專利名稱：礦用信號(hào)顯示燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及礦井運(yùn)輸信號(hào)燈，特別是一種用作井下軌道運(yùn)輸絞車開停信號(hào)的、用高亮度LED作發(fā)光器件的礦用信號(hào)顯示燈。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來，我國(guó)煤礦井下軌道絞車信號(hào)顯示一直采用127V的防爆白熾燈，而且信號(hào)顯示需要兩個(gè)防爆燈，一只防爆燈刷紅漆，另一只刷綠漆。刷上紅、綠漆影響亮度及顯示清晰度。每只防爆燈的功率一般為60W，耗電多，不符合節(jié)能要求。如果防爆白熾燈受到冷水的淋水，玻璃罩會(huì)因溫度的突變而爆裂，從而造成失爆。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有礦用信號(hào)顯示燈耗電多、需要兩只防爆燈同時(shí)使用的不足，本實(shí)用新型提供一種礦用信號(hào)顯示燈，該信號(hào)顯示燈耗電少，壽命長(zhǎng)，顯示清晰，可以直接取代127V礦用白熾燈，而且一只代替原來兩盞礦用白熾燈使用。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在由燈頭、透明外殼、發(fā)光體構(gòu)成的礦用信號(hào)顯示燈中，其發(fā)光體采用數(shù)只串聯(lián)的紅色高亮度LED和數(shù)只串聯(lián)的綠色高亮度LED。透明外殼內(nèi)有線路板，線路板上有控制紅色高亮度LED和綠色高亮度LED分別發(fā)光的開關(guān)電路以及交流電源整流電路。燈外有串在燈頭與交流電源之間、控制紅色和綠色高亮度LED發(fā)光轉(zhuǎn)換的外接降壓元件。當(dāng)燈頭直接與交流電源連接時(shí)，在電路的控制下，綠色高亮度LED發(fā)光，紅色高亮度LED不亮；當(dāng)燈頭經(jīng)外接降壓元件接交流電源時(shí)，在電路的控制下，串聯(lián)的紅色高亮度LED發(fā)光，綠色高亮度LED不亮?；蛘叻粗礋纛^不串外接降壓元件，紅色LED發(fā)光，綠色LED不亮；串外接降壓元件，綠色LED發(fā)光，紅色LED不亮。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案還可以是礦用信號(hào)顯示燈的線路板有主線路板和輔助線路板，兩塊線路板除了焊有電子元件外，還兼作串聯(lián)成串的高亮度LED的上、下支架。兩塊線路板間成串的紅色高亮度LED和綠色高亮度LED均勻相間地、呈縱向排布在透明外殼內(nèi)。
礦用信號(hào)顯示燈的控制紅色和綠色高亮度LED分別發(fā)光的開關(guān)電路，采用晶體管開關(guān)電路。串聯(lián)的綠色高亮度LED按正向串接在一只晶體管集電極回路中，該晶體管的基極經(jīng)一只穩(wěn)壓二極管接電源分壓偏流回路。串聯(lián)紅色高亮度LED按正向串接在另一只晶體管集電極回路中，該晶體管的基極經(jīng)另一只穩(wěn)壓二極管接第一只晶體管的集電極。紅色和綠色高亮度LED的正極經(jīng)降壓電阻接直流電源正端。外接降壓元件是采用外接降壓電阻。當(dāng)燈頭與交流電源直接連接時(shí)，第一只穩(wěn)壓二極管反向?qū)ā⒌谝恢痪w管導(dǎo)通、綠色高亮度LED發(fā)光。當(dāng)燈頭經(jīng)外接降壓電阻與交流電源連接時(shí)，第一只穩(wěn)壓二極管不導(dǎo)通，另一只穩(wěn)壓二極管反向?qū)ā⒘硪恢痪w管導(dǎo)通、紅色高亮度LED發(fā)光?；蚍粗?，即燈頭不串外接降壓電阻，紅色LED發(fā)光，綠色LED不亮；串外接降壓電阻，綠色LED發(fā)光，紅色LED不亮。
礦用信號(hào)顯示燈的紅色高亮度LED和綠色高亮度LED的串聯(lián)數(shù)量各采用12～30只。使用的交流電源電壓范圍為90～150V。
礦用信號(hào)顯示燈的外接降壓元件還可采用外接二極管。
本實(shí)用新型的有益效果是①該礦用信號(hào)顯示燈耗電少，功率低于2W，比一只60W白熾燈功率低58W，節(jié)電效果非常明顯；使用壽命長(zhǎng)，壽命可達(dá)6萬小時(shí)以上；顯示清晰，穿透力強(qiáng)，可見距離遠(yuǎn)?？芍苯尤〈V用127V白熾燈，而且一只可代替原來配合使用的兩盞礦用白熾燈，節(jié)省一只防爆燈及兩米信號(hào)電纜。
②重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，不易破碎。發(fā)熱量極低，安全可靠。接線簡(jiǎn)單，能配合各類防爆燈罩使用，通用性強(qiáng)。


圖1是本實(shí)用新型礦用信號(hào)顯示燈的結(jié)構(gòu)示意圖主視圖圖2是圖1中的A-A視圖、即主線路板圖圖3是圖1中的B-B視圖、即輔助線路板圖圖4是本實(shí)用新型礦用信號(hào)顯示燈的電氣原理圖圖中1-焊錫點(diǎn)、2-絕緣玻璃、3-燈頭螺口、4-環(huán)氧樹脂添充物、5-透明外殼上罩、6-主線路板、7-自攻螺絲、8-電子元件、9-透明外殼底罩、10-高亮度發(fā)光二極管、11-輔助線路板、12-電子元件具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
在圖1中示出的本實(shí)用新型礦用信號(hào)顯示燈，主要由燈頭、透明外殼、線路板(6、11)、紅色和綠色超高亮度LED(10)以及燈外的一只外接降壓電阻(R1)構(gòu)成。燈頭由焊錫點(diǎn)(1)、絕緣玻璃(2)、燈頭螺口(3)、環(huán)氧樹脂添充物(4)所構(gòu)成。透明外殼由外殼上罩(5)，外殼底罩(9)，通過自攻螺絲(7)緊固一體。線路板分主線路板(6)和輔助線路板(11)，二者分別位于燈泡透明外殼內(nèi)上、下端。兩線路板除了焊接電子元件構(gòu)成電路，還兼作串聯(lián)成串的高亮度LED的上、下支架，在兩線路板之間串聯(lián)成串的紅色高亮度LED和綠色高亮度LED(10)均勻相間地呈縱向排布在透明外殼內(nèi)。紅色和綠色LED(10)的個(gè)數(shù)各為12～30只。
在圖2、3中示出主線路板(6)和輔助線路板(11)上電子元件(8、12)的布置情況。圖中的箭頭表示兩線路板與紅色和綠色高亮度LED的連接點(diǎn)，R+、R-表示串聯(lián)的紅色高亮度LED的正、負(fù)端的連接點(diǎn)，G+、G-表示串聯(lián)的綠色高亮度LED正、負(fù)端的連接點(diǎn)。輔助線路板(11)的元件只有一只電阻(R6)，它與主線路板(6)上的電阻(R6)串聯(lián)作為一只電阻使用。
在圖4中示出本實(shí)用新型礦用信號(hào)顯示燈的電路。它包括控制串聯(lián)的紅色高亮度LED和串聯(lián)的綠色高亮度LED分別發(fā)光的開關(guān)電路、交流電源整流電路以及燈外串在燈頭與交流電源之間的外接降壓電阻(R1)。127V交流電源電壓經(jīng)整流橋(D1～D4)整流，直流輸出正極端分為兩路一路經(jīng)三只電阻(R3、R4、R5)構(gòu)成的分壓回路至負(fù)極。其中上分壓電阻用兩只電阻(R3、R4)串聯(lián)，下分壓電阻(R5)兩端并聯(lián)電容(C1)，分壓點(diǎn)經(jīng)電阻(R7)、穩(wěn)壓二極管(DW1)接晶體三極管(S1)的基極；另一路經(jīng)電阻(R2)降壓后，分為三路一路經(jīng)電阻(R8)接三極管(S1)的集電極；另一路經(jīng)數(shù)只串聯(lián)的綠色發(fā)光二極管(LED1)和與之串聯(lián)的電阻(R6)，接三極管(S1)集電極；第三路經(jīng)數(shù)只串聯(lián)的紅色發(fā)光二極管(LED2)接晶體三極管(S2)的集電極。兩只三極管(S1、S2)的發(fā)射極接直流輸出負(fù)極端。三極管(S1)的集電極有一路經(jīng)穩(wěn)壓二極管(DW2)接三極管(S2)基極，有另一路經(jīng)電容(C2)接電源負(fù)極。串聯(lián)的紅色和綠色發(fā)光二極管(LED2、LED1)按正向接入三極管(S1)的集電極回路，即它們的正極接電源正極。DT代表燈頭，串聯(lián)的外接電阻(R1)可置于燈座中。額定電源電壓交流127V，允許電壓范圍90～150V。電壓穩(wěn)定用的兩串聯(lián)穩(wěn)壓二極管(DW3、DW4)可以用，也可以不用。
工作原理①當(dāng)在燈頭之前串入外接電阻(R1)時(shí)，由于輸入燈內(nèi)的交流電壓有一定降低，整流輸出電壓也降低。此時(shí)，直流電壓經(jīng)分壓回路分壓，分壓點(diǎn)的電壓、即分壓電阻(R5)上的電壓，不足以使穩(wěn)壓二極管(DW1)反向?qū)ǎw三極管(S1)基極無基極電流，三極管(S1)截止，其集電極為高電位，綠色發(fā)光二極管(LED1)不亮。由于三極管(S1)集電極為高電位，又因穩(wěn)壓二極管(DW2)反向擊穿電壓較低，此時(shí)，可以使穩(wěn)壓二極管(DW2)反向?qū)ǎw三極管(S2)的基極產(chǎn)生基極電流，三極管(S2)導(dǎo)通，紅色發(fā)光二極管(LED2)發(fā)光。
②當(dāng)在燈頭之前不串入外接電阻(R1)、使127V交流電壓直接加到燈頭時(shí)，由于輸入燈內(nèi)的交流電壓較高，整流輸出電壓也高，分壓回路分壓點(diǎn)的電壓足以使穩(wěn)壓二極管(DW1)反向?qū)ǎ?jīng)電阻(R7)、穩(wěn)壓二極管(DW1)為晶體三極管(S1)基極提供基極電流，使三極管(S1)導(dǎo)通，綠色發(fā)光二極管(LED1)發(fā)光。三極管(S1)導(dǎo)通，三極管(S1)集電極處于低電位，穩(wěn)壓二極管(DW2)反向不導(dǎo)通，晶體三極管(S2)的基極無基極電流，三極管(S2)截止，紅色發(fā)光二極管(LED2)不亮。由于三極管(S1)導(dǎo)通對(duì)三極管(S2)基極電位的鎖定作用，紅色和綠色高亮度LED只能分別發(fā)光，并由外接電阻(R1)控制紅色和綠色LED發(fā)光的轉(zhuǎn)換，而不能同時(shí)發(fā)光。兩只電容(C1、C2)起抗干擾作用。
電路中的紅色高亮度LED和綠色高亮度LED可以互相換位，使得燈頭串外接降壓電阻(R1)時(shí)，綠色LED發(fā)光，紅色LED不亮；在不串外接降壓電阻(R1)時(shí)，紅色LED發(fā)光，綠色LED不亮。
在電路中，影響兩只三極管(S1、S2)基極電流的電阻、穩(wěn)壓二極管(DW1、DW2)及外接電阻(R1)等元件的數(shù)值選配要適當(dāng)。上分壓電阻用兩電阻(R3、R4)串聯(lián)，降壓電阻(R2)用兩只電阻并聯(lián)，電阻(R6)用兩只電阻串聯(lián)，均為便于調(diào)整所用。
外接降壓元件也可以采用外接二極管。串入二極管后，形成半波整流，降低整流輸出的直流電壓，使三極管(S1)截止、綠色LED1不亮，而三極管(S2)導(dǎo)通、紅色LED2發(fā)光。不串外接二極管時(shí)，則綠色LED發(fā)光，紅色LED不亮，即紅綠LED發(fā)光發(fā)生轉(zhuǎn)換。此時(shí)，電路中電阻阻值需要另作選擇。需要指出的是，采用外接二極管時(shí)，會(huì)對(duì)通訊設(shè)備產(chǎn)生干擾。要避免與通訊設(shè)備一起使用。
上述控制紅色和綠色高亮度LED分別發(fā)光的晶體管開關(guān)電路，也可以用場(chǎng)效應(yīng)管、晶閘管等構(gòu)成的開關(guān)電路來替代。
該燈的燈頭除采用螺口式，也可采用直插式。該燈只作信號(hào)燈用，不能作照明燈具使用。單獨(dú)使用不具有隔爆性能，在井下必須放入防爆燈具內(nèi)使用。
電路元件表S1、S2三極管2SD667、C2235R1電阻4.7～6.2KΩ/2WD1～D4整流二極管1N4007×4R2電阻1.3～1.8KΩLED1 綠發(fā)光二極管12～30只 R3、R4電阻10～12KΩLED2 紅發(fā)光二極管12～30只 R5電阻3.9～5.1KΩDW1 穩(wěn)壓二極管4.5～6.5VR6電阻2.7～4.7KΩ/2WDW2 穩(wěn)壓二極管12～18V R7電阻15～33KΩC1電解電容0.68～2.2μF R8電阻82～120KΩC2電解電容22～100μF
權(quán)利要求1.一種礦用信號(hào)顯示燈，包括燈頭、透明外殼、發(fā)光體，其特征在于所說的發(fā)光體為數(shù)只串聯(lián)的紅色高亮度LED和數(shù)只串聯(lián)的綠色高亮度LED；透明外殼內(nèi)有線路板，線路板上有控制紅色高亮度LED和綠色高亮度LED分別發(fā)光的開關(guān)電路以及交流電源整流電路；燈外有串在燈頭與交流電源之間、控制紅色和綠色高亮度LED發(fā)光轉(zhuǎn)換的外接降壓元件；當(dāng)燈頭與交流電源直接連接時(shí)，綠色高亮度LED發(fā)光，紅色高亮度LED不亮；當(dāng)燈頭經(jīng)外接降壓元件連接交流電源時(shí)，紅色高亮度LED發(fā)光，綠色高亮度LED不亮；或者反之。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用信號(hào)顯示燈，其特征在于所說的線路板有主線路板(6)和輔助線路板(11)兩塊，兩塊線路板除焊有電路的電子元件，兼作串聯(lián)成串的紅色高亮度LED和綠色高亮度LED(10)的上、下支架；兩塊線路板間成串的紅色高亮度LED和綠色高亮度LED(10)均勻相間地、呈縱向排布在透明外殼內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用信號(hào)顯示燈，其特征在于所說的控制紅色和綠色高亮度LED分別發(fā)光的開關(guān)電路是晶體管開關(guān)電路，串聯(lián)綠色高亮度LED按正向串接在晶體管(S1)集電極回路中，晶體管(S1)基極經(jīng)穩(wěn)壓二極管(DW1)接電源分壓偏流回路；串聯(lián)紅色高亮度LED按正向串接在晶體管(S2)集電極回路中，晶體管(S2)基極經(jīng)穩(wěn)壓二極管(DW2)接晶體管(S1)的集電極；紅色和綠色高亮度LED的正極經(jīng)降壓電阻(R2)接直流電源正端；所說的外接降壓元件是外接降壓電阻(R1)；當(dāng)燈頭與交流電源直接連接時(shí)，穩(wěn)壓二極管(DW1)反向?qū)ǎw管(S1)導(dǎo)通，綠色高亮度LED發(fā)光；當(dāng)燈頭經(jīng)外接降壓電阻(R1)與交流電源連接時(shí)，穩(wěn)壓二極管(DW1)不導(dǎo)通，而穩(wěn)壓二極管(DW2)反向?qū)?，晶體管(S1)導(dǎo)通，紅色高亮度LED發(fā)光；或者反之。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用信號(hào)顯示燈，其特征在于所說的紅色高亮度LED和綠色高亮度LED的串聯(lián)數(shù)量各為12～30只，交流電源電壓90～150V。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用信號(hào)顯示燈，其特征在于所說的外接降壓元件為外接二極管。
專利摘要一種作井下軌道運(yùn)輸絞車開停信號(hào)用的礦用信號(hào)顯示燈，主要由燈頭、透明外殼、數(shù)只串聯(lián)紅色高亮度LED和數(shù)只串聯(lián)綠色高亮度LED構(gòu)成。透明外殼內(nèi)有線路板，線路板上有控制紅色和綠色高亮度LED分別發(fā)光的開關(guān)電路及電源整流電路。燈外有串在燈頭與交流電源之間、控制紅綠LED發(fā)光轉(zhuǎn)換的外接降壓元件。當(dāng)燈頭直接與交流電源連接時(shí)，開關(guān)電路控制綠色高亮度LED發(fā)光；當(dāng)燈頭經(jīng)外接降壓元件接交流電源時(shí)，開關(guān)電路控制紅色高亮度LED發(fā)光；或反之。該燈耗電少，節(jié)電效果顯著，使用壽命長(zhǎng)，顯示清晰；而且體積小、重量輕、不易破碎，安全可靠，能配合各類防爆燈罩使用?？芍苯尤〈V用127V白熾燈，而且一只代替原來配合使用的兩盞白熾燈。
文檔編號(hào)H01L25/10GK2636066SQ03271100
公開日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2003年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月12日
發(fā)明者孫正啟, 李偉, 張?jiān)? 王洪亮, 孫明, 王宏義 申請(qǐng)人:新汶礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司協(xié)莊煤礦