ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно, к оптическому приборостроению и может быть использована для обнаружения на ходу поезда вагонов с повышенными колебаниями (отрицательной динамикой), связанными с нарушением геометрии деталей ходовых частей вагона, и для измерения этих колебаний на предприятиях МПС.
Известно оптико-электронное устройство (SU, 1788499 А1), содержащее фотоприемник, концентратор, в качестве объектива - многощелевой пластинчатый растр, усилитель, работающее в средах с большим содержанием аэрозолей, пыли или водяных брызг.
Недостатком устройства является погрешность измерения оптических характеристик при переменных погодных условиях, сложность конструкции (в частности строение измерительного растра).
Задачей предлагаемого технического решения является осуществление регистрации изменения величины колебания объектов большой протяженности или с неровной наружной поверхностью без проведения специальных котировочных работ с используемыми датчиками, фильтрация помех, создаваемых внешними источниками излучения, и повышение надежности работы.
Поставленная задача решается тем, что оптико-электронное устройство, содержащее фотоприемник, концентратор, объектив, усилитель, дополнительно содержит стробоскопический излучатель, управляемый блоком цифровой обработки сигналов, полосовой фильтр, который вместе с усилителем образует блок аналоговой обработки сигналов, поступающих с фотоприемника, снабженного однощелевым растром.
Стробоскопический излучатель обеспечивает подсветку поверхности объекта измерения инфракрасным излучением в импульсном режиме, что позволяет производить измерения в независимости от помех, создаваемых
внешними источниками излучения, например, солнцем.
Подсветка осуществляется через однощелевой растр, что определяет зону подсвечивания, и управляется микроконтроллером, входящим в состав блока цифровой обработки сигналов.
Блок цифровой обработки данных введен в устройство для управления стробоскопическим излучателем, оцифровки сигнала с целью окончательного выделения полезного сигнала и получения помехозащищенного кода.
Усилитель и полосовой фильтр представляют блок аналоговой обработки устройства, где происходит фильтрация и усиление полезного сигнала.
Концентратор создает угол принимаемой на фотоприемник освещенности. В предлагаемом техническом решении роль концентратора выполняет щель в шайбе крепления фотоприемника.
Предлагаемое техническое решение поясняется следующими чертежами:
Фиг.1 - Главный вид оптико-электронного устройства;
Фиг.2 - Вид сбоку оптико-электронного устройства в разрезе.
Оптико-электронное устройство состоит из корпуса (1), в котором расположены стробоскопический излучатель (2) с однощелевым растром (3), фотоприемник, представляющий собой фотодиод, (4) с однощелевым растром (5), блок аналоговой обработки сигналов (6), в состав которого входят усилитель и полосовой фильтр и блок цифровой обработки сигналов (7). Роль концентратора выполняет угловая щель в однощелевом растре (8).
По отношению к поверхности измеряемого объекта оптико-электронное устройство располагается на удалении, под заданным углом в зависимости от зоны перекрытия поверхности исследуемого объекта.
Оптико-электронное устройство работает следующим образом:
При появлении на контролируемом участке железной дороги железнодорожного состава оптико-электронное устройство переходит из энергосберегающего режима в режим измерения. Микроконтроллер, входящий в
состав блока цифровой обработки сигналов, генерирует сигнал определенной частоты, тем самым управляя стробоскопическим излучателем. Инфракрасные лучи на поверхности исследуемого вагона образуют световое пятно. В зависимости от отклонения боковой неровной поверхности вагона на объектив фотоприемника, выполненного в виде однощелевого растра, поступают отраженные лучи определенной яркости и частоты. Эти лучи, пройдя через растр фотоприемника, попадают на сам фотоприемник, выполненный в виде фотодиода. С фотодиода сигнал поступает на блок аналоговой обработки сигнала, где происходит предварительное усиление сигнала, фильтрация полезного сигнала от помех посредством полосового фильтра, и окончательное усиление сигнала. Далее преобразованный сигнал поступает на блок цифровой обработки сигнала, где происходит оцифровка полезного сигнала, окончательная обработка и преобразование полученной информации в пакет данных, отражающих изменения величины колебаний вагонов железнодорожного состава, по которым определяют вагоны с отрицательной динамикой.
Таким образом, заявленная полезная модель реализует все обозначенные авторами задачи:
1. Возможность работы устройства в независимости от погодных условий.
2. Повышение надежности.
3. Измерение величины колебания вагонов ж\д состава группой устройств без проведения специальных котировочных работ.
Кроме того, возможно расширение функциональных возможностей устройства, в зависимости от применяемого программного обеспечения.