УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ РЕЛЬСОВ

Полезная модель относится к области измерительной техники и может использоваться для контроля состояния рельсовых путей железнодорожного транспорта.
Контроль состояния объектов железнодорожной инфраструктуры имеет исключительно важное значение с точки зрения обеспечения безопасности на железнодорожных магистралях. Для этого используется контрольно-измерительное оборудование и иные средства. Одним из параметров, который необходимо контролировать, является продольное перемещение рельсов, которое может происходить при эксплуатации рельсового пути.
Для определения продольных перемещений рельсов используют, например, нанесение метки (в виде поперечной полосы несмываемой светлой краской) на шпалу и напротив нее метки на подошву рельса так, чтобы эти метки находились на одной линии, перпендикулярной рельсу, и по смещению второй метки относительной первой, контролируемому визуально, судят о наличии и величине продольного смещения рельса (Инструкция по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути. Утверждена распоряжением ОАО «РЖД» №2544 р от 14.12.2016, М., 2016, п. 4.2.1). Однако это малоэффективно, поскольку процесс контроля является ручным, он трудоемок и занимает длительное время.
Известно устройство для определения продольных перемещений рельсов, содержащее транспортное средство, установленные на нем два бесконтактных оптических датчика для обнаружения поперечной метки на рельсовой плети, оптический бесконтактный датчик для обнаружения метки на репере (на «маячной» шпале), соединенные с блоком регистрации, а также формирователь импульсов, счетчики импульсов, генератор тактовой частоты, вычислительный блок, монитор и блок памяти (RU 2174082 С1, 2001). Это устройство позволяет измерять величины продольных подвижек участков рельсовой плети относительно неподвижных реперов в процессе передвижения транспортного средства, что дает возможность оперативного контроля за напряженным состоянием рельсов. Надежность и точность определения продольных перемещений рельсов этим устройством сильно зависят от состояния окружающей среды (дождь, снег, грязь, темное время суток). Кроме того, это устройство не позволяет идентифицировать контролируемый объект. Поэтому оно недостаточно эффективно в эксплуатации.
Для идентификации объектов (присвоенного им номера, местоположения и других параметров) используют метки радиочастотной идентификации (например, RU 2461103 С2, 2010). Однако неизвестно об их применении в устройствах для определения продольных перемещений рельсов.
Из известных устройств наиболее близким к предложенному является устройство, включающее геркон, размещенный с обеспечением возможности срабатывания при воздействии на него магнитного поля постоянного магнита (RU 2032955 С1, 1995). Это устройство предназначено для контроля перемещения объектов из магнитомягкого материала и может использоваться в том числе для определения продольных перемещений рельсов. В исходном состоянии устройства оно находится вне области воздействия внешнего поля постоянного магнита, установленного на контролируемом объекте, и контакты геркона находятся в разомкнутом состоянии. При перемещении объекта с постоянным магнитом в область воздействия магнитного поля происходит срабатывание подсоединенного последовательно в электрическую цепь геркона и включение этой электрической цепи с соответствующим блоком индикации. Надежность и точность определения перемещений контролируемого объекта при этом не зависит от состояния окружающей среды. Однако, при использовании такого устройства в транспортной инфраструктуре для определения продольных перемещений рельсов не обеспечивается автоматическая идентификация контролируемого участка рельсового пути. Поэтому оно не обладает высокой эксплуатационной эффективностью.
Техническая проблема, решаемая полезной моделью, состоит в создании устройства для определения продольных перемещений рельсов, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении эксплуатационной эффективности устройства для определения продольных перемещений рельсов за счет обеспечения возможности идентификации контролируемого объекта в автоматизированном режиме при прохождении снабженного приемопередающей аппаратурой и блоком обработки данных транспортного средства.
Это достигается тем, что в устройство для определения продольных перемещений рельсов, включающее геркон, размещенный с обеспечением возможности срабатывания при воздействии на него магнитного поля постоянного магнита, введен снабженный блоком памяти приемопередатчик беспроводной передачи данных, связанный с антенной, при этом геркон, выполненный с двумя нормально разомкнутыми контактами, включен в цепь между приемо-передатчиком беспроводной передачи данных и антенной. Снабженный блоком памяти приемо-передатчик беспроводной передачи данных с антенной могут быть выполнены в виде пассивной метки радиочастотной идентификации объектов.
Указанный технический результат в рамках реализации характеристики назначения обеспечивается всей совокупностью существенных признаков заявленной полезной модели, каждый признак которой необходим, а вместе они достаточны для решения указанной технической проблемы и для достижения указанного технического результата. Заявленное устройство для определения продольных перемещений рельсов представляет собой одно устройство, конструктивные элементы которого, характеризуемые соответствующими существенными признаками, находятся в конструктивном единстве и функционально взаимосвязаны. Они объединены в размещенную в корпусе единую конструкцию и при изготовлении устройства соединяются между собой сборочными операциями. Их совместное использование привело к созданию нового устройства с указанным техническим результатом. Конструктивные элементы, характеризуемые существенными признаками, содержащимися в формуле заявленной полезной модели, при функционировании устройства работают одновременно, создаваемые ими эффекты взаимосвязаны и отсутствие одного из них привело бы к потере технического результата.
На чертеже показана структурная блок-схема предложенного устройства для определения продольных перемещений рельсов.
Оно содержит выполненный с двумя нормально разомкнутыми контактами геркон 1 и приемо-передатчик 2 беспроводной передачи данных, снабженный блоком 3 памяти. Приемо-передатчик 2 беспроводной передачи данных связан с антенной 4. Эта связь осуществляется через выполненный с двумя нормально разомкнутыми контактами геркон 1, включенный в цепь между приемо-передатчиком 2 беспроводной передачи данных и антенной 4. Конструктивно все элементы устройства преимущественно размещены в одном герметичном корпусе 5, выполненном целиком или частично из материала, прозрачного для радиоволн и магнитного поля, преимущественно диэлектрика, например, из пластика. Корпус 5 может быть образован также путем заливки элементов устройства компаундом. Снабженный блоком 3 памяти приемо-передатчик 2 беспроводной передачи данных с антенной 4 могут быть выполнены в виде пассивной радиочастотной метки (RFID - Radio Frequency Identification). Антенна 4 может быть выполнена преимущественно полоскового типа.
Устройство для определения продольных перемещений рельсов размещается в шпале напротив контролируемого участка рельса с установленным на его подошве постоянным магнитом, преимущественно неодимовым. Размещение устройства в шпале может осуществляться, например, в предварительно выполненное в шпале отверстие под корпус 5 устройства с использованием, например, устойчивого к атмосферным воздействия клеящего материала, или посредством соответствующих крепежных элементов. В области контроля одновременно может использоваться и несколько магнитов и несколько устройств, например, в количестве двух. При этом исходное взаимное расположение устройства относительно магнита должно быть таким, чтобы не происходило срабатывание геркона 1 (замыкание его контактов), а при возможном продольном перемещении магнита с контролируемым участком рельса на заранее заданную величину относительно неподвижно закрепленного корпуса 5 устройства произошло срабатывание геркона 1. В блок 3 памяти устройства предварительно вводятся необходимые данные, позволяющие его идентифицировать. Если в процессе эксплуатации рельсового пути произошло смещение контролируемого участка рельса на заданную величину, происходит срабатывание геркона 1 и антенна 4 подключается к приемо-передатчику 2 беспроводной передачи данных. При передвижении над контролируемым участком транспортного средства, снабженного соответствующей приемо-передающей аппаратурой и блоком обработки данных, в антенне 4 наводится сигнал, активирующий приемо-передатчик 2 беспроводной передачи данных. При этом данные, хранящиеся в блоке 3 памяти, передаются в блок обработки данных. Таким образом, определяется продольное перемещение рельса на заданную величину с обеспечением идентификации устройства и соответственно области контроля. В качестве данных, вводимых в блок 3 памяти, используют, например, присвоенный устройству индивидуальный номер, номер рельсового пути, сведения о направлении движения, о наличии пикета, стрелки, светофора и другие необходимые сведения.
Устройство для определения продольных перемещений рельсов, выполненное в соответствии с полезной моделью, обеспечивает его более высокую эксплуатационную эффективность по сравнению с аналогичными известными. Оно позволяет определять продольные перемещения рельсов в автоматизированном режиме с точностью и надежностью, не зависящих от погодных условий, с одновременной идентификацией используемого устройства и места его установки.