Устройство для замера и регистрации износа контактного провода

Устройство для замера и регистрации износа контактного провода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМЕРА И РЕГИСТРАЦИИ ИЗНОСА КОНТАКТНОГО ПРОВОДА, содержащее установленные на токоприемнике подвижного средства измерительный полоз и кронштейн, на котором расположены источники и приемники светового излучения с экранами,и блок W 8 5 6 Ч oftpaS fHuf dSuiffeHu/tл fтокоприемник регистрации, соединенный через оптоэлектронный преобразователь с каждым из приемников светового излучения, отлич ающе е ся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительными источниками и приемниками светового излучения, расположенными по длине полоза рядами , и дополнительными экранами, разделяющими приемники излучения на отдельные секции, причем соответствующие приемники излучения разных секций одного ряда соединены параллельно друг другу, а дополнительные экраны в каждом ряду приемников излучения установлены друг от друга i на расстоянии, равном ширине отраженного от поверхности контактного провода луча на уровне установки приемников, при этом излучатели расположены между собой на расстоянии, большем максимального расстояния между двумя контактными проводами. дэ«г. f

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) В 60 М 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 я86 6 Я ддимсРниР

/тоюолрме мник и. 3) фиг. f (21) 3399090/27-11 (22) 18 02.82 (46) 30.01 84. Бюл Р 4 (72) И.A. Беляев, С.И. Беляев и В.И. Беляев (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (53) 621 ° 332.2(088.8) (56) 1. Патент Франции М 2359004, кл. В 60 М 1/13 1976

2. Авторское свидетельство СССР

Р 844405, кл. В 60 М 1/12, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМЕРА И РЕГИСТРАЦИИ ИЗИОСА КОИТАКТИОРО содержащее установленные на токопри- емнике подвижного средства измерительный полоз и кронштейн, на кото- ром расположены источники и приемники светового и злу чения с э кран ами, и блок

„„SU„„А регистрации, соединенный через оптоэлектронный преобразователь с каждым из приемников светового излучения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительными источниками и . приемниками светового излучения, расположенными по длине полоза рядами, и дополнительными экранами, разделяющими приемники излучения на отдельные секции, причем соответствующие приемники излучения разных секций одного ряда соединены параллельно друг другу, а дополнительные экраны в каждом ряду приемников излучения установлены друг от друга на расстоянии, равном ширине отра- Е

O женного от поверхности контактного провода луча на уровне установки приемников, при этом излучатели расположены между собой на расстояния, большем максимального расстояния между двумя контактными проводами. Я

1070038

Изобретение относится к электрическому транспорту и может быть использовано в устройствах диагностики контактных проводов.

Известны устройства для замера и регистрации износа контактного провода, содержащее установленные на транспортном средстве световод, источники излучения и измерительную головку, перемещаемую вдоль специального полоза и соединенную с сер" водвигателем (,П .

Однако указанное устройство из-за сложнбсти конструкции измерительной .головки обладает недостаточной надежностью и точностью измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для замера и . регистрации износа контактного провода, содержащее установленные на токоприемнике подвижного средства измерительный полоз и кронштейн, на .котором расположены источники и приемники светового излучения с экранами, и блок регистрации, соединенный через оптоэлектронный преобразователь с каждым иэ приемников световог излучения.

Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точности и . скорости измерения, особенно при измерении нескольких проводов одной подвески.

Цель изобретения — повышение точности измерения известных устройств.

Поставленная цель достигается тем что устройство для замера и регистрации износа контактного провода, содержащее установленные на токопри.емнике подвижного средства измерительный полоз и кронштейн, на котором расположены источники и приемники светового излучения с экранами, и блок регистрации, соединенный через оптоэлектронный преобразователь с каждым иэ приемников све,тового излучения, снабжено дополнительными источниками и приемниками светового излучения, расположенными по длине полоза рядами, и дополнительными экранами, разделяющими приемники излучения на отдельные секции, причем соответствующие приемники излучения разных секций одного ряда соединены параллельно друг другу, а дополнительные экраны в каждом ряду приемников излучения установлены друг от друга на рас-. стоянии, равном ширине отраженного от поверхности контактного провода луча на уровне установки приемников, при этом излучатели расположены между собой на расстоянии„ большем мак- симального расстояния между двумя контактными проводами.

На фиг. 1 приведено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2

10,схема размещения основных элементов устройства одного ряда измерительно го полоза; на фиг. 3 — электрическая схема устройства (для одного ряда); на фиг, 4 - пример записи измерений износа, Рассмотрим устройство на одном иэ возможных примеров конкретного выполнения. На подвижных рамах 1 (фиг. 1) токоприемника установлен измерительный полоз, состоящий,из токосъемного (типового) полоза 2 и нескольких рядов кронштейнов 3, соединенных между собой коромыслами 4.

На каждом из кронштейнов 3 в верхней части установлены источники излучения (светодиоды) 5, закрытые кожухами и оборудоваиные линзами б с малыми фокусными расстояниями, обеспечивающими излучение из одной точки и направляющими инфракрасные лучи в сторону контактного провода 7, Внизу каждого кронштейна закреплены приемники излучения (фотодиоды)

8, защищенные от попадания прямых солнечных лучей экранами 9. о

Измерительный полоз в процессе измерения износа контактного провода соприкасается,с последним иэносостойкими контактными элементами 10, 30 между линзами б и контактным проводом 7 постоянно сохраняется определенный воздушный зазор. токосъемный полоз 2 установлен на подвижных рамах 1 асимметрично

5 для выравнивания весовых моментов от

3 масс, расположенных по разным сторонам от места .закрепления измерительного полоза на верхнем шарнире 11 подвижных рам. Верхний шарнир ll выполнен таким образом, что позволяет

40 производить поворот измерительного полоза вокруг него на 180 в плане.

Линзы б расположены на большем расстоянии от светодиодов; чем от контактного провода, при малом фокус.-

45 ном расстоянии линз этим обеспечивается малое расстояние между фокусами линз и поверхностью 12 трения провода (фиг. 2).

По сравнению с последним расстоянием расстояние между фотодиодами и поверхностью трения провода в несколько раэ больше, чем обеспечивается высокая точность измерений износа. Фотодиоды каждого ряда

55 сгруппированы в секции, между которыми установлены дополнительные экраны 13, не пропускающие инфрак-. расные лучи. Длина каждой секцйи равна ширине отраженного луча на уровне приемников излучения при мак60 симальном износе контактного провода.

Расстояние между соседними светодиодами 5 одного ряда (фиг. 2) принято таким, что расстояние между соседними положениями провода, попадающего в зону обнаружения, боль107 0038 ше максимально. возможного расстояния между контактными проводами одной контактной подвески.

Линзы 6 над светодиодами 5 установлены таким образом, что лучи от светодиодов, расположенных над той

5 или иной секцией фотодиодов, отражаются от поверхностей трения контактных проводов только на фотодиоды данной секции.

Светодиоды 5 получают питание от 10 импульсного генератора 14 (фиг. 3).

Сигнал от каждого фотодиода 8 поступает на усилители 15, фильтр-пробку

16 и оптоэлектронный преобразователь 17, например оптрон, состоящий 15 из светодиода и фотодиода. Фотодиод .оптрона в открытом состоянии шунтирует резистор 18.

Резисторы 18 кажДого ряда (количество этих резисторов равно количест-0 ву фотодиодов в одной секции) соединены последовательно между собой и с резистором 19, параллельно которому подключен вход измерительного канала быстродействующего самопишущего прибора (самописца), и подсоединены к мосту 20, создающему пульсирующее напряжение.

Пульсирующее напряжение необходимо для того, чтобы через каждую половину периода происходило- закрытие фотодиодов тех .оптоэлектронных преобразователей 17, через светодиоды которых в данный момент ток не протекает.

Количество измерительных каналов самописца, а следовательно, и цепей резисторов, равно числу рядов фотодиодов на измерительном полозе.

Расположение светодиодов и фотодиодов несколькими рядами (на нес- 40 кольких кронштейнах 3) вызвано не- обходимостью иметь меньшйй шаг замеров износа провода, чем тот, который может обеспечить расположение их в один ряд. 45

Для уменьшения количества усилителей, фильтров-пробок, оптронов и резисторов, что обеспечивает повышение надежности, соответствующие фотодиоды разных секций одного ряда запараллелены между собой. Иными словами, например,в ряду A запаралле лены между собой фотодиоды Р 1 сек-. ций 1 П Ц! H T.p.-(П 1 Пд Пр1 H т Z.) сигналы от которых поступают на пер вый общий усилитель; далее запараллелены между собой фотодиоды 9 2 этих секций (ПД1.,Пд, П д и т.д.), сигналы от которых поступают на второй общий усилитель и т.д. 60

В эксплуатационной практике обычно нет необходимости в измерении из" носа малоизношенного контактного провода, т.е. измерение начинают при определенной наименьшей ширине поверхности трения. В связи с этим с целью уменьшения количества элементов измерительной схемы в сред- . них частях всех секций на длине, соответствующей ширине отраженного луча при наименьшей измеряемой ширине поверхности трения, фотодиоды 8 не установлены (фиг . 2).

Для удобства расшифровки лент самописца, т.е. для определения, к какому контактному проводу (правому или левому по ходу движения) относится тот или иной замер износа, устройство снабжено двумя отметчиками, каждый из которых состоит из излучателя 21, установленной над ним линзы 22, ocb которой ориентирована вертикально, и расположенного под ними приемника 23 излучения. Эти отметчики размещены на разных сторонах измерительного полоза на расстоянии от его середины несколько меньше минимального зигзага контактного провода, наиболее удаленного от оси пути. Каждый из двух приемников 23 излучения подает сигнал при проходе контактного провода над излучателем

21 через свои усилители на отдельный канал самописца.

Устройство работает следующим образом.

При попадании поверхности 12 трения контактного провода 7 в зону проходящего через линзу 6 излучения одного из светодиодов 5, инфракрасные лучи отражаются от этой поверхности и попадают на несколько фотодиодов

8. Чем шире поверхность 12 трения (зависящая от износа контактного провода), тем больше количество фотодиодов 8, на которые одновременно падают отраженные инфракрасные лучи.

Сигнал от каждого возбужденного фотодиода 8, усиленный усилителями

15, через фильтр-пробку 16 попадает на блок 17. В результате этого соответствующий резистор 18 оказывается зашунтированным и ток в цепи всех резисторов 18 данного ряда и резистора 19, а следовательно, и напряжение на входе измерительного канала самописца возрастут на определенную величину.

Таким образом, положением конца пишущего устройства (пера) канала самописца, принадлежащего данному ряду, определяется количество зашунтированных резисторов 18, т.е. количеством фотодиодов 8, на которые в этот момент падают инфоракрасные лучи, отраженные от поверхности 12 трения или, в конечном счете, шириной поверхности трения контактного провода.

Внешний фокус линзы 0 расположен близко к поверхности 12 трения, а фотодиоды — на значительно большем расстоянии. Поэтому малые изменения

1070038!

Если, например, отметчики в данном пролЕте А сработали сначала от 45 правого провода (П), а затем от леширины поверхнбсти трения приводят к значительным изменениям количест-. ва облучаемых фотодиодов; это значит, что предлагаемое устройство обеспечивает высокую. точность измерений.

В процессе поперечного (относительно измерительного полоза) смещения контактного провода в пролете контактной сети данный провод в определенный момент перестает находиться в зоне излучения указанного светодиода и его сигнал пропадает.

В дальнейшем в зону излучения этого светодиода попадает другой контактный провод(еслй он имеется в контакт-. !5 ной подвеске) и производится измерение ширины его поверхности трения.

Первый контактный провод в это время еще не доходит до зоны потока инфракрасных лучей от следующего светодиода. Этот провод попадает в зону излучения от второго светодиода лишь после того, как второй контакт- ный провод уйдет из зоны излучения первого светодиода. Таким же образую 25 происходит облучение провода и от следующих светодиодов.

Наличие отметчиков позволяет при анализе ленты самописца с записью износа двух контактных проводов лег- З0 ко определять, к какому иэ проводов относится каждый замер. В каждом пролете контактной сети, которому соответствует отрезок ленты между осями

0101 и Oq Og (проведенными по середине между соответствующими четырьмя отметками левого и правого отметчикрв (фиг. 4) последовательность замеров правого (П) по ходу движения вагона-лаборатории и левого (Л) кон тактного проводов соответствует по- 40 следовательности срабатывания отметчиков. вого (Л), то и замеры износа относятся сначала к правому проводу (П), затем - к. левому (Л), затем - снова к правому и т.д.; в следующем пролете — наоборот (здесь следует иметь в виду, что в зоне зигзагов контактного провода отметки левого отметчика расположены в последовательности Л-П-П-Л, а правого отметчика — в последовательности П-Л-Л-П).

Измерение износа контактного провода производят нри движении токоприемника кронштейнами З,вперед, это исключает запыление светодиодов и фотодиодов продуктами износа, которые выносятся встречным .потоком воздуха из скользящего контакта. Для этого на вагоне-лаборатории ставят два токоприемника, измерительные полозы которых сориентированы в разные стороны.

При наличии экранов 9 и расположении светодиодов 5 на высоких стойках иэ листового металла попадание прямых солнечных лучей на фотодиоды.

8 практически исключено (поскольку на средних широтах солнце в зенитене располагается) при любом направлении движения вагона.

Устройство обеспечивает возможность измерения износа как одинарного, так и двойного контактного провода с высокой точностью (не более 0,2 мм по ширине поверхности трения), в любое время суток (включая солнечную погодУ) и при любой скорости движения. Если учесть, что прототип позволяет производить измерения износа при скорости движения не свыше 50 км/ч, и принять, что по условиям движения оборудованного . предлагаемыми устройством вагона-лаборатории в парном графике его скорость составляет 100-125 км/ч, то можно заключить, что по.сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает повышение производительности в 2-2,5 раза °

1070038 фиест.Ф/э и отме

Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035р Иосква, Ж-35,. Раушская наб., д. 4/5

Заказ 11.632/20

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Наумов

Редактор A. Власенко Техред.Л.14икеш Корректор И. Эрдейи