色灯信号机

固定信号机的一种

色灯信号机也是固定信号机的一种，是铁路信号重要的基础设备之一。色灯信号机利用不同颜色的灯光来显示不同意义的信号，发出各种运行条件下的行车指令，直接影响着铁路运输的安全和效率。

光学系统发展

色灯信号机依据机构的不同，可分为探照式与透镜式两种。探照式的用一组机构和一个灯泡就可显示多种不同颜色的信号，故又称为单灯式。透镜式的每一组透镜只能发出一种颜色的灯光，如要显示多种不同颜色灯光时，必须有多组透镜和多个灯泡，故称多灯式。光学系统是色灯信号机的核心，包括透镜组和光源两部分。光学系统决定着灯光信号显示的质量。

探照式色灯信号机

探照式色灯信号机光系统如图1所示。探照式色灯信号机的色灯信号机构有一个可随电流方向变化而转动的三色玻璃框，当某一种颜色玻璃对准灯泡时，就显示那种玻璃颜色的灯光，因而它的一组透镜可以显示红、黄、绿三种颜色灯光。探照式信号机光源利用充分、体积小，但光系统及变色机构较复杂。滤色片安装在金属框内，金属框由极性电磁机构带动可绕其轴转动，用以改变灯光信号的颜色。由于旋转轴曾多次发生卡阻故障、没有故障—安全功能、引起过信号显示升级等原因，探照式色灯信号机在我国已被逐渐淘汰。国外探照式色灯信号机虽然没被取消，但在使用中非常注意高可靠性指标的控制。有的已经利用光纤将光从灯泡传到单灯信号机的镜面，而无需继电器或机械转动部件，可靠性非常高。

镜式色灯信号机

透镜式色灯信号机光系统(菲涅尔透镜光系统)如图2所示。透镜式色灯信号机结构简单，便于维修，使用方便。透镜式的色灯信号机构包括凸透镜、电灯座及灯泡、遮檐、背板等。它的每一组透镜只能给出一种颜色灯光。在采用适当的背板及遮檐时一，可以很好地避免阳光和机车前照灯照射时产生的幻象显示(假显示)。透镜式色灯信号机的光系统中采用的全是菲涅尔透镜组，故又称菲涅尔透镜光系统。菲涅尔透镜由于具有厚度薄、吸收少、重量轻的特点，相对孔径可以做得很大而保持较小的球面象差，使得光源的利用率比较高，因此在聚光照明系统中占有特殊的地位。我国早在20年代就采用了透镜式色灯信号机，全路装有大约40多万架。

XSZ135型组合式信号机

80年代后期我国铁路出现了复合材料、铝合金制作的信号机构，采用了更加方便的组合式结构。但近50年来，透镜式色灯信号机只是在材质和机械结构上有些变化外，其透镜系统始终没有改进。只是借鉴外国V 136型色灯信号机研制出了XSZ135型组合式信号机构等非球面透镜系统(仍属于透镜式色灯信号机)，其光学系统见图3。由于非球面透镜是由很重的、结构非常特殊的光学玻璃制造而成，成本很高。因此只在少数曲线区段，为解决弯道不间断显示问题而试用。

使用的光源

信号机光源最早采用过110V 15W的白炽灯泡，也用过30V40W(人字形灯丝)的信号灯泡。后来出现过1OV10W, 12V15W和12V25W等铁路信号专用灯泡。60年代后推广过双丝(U形丝)信号灯泡。80年代后推广了12V 15W双螺旋直丝信号灯泡，这种灯丝形状比较合理，一直沿用至今。

由上可以看出，国内绝大多数信号机几十年来一直使用着图2所示的菲涅尔透镜并用白炽灯泡作为光源，即“菲涅尔透镜+白炽灯泡”的组合方式。

光系统情况

国外铁路色灯信号机光系统的情况见图4。从图4中了解到的国外铁路情况看，其透镜式色灯信号机光系统也主要采用了菲涅尔透镜，光源也大多是采用白炽灯泡。另外，我国向北欧及南亚许多国家出口菲涅尔透镜已经多年，说明这些国家的铁路也多在使用透镜式色灯信号机。

存在主要问题

色灯信号机构是涉及到行车安全的设，铁道部对该设备的质量很重视，铁道部产品质量检验中心定期进行质量抽检，抽检合格的产品才允许使用，近年来产品质量有所提高，但仍存在一些问题，主要有：

(1)信号透镜的颜色问题

有的厂家按用户要求，为了提高显示距离，片面提高信号透镜的透过率，使颜色变淡，主要发生在绿色透镜，颜色坐标超出标准规定，有的产品用肉眼都能明显看出不是绿色，做为主要行车命令的绿色信号，出现这种情况是非常危险的，必须引起足够的重视。

铁道行业标准所规定的颜色范围是基于国际照明委员会(CIE)第4分部1975年推荐的结果制定的，CIE1994年出版的技术报告对信号灯颜色推荐标准做了回顾和分析，推荐了新的灯光信号颜色标准。CIE107-1994新的信号灯颜色标准更有利于识别信号，应该在我国铁路信号上尽快使用。

(2)信号灯泡问题

铁路信号灯炮不同于一般照明灯泡，除了光电参数外，光中心高度公差要求严格，更换灯泡后不致于降低信号灯的发光强度。有的灯泡不能满足这一要求。由于现场电管部门维修费用有限，灯泡一直使用到断丝报警才予以更换，这样做不利于安全。灯泡寿终光通量比初始光通量低，信号显示距离会降低。使用到规定时间后应立即更换。

(3)灯光调整问题

以前，色灯信号机的焦点调整工作由电务段的灯光调整工区负责，大部分电务段已取消灯光调整工区。有的电务段不知道使用照度计测量发光强度，仍然使用硅光电池，用光电流和“灯丝倒影法”来调光，不够科学和规范。信号机构各灯位的方向调整及整个机构的方向调整也很重要，往往被用户忽视，应该按TB/T2353-93的规定“透镜式色灯信号机各灯位光轴方向应互相平行，水平方向角度偏差应不大于1°；垂直方向角度偏差应不大于0.6°”进行调整。

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