СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ДЕФОРМАЦИЙ РЕЛЬСОВЫХ ПЛЕТЕЙ БЕССТЫКОВОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

Полезная модель относится к контрольно-измерительным системам для проверки состояния железнодорожного полотна и может быть использовано для измерения деформаций при горизонтальных, вертикальных и продольных перемещениях рельсовых плетей железнодорожного пути.
Известна система для контроля напряженного состояния рельсовых плетей, включающая маячные шпалы, установленные напротив пикетных столбов, с метками на них, а также метками как на рельсе, так и на рельсовой прокладке (см. Технические указания по устройству, кладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути. ТУ-2000 Москва «Транспорт» http://www.norm-load.ru/SNiP/Data1/9/9431/index.htm).
Недостатком известного устройства является высокая трудозатратность контроля деформационных изменений, требующая длительных переходов путевыми обходчиками. Другим недостатком является сложность проведения контрольных измерений в непогодных условиях.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для измерения продольных перемещений рельсовой плети железнодорожного пути, содержащее транспортное средство, установленные на нем бесконтактный датчик для обнаружения метки на рельсовой плети и бесконтактный датчик для обнаружения метки на репере, соединенные с регистрирующим устройством, снабженное установленными на транспортном средстве вторым бесконтактным датчиком для обнаружения метки на рельсовой плети, счетчиками импульсов, генератором тактовой частоты и вычислительным устройством, при этом бесконтактные датчики для обнаружения метки на рельсовой плети разнесены вдоль транспортного средства и соединены с регистрирующим устройством через соответствующие счетчики импульсов и вычислительное устройство, а бесконтактный датчик для обнаружения метки на репере соединен с регистрирующим устройством через счетчик импульсов, один из входов которого соединен с выходом первого по направлению движения транспортного средства датчика для обнаружения метки на рельсовой плети, и вычислительное устройство, причем упомянутый генератор импульсов подключен к соответствующим входам счетчиков импульсов (см. патент РФ №2174082, МПК B61K 9/08, опубл. 27.09.2001, Бюл. №17).
Недостатком такого устройства является низкая точность и сложность бесконтактного обнаружения меток и реперов, особенно, если они загрязнены и недостаточно освещены. Кроме того, устройство применимо только для контроля деформации при измерении продольных перемещений рельсовых плетей железнодорожного пути.
Задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности контроля за счет регистрации деформаций при измерении горизонтальных, вертикальных и продольных перемещений рельсовой плети железнодорожного пути.
Указанный технический результат достигается тем, что система контроля деформации рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути, содержащая установленные на транспортном средстве бесконтактный датчик обнаружения дефектов, связанный с регистрирующим устройством и вычислительное устройство, система снабжена связанным с датчиком электронным модулем обработки данных и картой памяти, подключенной к источнику питания, коммутационному аппарату и дисплею с индикаторами информации, при этом датчик обнаружения дефектов, оснащенный светодиодом освещения, выполнен в виде установленных диаметрально противоположных зеркальных уловителей затенения, в виде секторов, закрепленных на радиально ориентированных пустотелых втулках, и каплю незамерзающей жидкости, размещенную в центре датчика, причем электронный модуль обработки данных состоит из последовательно соединенных фоточувствительного устройства, усилителя, компаратора, аналого-цифрового преобразователя, шифратора, сумматора, цифроаналогового преобразователя, дешифратора, оперативно - запоминающего устройства, при этом сумматор подключен к усилителю, а дешифратор - к дисплею с индикаторами информации, а датчик обнаружения дефектов оснащен жестко закрепленным на нем через слой диэлектрика магнитом, и заключена в цилиндрическом корпусе со съемной крышкой, и установлена на металлической части транспортного средства.
Заявляемое решение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на фиг. 2 - конструкция датчика обнаружения дефектов.
Заявляемая система контроля, установленная на транспортном средстве, содержит датчик обнаружения дефектов 1, подсоединенный к электронному модулю обработки 2, состоящему из последовательно соединенных фоточувствительного устройства 3, усилителя 4, компаратора 5, аналого-цифрового преобразователя 6, шифратора 7, сумматора 8, цифроаналогового преобразователя 9, дешифратора 10, оперативно-запоминающего устройства 11, дисплей с индикаторами информации 12, блок коммутации 13, подключенный к источнику питания 14. Датчик обнаружения дефектов 1 выполнен из установленных диаметрально противоположно зеркальных уловителей затенения 16, в виде секторов, закрепленных на радиально ориентированных пустотелых втулках 17, и капли незамерзающей жидкости 18, размещенной в центре датчика и оснащен светодиодом освещения 19. Капля 18 имеет возможность сдвига влево-вправо, вверх-вниз, вперед-назад, что позволяет определять деформации при горизонтальных, вертикальных и продольных перемещениях рельсовых плетей железнодорожного пути. Датчик 1 имеет постоянный магнит для закрепления на металлической поверхности транспортного средства и соединен с ним через диэлектрик, для получения достоверной информации результатов измерений, без магнитных искажений.
Устройство монтируют следующим образом.
Датчик обнаружения дефектов 1 устанавливают на металлической поверхности транспортного средства, неподвижность которого обеспечивается силой магнитов. Поверху диэлектрика монтируют электронный модуль, изготовленный ранее в заводских условиях. Далее поэтапно и послойно устанавливают оперативно-запоминающее устройство, блок коммутации и интерактивный индикатор (дисплей), подключенный к источнику питания. Затем собранное устройство помещают в цилиндрический корпус со съемной крышкой и устанавливают на металлическую поверхность транспортного средства.
Устройство работает следующим образом.
При движении транспортного средства, на котором закреплен датчик, в условиях биения или деформационных изменений капля 18 радиального уровня сдвигается на втулку 17. При этом она затеняет зеркальный уловитель 16, преграждает поступление света на него от светодиода 19. Когда происходит затенение, в фоточувствительном устройстве 3 появляется электрический сигнал в виде электрического напряжения, так как капля 18 уровня в период передвижения способствует преобразованию кинетической энергии в электрическую. Сигнал усиливается и обрабатывается электронным модулем. Любое отклонение капли 18 будет отображаться на экране дисплея 12 и возбуждать фоточувствительное устройство 3 в электронном модуле.
Фоточувствительное устройство 3 срабатывает на затенение, сигнал усиливается усилителем сигнала 4 и поступает в компаратор 5, где происходит сравнение поступающего сигнала с оптимальным значением, полученным ранее опытным путем на экспериментальном участке железнодорожного пути, определяется его работоспособность и устанавливается оптимальное значение длительности задержки капли 18. Затем сигнал поступает в цифроаналоговый преобразователь 6, преобразуется в цифровой код и далее, поступая в шифратор 7, шифруется и суммируется по количеству дефектов (деформационных изменений) в сумматоре 8 и далее сигнал после прохождения цифроаналогового преобразователя 9 и дешифратора 10, записывается оперативно-запоминающим устройством 11 и отображается на экране дисплея 12. Время задержки капли 18 во втулке 17 будет соответствовать численному значению дефекта. Информация о дефектах по всем отклонениям капли 18 преобразовывается в оперативно-запоминающем устройстве 11 в удобный вид для записи, чтения и визуального наблюдения. Время задержки сопоставляется с цифровым рядом, например, от 0 до 9. Если при цифре 5 будет оптимальное значение, то от 0 до 5 значения дефектов будут незначительны и не запоминаются оперативно-запоминающим устройством 11 и картой памяти. Если выше 5, то значение фиксируется и информация регистрируется и запоминается в карте памяти (внешнее запоминающее устройство) и будет высвечиваться на экране дисплея и на индикаторах направления дефекта. При этом указывается величина дефекта, а также километр пути его обнаружения.
Между конструктивными элементами устройства существует электронная связь, поддерживаемая источником питания 14. Для удобства считывания и записи полученной информации используется коммутационное устройство 13.
Предлагаемое техническое решение по сравнению с техническим решением, взятым за прототип, позволяет расширить диапазон измерений, так как обеспечивает контроль измерений деформаций как продольных, так и горизонтальных и вертикальных деформационных изменений рельсовых плетей железнодорожного пути. При этом обеспечивается высокое качество и точность измерений в различных погодных условиях, упрощается процесс производства работ по выявлению деформаций. Регистрация измерений происходит в автоматическом режиме, что облегчает контроль исследования рельсовых плетей железнодорожного пути.