УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ КОНТАКТНОГО ПРОВОДА В ПЛАНЕ

Полезная модель относится к области автоматики устройств электроснабжения железных дорог и может быть использована для определения положения контактного провода в вагонах - лабораториях для испытания контактной сети.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения положения контактного провода в плане, содержащее полоз токоприемника и измерительный элемент, в котором полоз токоприемника выполнен коробчатой конструкции, в полости которого по всей длине размещены расположенные вплотную друг к другу вихретоковые датчики с соответствующими блоками обработки сигналов, входы которых связаны с выходами упомянутых датчиков, а выходы блоков обработки сигналов соединены со входом регистрирующего устройства, например ЭВМ, причем корпус каждого вихретокового датчика выполнен в виде параллелепипеда из легкого изоляционного материала, например, пенопласта с центральным сквозным резьбовым отверстием, в котором помещена завинчивающаяся проводящая регулировочная втулка, и с находящимися на внешней поверхности корпуса двумя обмотками, одна из которых размещена вблизи рабочей поверхности датчика, а другая - на некотором расстоянии от первой обмотки.
(Свидетельство на полезную модель №7949, МКИ 6 В 60 М 5/00, G 01 R 31/00, опубликовано в бюллетене №10, 1998 г.)
При всех достоинствах известного устройства для определения положения контактного провода в плане следует отметить температурную нестабильность дискретных датчиков, расположенных в полости полоза токоприемника, а также нетехнологичность их изготовления и сборки.
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данной полезной модели, является улучшение температурной стабильности вихретоковых датчиков, повышение надежности работы устройства, упрощение технологии изготовления датчиков и конструкции в целом.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения положения контактного провода в плане, содержащее полоз токоприемника коробчатой конструкции с размещенными в нем по всей длине вихретоковыми датчиками и соответствующими блоками обработки сигналов, - включает в себя генератор и n идентичных измерительных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных между собой
вихретокового датчика, смесителя, компаратора, регистра, при этом один выход генератора соединен с обмоткой возбуждения вихретокового датчика соответствующего измерительного канала, а другой выход генератора соединен со вторыми входами смесителей соответствующих измерительных каналов, при этом управляющие входы каждого регистра соответствующего канала соединены с выходом блока сбора и передачи информации, регистры соответствующих измерительных каналов последовательно связаны между собой и с информационным входом блока сбора и передачи информации, выход которого подключен к регистрирующему устройству, например, к ЭВМ.
Обмотка возбуждения и измерительная обмотка вихретоковых датчиков, выполненные фотолитографическим способом, расположены на двух, параллельно размещенных по всей длине полоза токоприемника фольгированных текстолитовых платах, жестко соединенных с вертикальной прямоугольной платой, на которой размещены соответствующие каждому вихретоковому датчику блоки обработки сигналов соответствующих измерительных каналов, с одной стороны, и с вертикальными опорами - с другой стороны.
Обмотка возбуждения вихретоковых датчиков состоит из двух плоских витков прямоугольной формы, включенных между собой последовательно, при этом один виток размещен по периметру прямой стороны верхней текстолитовой платы, а другой виток - по периметру оборотной стороны нижней текстолитовой платы.
Измерительная обмотка вихретокового датчика выполнена в виде двух, расположенных в непосредственной близости друг от друга, прямоугольных витков, один из которых размещен на прямой стороне верхней текстолитовой платы, а другой виток размещен симметрично первому на оборотной стороне нижней текстолитовой платы, при этом каждая пара таких витков включены между собой встречно.
На фиг.1 представлена блок - схема устройства; на фиг.2 - конструкция вихретоковых датчиков, расположенных в полозе токоприемника; на фиг.3 - схема соединения витков измерительной обмотки вихретокового датчика.
(1÷n)
(1÷n)
(1÷n)
(1÷n)
Устройство для определения положения контактного провода в плане содержит (фиг.1) блок сбора и передачи информации 1, генератор 2, n измерительных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных между собой вихретоковых датчиков 3, смесителей 4, компараторов 5, регистров 6.
(1÷n)
(1÷n)
Один выход генератора 2 соединен с обмоткой возбуждения вихретокового датчика 3 соответствующего канала, другой выход генератора 2 соединен со вторыми входами смесителей 4 соответствующих измерительных каналов.
(1÷n)
Управляющие входы каждого регистра 6 соответствующего измерительного
(1÷n)
канала соединены с выходом блока сбора и передачи информации 1. Регистры 6 соответствующих измерительных каналов последовательно связаны между собой и с информационным входом блока сбора и передачи информации 1, выход которого подключен к регистрирующему устройству (ЭВМ) - на фигуре не показано.
(1÷n)
Обмотка возбуждения 7 и измерительная обмотка 8 вихретоковых датчиков 3 (фиг.2), выполненных фотолитографическим способом, размещены на двух параллельно расположенных по всей длине полоза токоприемника фольгированных текстолитовых платах 10 и 11, жестко соединенных с вертикальной прямоугольной платой 13 на которой размещены соответствующе каждому вихретоковому датчику блоки обработки сигналов соответствующих измерительных каналов (на фигуре не показаны), с одной стороны, и с вертикальными опорами 12 с другой стороны.
(1÷n)
Обмотка возбуждения 7 вихретоковых датчиков 3 состоит из двух плоских витков прямоугольной формы, включенных межу собой последовательно (фиг.3), при этом один виток размещен по периметру прямой стороны верхней текстолитовой платы 10, а другой виток - по периметру оборотной стороны нижней текстолитовой платы 11.
(1÷n)
Измерительная обмотка 8 вихретоковых датчиков 3 выполнена в виде двух, расположенных в непосредственной близости друг от друга, прямоугольных витков, один из которых размещен на прямой стороне верхней текстолитовой платы 10, а другой виток размещен симметрично первому на оборотной стороне нижней текстолитовой платы 11, при этом каждая пара таких витков включены между собой встречно.
Устройство работает следующим образом.
i
i
i
i
i
С первого выхода генератора 2 (фиг.1) напряжение поступает на возбуждающую обмотку 7 всех вихретоковых датчиков, находящихся в полости полоза токоприемника (фиг.2). Одновременно с этим со второго выхода генератора 2 напряжение той же частоты поступает на вторые входы смесителей 4 n измерительных каналов. Обмотка возбуждения 7 вихретоковых датчиков 3 n измерительных каналов создает электромагнитное поле, ЭДС которого одинакова в витках измерительной обмотки 8 вихретокового датчика 3, включенных между собой встречно (фиг.3) и размещенных симметрично на верхней 10 и нижней 11 текстолитовых платах (фиг.2). Поэтому напряжение на выходах вихретоковых датчиков 3 n измерительных каналов равно нулю.
i
i
При нахождении контактного провода в рабочей зоне полоза токоприемника в проводе наводятся вихревые токи, которые, в свою очередь, создают электромагнитное поле, противоположное полю, создаваемому обмоткой возбуждения 7 вихретокового датчика 3, находящегося под контактным проводом.
i
i
В витках измерительной обмотки 8 вихретокового датчика 3, находящегося под
i
i
контактным проводом, ЭДС электромагнитного поля становится различной. Поэтому на выходе вихретокового датчика 3, находящегося под контактным проводом, возникает напряжение, отличное от нуля, которое поступает на первый вход смесителя 3 соответствующего измерительного i-го канала.
i
i
i
С выхода смесителя 4 отфильтрованный сигнал поступает на вход компаратора 5 соответствующего i-го измерительного канала, а с выхода компаратора 5 информационный сигнал поступает на вход регистра соответствующего i-го измерительного канала.
i
i
В регистре 6 периодически производится запись информационного сигнала, а далее информационный сигнал с выхода регистра 6 поступает на вход блока сбора и передачи информации 1, с выхода которого информация поступает на вход регистрирующего устройства, например, ЭВМ (на фиг. не показано).
1÷n
Управляющий сигнал с выхода блока сбора и передачи информации 1 поступает на управляющие входы регистров 6 соответствующих информационных каналов.
Таким образом определяют наличие контактного провода в зоне действия i-го вихретокового датчика 3 соответствующего измерительного канала.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по научным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели, позволили установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявляемой полезной модели.
Определение из перечня аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявляемой полезной модели, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявляемая полезная модель "Устройство для определения положения контактного провода в плане" соответствует критерию "Новизна".
Критерий полезной модели "промышленная применимость" подтверждается тем, что данное устройство может быть эффективно использовано в компьютеризированных вагонах-лабораториях по испытанию контактной сети для определения положения контактного провода в плане.