УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ РЕЛЬСОВЫХ СТЫКОВ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, конкретнее к устройствам измерения электрических параметров рельсовых стыков, а именно к устройствам измерения сопротивлений элементов стыка и протекающих по ним токов. Устройство является переносным и может быть использовано для контроля и диагностики состояния рельсового стыка электрифицированного транспорта.
Известно изобретение, обеспечивающее возможность диагностирования исправности элементов токопроводящего стыка за счет выполнения дополнительных операций. При дополнительном измерении токов в основном и дублирующем стыковых рельсовых соединителях вычисляют относительные значения тока в каждом соединителе делением произведения тока через соответствующий соединитель и удельного электрического сопротивления рельсов этому току на падение напряжения на одном метре сплошного рельса [Шаманов В.И., Пультяков А.В., Трофимов Ю.А. Способ диагностирования состояния элементов токопроводящих рельсовых стыков. Патент РФ №2296686. МПК B61L 23/00, опубл. 10.04.2007, БИ №10].
Недостатком данного устройства является ограниченная функциональность вследствие малого количества контролируемых параметров.
Известно устройство для измерения сопротивления рельсовых стыков, содержащее рельс со стыком, последовательно соединенные аккумулятор, стабилизатор тока и выключатель, которые подключены к рельсу со стыком, стабилизатор напряжения, подключенный к аккумулятору [Лабунский Л.С., Моисеева Н.В. Устройство для измерения сопротивления рельсовых стыков. Патент РФ №17505. МПК B61L 23/16. Опубл. 10.04.2001 Бюллетень №10].
Недостатком указанного устройства является низкая точность и достоверность измерений, ввиду малого количества контролируемых параметров.
Указанное устройство выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение точности и достоверности измерения за счет бесконтактного измерения и увеличения числа измеряемых параметров (измерение тока, протекающего по стыковому соединителю, по накладке, по стыку в целом, измерение величины сопротивления стыкового соединителя и всего стыка), а также возможность давать качественную оценку состояния стыкового соединителя и стыка в целом, за счет использования блоков эталонных сигналов и блоков принятия решения.
Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения сопротивления рельсовых стыков, содержащее рельс со стыком, последовательно соединенные аккумулятор, стабилизатор тока и выключатель, усилитель постоянного тока, стабилизатор напряжения дополнительно введены первый и второй разъемные магнитопроводы, причем первым магнитопроводом охвачен стыковой соединитель, вторым магнитопроводом охвачен рельс, четыре датчика Холла, каждый из которых размещен на противоположных внутренних торцах частей магнитопроводов, первый и второй дифференциальные усилители малых сигналов датчиков Холла, первый и второй дифференциальные милливольтметры, вычитатель, первый и второй блоки деления, первый и второй блоки сравнения, первый и второй блоки эталонных сигналов, первый и второй блоки принятия решений и регистрирующий прибор, каждый магнитопровод последовательно соединен с соответствующим дифференциальным усилителем малых сигналов датчиков Холла для нахождения тока в стыковом соединителе и в рельсе, вторые выходы дифференциальных усилителей малых сигналов датчиков Холла соединены с вычитателем для нахождения тока в накладке, первый и второй входы дифференциальных милливольтметров подключены соответственно к обоймам стыкового соединителя и к одному метру рельса со стыком, выходы дифференциальных милливольтметров последовательно соединены с соответствующими первым и вторым делителями, на вход которых поступает сигнал с дифференциальных усилителей малых сигналов датчиков Холла, второй выход каждого делителя последовательно соединен с блоком сравнения, блоком эталонных сигналов, блоком принятия решений, вся информация выведена на регистрирующий прибор, а стабилизатор напряжения питает первый и второй дифференциальные милливольтметры, первый и второй дифференциальные усилители малых сигналов датчиков Холла.
Применение разъемных магнитопроводов с датчиками Холла позволяет получить бесконтактные измерения, а одновременное измерение сразу нескольких параметров (тока, протекающего по стыковому соединителю, по накладке, по стыку в целом, измерение величины сопротивления стыкового соединителя и всего стыка) и использование блоков эталонных сигналов совместно с блоками принятия решений позволяет давать моментальную качественную оценку состояния стыка и его элементов.
На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства.
Устройство для измерения сопротивления рельсовых стыков содержит аккумулятор 1, подключаемый к рельсу через стабилизатор тока 2 и выключатель 3, первый и второй разъемный магнитопровод 4, 5, стабилизатор напряжения 6, первый и второй дифференциальный усилитель малых сигналов датчиков Холла 7, 8, вычитатель 9, первый и второй дифференциальный милливольтметр 10, 11, первый и второй делитель 12, 13, первый и второй блок эталонных сигналов 14, 17, первый и второй блок сравнения 15, 16, первый и второй блоки принятия решений 18, 19 регистрирующий прибор 20.
Устройство работает следующим образом.
Аккумулятор 1 подключается к рельсу через стабилизатор тока 2 и выключатель 3, такое включение позволяет создать в рельсе стабилизированный измерительный ток. Стабилизатор напряжения подключен к аккумулятору, а выход его соединен с первым и вторым дифференциальными усилителями малых сигналов 7 и 8, а также с первым и вторым дифференциальными милливольтметрами 10 и 11.
Для измерения электрических параметров рельсовых стыков необходимо наложить первый магнитопровод 4 на стыковой соединитель, второй магнитопровод 5 на рельс, клеммы первого дифференциального милливольтметра 10 подключить к обоймам стыкового соединителя, клеммы второго дифференциального милливольтметра 11 подключить к одному метру рельса со стыком. Сигнал с первого магнитопровода 4, содержащего датчики Холла, поступает на первый дифференциальный усилитель малых сигналов 7 и на регистрирующем приборе 20 отображается величина тока, протекающего по стыковому соединителю. Сигнал со второго магнитопровода 5 попадает на второй дифференциальный усилитель малых сигналов 8 и на регистрирующий прибор 20, на котором выводится величина тока, протекающего по рельсу. Вторые выходы устройств 7 и 8 соединены с вычитателем 9, который позволяет определить величину тока, протекающего по накладке. Полученный результат также выводится на регистрирующем приборе 20. Для определения сопротивлений стыка и стыкового соединителя необходимо первым дифференциальным милливольтметром 10 определить падение напряжения на стыковом соединителе, а вторым дифференциальным милливольтметром 11 - на одном метре рельса со стыком. Выход первого дифференциального милливольтметра 10 соединен с первым делителем 12, на который также поступает сигнал о токе в стыковом соединителе с элемента 7. Аналогично, второй дифференциальный милливольтметр 11 соединен со вторым делителем 13, на вход которого также поступает сигнал с элемента 8 о величине тока в рельсе. Данные полученные в первом делителе 12 выводятся на регистрирующий прибор 20, это величина сопротивления стыкового соединителя. Соответственно выход второго делителя 13 также соединен с регистрирующим прибором 20, на котором выводится величина сопротивления рельсового стыка. Сопротивление стыка и стыкового соединителя не должны выходить за рамки нормативных, поэтому делители 12 и 13 в свою очередь последовательно соединены соответственно с первым и вторым блоками сравнения 15 и 16, при чем к этим блокам сравнения подключены первый и второй блоки эталонных величин сопротивления стыкового соединителя 14 и сопротивления стыка 17. Выходы блоков сравнения 15 и 16 последовательно соединены с блоками принятия решений 18 и 19 и с регистрирующим прибором 20, на котором выводятся данные о качественном состоянии стыка и необходимости в замене или ремонте.
Предлагаемое устройство можно применять на магистральных железных дорогах, на рельсовом городском электрифицированном транспорте и метрополитене для бесконтактного измерения величины тока, протекающего как по рельсу, так и по элементам стыка, а также для измерения сопротивления элементов стыка.
Устройство позволяет проводить одновременные измерения тока, протекающего по стыковому соединителю, по накладке, по стыку в целом, измерение величины сопротивления стыкового соединителя и всего стыка, а также позволяет диагностировать стыковой соединитель и стыковое соединение в целом, за счет использования блоков эталонных сигналов и блоков принятия решений.