УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧЕТА ОСЕЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПОДВИЖНЫХ СОСТАВОВ Российский патент 1997 года по МПК B61L1/16 

Изобретение относится к устройствам счета осей железнодорожных подвижных составов и может быть использовано для счета осей (колесных пар) подвижного состава и определения направления их движения.

Известно устройство для счета осей и подвижных единиц железнодорожного подвижного состава (авт. св. N 1 418 149, кл. B 61 L 1/16, 1986). Это устройство содержит путевой датчик, ключевой элемент, умножитель и счетчик. Это устройство не определяет направление движения составов и непомехоустойчиво.

Также известно устройство генерирования импульсов счета осей для аппаратуры счета осей (ФРГ, патент N 3 223 126, кл. B 61 L 1/16, 1983). Это устройство содержит два параллельно включенных передающих колебательных контура, питаемых переменным током генератора, и два приемных колебательных контура, принимаемое напряжение которых изменяется от воздействия пересчитываемых осей. Каждое из принимаемых напряжений усиливается, выпрямляется и подводится к одному из преобразователей. Преобразователь генерирует переменное напряжение, сигнальная частота которого изменяется в соответствии с величиной подведенного постоянного напряжения от выпрямителя. С помощью полосовых фильтров генерируемые преобразователями сигналы фильтруются и подаются на устройство счета осей. Это устройство принято за прототип изобретения.

При применении на подвижном составе электромагнитных тормозов прототип не обеспечивает правильное считывание осей, так как башмак тормоза принимается за ось, т.е. прототип непомехоустойчив.

Техническим результатом изобретения является увеличенная помехоустойчивость.

Этот результат достигается благодаря тому, что устройство содержит генератор электромагнитных колебаний, два трансформатора, резисторы. Каждый трансформатор выполнен на открытом Ш-образном магнитном сердечнике с первичной и двумя вторичными обмотками с одинаковым числом витков. Первичная обмотка намотана на средний стержень сердечника, а вторичные на крайние стержни. Вторичные обмотки через резистор включены встречно. Первичные обмотки включены параллельно выходу генератора электромагнитных колебаний.

Трансформаторы установлены вдоль разных рельсов со сдвигом вдоль рельсов менее, чем на половину длины сердечника и так, что разомкнутые концы стержней направлены в сторону колес колесной пары при ее прохождении по рельсам.

Кроме того, устройство включает в себя два амплитудных детектора, два компаратора, логический элемент ИЛИ, два ключевых элемента с парой замыкающих контактов, два ключевых элемента с замыкающими и размыкающими контактами и два счетчика.

Входы амплитудных детекторов (АД) соединены с выводами резисторов.

Выходы компараторов соединены с входами элемента ИЛИ и управляющими входами первых ключевых элементов. Управляющий вход каждого из вторых ключевых элементов соединен через размыкающий контакт соответствующего другого из указанных элементов, замыкающий контакт соответствующего из первых ключевых элементов и собственный замыкающий контакт с выходом элемента ИЛИ, соединенного с входами счетчиков через другие размыкающие контакты вторых ключевых элементов.

Технический результат достигается благодаря тому, что помехи создаются в двух вторичных обмотках включенных встречно, а потому компенсируют друг друга. Кроме того, при размещении трансформаторов с внутренней стороны рельсов открытыми концами стержней сердечников в направлении реборд колес, тормозные колодки электромагнитных тормозов, которые висят над рельсами между колес одной тележки с одной стороны, не дадут ложного срабатывания устройства при соответствующем выставлении порогового значения напряжения (U_порог) компараторов.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 принципиальная электрическая схема датчика; на фиг. 3 схема размещения трансформатора под ребордой колеса в три момента времени а, б и в; на фиг. 4 временные диаграммы напряжении на выходах счетчиков (U_Д1 и U_Д2) и выходе схемы ИЛИ (U_{вых.ИЛИ}), t₁ и t₂ моменты включения и отключения (отключения и включения) ключей Кл1 в зависимости от направления движения составов; на фиг. 5 расположение трансформаторов на железнодорожном пути.

На фиг. приняты следующие обозначения:
1 генератор электромагнитных колебаний (1);
2.1-2.2 электрические трансформаторы (Тр);
3.1-3.3 амплитудные детекторы (АД);
4.1-4.4 компараторы;
5 логический элемент ИЛИ (ИЛИ);
6.1-6.2 ключевые элементы с одной парой замыкающих контактов;
7.1-7-2 ключевые элементы с двумя парами замыкающих и одной парой размыкающих контактов;
8.1-8.2 счетчик импульсов;
100 сердечник трансформатора;
101 первичная обмотка трансформатора;
102 и 103 вторичные обмотки трансформатора;
104 резистор (R);
105 рельс.

Устройство для счета осей железнодорожных подвижных составов содержит два путевых датчика и схему считывания осей и определения направления движения составов, а также генератор 1.

Каждый датчик содержит трансформатор 2.1 (2.2) и резистор 104.

Трансформатор содержит сердечник 100, первичную 101 и две вторичные 102 и 103 обмотки, имеющие одинаковое количество витков. Первичная обмотка намотана на средний стержень сердечника, а вторичные на крайние стержни. Установлены трансформаторы вдоль разных рельсов со сдвигом вдоль рельсов менее, чем на половину длины сердечника и так, что его разомкнутые концы направлены в сторону реборды колеса.

Первичные обмотки трансформаторов включены параллельно выходу генератора 1.

Схема считывания осей и определения направления движения составов содержит два амплитудных детектора 3.1 и 3.2, два компаратора 4.1 и 4.2, элемент 5 ИЛИ, ключевые элементы 6.1, 6.2, 7.1 и 7.2. и два счетчика 8.1 и 8.2.

Входы детекторов 3.1 и 3.2 соединены с выводами резисторов 104, а их выходы с входами компараторов 4.1 и 4.2. Выходы компараторов соединены с разными входами элемента 5 и управляющими входами ключевых элементов 6.1 и 6.2. Управляющий вход каждого из вторых ключевых элементов 7.1 и 7.2 соединен через размыкающий контакт соответствующего элемента (7.2 или 7.1) через замыкающий контакт соответствующего из первой пары (6.1 или 6.2) ключевого элемента и собственный замыкающий контакт с выходом элемента 5 ИЛИ.

Устройство работает следующим образом.

Включается генератор. На выводах резистора 104 помехи скомпенсированы, а полезный сигнал отсутствует. При появлении реборды над левым и средним стержнями сердечника 100 трансформатора (фиг. 3,а) связь разомкнутых концов стержней увеличивается, симметрия нарушается и на резисторе 104 появляется напряжение (фиг. 4, U_Д1). При превышении порогового значения напряжения (U_порог) срабатывает элемент ИЛИ и элемент 6.1, который включает элемент 7.1 (момент времени t₁) и удерживает себя во включенном состоянии замыкающим контактом, пока на выходе элемента ИЛИ есть сигнал, который через контакт элемента 7.1 поступает на левый счетчик. При прохождении колеса элемент ИЛИ выключается (момент времени t₂), выключается и ключевой элемент 7.1.

При прохождении колесной пары над трансформаторами возникают два импульса, соответствующие положению реборды над трансформаторами а, б и в (фиг. 3). Элемент ИЛИ превращает их в один импульс (фиг. 4, U_{вых.ИЛИ}), который и засчитывается за одну ось.

При появлении реборды колеса с другой стороны сработает правая часть схемы.

Использование: для счета осей железнодорожных подвижных составов. Сущность изобретения: устройство содержит генератор электромагнитных колебаний, два резистора, два амплитудных детектора и два счетчика, причем первичные обмотки трансформаторов соединены с выходом генератора, два трансформатора с Ш-образными магнитными сердечниками и элемент ИЛИ, ключевые элементы, на средних стержнях сердечников размещены первичные обмотки, а на крайних стержнях - вторичные обмотки, имеющие одинаковое количество витков, включены вторичные обмотки каждого трансформатора через резистор встречно, трансформаторы установлены вдоль разных рельсов со сдвигом вдоль них менее чем на половину длины сердечника, так что разомкнутые концы их стержней направлены в сторону колес колесной пары при ее прохождении по рельсам. 5 ил.

Устройство для счета осей железнодорожных подвижных составов, содержащее генератор электромагнитных колебаний, два трансформатора, первичные обмотки которых соединены с выходом генератора, два амплитудных детектора и два счетчика импульсов, отличающееся тем, что оно снабжено элементом ИЛИ, двумя резисторами и четырьмя ключевыми элементами, входы управления каждого из первых двух упомянутых элементов связан с выходом соответствующего амплитудного детектора, соединенного с соответствующим входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входам счетчиков через первые замыкающие контакты других ключевых элементов, а управляющий вход каждого из них подключен к выходу элемента ИЛИ через последовательно соединенные замыкающий контакт другого из вторых упомянутых ключевых элементов, причем каждый из трансформаторов имеет Ш-образный магнитный сердечник, на средней ветви которого размещена первичная, а на крайних вторичные обмотки, имеющие одинаковое количество витков и включенные встречно через соответствующий резистор, к выводам которого подключен соответствующий амплитудный детектор, при этом сердечники трансформаторов установлены вдоль разных рельсов, обращены к ним ветвями и имеют продольный сдвиг относительно друг друга, величина которого выбрана не меньшей половины длины основания сердечника.