ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК ФИКСАЦИИ ФАКТА ПРОХОДА КОЛЕСА

Полезная модель относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использована для фиксации факта прохода оси колеса над заданной точкой железнодорожного полотна.
В настоящее время для дистанционного мониторинга колесных пар подвижного состава широко используются измерительные комплексы, принимающие переизлученное конкретной точкой движущегося колеса лазерное излучение, по которому возможно восстановление конкретных параметров колес (высота гребня, ширина и толщина обода, диаметр по поверхности катания колеса) и степени их износа, от которых в основном зависит безопасная эксплуатация колесной пары. Для обеспечения высокой точности измерения указанного комплекса, необходимо точное знание положения цента оси движущегося колеса относительно зоны измерения комплекса.
Известен индуктивный датчик фиксации факта прохода колеса, содержащий мост переменного тока, состоящий из двух катушек индуктивности, каждая из которых состоит из двух плоских катушек, размещенных на общем плоском основании и включенных согласно для сигнального тока и встречно для внешних электромагнитных полей помех, при этом вход моста соединен с выходом генератора переменного тока, его выход подключен ко входу фазочувствительного детектора, синхронизирующий вход которого соединен с генератором переменного тока, а выход фазочувствительного детектора через фильтр низких частот подключен к выходу датчика (см. а.с. СССР №1684143, кл. В 61 К 9/12, 1989 г.).
Недостатками известного устройства является невозможность обеспечения высокой степени точности фиксации момента прохода оси колеса заданной точки железнодорожного пути, привязанной к системе координат измерительного комплекса, как при минимальной, так и при максимально возможной скорости движения железнодорожного состава на данном участке пути, в том числе при различной высоте гребня колес, в присутствии значительного уровня электромагнитных помех. Ошибка в определении момента прохода оси колеса заданной точки непосредственно влияют на определение скорости поступательного движения колес, что в свою очередь вызывает ошибку в результатах измерения геометрических параметров поверхности катания и профиля колес.
Задачей данного технического решения является повышение точности фиксации момента прохода оси колеса над заданной точкой железнодорожного пути.
Технический результат в индуктивном датчике фиксации факта прохода колеса, содержащем мост переменного тока, вход которого соединен с выходом генератора переменного тока, а его выход подключен ко входу фазочувствительного детектора, синхронизирующий вход которого соединен с генератором переменного тока, а выход фазочувствительного детектора через фильтр низких частот подключен к выходу датчика, достигается тем, что мост переменного тока представляет собой индуктивный трансформатор с Н-образным разомкнутым сердечником, содержащий одну входную первичную обмотку, являющуюся входом моста и четыре вторичные обмотки, включенные встречно-попарно и образующие выход моста.
На фиг.1 представлена структурная схема заявляемого устройства.
На рис.2 представлены временные диаграммы работы основных электронных узлов устройства.
На фиг.3 представлен датчик заявляемого устройства - индуктивный трансформатор с Н-образным разомкнутым сердечником, содержащий одну входную первичную обмотку, являющуюся входом моста и четыре вторичные обмотки, включенные встречно-попарно.
ВЫХ
ВЫХ
Устройство содержит датчики 1 и 2, установленные на рельсе по ходу движения в начале, а датчики 3 и 4 - в конце участка, в пределах которого производится измерение параметров поверхности колеса. Первичные обмотки индуктивных датчиков 1-4 подключены к выходу генератора периодических колебаний 5. Выходы датчиков 1 и 3 подключены к прямым входам компараторов 6, а выходы датчиков 2 и 4 соответственно к прямым входам компараторов 7. К инверсным входам компараторов 6 подключен источник порогового напряжения Uп1, а инверсные входы компараторов 7 подключены к выходам датчиков 1 и 3. Компараторы 6 при таком подключении вырабатывают выходные сигналы логической «1», если уровни выходных сигналов датчиков 1 и 3 (U_l) сравняются с уровнем порогового значения Uп1, то есть U 1 ≥ Uп1.
Уровень порогового напряжения Uп1 должен быть выше амплитуды собственных шумов электронных схем и внешних помех для того, чтобы исключить возможность срабатывания устройства от этих влияющих факторов.
ВЫХ
ВЫХ
ВЫХ
Компараторы 7 вырабатывают выходные сигналы логической «1», если уровни выходных сигналов датчиков 2 и 4 (U 2) сравняются с уровнями выходных сигналов датчиков 1 и 3 соответственно, то есть U 2 ≥ U 1. При движении колеса в
момент равенства сигналов датчиков 1 и 2 или 2 и 4 проекция оси колеса окажется точно в середине расстояния между центрами соответствующих датчиков (при условии, что чувствительность датчиков одинакова).
Выходные сигналы компараторов 6 и 7 поступают на входы логической схемы «И» - 8. В момент совпадения выходных логических сигналов от компараторов 6 и 7, подключенных к паре датчиков 1 и 2, осуществляется запуск одновибратора 9, вырабатывающий импульс заданной длительности, который через оптронную развязку (на схеме не показана) поступает на контрольно-измерительный комплекс и осуществляет его включение. Далее при перемещении колеса над датчиками 3 и 4 в момент совпадения выходных логических сигналов от компараторов 6 и 7 осуществляется запуск одновибратора 9, который вырабатывает импульс на отключение контрольно-измерительного комплекса.
На временной диаграмме (фиг.2) представлен характер изменения сигналов, которые формируются на выходе соответствующих узлов при движении колеса в направлении от первого датчика к четвертому:
ВЫХ
U 1 - сигналы датчиков 1 и 3;
ВЫХ
U 2 - сигналы датчиков 2 и 4;
ВЫХ
U 6 - сигналы компараторов 6;
ВЫХ
U 7 - сигналы компараторов 7;
ВЫХ
U 8 - сигналы логических схем совпадения 8;
ВЫХ
U 9 - сигналы одновибраторов 9.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет сформировать сигналы над строго заданными точками рельсового пути.