Устройство для измерения износа контактного провода Советский патент 1986 года по МПК B60M1/13 

12

2. Устройство п. 1 , о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что блок преобразования измерительного тока содержит дна кольцевых п-разрядных регистра сдвига, п-разрядный регистр хранения, узел управления регистрами, два аналоговых сумматора, четыре аналоговых коммутатора, элемент управления коммутаторами и п компараторов, вход каждого из которых является входом блока преобразования тока и подключен к соответствующим входам первого и вто- рого аналогового коммутатора, выходы которых соединены с соответствующими п входами одного кольцевого регистра сдвига, выходы которого подключены к входам элемента управления регистрами, одни и другие входы другого кольцевого регистра сдвига подключены соответственно к прямому и инверсному рыходам узла управления

. Изобретение относится к железнодорожной технике, к измерению и контролю .состояния контактных проводов электрифицированных железных дорог.

Цель изобретения - повышение точности -измерения износа контактных проводов.

На фиг,1 показана электрическая принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - электрическая схема блока преобразования измерительного тока. Устройство для измерения износа контактного провода содержит измерительный полоз, состоящий из двух токовых контактных пластин 1 и 2, двух секционированных потенциальных контактных узлов 3 и 4 с разделительными резисторами 5 и 6, источник тока 7, подключенньш через измеритель 8 тока к одной и другой токовым контактным пластинам 1 и 2, измерители 9 и 10 падения напряжения, подключенные через изолирующие трансформаторы 11 и 12 к крайним секциям потенциальных контактных узлов 3 и 4, и блок 13 преобразования измерительного тока, п входов которого подключены ко вторичньм обмоткам соответствующих измерителей тока, состоящих из п

977

pej HCTpaumi5 другие n);ix(r 4i-i котофеи- соединены с соответстиушщими нхсД Чми регистра хранения, подключенными иы- ходами к одним входам элемента управления коммутаторами, друго иход которого соединен с третьим выходом узла управления регистрами, а выходы Ьоединб .ны с соответствующими управляющими входами аналоговых коммутаторов, причем выходы первого коммутатора соединены с соответствующими аналоговьпчи входами третьег о коммутатора и входом первого аналогового сумматора, выходы второго коммутатора соединены с соответствующими аналоговыми входами четвертого KOMi- iyTaTopa и входом второго аналогового сумматора, вькоды тре гьего и четвертого коммутатора объединены, причем выходы сумматоров являются выходами блока преобразования тока

измерительных трансформаторов 14-1 ... 14-п TOKsi, при этом одна из токовых контактных пластин 1 выполнена из п подпрулсиненных секций 15-1-. . 15-п,расположенных с возможностью их перекрытия контактными проводами 16 и 17 и соединенных с входами измери- тельньпс трансформаторов 14-1...14-П тока, кроме того, потенциальные контактные узлы 3 и 4 имеют проводящие секции 18 и 19, при этом блок 13 преобразования измерительного тока содержит два кольцевых п-разрядных регистра 20 и 21 сдвига, п-разрядньй

регистр 22 хранения, узел 23 управ- пения регистрами, два аналоговых сумматора 24 и 25, четыре аналоговых коммутатора 26-29, элемент 30 управ- пения коммутаторами, и п компараторов 31, выходы сумматоров 24 и 25 являются выходами блока 13 преобразования, измерительного тока, и именуются Выход-1 и Выход-2о Устройство содержит также резисторы 32-52.

Устройство работает следующим образом.

Контактные провода 16 и 17 контактируют в данный момент времени, например, с секциями 15-i и 15-k соот10

15

20

ветственно секционированного токового контактной пластины 1 и с общей токовой контактной пластиной 3. При этом измерительный ток протекает через провод 16 по цепи: от одного вывода источника 7 через первичнуй обмотку измерительного трансформатора J4-i тока, подключенную к -секции 15-i токовой контактной пластины 1, через секцию 15-i, провод 16 и общую токовую контактную пластину 3 ко второму выводу источника 7 измерительного тока. Через контролируемый привод 17 измерительный ток протекает по аналогичной параллельной цепи; от одного вывода источника 7 через первичную обмотку измерительного трансформатора 14-k тока, подключенную к секции токовой контактной пластины 1, через секцию 15-k, провод 17 и общую токовую контактную пластину 3 - ко второму выводу источника 7 измерительного тока. Один из контролируемых проводов 16 или 17, или оба провода 16 и 17 могут контактировать как с одной секцией токовой контактной пластины 1, так и (одновременно) с двумя соседними секциями 15.

Причем, если провод 16 контактирует с i-той секцией 15 или с двумя i-той и i + 1-той секциями 15, а при вод 17 с k-той секцией 15, то между k-той и i-той секциями 15 в первом случае ипн между k-той и i + 1-той секциями во втором случае расположены 1-2 секции 15, а если каждый про- 35 вод контактирует с двумя секциями: провод 16 с секциями i и i + 1, провод 17 с секциями k и k + 1, то секции i, i+1,kиk+1 расположены подряд, без промежутка.

При контактировании провода 16 или 17 с двумя секциями 15 ток, протекающий по проводу 16 или 17, яв- лятеся суммой токов секций 15.

25

порциональньш току провода 16, поступает на Выход-1 измерителя 8 тока, а сигнал, пропорциональный току провода 17 - на Выход-2.

Если провод 16 контактирует с дву мя соседними секциями 15-i и 15-i + + 1, то сигналы со вторичньк обмоток трансформаторов 14-i и 14-i + 1 тока в виде падений напряжения поступают на i-тый и i + 1-тый входы блока 13, которьй осуществляет сложение этих сигналов и подключение суммарного сигнала, пропорционального току провода If), к Выходу-1 измерителя 8 тока Аналогично если провод 17 контактирует с двумя секциями 2-k и 2-k + + 1, то сигналы со вторичных обмоток трансформаторов 14-k и 14-k + 1 в виде падений напряжения поступают на k-тый и k + 1-ый входы блока 13, в котором эти сигналы складываются, и суммарный сигнал, пропорциональный току провода 17, подключается к Вы- ходу-2 измерителя 8 тока.

При движении устройства контролируемые провода 16 и 17, подвешенные

15 токовых контактных пластин 1 и 2 и соответственно измеряются номера входов блока 13, на которые прступа- 30 JQJ. токовые сигналы, но в любом случае сигнал, пропорциональный току провода 16, подключается этим блоком к Выходу-1, а сигнал, пропорциональный току провода 17 - к Выходу-2 измерителя 8 тока.

Блок 13 преобразования измерительного тока работает следуюпщм образом.

Токовые сигналы, поступившие на его i-тый и -k-Tbrfi входы, вызывают появление уровней логической i на выходах соответственно i-того и k-то- го компараторов 31. Эти уровни поступают с выходов компараторов 31 соответственно на i-тый и k-тый информа40

50

Сигнал, пропорциональный току про- ционные входы регистра 20 сдвига и вода 16, со вторичной обмотки тран- записьгеаются в его i-тый и k-тый раз- сформатора 14-i тока поступает в ви- ряды. де падения напряжения на соответствующий i-тый вход блока 13, сигнал, пропорциональньй току провода 17, со вторичной обмотки трансформатора 14-k тока поступает в виде падения напряжения на k-тый вход блока 13.

Блок 13 подключает вход i измерителя 8 тока к его первому выходу Выход- 1, а вход k - к его второму выходу Выход-2. При этом сигнал, про55

Запись происходит в начале цикла опроса при поступлении на управляющий вход V регистра 20 сигнала разрешения записи, а на тактовый вход того же регистра - первых двух импульсов цикла с узла управления записью и сдвигом 39, входящего в состав схемы управления регистрами 27. Одновременно при поступлении аналогичных сигналов на входы V и с. регистра 21

10

15

20

о

25

порциональньш току провода 16, поступает на Выход-1 измерителя 8 тока, а сигнал, пропорциональный току провода 17 - на Выход-2.

Если провод 16 контактирует с двумя соседними секциями 15-i и 15-i + + 1, то сигналы со вторичньк обмоток трансформаторов 14-i и 14-i + 1 тока в виде падений напряжения поступают на i-тый и i + 1-тый входы блока 13, которьй осуществляет сложение этих сигналов и подключение суммарного сигнала, пропорционального току провода If), к Выходу-1 измерителя 8 тока. Аналогично если провод 17 контактирует с двумя секциями 2-k и 2-k + + 1, то сигналы со вторичных обмоток трансформаторов 14-k и 14-k + 1 в виде падений напряжения поступают на k-тый и k + 1-ый входы блока 13, в котором эти сигналы складываются, и суммарный сигнал, пропорциональный току провода 17, подключается к Вы- ходу-2 измерителя 8 тока.

При движении устройства контролируемые провода 16 и 17, подвешенные

35

15 токовых контактных пластин 1 и 2 и соответственно измеряются номера входов блока 13, на которые прступа- 30 JQJ. токовые сигналы, но в любом случае сигнал, пропорциональный току провода 16, подключается этим блоком к Выходу-1, а сигнал, пропорциональный току провода 17 - к Выходу-2 измерителя 8 тока.

Блок 13 преобразования измерительного тока работает следуюпщм образом.

Токовые сигналы, поступившие на его i-тый и -k-Tbrfi входы, вызывают появление уровней логической i на выходах соответственно i-того и k-то- го компараторов 31. Эти уровни поступают с выходов компараторов 31 соответственно на i-тый и k-тый информа40

ционные входы регистра 20 сдвига и записьгеаются в его i-тый и k-тый раз- ряды.

Запись происходит в начале цикла опроса при поступлении на управляющий вход V регистра 20 сигнала разрешения записи, а на тактовый вход того же регистра - первых двух импульсов цикла с узла управления записью и сдвигом 39, входящего в состав схемы управления регистрами 27. Одновременно при поступлении аналогичных сигналов на входы V и с. регистра 21

в его разрядов записываются уровни логической 1.

Информация, записанная в разряды регистра 21, анализируется узлом 23 и Подключенным, например, к разрядам 3-8 и работающим в соответствии с таблицей. В таблице показаны только |Те комбинатдии уровней на входах узла 23, которые вызывают появление, на его выходе уровня логической 1. Все остальные комбинации входных уровней вызывают появление на выходе узла 23 уровня логического О.

Если информация, записанная в регистр 20, соответствует таблице, высокий уровень на выходе узла 23 запрещает сдвиг информации в регистрах 20 и 21, Если информация, записанная в регистр 20, не соответствует таблице, низкий уровень с выхода узла 23 разрешает сдвиг информации в этих регистрах. Информация в регистрах 20 и 21 сдвигается синхронно на 1 раз- . ряд при поступлении каждого тактовог импульса на входы С этих регистров. Сдвиг происходит до тех пор, пока Комбинация сигналов в разрядах регис Тра 20 не соответствует таблице. В Момент соответствия высокий уровень с выхода узла 23 запрещает дальней

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ший сдвит информации в регистрах 20 и 21 и разрешает перепись информации из регистра сдвига 21 в регистр хра- нб;ния 22. При этом в первые п/2 разрядов регистра 22 запишутся единицы, а во вторую половину разрядов - нули. В первою половину разрядов регистров

21и 22 попадают разряды, соответствующие тем входам блока 13, на один или дна из которых поступил токовый сигн;1л контролируемого провода 17. Так,, за цикл опроса всех п входов блока 13 делятся на две групп ы, по п/2 входов в каждой, причем в первую группу попадают один или два входа, на которые поступает токовый сигнал

с провода 16 (i-тый вход в рассматриваемом случае), а во вторую группу один или два входа, на которые .поступает токовый сигнал с провода 1 7 (k-Tfirti вход в рассматриваемом случае). -Максимальное число тактов сдвига, информации в регистре 20 (и 21) равно п-числу разрядов регистра, . два такта используются для записи информаци в регистры 20 и 21, еще три такта - для перезаписи в регистр

22и ан.ализа, поэтом цикл опроса . выбран paBHbLM п + 5 тактам.

В следующем цикле опроса, если ситуация изменилась, т.е. контролируемые провода 16 и 17 контактируют с другими секид ями 15 токовых контактных пластин 1 и 2, и токовые сигналы с проводов 16 и. 17 поступают на другие входы блока 13, все -входы блока 13 делятся аналогично предьщу- щему циклу на 2 группы, но в каждую группу попадут другие входы,, т.е. сместится линия раздела между группами входов.

Уровни логической 1 с первой половины разрядов регистра 22 хранения через элемент 30 управления коммутаторами воздействуют на управляю-, iifHe входы соответствующих ключей аналогового коммутатора 26, подключающего первую группу входов блока 13 к соответствующим входам 1-го аналогового c.y мaтopa 24. Уровни логического О со второй половины разрядов регистра 22 через элемент 30 воздействуют на управляющие входы соответствующих ключей аналогового тора 27, подключающего вторую группу входов блока 13 к соответствуюнщм входам второго аналогового сум 1атора 25. В рассматриваемом случае на выход сумматора 2А, являющийся первым входом Выход-1 блока 13, поступает сигнал с i-Toro входа блока 13, пропорциональный току с контролируемого провода 16, на выход сумматора 25, являющийся вторым выходом Вьгход-2 блока 13, поступает Сигнал с k-того вх.ода блока 13, пропорциональный току второго контролируемого провода 17, Если токовые сигналы провода 16 присутствуют на входах i и i + 1 блока 13, то на Выход-1 с сумматора 24 поступит сумма этих сигналов. Если токовые сигналы провода 17 при- сутствуют на входах k и k + 1 блока 13, то сумма этих сигналов поступит на Выход-2 с сумматора 25. Свободные .входы сумматора 24 подключаются к общему выводу блока 13 с помощью клю чей аналогового коммутатора 28, а свободные входы сумматора 25 подключаются к общему выводу блока 13 с помощью ключей аналогового коммутатора 29. Для этого ключи коммутатора 28 управляются сигналами, инверсны- ми по отношению к сигналам управлени слючами коммутатора 26, а ключи коммутатора 29 - сигналами, инверсными по отношению к сигналам управления ключами коммутатора 27.

При измерении износа одинарного контактного провода 16 или 17 токовые сигналы присутствуют на одном i-oM или двух i-M и i + 1-м соседних входах блока 13. Первыми двумя тактовыми импульсами цикла уровень 1 с i-ro компаратора 31 записывается в i-й разряд регистра 20. По третьему тактовому импульсу начинается сдвиг информации в регистрах 20 и 21. Комбинация сигналов, соответствующая приведенной таблице, в разрядах регистра 20 в этом случае образоваться не может, поэтому через п тактов сдвига по сигналу с элемента 23, сдвиг информации в регистрах 20 и 21 прекращается и вырабатывается сигнал, на коммутаторы 2ё и 27 соответственно и подключающий входы блока 1 к соответствующим входам обоих сумматоров 24 и 25. При этом сигнал, пропорциональный току контролируемого привода, поступает одновременно на Выход-1 и на Вьгход-2.

Выполнение одной из двух токовых контактных пластин 1 устройства в виде п изолированных друг от друга секций 15, продольные размеры которых и расстояние между соседними секциям 15 меньше расстояния между двумя кон тролируемьми проводами 16 и 17 обеспечивает более надежно, по сравнению с раздельным подведением измерительного тока к проводам 16 и 17. Действительно, каждый провод 16 и 17 попадает на свою секцию токовой контактной пластины, и образуются две параллельные цепи подведения и измерения тока во всем диапазоне расстояний между проводами и во всех точках зигзага. При раздельном же устройств раздельное подведение тока обеспечивается за счет секционирования токовой контактной пластины 1 во всех точках зигзага. Вьшолнение измерителя тока многоканальным, так, что с каждой секцией 15 соединен свой измерительный трансформатор 14 тока, а блок 13 подключает токовые сигналы ,с контролируемых проводов 16 и 17 независимо от их расположение к l-oMy и 2-му выходам измерителя 8 тока соответственно, обеспечивает достоверное раздельное измерение токов, протекакщих по проводам.

Амортизация обеих токовых контакт ных пластин в устройстве обеспечивает их надежное контактирование с контролируемыми проводами 16 и 17 при скоростях движения до 20 км/ч. Под- пружинивание каждой секции 15 в отдельности дополнительно улучшает отслеживание колебаний провода за счет малой массы и инерционности секцией 15 при скоростях до 50 км/ч.

Фаг.1

Редактор И.Сегляник

Составитель В.Кочетков

Техред О.Сопко Корректор Л.Патай

Заказ 3754/17 Тираж 647Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Я;-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная, 4