Устройство контроля состояния рельсовой линии

Устройство контроля состояния рельсовой линии

Реферат

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и предназначено для контроля состояния рельсовой линии.

Известно устройство контроля состояния рельсовой линии в виде рельсовой цепи, содержащей источник питания, ограничитель тока, добавочные сопротивления, фильтры, выпрямители, аналого-цифровые преобразователи, приборы релейного и питающего концов смежных рельсовых цепей, первый и второй трансформаторы, постоянные запоминающие устройства, регистр, генератор тактовых импульсов, логические элементы И, рельсовую линию [А.С. СССР SU 1799787 А1, МПК B61L 23/16. Рельсовая цепь. Авторы: Полевой Ю.И., Стрельцов С.К., БИ №9, 1993 г.].

Недостатками данного устройства являются низкая шунтовая чувствительность и большой расход электроэнергии.

Известно устройство контроля состояния рельсовой линии, содержащее генератор, фильтр, выпрямитель, два АЦП, регистр памяти, два программируемых запоминающих устройства (ППЗУ), генератор тактовых импульсов, логические элементы И, рельсовую линию, устройства согласования (согласующие трансформаторы), четыре регистра, два ППЗУ, пять компараторов, четыре логических элемента И, два логических элемента ИЛИ, два триггера, переключающее устройство [патент РФ №2340499, МПК B61L 23/16. Устройство контроля состояния рельсовой линии. Авторы: Полевой Ю.И., Трошина М.В., Якобчук А.И., опубл. 10.12.2008].

Недостатками данного устройства являются низкая шунтовая чувствительность и большой расход электроэнергии не зависимо от наличия или отсутствия поезда на рельсовой линии.

Данное техническое решение принято авторами в качестве прототипа.

Техническим результатом является повышение шунтовой чувствительности и снижение расхода электроэнергии.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство контроля состояния рельсовой линии, содержащее выпрямители, сглаживающие фильтры, аналого-цифровые преобразователи, образующие преобразователи сигналов, генератор, полосовые фильтры, согласующие трансформаторы, рельсовую линию, постоянное программируемое запоминающее устройство (ППЗУ), компараторы, триггер, дополнительно введены резистор, блок задания порогового напряжения, одновибратор, два блока занятия, два блока освобождения, причем к питающему концу рельсовой линии через первый согласующий трансформатор подключены первый блок освобождения и первый блок занятия через первый полосовой фильтр, выход которого соединен с генератором через резистор, параллельно которому подключены последовательно включенные первый выпрямитель, первый сглаживающий фильтр, первый аналого-цифрового преобразователь, образуя первый преобразователь сигнала, выход которого соединен со входом В первого компаратора, вход А которого соединен с блоком задания порогового напряжения, выход - с входом S триггера, вход R которого соединен со вторым блоком освобождения через выход второго компаратора, а выход - с генератором и вторым блоком освобождения через одновибратор. К приемному концу рельсовой линии через второй согласующий трансформатор подключены второй блок занятия и второй блок освобождения через второй полосовой фильтр, выход которого соединен с последовательно включенными вторым выпрямителем, вторым сглаживающим фильтром, вторым аналого-цифровым преобразователем, которые образуют второй преобразователь сигнала, выход которого соединен с входом А ППЗУ и входом В второго компаратора, вход А которого соединен с выходом ППЗУ, вход С которого соединен с одновибратором.

Дополнительное введение резистора, блока задания порогового напряжения, одновибратора, двух блоков занятия, двух блоков освобождения позволит повысить шунтовую чувствительность при занятии контролируемой рельсовой линии и сократить потребление электроэнергии контролирующей аппаратурой до уровня, необходимого и достаточного для надежного контроля состояния данной рельсовой линии при отсутствии поезда.

На чертеже приведена схема устройства контроля состояния рельсовой линии. Устройство содержит первый блок освобождения 1, первый блок занятия 2, включающий в себя генератор 3, резистор 4, первый полосовой фильтр 5, первый преобразователь сигнала 6, блок задания порогового напряжения 7, первый компаратор 8, триггер 9, первый согласующий трансформатор 10, второй согласующий трансформатор 11, второй блок занятия 12, второй блок освобождения 13, включающий в себя одновибратор 14, постоянное программируемое запоминающее устройство (ППЗУ) 15, второй компаратор 16, второй полосовой фильтр 17, второй преобразователь сигнала 18, второй выпрямитель 19, второй сглаживающий фильтр 20, второй аналого-цифровой преобразователь 21, первый выпрямитель 22, первый сглаживающий фильтр 23, первый аналого-цифровой преобразователь 24, рельсовую линию 25.

Вся аппаратура, контролирующая свободность и занятость рельсовых линий, размещена в блоках освобождения 1 и 13 и блоках занятия 2 и 12 централизованно на станции. К питающему концу рельсовой линии 25 через первый согласующий трансформатор 10 подключены первый блок освобождения 1 и первый блок занятия 2 через первый полосовой фильтр 5, выход которого соединен с генератором 3 через резистор 4, параллельно которому подключены последовательно включенные первый выпрямитель 22, первый сглаживающий фильтр 23, первый аналого-цифрового преобразователь 24, образуя первый преобразователь сигнала 6, выход которого соединен со входом В первого компаратора 8, вход А которого соединен с блоком задания порогового напряжения 7, а выход - с входом S триггера 9, вход R которого соединен со вторым блоком освобождения 13 через выход второго компаратора 16, а выход - с генератором 3 и вторым блоком освобождения 13 через одновибратор 14. К приемному концу рельсовой линии 25 через второй согласующий трансформатор 11 подключены второй блок занятия 12 и второй блок освобождения 13 через второй полосовой фильтр 17, выход которого соединен с последовательно включенными вторым выпрямителем 19, вторым сглаживающим фильтром 20, вторым аналого-цифровым преобразователем 2, которые образуют второй преобразователь сигнала 18, выход которого соединен с входом А ППЗУ 15 и входом В второго компаратора 16, вход А которого соединен с выходом ППЗУ 15, вход С которого соединен с одновибратором 14.

Содержимое первого блока освобождения 1 аналогично второму блоку освобождения 13, содержимое второго блока занятия 12 аналогично первому блоку занятия 2.

Устройство контроля состояния рельсовой линии работает следующим образом. От генератора 3 через резистор 4, первый полосовой фильтр 5, первый согласующий трансформатор 10 на питающий конец рельсовой линии 25 поступает маломощный сигнал частотой f (движение слева направо). Напряжение на резисторе 4 пропорционально значению тока питающего конца рельсовой линии 25. Переменное напряжение на резисторе 4 прикладывается к входу первого преобразователя сигнала 6, в котором первый выпрямитель 22, первый сглаживающий фильтр 23 и первый аналого-цифрового преобразователь 24 преобразуют переменное напряжение в цифровой сигнал. Этот сигнал поступает на вход В первого компаратора 8, на вход А которого подается значение порогового напряжения занятия от блока задания порогового напряжения 7. При подходе поезда возрастает ток питающего конца, а следовательно, и падение напряжения на резисторе 4 и цифровой сигнал на входе В первого компаратора 8. После того как значение сигнала на входе В превысит пороговое значение на входе А первого компаратора 8, на его выходе появится потенциал логической единицы и взведет триггер 9. На выходе триггера 9 также появляется потенциал логической единицы, что обеспечивает перевод генератора 3 в форсированный режим. На выходе генератора 3 появляется усиленный сигнал, который через резистор 4, первый полосовой фильтр 5, первый согласующий трансформатор 10, рельсовую линию 25, второй согласующий трансформатор 11, второй полосовой фильтр 17 поступает на вход второго преобразователя сигнала 18, в котором второй выпрямитель 19, второй сглаживающий фильтр 20, второй аналого-цифровой преобразователь 21 преобразуют переменное напряжение в цифровой сигнал, который поступает на вход А ППЗУ 15 и вход В второго компаратора 16. При повышении потенциала на входе одновибратора 14 на его выходе появляется короткий импульс, по срезу которого в ППЗУ 15 записывается цифровой сигнал с выхода второго аналого-цифрового преобразователя 21. На выходе ППЗУ 15 также появляется двоичный код, значение которого превышает значение на входе на 20% (так запрограммировано ППЗУ 15). Это напряжение соответствует пороговому напряжению освобождения. Длительность импульса одновибратора 14 превышает интервал времени, в течение которого проходят переходные процессы в полосовых фильтрах 5 и 17 после повышения напряжения на выходе генератора 3.

При выходе поезда с рельсовой линии 25 повышается напряжение приемного конца, а следовательно, значение цифрового сигнала на входе В второго компаратора 16. Когда это значение превысит пороговое, которое подается на вход А с выхода ППЗУ 15, на выходе второго компаратора 16 повысится потенциал, что приведет к сбросу триггера 9, а затем и к возвращению генератора 3 в обычный режим. На выходе генератора 3 снизится напряжение, схема приходит в исходное состояние, которое является ждущим режимом.

Таким образом, при отсутствии поезда питание рельсовой линии 25 осуществляется в режиме энергосбережения генератора 3. Другим преимуществом устройства является исключительно высокая шунтовая чувствительность при занятии рельсовой линии 25. Это вызвано тем, что питающий и приемный концы в ждущем режиме расположены на одной ординате, т.к. длина рельсовой линии равна нулю.

Предлагаемое устройство позволит снизить расход электроэнергии, повысить шунтовую чувствительность, а следовательно, и безопасность движения поездов.

Устройство контроля свободности рельсовой линии, содержащее выпрямители, сглаживающие фильтры, аналого-цифровые преобразователи, образующие преобразователи сигналов, генератор, полосовые фильтры, согласующие трансформаторы, рельсовую линию, постоянное программируемое запоминающее устройство (ППЗУ), компараторы, триггер, отличающееся тем, что в него дополнительно введены резистор, блок задания порогового напряжения, одновибратор, два блока занятия, два блока освобождения, причем к питающему концу рельсовой линии через первый согласующий трансформатор подключены первый блок освобождения и первый блок занятия через первый полосовой фильтр, выход которого соединен с генератором через резистор, параллельно которому подключены последовательно включенные первый выпрямитель, первый сглаживающий фильтр, первый аналого-цифровой преобразователь, образуя первый преобразователь сигнала, выход которого соединен со входом В первого компаратора, вход А которого соединен с блоком задания порогового напряжения, в выход - с входом S триггера, вход R которого соединен со вторым блоком освобождения через выход второго компаратора, а выход - с генератором и вторым блоком освобождения через одновибратор, к приемному концу рельсовой линии через второй согласующий трансформатор подключены второй блок занятия и второй блок освобождения через второй полосовой фильтр, выход которого соединен с последовательно включенными вторым выпрямителем, вторым сглаживающим фильтром, вторым аналого-цифровым преобразователем, которые образуют второй преобразователь сигнала, выход которого соединен с входом А ППЗУ и входом В второго компаратора, вход А которого соединен с выходом ППЗУ, вход С которого соединен с одновибратором.