Система взвешивания вагонов подвижного железнодорожного состава с использованием волоконно-оптических датчиков давления Российский патент 2024 года по МПК G01G19/04 G01B11/16 G01M11/08 

Описание патента на изобретение RU2817644C1

Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для взвешивания вагонов подвижного железнодорожного состава в безостановочном режиме (на ходу) в реальном масштабе времени круглосуточно.

Известен способ взвешивания движущегося железнодорожного объекта, принятый в качестве наиболее близкого аналога в части использования точечного датчика взвешивания движущегося железнодорожного объекта при отсутствии операции разрезания рельс. Он предусматривает измерение текущего значения силы, действующей на рельс через колеса взвешиваемого железнодорожного объекта, взвешивание осуществляют при движении взвешиваемого железнодорожного объекта по неразрезанным рельсам стандартной длины, при этом измеряют текущее значение силы, действующей через колеса взвешиваемого железнодорожного объекта на один точечный участок каждого рельса с установленным на одной вертикали с точечным участком рельса весоизмерительным датчиком при проезде через точечный участок рельса колес взвешиваемого железнодорожного объекта, фиксируя максимумы значений функции P=f(t), где Р - измеряемое текущее значение силы, t - время, суммируют значения всех зафиксированных максимумов значений функции P=f(t), причем измерение текущего значения силы производят, начиная с порогового значения, превышающего уровень помех (RU2287137, G01G 19/04, 10.11.2006).

Недостатком известного способа является сложность реализации требуемой точности взвешивания из-за отсутствия разрезов рельс и необходимости учета сил упругости рельс и рельсошпальной решетки (РШР), из-за чего установленный весоизмерительный датчик воспринимает только часть силы давления колеса подвижного состава (ПС), а другая его составляющая оказывается неизвестной, а также большие трудовые затраты на установку весоизмерительного датчика. Кроме того, поскольку весоизмерительный датчик устанавливают непосредственно под рельс, его конструкция должна отвечать повышенным требованиям надежности.

Технический результат предлагаемой системы заключается в повышении точности взвешивания вагонов подвижного состава в режиме реального времени за счет применения эффекта, подобного эффекту Саньяка, в волоконно-оптическом датчике давления и снижении трудоемкости реализации взвешивания вагонов подвижного железнодорожного состава.

Технический результат достигается тем, что система взвешивания вагонов подвижного железнодорожного состава содержит источник оптического излучения, оптический циркулятор, модуль обработки сигналов и модуль принятия решения, по меньшей мере один установленный на измерительном участке волоконно-оптический датчик давления, включающий чувствительный элемент из петель оптического волокна, собранных в катушку, размещенную в корпусе, который имеет вал вращения, установленный в соосных гнездах установочной рамы, неподвижно закрепленной на планке, размещенной между соседними шпалами с внешней стороны железнодорожного пути и жестко прикрепленной к ним, передаточный механизм для соединения вала вращения диска с рельсом и сплиттер, к двум входам/выходам которого подключены выводы волокна катушки, при этом третий вход/выход сплиттера посредством оптического канала связан через оптический циркулятор с источником оптического излучения и с модулем обработки сигнала, выход которого подключен к входу модуля принятия решений, взаимодействующего посредством сети передачи с базами данных внешних железнодорожных систем и автоматизированным рабочим местом (АРМ) пользователя информацией, причем количество петель в катушке выбирают в зависимости от характеристик источника оптического излучения и оптического волокна, а также максимального радиуса катушки.

В одном из вариантов исполнения система взвешивания вагонов подвижного железнодорожного состава включает не более десяти волоконно-оптических датчиков давления, третий вход/выход сплиттера каждого из которых через оптические муфты подключен к волокну магистрального волоконно-оптического кабеля для подключения через оптический циркулятор к источнику оптического излучения и модулю обработки сигнала.

Для питания элементов системы используют стационарный источник питания или аккумуляторный источник питания.

Передаточный механизм для поворота корпуса с катушкой на угол не более 90° может быть выполнен в виде рычага, один конец которого прикреплен к подошве рельса железнодорожного пути, а второй - к валу диска или в виде механизма реечной зубчатой передачи, шестерня которого установлена на валу диска, а зубчатая рейка прикреплена к подошве рельса.

Предлагаемое изобретение относится к «внешней» телеметрии, поскольку установку датчиков осуществляют вне движущегося ПС непосредственно на железнодорожном полотне. Его сущностные характеристики заключаются также в том, чувствительный элемент ВОДД из петель оптического волокна, собранных в катушку, осуществляет не вращение со значениями полного оборота - 360°, а вращательные возвратно-поступательные колебательные движения, ограниченные существенно меньшими углами поворота.

Для взвешивания вагонов подвижного железнодорожного состава используют волоконно-оптический датчик (ВОДД) и интерферометр, включающий источник оптического излучения, оптический циркулятор и модуль обработки сигналов, который на основе эффекта Саньяка преобразует угол поворота катушки из петель оптического волокна в разность фаз, формируемых встречных потоков оптического излучения.

Заявленное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 отображена структурная схема системы взвешивания вагонов подвижного железнодорожного состава; на фиг. 2 - исполнение передаточного механизма для поворота корпуса с катушкой волоконно-оптического датчика давления в виде рычага; на фиг. 3 - исполнение передаточного механизма для поворота корпуса с катушкой волоконно-оптического датчика давления в виде механизма реечной зубчатой передачи; на фиг. 4 - график экспериментальных исследований; на фиг. 5 - реализация системы взвешивания вагонов подвижного железнодорожного состава с n-м количеством ВОДД, установленных на измерительном участке железнодорожного пути.

Система взвешивания вагонов подвижного железнодорожного состава содержит интерферометр 1, включающий источник 2 оптического излучения, оптический циркулятор 3 и модуль 4 обработки сигналов, модуль 5 принятия решения и по меньшей мере один установленный на измерительном участке ВОДД 6.

ВОДД 6 включает чувствительный элемент 7 (ЧЭ 7), состоящий из петель оптического волокна, собранных в катушку, размещенную в корпусе 8, который имеет вал 9 вращения, установленный в соосных гнездах установочной рамы 10, неподвижно закрепленной на планке 11, размещенной между соседними шпалами 12 с внешней стороны железнодорожного пути и жестко прикрепленной к ним, передаточный механизм 13 для соединения вала 9 вращения корпуса 8 с рельсом 14 и сплиттер 15, к двум входам/выходам которого подключены выводы волокна катушки ЧЭ 7.

Третий вход/выход сплиттера 15 посредством оптического канала связан через оптический циркулятор 3 с источником 2 оптического излучения и с модулем 4 обработки сигнала, выход которого подключен к входу модуля 5 принятия решений, взаимодействующего посредством сети передачи с БД 16 внешних железнодорожных систем и АРМ пользователя информацией (на чертеже не показано).

Количество петель в катушке ЧЭ 7 выбирают в зависимости от характеристик источника 2 оптического излучения и оптического волокна, а также максимального радиуса катушки.

Система взвешивания вагонов подвижного железнодорожного состава может включать не более десяти ВОДД 61-n+1 (см. фиг. 5), третий вход/выход сплиттера 15 каждого из которых через оптические муфты 171-n подключен к волокну магистрального волоконно-оптического кабеля 18 (ВОК 18) для связи через оптический циркулятор 3 с источником 2 оптического излучения и с модулем 4 обработки сигнала.

На фиг. 2 представлен передаточный механизм 13 для поворота корпуса 8 с катушкой на угол не более 90°, выполненный в виде рычага, один конец которого жестко соединен к подошве рельса 14 железнодорожного пути, а второй - жестко соединен с валом 9 вращения корпуса 8. В этом случае возможные углы поворота корпуса 8 с катушкой из петель оптического волокна зависят от длины рычага (l) и от того, какие вертикальные перемещения (d) от проседания рельса 14 и вдавливания шпалы 12 в железнодорожную насыпь следует ожидать при измерениях. В результате этого корпус 8 с катушкой из петель оптического волокна перемещается вокруг своей оси на угол (γ), определяемый на основе следующей формулы:

γ = arcSin d/l (1)

Однако могут быть использованы и другие устройства преобразования вертикальных перемещений (d) от проседания рельса 14 и вдавливания шпалы 12 в железнодорожную насыпь, использование которых позволит увеличить диапазон изменения углов поворота катушки из петель оптического волокна. На фиг. 3 передаточный механизм 13 для поворота диска с катушкой на угол не более 90° выполнен в виде механизма реечной зубчатой передачи, шестерня 19 которого установлена на валу диска, а зубчатая рейка (гребенка) 20 прикреплена к подошве рельса 14.

Интерферометр 1 в заявляемой системе измеряет разность фаз разделенных встречных световых потоков даже при незначительных возвратно поступательных угловых перемещениях (γвращ ≥ ±1,5°) катушки из петель оптического волокна.

Система взвешивания вагонов подвижного железнодорожного состава работает следующим образом.

В интерферометре 1 источник оптического излучения 2 (светодиоды или лазеры) генерирует оптические импульсы, которые через оптический циркулятор 3 передают в оптическую линию для транспортировки оптического излучения до сплиттера 15, после которого, разделенный на две равные составляющие оптический поток проходит по встречным оптическим путям петель оптического волокна ЧЭ 7 ВОДД 6.

Количество (k) петель в катушке ЧЭ 7 ВОДД 6 и длина оптического волокна в петле (s) подбираются исходя из характеристик самого оптического волокна: пропускаемая длина волны, числовая апертура, максимальное затухание, максимальный радиус изгиба и др., для минимизации коэффициента затухания, искажений и ухудшений свойств оптического излучения, включающих в себя эффект поляризационного фединга.

При прохождении ПС по железнодорожному полотну происходит под действием мощных сил давления колеса проходящего локомотива или вагонов прогибание рельса 14, который воздействует на жестко прикрепленный к нему передаточный механизм 13, который передает поступательное движения корпусу 8 с катушкой ВОДД 6, измеренное как поворот корпуса 8 на углы от 1,5° до 90°, и последующего обратного его возвращения в исходное состояние при отсутствии давления ПС на рельс 14, осуществляемого за счет свойства упругости рельса 14.

В ВОДД 6 осуществляют по каждой составляющей оптические излучения с встречно-обратным продвижением оптических потоков по петлям катушки. В результате формируют условия для проявления эффекта Саньяка в виде рассогласования фаз между предварительно разделенными оптическими потоками, являющимися встречными по направлениям их движения.

На выходе ЧЭ 7 ВОДД 6 обратные оптические потоки через оптический сплиттер 15 транспортируются через оптический циркулятор 3 в модуль 4, который реализуют операцию сравнения фаз между обратными оптическими излучениями, затем на основе определения разностей фаз определяет факт наличия или отсутствия фазового рассогласования в них.

При наличии фазового рассогласования получаемые значения разностей фаз встречных световых потоков в заявляемой системе используют для получения оценок взвешивания локомотива и вагонов и определяют результаты отношений оценок веса локомотива и вагонов. Полученные данные измерений разности фаз встречных световых потоков передают в модуль 5 принятия решений, где измеренную разность фаз пересчитывают в физические величины результатов взвешивания локомотива и вагонов. При этом данные об априорно известном весе локомотива используют в качестве калибровочной характеристики для перевода результатов измерений в физические величины: тонны и килограммы. Их корректируют с учетом данных, которые были получены при метрологической аттестации с использованием описанных выше эталонов практической метрологии. Эталонные данные в перерывах между обновлениями хранят в модуле 5 принятия решений. При необходимости обновления данные соответствия значений веса и фазовых рассогласований, которые признаны эталонными, и представляют собой уточненные результаты оценок силы давления колес локомотива на рельс, поступают в модуль 5 принятия решений из БД 16 натурного листа или иных информационных источников. При этом для уточнения оценок взвешивания используют различные способы метрологической аттестации, например, результаты осреднения серии проведенных однотипных измерений.

Таким образом, с использованием интерферометра 1 определяют разность фаз оптических потоков при их встречно-обратном продвижении, которая принимает значения, отличные от нуля, только при перемещении корпуса 8 с катушкой вокруг своей оси под действием передаточного механизма 13, превращающего вертикальное перемещение рельса 14 под действием силы давления оказываемого на них колесами ПС во вращательное движение корпуса 8 с катушкой, полученные при этом данные преобразуют в интерферометре 1 в цифровой код, и выполняют над ними различные операции математической обработки для повышения соотношения сигнал/шум, полученные данные калибруют, используя для этого информацию о весе локомотива и оказываемом им давлении посредством колесных пар ПС на рельс 14, а результаты калибровки распространяют на полученные результаты волоконно-оптических измерений сил давления колесных пар вагонов ПС.

После получения весовых оценок проходящего состава: локомотива и вагонов, на выходе модуля 5 принятия решений формируют соответствующие информационные сообщения, содержащие величину превышения весовых нормативов. В информационном сообщении должны быть указан номер вагона в составе с обеспечением привязки выявленного события к временным данным. После чего, дату и время, результаты проведения весового контроля передают на АРМ пользователя информацией.

После прохождения места установки ВОДД 6 колесной пары поезда, прямое поступательное движение при прогибе рельса 14 преобразованное в прямое вращательное движение корпуса 8 с катушкой, сменяется циклом возвратного вращательного движения (см. фиг. 2), вследствие выпрямления рельса 14 и возвращения его в исходное состояние за счет наличия упругости. Свойство упругости, определяемое модулем упругости Юнга и законом Гука, заключается в способности рельса 14 вернуться после проезда ПС в свое исходное состояние. При наезде на место установки ВОДД 6 следующей колесной пары, цикл волоконно-оптических измерений (ВОИ) повторяется.

Таким образом, при проведении ВОИ предлагаемым техническим решением наличие разности фаз во встречных световых потоках свидетельствует о том, что на рельс 14 оказывается давление колесными парами поезда. При этом величина разности фазового рассогласования характеризует весовые характеристики объекта, оказывающего давление на рельс 14. Фазовое рассогласование, равное 0, рассматривают, как признак отсутствия поезда на измерительном участке, так как эффект прогиба рельса 14 в месте установки ВОДД 6 может наблюдаться только при весовом давлении объекта, соизмеримого по тяжести с вагоном.

Сравнение с весом локомотива необходимо, в том числе и для проведения измерений в условиях помехового фона, который не постоянен (меняется во времени), поэтому необходимо определять возможные его уходы от заранее установленного значения в ходе проведения измерений веса вагонов. Эта задача существенно упрощается, когда при этом производят практически одновременные измерения веса эталона, в качестве которого используют силу давления колес на рельс 14 самого локомотива.

При этом полученные на других участках железнодорожного пути данные определения веса локомотива и вагонов сравнивают в модуле 5 принятия решений с данными, которые признаны эталонными, путем определения их отличий на основе вычитания из них полученных результатов эталонных данных. Результаты отличий также используют для получения дополнительных знаний: 1) о необходимости проверки наличия дефектов рельс 14 и качества укладки рельсошпальной решетки (РШР); 2) о качестве выполненных работ по замене РШР; 3) о наличии образований в зимнее время льда на днищах локомотивов и вагонов, сход которых усложнит условия безаварийной эксплуатации железнодорожного транспорта.

На фиг. 4 представлен полученный при проведении экспериментальных исследований график, отражающий оценку результатов сравнения на выходе модуля 4 обработки сигналов (сравнения фаз). Из представленного графика следует, что измеренные разности фаз позволяют с высокой разрешающей способностью определить давление на рельс 14, оказываемое каждой колесной парой. Этому способствует эффект появления частных экстремумов на графике, совпадающих с воздействием на рельс 14 колесных пар, что сопровождается повышением точностных показателей их идентификации при ВОИ. Кроме того, появляется возможность контроля неравномерности распределения груза в вагонах. Из-за этого различные колесные пары вагонов оказывают давление на рельс 14 и РШР, величины которого могут несколько отличаться от друг от друга. Достоверность полученных ВОИ также подтверждает различие в данных давления на рельс 14 колесных пар вагонов, что соответствует фактическим результатам по предварительно выполненной неравномерности распределения грузов при загрузке вагонов. В первом вагоне распределение веса грузов в вагонах было равномерным, во втором и третьем вагонах оно было неравномерным, что и подтвердили результаты проведенных измерений с помощью разработанного ВОДД 6.

При предлагаемых ВОИ точечным ВОДД 6 значение оценки весовых показателей вагонов, представляют собой локальные минимумы Р(t), где t - время. Измерения давления колесных пар локомотива на рельс 14 необходимы для оценки систематической погрешности измерений («уровня шумов»).

В предлагаемой системе одновременно используют два измерителя веса на основе эффекта, подобного эффекта Саньяка: один из них определяет значение вертикального перемещения рельса 14 под действием веса ПС, оказываемого на рельс 14 и установленного под ним передаточного механизма 13 ВОДД 6 колесными парами, а второй - осуществляет измерение величины вертикального перемещения шпалы 12 РШР, находящейся рядом с первым измерителем давления колесных пар на рельс 14. Измерители веса ПС в виде ВОДД 6 не устанавливаются непосредственно под рельсом 14, вследствие чего они не могут быть раздавлены, и не требуют мощной по прочности монтажной планки 11, вертикальные перемещения которого под действием веса ПС исключены, что повышает точность измерений. Предлагаемые ВОДД 6 представляют собой конструкцию, имеющую малые массо-габаритные размеры и простоту применения, и все перемещения рельса 14 и РШР под действием давления колесных пар отслеживают посредством передаточного механизма 13, например, рычага, длину которого предварительно рассчитывают, исходя из достаточного для проведения ВОИ угла поворота под действием рычага катушки из петель оптического волокна:±1,5° ≤ γвращ ≤ ±90°.

Из приведенной на фиг. 4 иллюстрации следует, что предлагаемая система обладает следующими сущностными характеристиками:

1) высокой разрешающей способностью: четко выделяется зона воздействия колесных пар тепловоза и трех вагонов, при этом давление тепловоза на рельс 14 более значительное по сравнению с аналогичными измерениями, полученными при проезде вагонов, что соответствует действительности, которая связана с оцениванием веса локомотива и заранее спланированной неравномерной загрузке трех вагонов, входящих в состав ПС;

2) полученные весовые данные позволяют представить картину распределения груза в вагонах ПС: в первом вагоне она равномерная, а во втором и третьем наблюдается неравномерность его распределения;

3) изменение давления на рельс 14 колесных пар локомотива также отражает объективную реальность ВОИ давления: первая колесная пара вызывает наибольший прогиб рельса 14, последующие вторая и третья колесные пары вызывают меньший по величине прогиб, поскольку рельс 14 уже был нагружен при наезде вначале первой, а затем и второй колесной парами; затем рельс выпрямляется и последующие его прогибы под давлением задних колесных пар повторяют ранее наблюдаемую картину.

Предлагаемое техническое решение может быть исполнено как в стационарном варианте, так и в мобильном, быстро развертываемом. Стационарный вариант системы предусматривает размещение ВОДД 6 в количестве, необходимом для осуществления контроля весовых характеристик в определенных критических местах, таких как пути подхода и выхода ПС на перегоны, сортировочные станции, стрелочные переводы, в местах погрузки в вагоны угля и руды, сыпучих продуктов и т.д. Количество ВОДД 6 на один интерферометр 1 определяется количеством требуемых точек контроля, мощностью источника оптического излучения самого интерферометра 1, длиной оптической транспортной линии (снижение уровня полезного сигнала из-за затухания в ВОК), но не более 10 шт.в комплекте. В стационарном режиме интерферометр 1, модули 4, 5 размещают в теплом отапливаемом помещении и подключают к бытовой сети 220 В. Прокладка транспортного ВОК 18 предполагает его стационарную укладку в кабельных потернах или в траншеях. Подключение ВОДД 6 к волокну ВОК 18 осуществляется посредством установки оптических муфт 171 - 17n и проведения сварочных работ на оптическом волокне для установки ответвителей оптического излучения на каждый ВОДД 6.

Мобильный вариант системы предусматривает размещение заявленной системы в переносных кейсах, подключение и работу системы от аккумуляторных батарей 12в, развертывание комплекта в непосредственной близи от точки контроля на измерительном участке. Установка одного ВОДД 6 осуществляется разворачиванием временных линий транспортного ВОК 18, соединение посредством штатных оптических разъемов и не предусматривает проведения дополнительных сварочных работ на оптическом волокне.

Схема реализации заявленного технического решения, которая была использована при проведении экспериментальных исследований, приведена на фиг. 5. На ней представлены: «точечные» ВОДД 61, …, 6n, 6n+1, установленные в определенных местах железнодорожного пути; оптические муфты 171,,…, 17n, посредством которых каждый ВОДД 6 подключают к одному из оптических волокон ВОК 18, один конец которого соединен с оптическим интерфейсом интерферометра 1, второй выход которого подключен к модулю 5 принятия решений. В рассматриваемом случае (фиг. 4) система ВОИ представлена некоторой совокупностью точечных ВОДД 6, каждый из которых является чувствительным элементом 7 (ЧЭ7) распределенной системы, функционирующей на основе эффекта Саньяка.

Сигналы, формируемые на втором выходе интерферометра 1, поступают в модуль 5 принятия решений, на второй вход которого поступают априорные «эталонные» данные о весовых характеристиках локомотива и вагонов. В нем после сравнительного анализа соответствия эталонных данных с полученными результатами измерений модуль 5 принятия решений формирует информационные сообщения со следующими данными: 1) силы давления каждой из колесных пар ПС на рельс 14 и РШР; 2) веса локомотива и вагонов, 3) номер вагона в составе ПС, у которого по результатам ВОИ определены весовые отклонения от установленных норм. Также на основе суммирования значений функции Р(t), которые соответствуют ее локальным минимумам, оценивают вес всего ПС. Полученные результаты в виде информационных сообщений отправляют на АРМ пользователя информацией для представления полученной информации. Пользователями информации о результатах проверки массы груза при его движении могут быть при необходимости любые ответственные и заинтересованные лица, участвующие в процессе перевозки грузов по сети железной дороги ОАО «РЖД».

Особенностью и достоинством применения предлагаемой системы является полное отсутствие необходимости подачи электроэнергии в зону размещения ВОДД 6 и их подключение к электропитанию, так как реализация основана только на распространении оптического излучения по ВОК. Аппаратная часть системы может находиться в оборудованном помещении с подведенным электрическим питанием, на расстоянии, измеряемом до нескольких десятков километров, от места проведения измерений веса вагонов. Удаление определяется мощностью источника 2 оптического излучения, установленного в интерферометре 1.

Измерение силы давления на рельс колесных пар локомотива необходимо для повышения точности оценивания веса вагонов. Вес локомотива априорно известен. Его изменение связано только с заправкой топливом для тепловозов и с налипанием льда в зимнее время на днище высокоскоростных локомотивов с электрической тягой, а вес груженых вагонов, который необходимо контролировать для обеспечения безопасности железнодорожного движения, может существенно отличаться от того, что предусмотрено установленными требованиями (перегруз, неравномерная загрузка).

Использование предлагаемого изобретения способствует значительному повышению оперативности контроля веса вагонов ПС, сохранности грузов в процессе их транспортировки и решению многих других попутных задач повышения безопасности железнодорожного движения, которые выходят за пределы той цели, которая ставится при решении такой актуальной проблемы, как оперативная оценка силы давления колесных пар на рельс и РШР.

Похожие патенты RU2817644C1

название год авторы номер документа
Система контроля дефектов колёсных пар подвижного железнодорожного состава 2023
  • Белов Алексей Николаевич
  • Вуколов Александр Владимирович
  • Кудюкин Владимир Валерьевич
  • Кузнецов Валерий Иванович
  • Кукушкин Сергей Сергеевич
  • Хатламаджиян Агоп Ервандович
RU2818020C1
Система виброакустических измерений и система контроля местоположения поезда 2023
  • Долгий Александр Игоревич
  • Кудюкин Владимир Валерьевич
  • Кукушкин Сергей Сергеевич
  • Прокин Сергей Юрьевич
  • Розенберг Ефим Наумович
  • Хакиев Зелимхан Багауддинович
RU2814181C1
СПОСОБ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА, ЕГО СКОРОСТИ И ЦЕЛОСТНОСТИ 2021
  • Кукушкин Сергей Сергеевич
  • Светлов Геннадий Валентинович
  • Белов Алексей Николаевич
  • Кукушкин Леонид Сергеевич
  • Есаулов Сергей Константинович
RU2794238C1
Система контроля схода подвижного состава 2023
  • Кудюкин Владимир Валерьевич
  • Хакиев Зелимхан Багауддинович
  • Немченко Алексей Геннадьевич
  • Кукушкин Сергей Сергеевич
  • Соколова Ирина Владимировна
  • Гринь Владимир Михайлович
RU2807011C1
Система интервального регулирования движения поездов 2021
  • Воронин Владимир Альбертович
  • Куваев Сергей Иванович
  • Марков Алексей Валерьевич
  • Раков Виктор Викторович
  • Розенберг Ефим Наумович
  • Фомин Сергей Александрович
  • Чуркин Сергей Николаевич
  • Шурыгин Сергей Сергеевич
  • Шухина Елена Евгеньевна
RU2770040C1
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ВАГОНОВ 2022
  • Смолянов Владимир Михайлович
  • Новосельцев Дмитрий Вячеславович
  • Хисамутдинов Раиль Сабитович
  • Беляев Олег Сергеевич
  • Рябов Сергей Дмитриевич
  • Журавлев Алексей Викторович
RU2781318C1
Система интервального регулирования движения поездов на базе радиоканала 2016
  • Ананьин Александр Сергеевич
  • Болотов Петр Владимирович
  • Воробьев Всеволод Владимирович
  • Воронин Владимир Альбертович
  • Кисельгоф Геннадий Карпович
  • Командирова Мария Валерьевна
  • Раков Виктор Викторович
  • Розенберг Ефим Наумович
RU2618660C1
СПОСОБ УКЛАДКИ В ГРУНТ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕХАНИЗИРОВАННОГО КАБЕЛЕУКЛАДЧИКА 2020
  • Бризицкий Леонид Иванович
  • Мелихов Сергей Львович
RU2775143C2
ЛИНЕЙНАЯ ЧАСТЬ ДЛЯ ИЗВЕЩАТЕЛЯ ОХРАННОГО ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО, УКЛАДЫВАЕМАЯ В ГРУНТ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕХАНИЗИРОВАННОГО КАБЕЛЕУКЛАДЧИКА 2020
  • Бризицкий Леонид Иванович
  • Мелихов Сергей Львович
RU2803961C2
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ОХРАНЯЕМОГО РУБЕЖА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕХАНИЗИРОВАННОГО КАБЕЛЕУКЛАДЧИКА 2020
  • Бризицкий Леонид Иванович
  • Мелихов Сергей Львович
RU2785372C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 817 644 C1

Реферат патента 2024 года Система взвешивания вагонов подвижного железнодорожного состава с использованием волоконно-оптических датчиков давления

Изобретение относится к весоизмерительной технике. Система содержит источник оптического излучения, оптический циркулятор, модуль обработки сигналов и модуль принятия решения, по меньшей мере один установленный на измерительном участке волоконно-оптический датчик давления, включающий чувствительный элемент из петель оптического волокна, собранных в катушку, размещенную на диске, который имеет вал вращения, установленный в соосных гнездах установочной рамы, неподвижно закрепленной на планке, размещенной между соседними шпалами с внешней стороны железнодорожного пути и жестко прикрепленной к ним, передаточный механизм для соединения вала вращения диска с рельсом и сплиттер, к двум входам/выходам которого подключены выводы волокна катушки, при этом третий вход/выход сплиттера посредством оптического канала связан через оптический циркулятор с источником оптического излучения и с модулем обработки сигнала, выход которого подключен к входу модуля принятия решений, взаимодействующего посредством сети передачи с базами данных внешних железнодорожных систем и АРМ пользователя информацией. Достигается повышение точности взвешивания вагонов подвижного состава. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения RU 2 817 644 C1

1. Система взвешивания вагонов подвижного железнодорожного состава, характеризующаяся тем, что содержит источник оптического излучения, оптический циркулятор, модуль обработки сигналов и модуль принятия решения, по меньшей мере один установленный на измерительном участке волоконно-оптический датчик давления, включающий чувствительный элемент из петель оптического волокна, собранных в катушку, размещенную в корпусе, который имеет вал вращения, установленный в соосных гнёздах установочной рамы, неподвижно закрепленной на планке, размещенной между соседними шпалами с внешней стороны железнодорожного пути и жестко прикрепленной к ним, передаточный механизм для соединения вала вращения диска с рельсом и сплиттер, к двум входам/выходам которого подключены выводы волокна катушки, при этом третий вход/выход сплиттера посредством оптического канала связан через оптический циркулятор с источником оптического излучения и с модулем обработки сигнала, выход которого подключен к входу модуля принятия решений, взаимодействующего посредством сети передачи с базами данных внешних железнодорожных систем и АРМ пользователя информацией, причем количество петель в катушке выбирают в зависимости от характеристик источника оптического излучения и оптического волокна, а также максимального радиуса катушки.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что включает не более 10 волоконно-оптических датчиков давления, третий вход/выход сплиттера каждого из которых через оптические муфты подключен к волокну магистрального волоконно-оптического кабеля для связи через оптический циркулятор с источником оптического излучения и с модулем обработки сигнала.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что для питания элементов системы используют стационарный источник питания или аккумуляторный источник питания.

4. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что передаточный механизм для поворота диска с катушкой на угол не более 90° выполнен в виде рычага, один конец которого прикреплен к подошве рельса железнодорожного пути, а второй - к валу диска.

5. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что передаточный механизм для поворота диска с катушкой на угол не более 90° выполнен в виде механизма реечной зубчатой передачи, шестерня которого установлена на валу диска, а зубчатая рейка прикреплена к подошве рельса.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2817644C1

CN 102589460 A, 18.07.2012
CN 0106323433 A, 11.01.2017
CN 113624311 A, 09.11.2021
RU 2016133991 A, 02.03.2018
Janota, A., Simak, V., Hrbcek, J
Автомобиль-сани, движущиеся на полозьях посредством устанавливающихся по высоте колес с шинами 1924
  • Ф.А. Клейн
SU2017A1
Development of a Weight-in-Motion Measurement System with an Optical Sensor
In: Mikulski, J
(eds) Smart Solutions in Today’s Transport
Автомобиль-сани, движущиеся на полозьях посредством устанавливающихся по высоте колес с шинами 1924
  • Ф.А. Клейн
SU2017A1
Communications in Computer and Information

RU 2 817 644 C1

Авторы

Долгий Александр Игоревич

Кудюкин Владимир Валерьевич

Куликова Надежда Геннадьевна

Кукушкин Сергей Сергеевич

Семенов Алексей Николаевич

Белов Алексей Николаевич

Тихонов Сергей Сергеевич

Даты

2024-04-17Публикация

2023-08-16Подача