Устройство дистанционного контроля температуры букс средства рельсового транспорта

Устройство дистанционного контроля температуры букс средства рельсового транспорта

Реферат

Изобретение относится к области средств рельсового транспорта, а именно подвижного состава рельсового транспорта, и может быть использовано для контроля состояния подвижного состава рельсового транспорта, и именно температурного режима букс.

Известно (SU, авторское свидетельство 527328, В61L 25/02, 1976) устройство контроля температуры буксы вагона, содержащее контактный датчик температуры, размыкающий контакт которого включен между одним из выводов возвратной обмотки дистанционного переключателя и положительным полюсом источника питания, указатель аварии, подключенный к источнику питания через замыкающий контакт дистанционного переключателя, полупроводниковые триоды прямой проводимости, резисторы и конденсаторы. Размыкающий контакт дистанционного переключателя включен между одним из выводов сигнальной обмотки и дистанционного переключателя и положительным полюсом источника питания. Эммитер - коллекторные переходы триодов включены между выводами соответствующих обмоток дистанционного переключателя и отрицательным полюсом источника питания. База одного из триодов подключена к точке соединения сигнальной обмотки дистанционного переключателя и через параллельно включенные один из резисторов и конденсатор - к отрицательному полюсу источника питания, а база другого триода подключена к точке соединения возвратной обмотки дистанционного переключателя с размыкающим контактом датчика температуры и через другой резистор - к отрицательному полюсу источника питания.

Недостатком известного устройства следует признать непригодность его к оперативному контролю температуры буксы, т.е. невозможность предугадывания аварии.

Известно также (SU, авторское свидетельство 929484, В61К 9/04, 1982) устройство автоматического контроля перегрева букс. Известное устройство содержит термодатчики, установленные в колесных буксах и подключенные к источнику питания через резисторы и к пороговому элементу, выходной транзистор, в коллекторную цепь которого включены элементы сигнализации, и разделительные диоды. Также оно снабжено дополнительными пороговыми элементами, элементом ИЛИ и элементом памяти, подключенным к коллектору выходного транзистора через разделительный диод. Выходы первого дополнительного и порогового элементов через элемент ИЛИ подключены к базе выходного транзистора, один вход первого дополнительного порогового элемента соединен с термодатчиками, а другой - с источником опорного напряжения и с входом второго дополнительного порогового элемента, выход которого соединен с управляющим входом элемента памяти.

Недостатком известного устройства также следует признать непригодность его к оперативному контролю температуры буксы, т.е. невозможность предугадывания аварии.

Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства можно признать (RU, патент 2220866, В61L 25/02, 2004) устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств. Известное устройство содержит электронную метку, выполненную с возможностью дистанционной передачи информации на напольные устройства, размещенные вдоль следования транспортных средств, при этом электронная метка размещена внутри чашеобразного элемента, закрепленного одним из болтов, предназначенных для крепления крышки к буксе, и с использованием двух электропроводных документов, которые подключены к цепи задания кода сигнала, передаваемого электронной меткой, связана с термодатчиком, который размещен во внутренней осевой полости этого же болта. Термодатчик включает корпус, выполненный в виде тонкостенного трубчатого элемента, внешней боковой поверхностью плотно прилегающего к боковой поверхности внутренней полости упомянутого болта. Внутри корпуса термодатчика размещены втулка из электроизоляционного материала, в которой выполнены сквозные каналы для размещения электропроводных элементов от электронной метки, плавкая перемычка, выполненная из электропроводного материала с задаваемой температурой плавления, слой парафина, причем плавкая перемычка размещена между оголенными от изоляции концами электропроводных элементов и непосредственно контактирует с ними и со слоем парафина.

Недостатком известного технического решения следует признать недостоверность полученной информации из-за зависимости генерированного устройством сигнала от температуры внешней среды, что вводит ошибку в измерение температуры буксы. Кроме того, известное устройство не пригодно для определения начальной стадии разогрева буксы, на которой еще возможно предупреждение создания аварийной ситуации.

Техническая задача, решаемая посредством предлагаемой конструкции, состоит в обеспечении возможности оперативного контроля состояния буксы.

Технический результат, получаемый при реализации предлагаемого устройства, состоит в предупреждении аварий подвижного состава рельсового транспорта из-за неисправности букс.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать устройство дистанционного контроля температуры букс средства рельсового транспорта, содержащее, по меньшей мере, один датчик температуры буксы и систему сбора информации о температуре букс, причем система сбора информации установлена на указанном средстве рельсового транспорта и включает приемное устройство и передающее устройство, подключенные к микропроцессору, при этом система сбора информации выполнена с возможностью регистрации сигналов только датчиков температуры, размещенных на указанном средстве рельсового транспорта, и передачи информации о состоянии букс удаленному регистратору. Выбор используемых приемного устройства и передающего устройства системы сбора информации о состоянии букс зависит от способа передачи информации - по проводной связи или по радиоканалу.

Система питания системы сбора информации зависит от места ее размещения. Если указанная система установлена на рельсовом транспортном средстве, снабженном электрическим питанием (электровоз, тепловоз, пассажирский вагон и т.д.), то она может быть подключена через соответствующее переходное устройство к имеющейся системе электропитания. Если же указанная система расположена под товарным вагоном, наливной цистерной или любым другим рельсовым транспортным средством, на котором отсутствует электрическое питание, то система содержит автономный источник электрической энергии (аккумулятор, электрическую батарею или генератор электрического питания).

В зависимости от условий эксплуатации устройства датчик температуры может быть как контактным, так и бесконтактным. В предпочтительном варианте реализации устройства датчик температуры буксы соединен с системой сбора информации по радиоканалу. Такой вариант реализации во многом безопаснее, поскольку отсутствует возможность обрыва проводов между датчиками температуры и системой регистрации информации. Для обеспечения возможности идентификации конкретной буксы системой регистрации (а затем и удаленным регистратором) радиопередатчик, подключенный к датчику температуры буксы, может быть выполнен с возможностью генерирования кодового сигнала (метки), однозначно характеризующего буксу. Также радиопередатчик, подключенный к датчику температуры буксы, может быть выполнен с возможностью генерирования сигнала заданной мощности, достаточной для регистрирования его приемным устройством блока сбора информации, что также является меткой для конкретной буксы.

Микропроцессор системы сбора информации при передаче удаленному регистратору сигнала о начале перегрева буксы вводит дополнительную метку, характеризующую рельсовое транспортное средство, на которой установлена система сбора информации. Сочетание двух меток, характеризующих буксу и рельсовое транспортное средство, позволяет удаленному регистратору однозначно определить место возможного появления аварийной ситуации. Передача информации от буксы в систему сбора информации может быть осуществлена как по расписанию, заложенному в радиопередатчик датчика температуры, так и по программе, заложенной в микропроцессоре системы опроса информации. При реализации второго варианта система сбора информации может быть выполнена с возможностью опроса заданного количества датчиков температуры букс. Известно, что рельсовые транспортные средства содержат, как правило, 2 или 4 колесные пары, т.е. 4 или 8 букс. В этом случае управляющая программа микропроцессора поочередно будет опрашивать только 4 или 8 датчиков температуры букс. В частности, может быть задан алгоритм опроса только радиопередатчиков датчиков температур с заранее обусловленными кодовыми сигналами, или работающих на заранее заданных частотах. В этом случае даже в ситуации, когда в процессе опроса по параллельному железнодорожному полотну будет перемещаться аналогичное рельсовое транспортное средство, системой сбора информации будут зарегистрированы только сигналы, генерированные радиопередатчиками букс рельсового транспортного средства, на котором установлена система сбора информации. Для повышения чувствительности предлагаемого устройства система сбора информации может быть выполнена с возможностью усреднения информации от всех регистрируемых датчиков температуры букс и сравнения полученного усредненного значения с данными, полученными от радиопередатчика каждого датчика температуры. Это позволит учесть вариант использования устройства, при котором происходит разогрев всех букс рельсового транспортного средства или букс, расположенных по одну сторону рельсового транспортного средства, за счет высокой температуры окружающей среды или действия солнечной радиации. Для этой цели возможно также выполнение системы сбора информации с возможностью усреднения информации от регистрируемых датчиков температуры букс, расположенных по одну сторону рельсового транспортного средства, и сравнения полученного усредненного значения с данными, полученными от радиопередатчика каждого датчика температуры этой стороны рельсового транспортного средства. Для устранения появления у удаленного регистратора избыточной текущей информации о нормальном функционировании букс рельсового транспортного средства возможно выполнение системы сбора информации с возможностью передачи сигнала о перегреве буксы при превышении величины сигнала, полученного им от датчика температуры буксы, заранее введенного в блок порогового значения программного обеспечения микропроцессора системы. В зависимости от вида рельсового транспортного средства в качестве удаленного регистратора информации может быть использован регистрирующий блок, установленный в служебном купе проводника пассажирского вагона, или регистрирующий блок, установленный в кабине машиниста рельсового транспортного средства.

В дальнейшем сущность изобретения и его преимущества будут раскрыты с использованием примеров реализации.

1. Разработанное устройство дистанционного контроля температуры букс установлено на четырехосном пассажирском вагоне. Оно содержит восемь бесконтактных датчиков температуры буксы, каждый из которых закреплен на одной из букс вагона. Указанные датчики соединены с системой сбора информации о температуре букс по радиоканалу. Система сбора информации установлена под указанным пассажирским вагоном и содержит приемное устройство и передающее устройство, подключенные к микропроцессору. Приемное устройство системы выполнено с возможностью приема радиосигнала в помехозащищенном диапазоне примерно 869 МГц, в котором способны передавать информацию о температуре букс радиопередатчики бесконтактных датчиков температуры. Частота работы каждого указанного передатчика отличается на 20 Гц. Информацию от других датчиков температуры указанная система сбора информации не регистрирует. Алгоритм работы, заложенный в микропроцессор системы сбора информации, выполнен с возможностью опрашивания поочередно датчиков температуры, установленных на этом вагоне, с интервалом 10 минут. Также алгоритм выполнен с возможностью при получении информации о превышении температуры буксы своего вагона заранее заданного интервала температур передавать по радиоканалу информацию в служебное купе проводника вагона, а также в служебное купе начальника поезда. При этом передаваемая информация содержит для проводника вагона сведения о номере аварийной буксы, а для начальника поезда, кроме того, и о номере вагона.

2. Устройство выполнено аналогично примеру 1, но установлено в средней части дна товарного вагона. В этом случае информация о номере аварийной буксы и номере вагона, под которым она установлена, поступает машинисту поезда.

3. Указанное устройство выполнено аналогично примеру 1, но меткой для буксы является величина мощности сигнала, передаваемого радиопередатчиком датчика контроля температуры.

4. Указанное устройство выполнено аналогично примеру 2, но радиопередатчики датчиков температуры выполнены с возможностью передачи информации только после превышения температуры буксы на заранее установленную величину.

Использование предлагаемого устройства позволяет выявить разогрев буксы на ранней стадии, что обеспечивает предотвращение аварийной ситуации.

1. Устройство дистанционного контроля температуры букс средства рельсового транспорта, содержащее, по меньшей мере, один датчик температуры буксы и систему сбора информации о температуре букс, отличающееся тем, что датчик температуры буксы соединен с системой сбора информации по радиоканалу, система сбора информации установлена на указанном средстве рельсового транспорта и включает радиоприемное устройство и радиопередатчик, подключенные к микропроцессору, при этом система сбора информации выполнена с возможностью регистрации сигналов только датчиков температуры, размещенных на указанном средстве рельсового транспорта, и передачи информации о состоянии букс удаленному регистратору, а также возможностью опроса заданного количества датчиков температуры букс, с возможностью усреднения информации от всех регистрируемых датчиков температуры букс и сравнения полученного усредненного значения с данными, полученными от радиопередатчика каждого датчика температуры, с возможностью усреднения информации от регистрируемых датчиков температуры букс, расположенных по одну сторону рельсового транспортного средства и сравнения полученного усредненного значения с данными, полученными от радиопередатчика каждого датчика температуры.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиопередатчик, подключенный к датчику температуры буксы, выполнен с возможностью генерирования кодового сигнала, однозначно характеризующего буксу.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиопередатчик, подключенный к датчику температуры буксы, выполнен с возможностью генерирования сигнала заданной мощности, достаточной для регистрирования его приемным устройством блока сбора информации.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве средства рельсового транспорта использованы пассажирский вагон, товарный вагон, цистерна, локомотив, дрезина.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что использован контактный датчик температуры.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что использован бесконтактный датчик температуры.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система сбора информации выполнена с возможностью регистрирования сигналов, генерированных заданными радиопередатчиками.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система сбора информации выполнена с возможностью передачи сигнала о перегреве буксы при превышении величины сигнала, полученного им от датчика температуры буксы, заранее введенного в блок порогового значения.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве удаленного регистратора информации использован регистрирующий блок, установленный в служебном купе проводника пассажирского вагона.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве удаленного регистратора информации использован регистрирующий блок, установленный в кабине машиниста рельсового транспортного средства.