УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ

Полезная модель относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использована для оперативного измерения и контроля параметров устройств железнодорожной автоматики, включая автоматическую локомотивную сигнализацию непрерывного действия (АЛСН), многозначную автоматическую локомотивную сигнализацию (АЛС-ЕН), систему автоматического управления торможением (САУТ), генераторы тональных рельсовых цепей (ТРЦ) и для измерения намагниченности рельсов.
В качестве прототипа заявляемого технического решения выбрано устройство для измерения и контроля параметров устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, содержащее средства для измерения и контроля параметров автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН), размещенные на подвижном транспортном средстве и связанные с передними приемными локомотивными катушками (А.Л.Бартновский и др. Измерения в электротехнических устройствах железнодорожного транспорта. М. Транспорт, 1980 г. С.373-375).
Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, поскольку оно измеряет только параметры АЛСН. Кроме того известное устройство не позволяет осуществлять «привязку» результатов измерений к местоположению (ординатам) рельсовой цепи, сравнение результатов измерений с допустимыми значениями параметров сигналов, запоминание результатов измерений и их визуальную индикацию.
Задача, решаемая полезной моделью - расширение функциональных возможностей устройства для измерения и контроля параметров устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.
Указанная задача решается тем, что устройство для измерения и контроля параметров устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, содержащее передние приемные катушки и средства для измерения параметров автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН), размещенные на подвижном транспортном средстве, дополнительно снабжено задними приемными катушками, устройством предварительной обработки и цифровой фильтрации, устройством для измерения параметров многозначной автоматической локомотивной сигнализации (АЛС-ЕН), устройством для измерения параметров системы автоматического управления торможением (САУТ), устройством для измерения параметров генераторов тональных рельсовых цепей (ТРЦ), устройством для измерения намагниченности рельсов, устройством управления, задания режимов измерения, хранения и отображения информации и синхронизатором, размещенными на упомянутом подвижном транспортном средстве, и датчиком угла поворота колеса, установленным на корпусе буксы и механически связанным с колесной парой подвижного транспортного средства, при этом устройство предварительной обработки и цифровой фильтрации содержит первый и второй блоки защиты и усиления, входы которых связаны, соответственно, с передними и задними приемными катушками, а выходы подсоединены к первому и второму входам коммутатора; блок предварительной защиты, вход которого подключен к выходу коммутатора, а выходы подсоединены к входам аналого-цифрового преобразователя, связанного выходом с входом блока цифровых фильтров; устройства для измерения параметров АЛСН, АЛС-ЕН, САУТ и параметров генераторов ТРЦ выполнены в виде блоков измерения параметров АЛСН, АЛС-ЕН, САУТ и параметров генераторов
ТРЦ, причем к блоку цифровых фильтров подсоединены входы блоков измерения параметров АЛСН, АЛС-ЕН и параметров генераторов ТРЦ и первый вход блока измерения параметров САУТ, и блоков сравнения параметров АЛСН, АЛС-ЕН, САУТ и параметров генераторов ТРЦ, первые входы которых связаны с выходами соответствующих блоков измерения параметров; устройство управления, задания режимов измерения, хранения и отображения информации включает блок управления, к которому подсоединены клавиатура, запоминающее устройство и дисплей, при этом первый, второй, третий и четвертый входы блока управления подключены, соответственно, к выходам блоков сравнения параметров АЛСН, АЛС-ЕН, параметров генераторов ТРЦ и параметров САУТ, первый, второй, третий и четвертый выходы блока управления подсоединены, соответственно, ко вторым входам блоков сравнения параметров АЛСН, АЛС-ЕН, параметров генераторов ТРЦ и параметров САУТ, а пятый выход соединен с третьим входом коммутатора; устройство для измерения намагниченности рельсов выполнено в виде первого и второго датчиков намагниченности рельсов, размещенных над головками рельсов, и первого и второго блоков контроля намагниченности рельсов, при этом выходы датчиков подсоединены к первым входам блоков контроля намагниченности рельсов, вторые входы которых соединены, соответственно, с шестым и седьмым выходами блока управления, а первый и второй выходы блоков контроля намагниченности рельсов подключены к пятому и шестому входам блока управления; выход датчика угла поворота колеса подключен ко второму входу устройства измерения параметров САУТ и первому входу синхронизатора, второй вход которого соединен с восьмым выходом блока управления, первый выход подключен к седьмому входу блока управления, а второй и третий выходы соединены, соответственно, с входами первого и второго датчиков намагниченности рельсов.
В варианте технического решения подвижное транспортное средство выполнено в виде автомотрисы.
Полезная модель иллюстрируется чертежами. На фиг.1 приведена функциональная схема заявляемого устройства.
Устройство для измерения и контроля параметров устройств железнодорожной автоматики и телемеханики располагается на подвижном транспортном средстве - автомотрисе и др. (на фиг. не показано). Оно включает последовательно соединенные передние приемные катушки 1 и 2, которые располагаются перед первой колесной парой подвижного транспортного средства, и задние приемные катушки 3 и 4, которые располагаются сзади последней колесной пары подвижного транспортного средства, причем катушки 1 и 3 размещаются над одним рельсом, а катушки 2 и 4 - над другим рельсом; устройство предварительной обработки и фильтрации 5, содержащее первый и второй блоки защиты и усиления 6 и 7, входы которых связаны, соответственно, с передними катушками 1 и 2 и с задними катушками 3 и 4, коммутатор 8, первый и второй входы которого подключены, соответственно, к выходам блоков 6 и 7, а выход подсоединен к блоку предварительной фильтрации 9, связанному своими выходами с входами аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 10, выход которого подключен к входу блока цифровых фильтров 11; устройство для измерения параметров АЛСН, содержащее блок измерения параметров АЛСН 12 и блок сравнения параметров АЛСН 13; устройство для измерения параметров АЛС-ЕН 14 и блок сравнения параметров АЛС-ЕН 15; устройство для измерения параметров генераторов ТРЦ 16 и блок сравнения параметров генераторов ТРЦ 17; устройство для измерения параметров САУТ 18 и блок сравнения параметров САУТ 19; при этом входы блоков 12, 14, 16 и первый вход блока 18 подсоединены к выходам блока цифровых фильтров 11, а выходы блоков 12, 14, 16 и 18 подключены, соответственно, к первым входам блоков 13, 15, 17 и 19; устройство управления, задания режимов измерения, хранения и
отображения информации 20, включающее блок управления 21 с подсоединенными к нему клавиатурой 22, запоминающим устройством 23 и дисплеем 24, при этом первый, второй, третий и четвертый входы блока управления 21 соединены, соответственно, с выходами блоков 13, 15, 17 и 19, первый, второй, третий и четвертый выходы блока управления 21 соединены, соответственно, со вторыми входами блоков 13, 15, 17 и 19, а пятый выход блока управления 21 подключен к третьему входу коммутатора 8; устройство для измерения намагниченности рельсов 25, включающее датчики намагниченности рельсов 26 и 27, размещенные над головками рельсов, блоки контроля намагниченности рельсов 28 и 29, связанные своими первыми входами с выходами датчиков 26 и 27, вторыми входами - с шестым и седьмым входами блока управления 21, а своими выходами - с пятым и шестым входами блока управления 21; датчик угла поворота колеса 30, который установлен на корпусе буксы и соединен механически с торцом оси колесной пары подвижного транспортного средства, при этом выход датчика 30 соединен со вторым входом устройства для измерения параметров САУТ 18 и первым входом синхронизатора 31, второй вход которого подключен к восьмому выходу блока управления 21, первый выход соединен с седьмым входом блока управления 21, а второй и третий выходы подключены, соответственно, к входам датчиков 26 и 27.
Заявляемое устройство работает следующим образом. Сигналы от приемных катушек 1, 2, 3 и 4 поступают в блоки защиты и усиления 6 и 7. Назначение блоков 6 и 7 - усиление входных сигналов и защита аппаратуры заявляемого устройства от перегрузок по напряжению. С выхода блоков 6 и 7 сигналы приемных катушек поступают на коммутатор 8, который, в зависимости от направления движения транспортного средства подключает либо передние катушки 1 и 2, либо задние катушки 3 и 4. В блоке предварительной фильтрации 9 осуществляется частотное разделение поступающих сигналов на:
- сигналы АЛСН и АЛС-ЕН с частотой (20-180) Гц;
- сигналы ТРЦ с частотой (400-5600) Гц;
- сигналы САУТ с частотой (23-31 кГц.
С выхода блока 9 сигналы АЛСН, АЛС-ЕН, ТРЦ и САУТ с разными частотами поступают в АЦП 10, в котором преобразуются в цифровую форму. Из АЦП 10 сигналы подаются на вход блока цифровых фильтров 11, где подвергаются цифровой фильтрации. С выходов блока 11 сигналы в виде данных поступают:
- сигнал АЛСН - в блок измерения параметров АЛСН 12;
- сигнал АЛС-ЕН - в блок измерения параметров АЛС-ЕН 14;
- сигнал ТРЦ - в блок измерения параметров генераторов ТРЦ 16;
- сигнал САУТ - в блок измерения параметров САУТ 18. В блоках 12, 14, 16 и 18 осуществляется измерение параметров и декодирование соответствующих сигналов. Блок измерения параметров АЛСН 12 обеспечивает:
- измерение напряжения сигнала АЛСН, пропорционального току в рельсовой цепи;
- измерение частоты несущего сигнала;
- измерение временных параметров (длительностей импульсов и интервалов, периода) кодовых сигналов АЛСН;
- декодирование сигналов АЛСН и определение «кода огня»;
- определение типа кодового трансмиттера.
Блок измерения параметров АЛС-ЕН 14 обеспечивает:
- измерение напряжения сигнала АЛС-ЕН, пропорционального току в рельсовой цепи;
- декодирование сигналов АЛС-ЕН и определение параметров движения.
Блок измерения параметров генераторов ТРЦ 16 обеспечивает:
- измерение напряжения сигнала ТРЦ, пропорционального току в рельсовой цепи;
- измерение частоты несущего сигнала;
- измерение частоты модуляции
Блок измерения параметров САУТ 18 обеспечивает:
- измерение напряжения сигнала САУТ, пропорционального току в шлейфе САУТ;
- измерение линейных размеров шлейфов САУТ и линейных размеров между шлейфами САУТ;
- измерение частоты несущего сигнала;
- декодирование сообщений сигналов САУТ-Ц и САУТ-ЦМ. Результаты измерений из блоков 12, 14, 16 и 18 передаются в блоки сравнения соответствующих сигналов 13, 15, 17 и 19. В блоки 13, 15, 17 и 19 также поступают из блока управления 21 пороговые данные (в цифровом виде) о допустимых граничных значениях параметров сигналов АЛСН, АЛС-ЕН, параметров генераторов ТРЦ и параметров сигналов САУТ. Граничные значения устанавливаются оператором с клавиатуры 22 или «по умолчанию» - из блока управления 21. По каждому параметру задается верхнее и нижнее граничное значение. Если измеряемый параметр находится в интервале между граничными значениями, то возникающая ситуация является штатной, а если измеряемый параметр выходит за пределы указанных интервалов, то возникает нештатная ситуация.
Из блоков сравнения 13, 15, 17 и 19 результаты измерений и результаты сравнений поступают в блок управления 21, и далее - в запоминающее устройство 23 для архивирования данных и на дисплей 24 (в виде алфавитно-цифровых данных, осциллограмм и графиков) для визуализации результатов измерений и сравнения. В том случае, если какой-либо из измеренных параметров выходит за пределы интервалов граничных
значений, на дисплее 24 индицируется оперативное сообщение об этом событии.
Информация, архивируемая в запоминающем устройстве 23, используется для дальнейшего анализа и принятия решений о ремонте устройств АЛСН, АЛС-ЕН, ТРЦ и САУТ.
Датчик угла поворота колеса 30 вырабатывает импульсы, число которых пропорционально пути, пройденному подвижным транспортным средством. Эти импульсы поступают в синхронизатор 31, где подсчитываются. Начальное значение в синхронизаторе 31, например, ордината начала пути движения подвижного транспортного средства, вводится с клавиатуры 22 через блок управления 21. Текущее число импульсов передается из синхронизатора 31 в блок управления 21 и используется для «привязки» результатов измерений к ординате пройденного пути и сравнения.
Из датчика угла поворота колеса 30 импульсы также поступают в блок измерения параметров САУТ 18.
Для измерения и контроля остаточной намагниченности рельсов над головками обоих рельсов располагаются датчики 26 и 27. Намагниченность рельсов является важным параметров рельсовой цепи, так как повышенная намагниченность препятствует нормальной работе систем железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности, за счет притяжения металлического «мусора», что может привести к замыканиям изолирующих стыков рельсовых цепей. Датчики 26 и 27 через равные промежутки пути, по командам, поступающим с синхронизатора 31, измеряют напряженность магнитного поля и передают результаты измерений в блоки контроля намагниченности рельсов 28 и 29, где сравниваются с заранее заданными пороговыми значениями, поступающими в блок управления 21 и далее - в блоки 28 и 29. Результаты измерений и контроля намагниченности рельсов из блоков 28 и 29 поступают в блок управления 21, а из блока 21 - в
запоминающее устройство 23 и на дисплей 24 для визуализации. Информация, архивируемая в запоминающем устройстве 23, используется для дальнейшего анализа и принятия решений о проведении операции размагничивания рельсов.
Таким образом, заявляемое устройство по сравнению с ближайшим аналогом имеет более широкие функциональные возможности - измерение параметров сигналов АЛС-ЕН, параметров генераторов ТРЦ, параметров сигналов САУТ, измерение намагниченности рельсов, возможность «привязки» результатов измерений к пути, пройденному подвижным транспортным средством.