通过电阻R4接三极管Ql的基极；三极管Ql的基极通过连接电 阻R7与三极管Ql的发射极连接后接于电源VCC ；三极管集电极一路通过接于并联连接的 继电器K 1、二极管D接地，另一路通过连接电阻R8接于发光二极管LEDl接地构成一个机车视窗的自动除霜控制电路。图3给出了图1的另一实施例。相同的是包括自动除霜控制器3、和两套独立的热 敏电阻4连接，两套独立的热敏电阻4和具有的电加热器2分别安装于左右风挡玻璃1上； 左右风挡玻璃1上的电加热器2通过连接的接触器J的常开触头Jl-1、J1-2接于电源，由 接触器J连接到自动除霜控制器3的输出端。图4给出了图3的自动除霜控制器的另一实施例的电路原理图。自动除霜控制器， 由热敏电阻RT i与电容C并接后一端通过连接电阻R5接地；另一端的第一路连接电阻Rl 与电阻R2并接后接电源VCC，第二路通过电阻R3接于运算放大器Ul反向输入端的2脚； 其电阻R2、电阻R5的连接点连接运算放大器Ul同向输入端的3脚，运算放大器Ul输出端 的1脚一路通过连接电阻R6反馈接于运算放大器Ul的3脚；另一路通过电阻R4接三极管 Ql的基极；三极管Ql的基极通过连接电阻R7与三极管Ql的发射极连接后接于电源VCC ； 三极管集电极一路通过接于并联连接的继电器K %、二极管D接地，另一路通过连接电阻R8 接于发光二极管LEDl接地构成其中一个玻璃窗上的控制电路；另一个玻璃窗上的控制电 路原理与图2相同，故将两个相同电路中的发光二极管LED1、发光二极管LED3分别与单独 设置的发光二极管LED2连接，通过发光二极管LED2与电阻R9连接接于电源VCC。其另一 个控制电路省略描述。[0021 ] 在本实施例中，其供电方式是采用了交流电源。除此之外，可根据不同机型的机车 内部不同的供电系统而选择相应的供电方式如直流电源。本系统由自动除霜控制器自动接 通或切断玻璃电加热来达到除霜防雾的效果。本新型的形式及主要技术指标研制能够应用于寒冷地区运行机车的风档视窗自动防冻防霜感应控制系统，并能 够应用于其它多雨多雾地区的运行机车。1、适应单司机值乘的需要。2、改善乘务人员的工作条件，取消按动按钮和手触玻璃温度的作业程序，使之更 加人性化。3、防止因天气变化造成乘务人员在机车运行时瞭望困难，减少视觉疲劳。增加行 车的安全系数。4、减少因天气温度变化造成风挡视窗玻璃骤冷骤热造成的破损，节省成本。主要技术指标测温精度士0.5°C (25°C )、士45% RH、微米级位置、振动0. 1 士0.2HZ接口简单 (2-wire)，响应速度快；超低功耗，自动休眠；出色的长期稳定性；1、输入电压AC220V 50 60Hz 或 DCllOV2、输出功率 2000W(max)3、热敏电阻FQTTF_1034、工作温度_55°C 7O0C5、环境温度-45 °C 75 °C6、相对湿度彡85% RH
权利要求1.铁路机车风挡视窗防冻防霜自动感应控制系统，包括安装在风挡玻璃上的电加热 器；其特征在于，具有热敏电阻G)、接触器J分别接于自动除霜控制器(3)的一端，自动除 霜控制器(3)的另一端接于电源；所述电加热器(2)通过连接接触器J的常开触头J1-1、 J1-2接于电源。
2.根据权利求1所述的铁路机车风挡视窗防冻防霜自动感应控制系统，其特征在于， 所述自动除霜控制器，由热敏电阻RT与电容C并接后一端通过连接电阻R5接地；另一端的 第一路连接电阻Rl与电阻R2并接后接电源VCC，第二路通过电阻R3接于运算放大器Ul反 向输入端的2脚；其电阻R2、电阻R5的连接点连接运算放大器Ul同向输入端的3脚，运算 放大器Ul输出端的1脚一路通过连接电阻R6反馈接于运算放大器Ul的3脚；另一路通过 电阻R4接三极管Ql的基极；三极管Ql的基极通过连接电阻R7与三极管Ql的发射极连接 后接于电源VCC ；三极管集电极一路通过接于并联连接的继电器K、二极管D接地，另一路通 过连接电阻R8接于发光二极管LEDl接地。
3.根据权利求1所述的铁路机车风挡视窗防冻防霜自动感应控制系统，其特征在于， 电源为交、直流电源。
专利摘要本实用新型公开了一种铁路机车风挡视窗防冻防霜自动感应控制系统，包括安装在风挡玻璃上的电加热器；具有热敏电阻、接触器分别接于自动除霜控制器的一端，自动除霜控制器的另一端接于电源；所述电加热器通过连接接触器的常开触头接于电源。可适应单司机值乘的需要，改善乘务人员的工作条件，取消按动按钮和手触玻璃温度的作业程序，使之更加人性化，防止因天气变化造成乘务人员在机车运行时瞭望困难，减少视觉疲劳，增加行车的安全系数，减少因天气温度变化造成风挡视窗玻璃骤冷骤热造成的破损，节省成本。应用于寒冷地区或多雨多雾地区的运行机车。
文档编号G05D23/24GK201828841SQ20102055091
公开日2011年5月11日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者张辉, 朱春伟, 赵文贵 申请人:秦皇岛科普铁科实用技术开发中心