Принцип работы перегонного оборудования - Модернизация аппаратуры контроля подвижного состава на перегоне Зябровка-Тереховка

Перегонное оборудование делится на напольное и постовое. Напольное оборудование устанавливается непосредственно на пути и предназначено для считывания информации с подвижного состава: реализует способ контроля исправности буксовых узлов подвижного состава по уровню инфракрасной энергии, излучаемой корпусом буксового узла в окружающее пространство. Напольное оборудование включает: считывающие устройства - основные и вспомогательные напольные камеры (ОНК и ВНК) с приемниками ИК-излучения (болометрами), датчики прохода колесных пар, датчик наличия поезда в зоне контроля (рельсовая цепь наложения), устройство контроля схода подвижного

Состава. В момент захода поезда на участок контроля обесточивается рельсовая цепь наложения, датчики вырабатывают электрические сигналы при проходе колесных пар подвижных единиц в зоне их размещения. Считывание производится в моменты нахождения колесных пар в зоне действия приемника. По сигналам от датчиков осуществляется счет осей и подвижных единиц в поезде, а также определяются моменты начала и окончания прохода в поле зрения приемников ИК-излучения колесных пар, т. е. сигналы от датчиков выделяют по отношению к измерительному тракту пространство или длину стробирования. Попадание буксового узла в это пространство (при правильной установке датчика) зависит от двух причин - скорости буксового узла (скорости подвижного состава) и постоянной времени срабатывания датчика (время от момента прохода колесной пары до выработки электрического сигнала). В рассматриваемой системе диагностики подвижного состава применяются магнитоиндукционные датчики. Конструктивно магнитоиндукционный датчик прохода колес состоит из магнитной головки и крепежного устройства и устанавливается внутри колеи на подошве рельса. Внутри магнитной головки на стальном основании установлена катушка с находящимся внутри нее постоянным магнитом. При установке расстояние от головки рельса до датчика выбирается таким, чтобы при проходе колеса воздушный зазор между гребнем и магнитом был минимальным, но достаточным для исключения механического контакта даже при максимально возможном прокате колеса. Принцип действия датчика основан на явлении электромагнитной индукции. При отсутствии колеса в зоне установки датчика магнитный поток постоянного магнита замкнут через крепежное устройство, рельс и воздушный зазор между головкой рельса и одним из полюсов. При проходе гребня колеса в воздушном зазоре происходит изменение магнитного потока следующим образом: сначала, когда величина воздушного зазора уменьшается, магнитный поток увеличивается и достигает своего максимального значения в момент нахождения центра колеса над центром датчика; затем, когда величина воздушного зазора увеличивается, магнитный поток уменьшается и достигает исходного значения в момент выхода колеса из воздушного зазора (из зоны действия датчика). При возрастании магнитного потока в катушке индуцируется ЭДС, создающая импульс напряжения колоколообразной формы положительной полярности, при убывании магнитного потока индуцируемая в катушке ЭДС создает импульс напряжения отрицательной полярности. Однако анализ статистических данных работы системы КТСМ-02 определил ряд существенных недостатков применения магнитоиндукционных датчиков прохода колес:

    1) датчики прохода колес имеют большую постоянную времени срабатывания (=2.5 мс), размер этой постоянной велик, поскольку при больших скоростях начало стробирования будет приходиться не на момент прохода колесной пары через датчик счета осей, а значительно позже, также будет смещен и конец стробирования, а это влечет за собой то, что сканирование будет продолжаться не с поверхности буксового узла, а с других областей (боковая рама тележки, рама вагона, при отсутствии пола в раме - с неба, солнце); 2) при резких торможениях, увеличении скорости, неоднократных колебаниях скорости подвижного состава на участке контроля, при прохождении поездом контрольного участка со скоростью меньше 30 км/ч наблюдаются устойчивые сбои в счете осей подвижного состава; 3) необходимость частой регулировки положения датчиков; 4)частые повреждения датчиков при возникновении непосредственного контакта последних с ободами колес подвижного состава.

Таким образом, целями изобретения являются:

    - уменьшение количества ложных показаний аппаратурой КТСМ-02; - повышение стабильности и точности работы датчиков счета осей; - улучшение эксплуатационно-технических показателей аппаратуры КТСМ-02 в целом.

Поставленные цели достигаются применением в аппаратуре КТСМ-02 лазерного датчика расстояния, работающего по принципу оптической триангуляции (триангуляционный лазерный датчик). Выбор бесконтактного датчика можно сделать, руководствуясь следующими критериями:

    - материал объекта измерения; - расстояние до объекта измерения; - скорость движения объекта измерения; - тип выходного сигнала; - габариты датчика.

Оптические датчики, работающие по принципу оптической триангуляции, в отличие от других оптодатчиков позволяют измерять расстояния в широком диапазоне - от очень малого до метра и больше. Эти датчики обладают высокой точностью и скоростью измерения на больших расстояниях, отличаются хорошими характеристиками выходного сигнала и нетребовательны к геометрии объекта измерения, его материалу. Габариты оптических датчиков незначительны, и поэтому их монтаж можно осуществить практически в любых условиях. Воздействие внешних неблагоприятных условий (дождь снег, град, частицы, поднимаемые сильным ветром), безусловно, влияет на показания датчиков, однако это влияние минимально и точность измерений практически не изменяется, так как в алгоритме работы датчика заложена возможность проводить интегральные измерения при довольно большой частоте измерений (количество точек усреднения). Таким образом, использование оптических бесконтактных датчиков для распознавания рельефа поверхности буксового узла наиболее предпочтительно, поскольку именно этот тип датчиков отвечает основным требованиям. Для применения в системе КТСМ-02 предлагается использовать модель датчика - РФ603-Х/750 фирмы "РИФТЭК". Корпус датчика выполнен из анодированного алюминия. Датчик устанавливается таким образом, чтобы контролируемый объект располагался в зоне рабочего диапазона датчика. Кроме того, в области прохождения падающего на объект и отраженного от него излучения не должно находиться посторонних предметов. При контроле объектов сложной формы и текстуры необходимо минимизировать попадание зеркальной составляющей отраженного излучения во входное окно датчика. В основу работы датчика положен принцип оптической триангуляции. Данные от датчика (результаты измерений) могут быть получены по последовательному интерфейсу и/или на аналоговом выходе. По последовательному интерфейсу результаты можно получить как по разовым запросам, так и автоматически потоком данных. Установку оптического датчика необходимо произвести внутрь напольной камеры с целью обеспечения оптимальных температурных условий работы. Оптический датчик крепится внутри напольной камеры на корпус приемной капсулы, при монтаже необходимо соблюсти центровку установки датчика с оптической осью болометра согласно установочным размерам. Заслонка открывается электромагнитом через тягу согласно стандартной работе напольного оборудования КТСМ-02.Компьютерное моделирование работы оптического бесконтактного датчика.

Похожие статьи




Принцип работы перегонного оборудования - Модернизация аппаратуры контроля подвижного состава на перегоне Зябровка-Тереховка

Предыдущая | Следующая