CH549834A

CH549834A - Anordnung zur automatischen anpassung der leuchtdichte der signallampen von lichtsignalanlagen an die atmosphaerischen sichtverhaeltnisse durch ueberwachung der extinktion der von einer halbleiter-lichtquelle emittierten strahlung.

Info

Publication number: CH549834A
Application number: CH1809372A
Authority: CH
Original assignee: Bolleter Werner
Priority date: 1972-12-12
Filing date: 1972-12-12
Publication date: 1974-05-31

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatischen Anpassung der Leuchtdichte von Lichtsignalanlagen an die atmosphärischen Sichtverhältnisse.

Lichtsignalanlagen haben die Aufgabe, den Personen- und Automobil-, Bahn- oder Schiffsverkehr zu regeln. Sie bestehen aus einer Anzahl Signallampen, welche die elektrischen Signale in Lichtsignale umwandeln. Die Farbtöne Grün - Gelb - Rot werden mit Hilfe geeigneter optischer Filter erreicht. Die Lichtsignale sollen für einen Beobachter klar erkennbar sein.

Ungünstige atmosphärische Verhältnisse, z.B. starker Nebel, Regen, Schneefall usw., und/oder starke Trübung der Luft, z.B. durch Rauchbildung, durch aufgewirbelten Staub usw., beeinträchtigen jedoch die einwandfreie Erkennung der Lichtsignale. Die sichere Regelung des Verkehrs wird dadurch in Frage gestellt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Erkennung der Lichtsignale bei schlechten atmosphärischen Sichtverhältnissen zu verbessern. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass ein von der Strahlung eines Halbleiterelementes beaufschlagter Strahlungsdetektor vorgesehen ist, in welchem ein elektrischer Photostrom, dessen Amplitude von der Extinktion der Strahlung in der Strecke Halbleiterelement-Strahlungsdetektor abhängt, entsteht, der in eine elektrische Spannung umgewandelt wird, die eine elektronische Regelschaltung steuert, die ihrerseits mit der Netzspannung verbunden ist, wobei der Ausgang der elektronischen Regelschaltung mit den Signallampen verbunden ist und alle genannten Elemente mit Ausnahme der Signallampen in einem gemeinsamen Gehäuse, welches mit Öffnungen versehen ist, untergebracht sind.

Das Halbleiterelement kann ein Halbleiter-Laser oder auch ein Lumineszenz-Halbleiter sein. Der Strahlungsdetektor ist vorzugsweise eine Halbleiter-Photodiode oder ein Phototransistor.

Die Erfindung erfüllt die zugrundegelegte Aufgabe vorwiegend deshalb, weil die Intensität der vom Halbleiterelement emittierten Strahlung beim Durchlaufen einer Strecke in der Luft abnimmt, wobei natürlich dafür gesorgt werden muss, dass die die Extinktion bestimmenden Verhältnisse in dieser Strecke die gleichen sind wie diejenigen, welche die Erkennbarkeit der Signallampen bestimmen. Der Grad der Abnahme der Strahlungsintensität hängt von den in der Luft vorhandenen Teilchen ab. Jede Änderung der Strahlungsintensität wird erfindungsgemäss in elektrische Signale umgewandelt, welche die von den Signallampen aufgenommene elektrische Leistung regeln. Eine Abnahme der Strahlungsintensität bewirkt somit eine Zunahme der Leuchtdichte der Lichtanlage und vice versa. Dadurch wird die Leuchtdichte der Lichtsignalanlage den atmosphärischen Sichtverhältnissen angepasst.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachstehend anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen.

Gemäss Fig. 1 fliesst durch eine Galliumarsenid-Laserdiode oder eine Galliumarsenid-Lumineszenzdiode L ein pulsierender elektrischer Strom 1, dessen Amplitude grösser ist als der zum Einsatz der Laser-Strahlung bzw. Lumineszenz-Strahlung erforderliche Schwellenstrom. Der Strom I wird vom Transistor T1 geliefert. DerTransistorT1 istmitHilfederWiderständeR1 und R2, der Kondensatoren C1 und C2 und des Schmitt Triggers ST so geschaltet, dass er Stromimpulse erzeugt. Die Schaltung des Schmitt-Triggers wird hier nicht weiter beschrieben, da sie dem Fachmann bekannt ist. Ein Teil der aus L emittierten Strahlung S fällt auf den Detektor D, vorzugsweise eine Photodiode, welcher mittels des Widerstandes R3 und der Batterie B vorgespannt ist.

Die auf den Detektor fallende Strahlung erzeugt in diesem einen pulsierenden Photostrom PH, dessen Amplitude proportional zur Intensität der einfallenden Strahlung ist. Der Photostrom PH erzeugt über R3 eine pulsierende Spannung. die mit Hilfe des Gleichrichters GL gleichgerichtet wird. Die Spannung am Ausgang des Gleichrichters steuert eine elektronische Regelschaltung RS. Die Regelspannung am Ausgang der elektronischen Regelschaltung regelt die an den Lichtquellen der Signalanlage VL angelegte Wechselspannung U. Über einen zweiten Eingang von RS wird die Netzspannung N angelegt. Die Schaltung des Gleichrichters und die elektronische Regelschaltung werden hier nicht weiter beschrieben, da sie dem Fachmann bekannt sind.

Nimmt nun infolge getrübter Luft in der Strecke zwischen L und D die auf die Photodiode fallende Stahlungsintensität ab, so erzwingt die Regelschaltung eine Erhöhung der an die Lichtquellen (z.B.

Glühlampen) angelegten Spannung. Die Lichtquellen emittieren demzufolge einen grösseren Lichtstrom.

In Fig. 2 ist die ganze Anlage schematisch dargestellt. Der Block 1 enthält den Signalgenerator ST. die Sendediode L, den TransistorT1, die beiden Widerstände R1 und R2 sowie die beiden Kapazitäten C1 und C2. Der Block 2 setzt sich zusammen aus einer Empfangsdiode D, einer Spannungsquelle, dem Gleichrichter GL und der Regelschaltung RS. Die Blöcke 1 und 2 sind im Gehäuse G untergebracht, das eine Öffnung O aufweist. Die Ausgangsspannung U von 2 wird den entsprechenden Lichtquellen im Gehäuse der Lichtsignalanlage GVL eingegeben.

PATENTANSPRUCH

Anordnung zur automatischen Anpassung der Leuchtdichte der Signallampen von Lichtsignalanlagen an die atmosphärischen Sichtverhältnisse durch Überwachung der Extinktion der von einer Halbleiter-Lichtquelle emittierten Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Strahlung des Halbleiterelementes beaufschlagter Strahlungsdetektor vorgesehen ist, in welchem ein elektrischer Photostrom. dessen Amplitude von der Extinktion der Strahlung in der Strecke Halbleiterelememt-Strahlungsdetektor abhängt, entsteht, der in eine elektrische Spannung umgewandelt wird, die eine elektronische Regelschaltung steuert, die ihrerseits mit der Netzspannung verbunden ist, wobei der Ausgang der elektronischen Regelschaltung mit den Signallampen verbunden ist und alle genannten Elemente mit Ausnahme der Signallampen in einem gemeinsamen Gehäuse, welches mit Öffnungen versehen ist, untergebracht sind.

UNTERANSPRÜCHE
1. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement ein Halbleiter-Laser ist.

2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement eine Lumineszenz-Diode ist.

3. Anordnung nach Patentanspruch. dadurch gekennzeichnet, dass als Signallampen Halogen-Metalldampflampen verwendet sind.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatischen Anpassung der Leuchtdichte von Lichtsignalanlagen an die atmosphärischen Sichtverhältnisse.

Lichtsignalanlagen haben die Aufgabe, den Personen- und Automobil-, Bahn- oder Schiffsverkehr zu regeln. Sie bestehen aus einer Anzahl Signallampen, welche die elektrischen Signale in Lichtsignale umwandeln. Die Farbtöne Grün - Gelb - Rot werden mit Hilfe geeigneter optischer Filter erreicht. Die Lichtsignale sollen für einen Beobachter klar erkennbar sein.

Ungünstige atmosphärische Verhältnisse, z.B. starker Nebel, Regen, Schneefall usw., und/oder starke Trübung der Luft, z.B. durch Rauchbildung, durch aufgewirbelten Staub usw., beeinträchtigen jedoch die einwandfreie Erkennung der Lichtsignale. Die sichere Regelung des Verkehrs wird dadurch in Frage gestellt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Erkennung der Lichtsignale bei schlechten atmosphärischen Sichtverhältnissen zu verbessern. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass ein von der Strahlung eines Halbleiterelementes beaufschlagter Strahlungsdetektor vorgesehen ist, in welchem ein elektrischer Photostrom, dessen Amplitude von der Extinktion der Strahlung in der Strecke Halbleiterelement-Strahlungsdetektor abhängt, entsteht, der in eine elektrische Spannung umgewandelt wird, die eine elektronische Regelschaltung steuert, die ihrerseits mit der Netzspannung verbunden ist, wobei der Ausgang der elektronischen Regelschaltung mit den Signallampen verbunden ist und alle genannten Elemente mit Ausnahme der Signallampen in einem gemeinsamen Gehäuse, welches mit Öffnungen versehen ist, untergebracht sind.

Das Halbleiterelement kann ein Halbleiter-Laser oder auch ein Lumineszenz-Halbleiter sein. Der Strahlungsdetektor ist vorzugsweise eine Halbleiter-Photodiode oder ein Phototransistor.

Die Erfindung erfüllt die zugrundegelegte Aufgabe vorwiegend deshalb, weil die Intensität der vom Halbleiterelement emittierten Strahlung beim Durchlaufen einer Strecke in der Luft abnimmt, wobei natürlich dafür gesorgt werden muss, dass die die Extinktion bestimmenden Verhältnisse in dieser Strecke die gleichen sind wie diejenigen, welche die Erkennbarkeit der Signallampen bestimmen. Der Grad der Abnahme der Strahlungsintensität hängt von den in der Luft vorhandenen Teilchen ab. Jede Änderung der Strahlungsintensität wird erfindungsgemäss in elektrische Signale umgewandelt, welche die von den Signallampen aufgenommene elektrische Leistung regeln. Eine Abnahme der Strahlungsintensität bewirkt somit eine Zunahme der Leuchtdichte der Lichtanlage und vice versa. Dadurch wird die Leuchtdichte der Lichtsignalanlage den atmosphärischen Sichtverhältnissen angepasst.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachstehend anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen.

Gemäss Fig. 1 fliesst durch eine Galliumarsenid-Laserdiode oder eine Galliumarsenid-Lumineszenzdiode L ein pulsierender elektrischer Strom 1, dessen Amplitude grösser ist als der zum Einsatz der Laser-Strahlung bzw. Lumineszenz-Strahlung erforderliche Schwellenstrom. Der Strom I wird vom Transistor T1 geliefert. DerTransistorT1 istmitHilfederWiderständeR1 und R2, der Kondensatoren C1 und C2 und des Schmitt Triggers ST so geschaltet, dass er Stromimpulse erzeugt. Die Schaltung des Schmitt-Triggers wird hier nicht weiter beschrieben, da sie dem Fachmann bekannt ist. Ein Teil der aus L emittierten Strahlung S fällt auf den Detektor D, vorzugsweise eine Photodiode, welcher mittels des Widerstandes R3 und der Batterie B vorgespannt ist.

Die auf den Detektor fallende Strahlung erzeugt in diesem einen pulsierenden Photostrom PH, dessen Amplitude proportional zur Intensität der einfallenden Strahlung ist. Der Photostrom PH erzeugt über R3 eine pulsierende Spannung. die mit Hilfe des Gleichrichters GL gleichgerichtet wird. Die Spannung am Ausgang des Gleichrichters steuert eine elektronische Regelschaltung RS. Die Regelspannung am Ausgang der elektronischen Regelschaltung regelt die an den Lichtquellen der Signalanlage VL angelegte Wechselspannung U. Über einen zweiten Eingang von RS wird die Netzspannung N angelegt. Die Schaltung des Gleichrichters und die elektronische Regelschaltung werden hier nicht weiter beschrieben, da sie dem Fachmann bekannt sind.

Nimmt nun infolge getrübter Luft in der Strecke zwischen L und D die auf die Photodiode fallende Stahlungsintensität ab, so erzwingt die Regelschaltung eine Erhöhung der an die Lichtquellen (z.B.

Glühlampen) angelegten Spannung. Die Lichtquellen emittieren demzufolge einen grösseren Lichtstrom.

In Fig. 2 ist die ganze Anlage schematisch dargestellt. Der Block 1 enthält den Signalgenerator ST. die Sendediode L, den TransistorT1, die beiden Widerstände R1 und R2 sowie die beiden Kapazitäten C1 und C2. Der Block 2 setzt sich zusammen aus einer Empfangsdiode D, einer Spannungsquelle, dem Gleichrichter GL und der Regelschaltung RS. Die Blöcke 1 und 2 sind im Gehäuse G untergebracht, das eine Öffnung O aufweist. Die Ausgangsspannung U von 2 wird den entsprechenden Lichtquellen im Gehäuse der Lichtsignalanlage GVL eingegeben.

PATENTANSPRUCH

Anordnung zur automatischen Anpassung der Leuchtdichte der Signallampen von Lichtsignalanlagen an die atmosphärischen Sichtverhältnisse durch Überwachung der Extinktion der von einer Halbleiter-Lichtquelle emittierten Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Strahlung des Halbleiterelementes beaufschlagter Strahlungsdetektor vorgesehen ist, in welchem ein elektrischer Photostrom. dessen Amplitude von der Extinktion der Strahlung in der Strecke Halbleiterelememt-Strahlungsdetektor abhängt, entsteht, der in eine elektrische Spannung umgewandelt wird, die eine elektronische Regelschaltung steuert, die ihrerseits mit der Netzspannung verbunden ist, wobei der Ausgang der elektronischen Regelschaltung mit den Signallampen verbunden ist und alle genannten Elemente mit Ausnahme der Signallampen in einem gemeinsamen Gehäuse, welches mit Öffnungen versehen ist, untergebracht sind.

UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement ein Halbleiter-Laser ist.

2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement eine Lumineszenz-Diode ist.

3. Anordnung nach Patentanspruch. dadurch gekennzeichnet, dass als Signallampen Halogen-Metalldampflampen verwendet sind.