Устройство для съема информации с ферромагнитного колеса железнодорожного транспортного средства Советский патент 1990 года по МПК B61L25/02 

Изобретение относится к автоматике и телемеханике на железнодорожном транспорте, а именно к устройствам считывания информации с колеса подвижных единиц.

Цель изобретения - повышение достоверности.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства съема информации с ферромагнитного колеса железнодорожного транспортного средства; на фиг;2 - функциональная схема информационного датчика; на фиг.З - структурная схема формирователя цифрового кода, блока переключения и блока сброса; на фиг.4 - функциональная схема блока фиксации осности, формирователя тактовых сигналов и регистрирующего блока; на фиг.5 - шина считывания.

Устройство содержит приемник 1, который первым входом соединен с выходом блока 2 компенсации, вторым входом связан с первым входом преобразователя 3 сигналов и подключен к выходу генератора 4 несущей частоты. Коммутатор 5 выходом подключен к первому входу блока 2 компен: сации, а первым входом к выходу блока 6 опорного напряжения. Второй выход преобразователя 3 сигналов подключен к формирователю 7 цифрового кода, а второй вход коммутатора 5 подключен к выходу блока 8 разрешения считывания. Выход формирователя 7 цифрового кода подключен к входам блока 9 переключения и блока 10 сброса. Выходы триггера 11 включения положительной полярности входного сигнала и триггера 12 включения отрицательной полярности входного сигнала подключены к первыми вторым входам блока 13 фиксации осей и формирователя 14 тактовых сигналов. Второй выход коммутатора 5 подключен к первому входу счетчика 15 адреса и второму входу счетчика 16 осей. Первый вход шинного формирователя 17 адреса подключен к третьему выходу коммутатора 5, а выход связан с регистрирующим блоком 18, информационные выходы которого подключены к линии связи. Блок 13 фиксации выходом связан с первым входом регистра 19 количества осей, выход которого подключен к линии связи. Приемник 1 содержит обмотки: компенсационную 20,

возбуждения 21 и измерительную 22 . Измерительная обмотка 22 подключена к дифференциальному усилитзлю 23, входы которого образуют входы преобразователя 3 сигналов.

Преобразователь 3 сигналов содержит

последовательно включенные дифференциальный усилитель 23, фазовращатель 24, полосовой фильтр 25, фазовый детектор 26, фильтр 27 низкой частоты, выход которого

образует выход блока и подключен к входу усилителя 28 постоянного тока, вход которого образует вход блока 2 компенсации, а выход подключен к одним входам компараторов 29 и 30 разбаланса положительной и

отрицательной полярности. Генератор 31 тактовых импульсов подключен к одним входам элементов И-НЕ 32 и 33, выходы которых соединены с входами реверсивного счетчика 34, выходом которого через цифроаналоговый преобразователь 35 и буффер- ный усилитель 36 образован выход блока. Формирователь 14 тактовых импульсов содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которых образуют входы блока, а аыходы через элемент ИЛИ подключены к выходу блока.

Шинный формирователь 17 адреса содержит два шинных формирователя, входы которых образуют входы блока, а выходы

образуют выход блока.

Регистрирующий блок 18 содержит три оперативно запоминающих элемента, входы которых образуют входы блока, а выход образует выходы блока. Приемник 1 содержит магнитопровод 37.

Магнитопровод 37 с полюсными наконечниками 38 и 39 выполнен из магнитомяг- кого ферромагнитного материала. При этом полюсный наконечник 38 магнитно соединен с рельсом внутри железнодорожной колеи Полюсный наконечник 39 расположен

на уровне бандажа колеса железнодорожной подвижной единицы вдоль рельса 40 и отделен от рельса 40 воздушным зазором, в который входит гребень колеса при входе этого колеса в зону съема информации. Мак- симальная длина полюсных наконечников выбирается исходя из того, что в воздушном зазоре межуд полюсным наконечником 39 и рельсом 40 должен находиться гребень только одного колеса для однозначности считывания записанной на колесах информации. Таким образом, для Съема информации со всего колеса необходимо на позиции считывания установить минимум три магни- товода с полюсными наконечниками, маг- нитно соединенными с соответствующими информационными датчиками (так как максимальная длина колеса по поверхности ка- тания составляет около 3,1 м, а минимальное расстояние между осями по- движных единиц 1,2-1,4. м).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При отсутствии на участке съема инфор- мации железнодорожной .подвижной единицы с выхода генератора 4 подается сигнал на обмотку 21 приемника 1. Если приемник 1 и преобразователь 3 сигналов сбалансированы по отношению к окружаю- щему магнитному полю, то на выходе преобразователя 3 выходной сигнал равен нулю.. Однако вследствие нестабильности параметров отдельных элементов преобразователя 3 (например, температурный дрейф и т.п.), а также возможного изменения магнитной обстановки в зоне действия (падение в зону действия ферромагнитных материалов, например окатыша, железной руды, металлических предметов, или, на- пример, остановка на соседнем пути рядом с шиной съема информации подвижной единицы с мощной электромагнитной помехой) сигнал на выходе преобразователя 3 становится отличным от нуля и принимает значе- ние какой-либо полярности с возможной девиацией .в зависимости от мощности и характера помехи. Происходит разбаланси- ровка с уходом значения выходного сигнала от принятого за нуль до определенного зна- чения той или иной полярности. Для исключения этого явления и подведения значения выходного сигнала преобразователя 3 до величины, принятой за нулевую, в устройство введен блок 2. При отсутствии подвижных единиц в зоне сьема информат ции и уходах по какой-либо причине значения сигнала на выходе преобразователя 3 до нулевого значения этот сигнал подается через усилитель 28 на входы компараторов

29 и 30 (см.фиг.2). В зависимости от полярности сигнала на выходе преобразователя 3 на выходе одного из компараторов 29 или 30 появляется сигнал логической 1, что соответственно приводит к появлению импульсной последовательности на выходе элемента 32 или 33, вырабатываемой гене- рато ром 31. При положительном значении сигнала с выхода преобразователя 3 импульсная последовательность появляется на выходе элемента 32. при отрицательном - на выходе элемента 33. Таким образом, компараторами 29 и 30 фиксируются значения выходного сигнала, превышающие пороговые значения обеих полярностей, соответствующие нулевому значению сигнала на выходе. При этом тактовые импульсы с входа блока 31 подаются на вход прямого или обратного счета реверсивного счетчика 34. что приводит к срабатыванию реверсивного счетчика 34 от каждого приходящего тактового импульса и увеличению или уменьшению его выходного двоичного кода. Двоичный код с выхода реверсивного счетчика 34 подается на вход цифроанало- гового преобразователя 35. С его выхода через буферный усилитель 36 соответствующий значению двоичного кода на выходе реверсивного счетчика 34 аналоговый сигнал подается на компенсационную обмотку 20 информационного датчика 1. Магнитный поток компенсационной обмотки 20 направлен встречно результирующему магнитному потоку измерительных обмоток 22. Увеличе ние магнитного потока, создаваемого ком - пенсационной обмоткой 20, происходит до значения, когда сигнал с выхода преобразователя 3 становится меньше порогового значения, при этом на выходах компараторов 29 и 30 сигнал становится равным логическому О, прекращается прохождение тактовых сигналов на один из входов реверсивного счетчика 34. значение выхо,дного .кода реверсивного счетчика 34 становится неизменным, магнитный поток, создаваемый компенсационной обмоткой 20. также становится неизменным, выходной сигнал с выхода преобразователя 3 имеет значение, равное или меньшее пороговых значений, соответствующих нулевому уровню. Таким образом, любые возмущающие воздействия внешней среды на информационный датчик 1 отслеживаются блоком 2, и выходной сигнал преобразователя 3 удерживается в пределах пороговых значений, соответствующих нулевому уровню, которые являются опорным напряжением компараторов 29 и 30. Компараторы 29 и 30 для ускорения процесса балансировки подключены к выходу преобразователя 3 через усилитель 28. В

отсутствие в зоне съема информации подвижной единицы работа устройства по регистрации входных сигналов блокируется блоком 8.

При вступлении подвижной единицы в зону сьема информации подвижный состав фиксируется блоком 8, в качестве которого .может быть использована рельсовая цепь. Коммутатор 5, в качестве которого могут быть использованы контакты путевого реле, замыкают при этом цепь блокировки компараторов 29 и 30. Через второй выход коммутатора 5 подается логический уровень сигнала, соответствующий режиму записи информации в регистр 19 и направлению передачи через шинный формирователь 17 от счетчика 15 к входу регистрирующего блока 18. Через третий выход коммутатора 5 (через третий контакт путевого реле, например) снимается сигнал блокирования работы сетчиков 15 и 16с входа Сброс. При входе гребня колеса в воздушный зазор между рельсом 40 и полюсным наконечником 39 происходит замыкание магнитного потока остаточного магнитного поля, нанесенного на колесо в результате магнитной обработки оси и нанесения на колесо магнитных меток по цепи: колесо - рельс - полюсный наконечник 38 - магнитопровод 37 с магнитно соединенным приемником 1 - полюсный наконечник 39 - воздушный зазор - колесо. При этом происходит разба- лансировка приемника 1 и в зависимости от направления магнитного потока остаточного магнитного поля колеса на выходе преобразователя 3 появляется сигнал положительной или отрицательной полярности. Этот сигнал поступает на вход формирователя 7 (см.фиг.3) и при достижении им величины больше опорного напряжения на втором входе компараторов на одном из компараторов появляется сигнал логического О. При нарастании сигнала с выхода преобразователя 3 на выходах пиковых детекторов значение логических уровней сигналов также становится парафазным, как и на выходах компараторов, и будет менять свои значения при смене знака производной нарастающего или убывающего сигнала. При изменении сигнала на входе формирователя 7 по знаку полярности про-, исходит соответствующее срабатывание триггера 11 или 12. При срабатывании триггеров 11 и 12 на выходе блока 13 появляются переходы сигнала с уровня логического О на логическую 1 при нулевых значениях сигналов на выходах триггеров 11 и 12, что соответствует отсутствию гребня колеса между рельсом и полюсным наконечником 39. При вкатывании в зону считывания следующего колеса сигнал на выходе блока 13 переходит с уровня логической 1 на уровень логического О. По переднему фронту этих перепадов срабатывает счетчик 16. осуществляющий подсчет количества осей, прошедших вдоль полюсного наконечника 39, Результат счета количества осей записывается в регистр 19, содержимое которого можно считать при освобождении подвиж0 ным составом участка пути, контролируемого блоком 8 и переводящего коммутатором 5 регистр 19 в режим выходного буферного регистра, В процессе прохода осями железнодорожных подвижных единиц с нанесен5 ными на них метками зоны сьема информации на выходе формирователя 14 появляются импульсы от изменения состояния триггеров 11 и 12, воздействующих на второй и третий входы формирователя 14, и

0 от входящих - выходящих в зазор между рельсом 40 и полюсным наконечником 39 колес, на первом входе формирователя 14 при этом присутствует уровень логической 1 при отсутствии колеса и уровень логиче5 ского О при наличии колеса между рельсом 40 и полюсным наконечником 3.9. Тактовые импульсы с выхода формирователя 14 подаются на вход счетчика 15, выходной код которого является адресом

0 соответствующих ячеек Г1амяти регистрирующего блока 18, при этом код адреса с выхода счетчика 15 на вход регистриру1ощего €лока 18 подается через шинный формирователь 17, Наличие в схеме шинного форми5 рователя 17 позволяет осуществить чтение занесенной в регистрирующий блок 18 информации выдачей из линии связи соответствующего адреса и сигнала выборки режима на соответствующий вход регистри0 рующего блока 18.

Таким образом, выходом устройства сьема информации является трехразрядный код на выходах триггеров 11 и 12 и выходе блока фиксации оси, выдаваемый в линию

5 связи и обрабатываемый устройством дешифрации магнитных меток в реальном масштабе времени в соответствии с принятой системой кодирования инвентарных номеров вагонов. По принятой системе

0 кодирования функции устройства дешифрации магнитных меток могут выполнить известные устройства.

Формула У13обретения

1. Устройство для сьема информации с

5 ферромагнитного колеса железнодорожного транспортного средства, содержащее приемники информации, расположенные на позициях сьема информации, блок разрешения считывания, коммутатор, преобразователь сигнала, регистрирующий блок.

отличающ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности, оно снабжено блоком формирования опорного напряжения, выходом подключенным к одному входу коммутатора, другой вход которого подключен к выходу блока разрешения считывания, генератором несущей частоты, регистром памяти количества осей, формирователем цифрового кода, блоком переключения, блоком сброса, шинным формирователем адреса, триггером включения положительной полярности входного сигнала, триггером включения отрицательной полярности входного сигнала, блоком фиксации оси. формирователем тактовых сигналов, счетчиком адреса, подключенным выходом к одним из входов приемника информации, блоком компенсации, один вход которого соединен с первым выходом коммутатора, а другой вход - с одним выходом преобразователя сигнала, к одному из входов которого подключен выход приемника информации, к другому входу - выход генератора несущей частоты, подключенный к другому входу приемника информации, а к другому выходу - вход формирователя цифрового кода, выход которого подключен к входам блоков переключения и сброса, выход первого из которых подключен к одним входам, а выход второго - к другим входам триггеров включения положительной и от- рицательн ой полярности, выходами подключенных соответственно к первым и вторым входам блока фиксации оси, формирователя тактовых сигналов, регистрирую- щего блока, причем третьи входы формирователя тактовых сигналов и регистрирующего блока подключены к выходу блока фиксации осей, соедине 1ному с одними входами счетчика осей и регистра памяти количества осей, при этом второй и третий

выходы коммутатора подключены соответственно к вторым входам счетчика осей и регистра памяти количества осей и соответственно к первым входам счетчика адреса и шинного формирователя адреса, второй вход которого соединен с выходом счетчика адреса, вторым входом подключенного к выходу формирователя тактовых сигналов, а выход - к четвертому входу регистрирующего блока, а выход счетчика осей подключен к третьему входу регистра памяти количества осей.

2. Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок компенсации содержит элементы И-НБ, реверсивный счетчик, входы которого подключены к выходам элементов И-НЕ, а выходом через последовательно включенные цифроаналоговый преобразователь и буферный усилитель образован выход блока, компараторы разбаланса положительной и отрицательной полярности, одними входами которых через усилитель постоянного тока образован первый вход блока, а другим входом - другой вход блока, генератор тактовых импульсов, выходом подключенный к одним входам элементов И-НЕ, другие входы которых подключены соответственно к выходам компараторов разбаланса положительной и отрицательной полярности.

3. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что формирователь цифрового кода содержит компараторы и пиковые детекторы положительной и отрицательной полярно.- сти. входами которых образован вход блока, а выходами компараторов положительной и отрицательной полярности и выходами пиковых детекторов положительной и отрицательной полярности через усилители и формирователи длительности импульсов оборудован выход блока.

от к они у- татора 5

L

2j

Изобретение относится к автоматике и телемеханике на железнодорожном транспорте, а именно к устройствам считывания информации с колес подвижных единиц. Цель изобретения - повышение достоверности. При вступлении подвижной единицы в зону съема информации, она фиксируется блоком 8 разрешения считывания. Коммутатор 5 при этом замыкает цепь блокировки компараторов, и подается сигнал, соответствующий режиму записи в регистр 19 количества осей, через шинный формирователь 17 адреса от счетчика 15 к входу регистра 19. При заходе колеса в зону считывания приемника 1 происходит его разбалансировка и на выходе преобразователя 3 сигналов появляется сигнал, который поступает на вход формирователя 7 цифрового кода. По этому сигналу происходит срабатывание триггеров 11 или 12 положительной или отрицательной полярности включения входного сигнала. При срабатывании одного из триггеров на выходе блока 13 фиксации оси появляются импульсы, которые фиксируются счетчиком 16 осей. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

KMMfa..

vat

W, 5мг./

ifjO «t

8tH2

ктпорат..-

Фиг.г

tea.

(ипнпи д

/ f)

39

37

(Риг. 5