РЕЛЬСОВАЯ ЦЕПЬ Российский патент 2005 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к тональным рельсовым цепям.

Известны частотные рельсовые цепи [Аркатов B.C. и др. Рельсовые цепи магистральных железных дорог, - М.: Транспорт, 1992, стр. 332-336] с путевым приемником [Дмитриев B.C., Минин В.А. Системы автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты, - М.: Транспорт, 1992, стр. 83-87]. В качестве порогового элемента в нем используется триггер на транзисторах VT7 и VT8 [Дмитриев B.C., Минин В.А. Системы автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты. - М.: Транспорт, 1992, стр.83, рис 2.23].

Недостатком известных рельсовых цепей является низкая надежность работы при пониженном сопротивлении изоляции.

Известна рельсовая цепь, содержащая генератор (генератор, фильтр и резистор), рельсовые линии, согласующие элементы, фильтры, выпрямители, резисторы, аналого-цифровые преобразователи, субтрактор, сумматор, логические элементы, генератор и регистр [А.с. 1799784 от 07.03.93. Бюл. №9, 1993 г., B 61 L 23/16].

Недостатком известной рельсовой цепи является низкая шунтовая чувствительность при пониженном сопротивлении изоляции.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение надежности контроля состояния путевого участка при понижении сопротивления изоляции в случае занятого состояния участка или смежных с ним путевых участков.

Технический результат достигается тем, что рельсовая цепь, содержащая путевой генератор, рельсовую линию, согласующий элемент, полосовой фильтр, выпрямитель, сглаживающий фильтр, аналого-цифровой преобразователь, тактовый генератор, логический элемент И, дополнительно снабжена вторым логическим элементом И, диодом, конденсатором, резистором, логическим элементом ИЛИ, датчиком температуры, датчиком влажности, постоянным программируемым запоминающим устройством и мультиплексором, которые соединены следующим образом: выходы первого путевого генератора посредством первого резистора и первого согласующего элемента соединены с одним концом первой рельсовой линии, к другому концу которой через второй согласующий элемент и второй резистор подсоединены входы первого и второго полосовых фильтров, выходы первого полосового фильтра соединены с аналоговыми входами первого приемника, а выходы второго - с аналоговыми входами второго приемника, выходы второго путевого генератора посредством третьего резистора и третьего согласующего элемента соединены с питающими концами второй и третьей рельсовых линий, а ко второму концу третьей рельсовой линии посредством четвертого согласующего элемента и четвертого резистора подсоединены входы третьего и четвертого полосовых фильтров, выходы каждого из которых подсоединены к аналоговым входам соответственно третьего и четвертого приемников, выход каждого из приемников соединен с первым входом приемника последующей рельсовой цепи и со вторым входом предыдущей рельсовой цепи, входы каждого приемника соединены с входами выпрямителя, выходы которого через сглаживающий фильтр соединены с входам аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с информационными входами регистра и первыми входами мультиплексора, вторые входы которого соединены с выходами постоянного программируемого запоминающего устройства, первые входы которого соединены с выходами регистра, а вторые - с выходами логического элемента ИЛИ, первые входы первой и второй секций которого соединены с датчиком температуры, а первые входы третьей и четвертой секций - с датчиком влажности, вторые входы всех секций элемента ИЛИ соединены через конденсатор и резистор с минусовым полюсом источника питания, а через диод с первым входом первого элемента И и выходом второго элемента И, два входа которого соединены с входами приемника, а третий - с выходом мультиплексора и выходом приемника, второй вход первого элемента И соединен с выходом тактового генератора.

На фиг. 1 представлена схема соединения приборов четырех смежных путевых участков ПУ1, ПУ2, ПУЗ и ПУ4. На фиг. 2 изображена схема путевого приемника ПП.

Рельсовые цепи путевых участков ПУ1, ПУ2, ПУЗ и ПУ4 (фиг. 1) содержат рельсовые линии 1, 2, 3, 4; трансформаторы (согласующие элементы) 5, 6, 7, 8; ограничители (резисторы) 9, 10, 11, 12; путевые генераторы (ГП) 13, 14; полосовые фильтры (ФП) 15, 16, 17, 18; путевые приемники (ПП) 19, 20, 21, 22. Каждый приемник содержит выпрямитель (В) 23, сглаживающий фильтр (СФ) 24, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 25, регистр (RG) 26, постоянное программируемое запоминающее устройство (PROM - ППЗУ) 27, мультиплексор (MUX) 28, логические элементы И 29, 30, тактовый генератор 31, диод 32, конденсатор 33, резистор 34, минусовой полюс источника питания 35, логические элементы ИЛИ 36, датчик температуры 37, датчик влажности 38. Датчик температуры в двоичном коде (00, 01, 10, 11) выдает информацию о температуре окружающей среды (0, 10, 20, 30 градусов), а датчик влажности - информацию о влажности окружающего воздуха (30%, 50%, 70%, 90%).

Приборы рельсовых цепей соединены следующим образом. К питающему концу рельсовой линии 1 через трансформатор 5, ограничитель 9 подключен путевой генератор 13. К другому концу рельсовой линии 1 через трансформатор 6, резистор 10 подключены входы фильтров 19 и 20, выходы которых подключены к аналоговым входам путевых приемников 19 и 20. Генератор 14 подключен к питающим концам рельсовых линий 2 и 3. К приемным концам рельсовых линий 3 и 4 через трансформатор 8, ограничитель 12 подключены входы фильтров 17 и 18, выходы которых подключены к аналоговым входам приемников 21 и 22. К выходу каждого приемника присоединен первый вход приемника следующей рельсовой цепи и второй вход предыдущей. В приемнике к аналоговым входам подключены входы выпрямителя, выходы которого соединены с входами сглаживающего фильтра, выходы которого соединены с входами АЦП 25, выходы которого соединены с входами данных регистра 26, выходы которого соединены с первыми входами ППЗУ 27, выходы которого соединены с первыми входами мультиплексора 28, вторые входы которого соединены с выходами АЦП 25, а выход - с выходом приемника 19 (20, 21, 22) и первым входом второго логического элемента И, другие входы которого соединены с входами приемника 19. К одному входу первого логического элемента 30 подсоединен тактовый генератор 31, к выходу - вход синхронизации регистра 26, а к другому входу - выход второго логического элемента И и один полюс диода 32, к другому полюсу которого подсоединены вторые входы всех логических элементов ИЛИ 36 и конденсатор 33, к другому выводу которого через резистор 34 подключен полюс источника питания 35. Выходы датчика температуры 37 подсоединены к первым входам первого и второго логических элементов ИЛИ 36, а выходы датчика влажности подсоединены к первым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ 36.

Работа устройства происходит следующим образом. Сигнал с каждого генератора (14) поступает (фиг. 1) на два приемника смежных рельсовых линий (20, 21) через рельсовые линии (2 и 3) и приборы рельсовых цепей (11, 7, 10, 16, 8, 12, 17). С аналоговых входов приемников (A1, A2) (фиг. 2) через выпрямитель 23 и фильтр 24 постоянное напряжение поступает на вход АЦП 25. Двоичный код (пропорциональный уровню напряжения на входе приемника, однозначно определяющий состояние балласта в момент занятия смежного участка) с выхода АЦП поступает в регистр 26 при условии, что рельсовая линия (2) и смежные рельсовые линии (1 и 3) свободны. С выхода АЦП информация о состоянии балласта поступает на первые входы ППЗУ, где для каждого из состояний балласта записано пороговое напряжение занятия. При этом на вторых входах ППЗУ 27 присутствуют логические единицы (ЛЕ), которые определяют одну из областей памяти (одну из шестнадцати). Информация с выхода ППЗУ 27 сравнивается в мультиплексоре 28 с текущим значением сигнала на выходе АЦП. Если текущее напряжение ниже порогового, то участок занят, в противном случае - свободен. При занятом состоянии любого из трех упомянутых участков не происходит обновления значения порогового напряжения. В случае длительного необновления значения порогового напряжения и интенсивном высыхании балласта возможен ложный контроль свободности путевого участка. Для исключения такой ситуации после разряда конденсатора 34 (20 мин), который непрерывно заряжен через диод 32 и резистор 34, информация о температуре и влажности с датчиков 37 и 38 поступает на второй вход ППЗУ, выбирая другую область памяти с другими значениями пороговых напряжений, чем и исключается опасная ситуация.

Все микросхемы могут быть взяты серий 155 и 555.

Анализ работы РЦ показывает, что предлагаемое устройство позволяет контролировать состояние путевого участка при снижении сопротивления изоляции ниже 0.1 Ом·км. Для обеспечения безопасности движения поездов узлы устройства, исключая фильтры, изолирующие трансформаторы и генераторы, должны быть троированы.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике, в частности к тональным рельсовым цепям с регулируемой чувствительностью путевого приемника. Рельсовая цепь содержит путевые генераторы и рельсовые линии. На каждой из рельсовых линий установлены согласующий элемент, ограничительный резистор, полосовой фильтр, а также путевой приемник. Последний выполнен с выпрямителем, сглаживающим фильтром, аналого-цифровым преобразователем, регистром, тактовым генератором, элементами И, диодом, конденсатором, резистором, элементами ИЛИ, датчиком температуры, датчиком влажности, постоянным программируемым запоминающим устройством и мультиплексором. Выход первого генератора через первый резистор и первый согласующий элемент соединен с одним концом первой рельсовой линии. К другому концу первой рельсовой линии через второй согласующий элемент и второй резистор подсоединены входы первого и второго полосовых фильтров. Выход первого фильтра соединен с аналоговым входом первого приемника, а выход второго - с аналоговым входом второго приемника. Выход второго генератора посредством третьего резистора и третьего согласующего элемента соединен с питающими концами второй и третьей рельсовых линий. Ко второму концу третьей рельсовой линии через четвертый согласующий элемент и четвертый резистор подсоединены входы третьего и четвертого полосовых фильтров. Выход каждого из них подсоединен к аналоговому входу соответственно третьего и четвертого приемников. Выход каждого из приемников соединен с первым входом приемника последующей рельсовой цепи и со вторым входом приемника предыдущей рельсовой цепи. Аналоговый вход каждого приемника соединен с входом выпрямителя. Выход выпрямителя через сглаживающий фильтр соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с информационными входами регистра и первыми входами мультиплексора. Вторые входы мультиплексора соединены с выходами постоянного программируемого запоминающего устройства, первые входы которого соединены с выходами регистра, а вторые - с выходами элементов ИЛИ. Первые входы первого и второго элементов ИЛИ соединены с датчиком температуры, а первые входы третьего и четвертого элементов ИЛИ - с датчиком влажности. Вторые входы всех элементов ИЛИ соединены через конденсатор и резистор с минусовым полюсом источника питания, а через диод с первым входом первого элемента И и выходом второго элемента И. Два входа второго элемента И соединены с входами приемника, связанными с приемниками смежных рельсовых линий, а третий вход - с выходами мультиплексора и приемника. Второй вход первого элемента И соединен с выходом тактового генератора. Контроль освобождения путевого участка осуществляется за счет сравнения текущего напряжения приемного конца рельсовой цепи с напряжением, зафиксированным на этом же конце перед вступлением поезда с учетом поправки на высыхание балласта. Изобретение позволяет повысить надежность контроля состояния путевых участков при понижении сопротивления изоляции в случае занятого состояния данного участка или смежных с ним путевых участков. 2 ил.

Рельсовая цепь, содержащая путевые генераторы и рельсовые линии, на каждой из которых установлены согласующий элемент, полосовой фильтр, а также путевой приемник с выпрямителем, сглаживающим фильтром, аналого-цифровым преобразователем, регистром, тактовым генератором, логическим элементом И, отличающаяся тем, что в нее введены ограничительные резисторы, а каждый путевой приемник дополнительно снабжен вторым логическим элементом И, диодом, конденсатором, резистором, логическими элементами ИЛИ, датчиком температуры, датчиком влажности, постоянным программируемым запоминающим устройством и мультиплексором, причем выход первого путевого генератора через первый резистор и первый согласующий элемент соединен с одним концом первой рельсовой линии, к другому концу которой через второй согласующий элемент и второй резистор подсоединены входы первого и второго полосовых фильтров, выход первого полосового фильтра соединен с аналоговым входом первого путевого приемника, а выход второго - с аналоговым входом второго путевого приемника, выход второго путевого генератора посредством третьего резистора и третьего согласующего элемента соединен с питающими концами второй и третьей рельсовых линий, а ко второму концу третьей рельсовой линии через четвертый согласующий элемент и четвертый резистор подсоединены входы третьего и четвертого полосовых фильтров, выход каждого из которых подсоединен к аналоговому входу соответственно третьего и четвертого путевых приемников, выход каждого из путевых приемников соединен с первым входом путевого приемника последующей рельсовой цепи и со вторым входом путевого приемника предыдущей рельсовой цепи, аналоговый вход каждого путевого приемника соединен с входом выпрямителя, выход которого через сглаживающий фильтр соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с информационными входами регистра и первыми входами мультиплексора, вторые входы которого соединены с выходами постоянного программируемого запоминающего устройства, первые входы которого соединены с выходами регистра, а вторые - с выходами логических элементов ИЛИ, первые входы первого и второго логических элементов ИЛИ соединены с датчиком температуры, а первые входы третьего и четвертого логических элементов ИЛИ - с датчиком влажности, вторые входы всех логических элементов ИЛИ соединены через конденсатор и резистор с минусовым полюсом источника питания, а через диод - с первым входом первого элемента И и выходом второго элемента И, два входа которого соединены с входами путевого приемника, связанными с путевыми приемниками смежных рельсовых линий, а третий вход - с выходами мультиплексора и путевого приемника, второй вход первого элемента И соединен с выходом тактового генератора.