Устройство для измерения износа контактного провода Советский патент 1982 года по МПК B60M1/13 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения степени износа контактных проводов на электрифицированном транспорте.

Известно устройство для определения износа контактного провода, в котором устаг 5 новленный на крыше вагона прожектор освещает контактный провод. Отраженный от нижней поверхности провода луч через зеркальную систему слежения за вьюотой подвеса контактного провода попадает в объек- ,Q тив .телевизионной камеры, которая располагае -ся в вагоне. Оптическая система устройства выбрана таким образом, что в поле 3 зрения объектива телекамеры попадает вся рабочая зона полоза токоприемника (1000 мм Поэтому такое устройство в принципе может is измерять раздельно износ нескольких проводов. На экране телекамеры диаметром 12,7 мм изображение провода при этом занимает 0,15 мм 1.

Однако малые размеры изображения про- JQ вода снижают точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения износа контактного провода, содержащее осветитель, датчик высоты подвеса проводов и

телевизионную камеру, соединенную через волоконно-оптический световод с объективом 2.

Недостаток известного устройства состоит в низкой точности измерения, поскольку необходимо перемещать вслед за проводом массивную измерительную телевизионную камеру.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено масштабным преобразователем, к входам которого подключены указанный датчик высоты подвеса проводов и выход телекамеры, а волоконно-оптический световод представляет собой преобразователь линейного изображения в линейнорастровое.

На фиг. 1 показано расположение элементов устройства; на фиг. 2 - структурная схема измерительного блока; на фиг. 3 - волоконно-оптический преобразователь.

На крыше вагона-лаборатории 1 размещен прожектор 2, который освещает контактные провода 3. Отраженные от них лучи через окно 4 в крыше вагона попадают в измерительный блок 5. Кроме того, в измерительный блок 5 поступает корректирующий сигнал от датчиков 6 высоты подвеса проводов, связанного с токоприемником 7. Изображение контактных проводов 3 через объектив 8 и волоконно-оптический преобразователь 9 попадает в телевизионную камеру 10, в которой оптический сигнал преобразуется в электрический. С выхода телевизионной камеры Ю электрический сигнал поступает в масштабный преобразователь 11 Одновременно в масштабный преобразователь 11 поступает сигнал от- датчика 6 высоты.

В волоконно-оптическом преобразователе 9 (фиг. 3) на входном зрачке 12 волокна уложены в линейку, а на выходном зрачке 13 - в регулярный растр. При этом торцы волокон во входном зрачке 12 образуют непрерывную линейку, состоящую из участков ав, ее, cd, de, ef fg, a в выходном зрачке эти волокна уложены так, что участки ав, ее, ed и т. д. образуют отдельные строчки растра, расположенные по траектории 14 рабочего хода развертки телевизионной камеры. Изображения 15 нижних поверхностей контактных проводов на входном зрачке 12, расположенные на одной линии, преобразуются в изображение 16 на выходном зрачке 13, расположенные в разных строках. Это позволяет использовать на фотокатоде не одну строчку, как в известном устройстве, а всю поверхность фотокатода.

Для измерения износа контактного провода с заданной точностью измерения 0,1 мм и при использовании волоконно-оптического преобразователя с определенной разрешающей способностью передачи изображения 30 ЛИН/ММ длину входного зрачка можно определить из соотношения

-L il S Ve

где L-длина рабочей зоны токоприемника (1000 мм);

8- заданная точность измерения;

9- разрешающая способность волоконно-оптического преобразователя;

В- длина входного зрачка волоконнооптического преобразователя. Тогда длина входного зрачка составит

6 -J-V 333,3 мм

ODОО

При использовании волоконно-оптического преобразователя с другой разрешающей способностью или при изготовлении устройства с другой точностью измерения длина входного зрачка волоконно-оптического преобразователя может быть соответственно изменена.

Количество участков, на которые разделен входной зрачок, равно количеству строк в выходном зрачке волоконно-оптического преобразователя. Из конструктивных соображений число строк выходного зрачка выбрано равным шести. Следовательно, количество участков, на которые разделен входной зрачок, также равно шести. Поскольку волоконно-оптический преобразователь передает изображение с входного зрачка на выходной в масштабе 1 : Г, суммарная длина строк выходного зрачка равна длине входного зрачка, т. е. участки ав, вс, cd и т. д. (фиг. 3) равны между собой и каждый из них равен длине строки выходного зрачка. В предлагаемом устройстве длина строки определяется соотношением

n. f

15 где m - длина строки выходного зрачка; Е-длина входного зрачка; п - число строк выходного зрачка.

m i- %5 55,55 мм. п о

Устройство работает следующим образом Нижняя поверхность контактных проводов 3 освещается прожектором 2. Отраженные от нижней рабочей поверхности проводов лучи проходят через объектив 8

и изображение проецируется на входной зрачок 12 волоконно-оптического преобразователя 9. Оптическая система настроена таким образом, что на линейку входного зрачка проецируется вся рабочая зона полоза токоприемника, т. е, вся зона в которой

могут находиться контактные провода. Волоконно-оптический преобразователь передает изображения контактных проводов без изменения масштаба на выходной зрачок, размещая эти изображения на отдельных

строчках.

Изображения нижней поверхности каждого из контакных проводов на выходном зрачке волоконно-оптического преобразователя представляет собой светлые полосы 16, расположенные вдоль траектории 14 и развертки телевизионной камеры 10. Телевизионная камерй преобразует ширину этих полосок в пропорциональные им электрические сигналы. Таким образом, предлагаемое устройство за время развертки одного кадра

позволяет просматривать всю зону, в которой могут находиться контактные провода, и измерять ширину рабочей поверхности раздельно каждого из нескольких проводов. Электронный луч телевизионной камеры Сканирует строки выходного зрачка волоконно-оптического преобразователя, и изображения контактных проводов, сколько бы их ни было преобразуются с помощью телевизионной трубки в независимые друг от друга электрические сигналы. Количество сигналов зависит от количества изображений контактного провода на выходном зрачке, а параметр каждого из них зависит от ширины соответствующего ему изображения контактного, провода.

Ширина изображения контактного провода на входном торце волоконно-оптического преобразователя 9 (фиг. 2) пропорциональна ширине рабочей поверхности контактного провода. Кроме того, ширина изображения пропорциональна расстоянию от контактного провода 3 до объектива 8. Для того, чтобы электрический сигнал, поступающий в блок обработки информации (не показан) был пропорционален только ширине рабочей поверхности контактного провода, в схему введен электронный масштабный преобразователь 11, управляемый от датчика высоты контактного провода.

Устройство может быть установлено в вагоне-лаборатории для исследования контактной сети, который передвигается по обычному рельсовому пути.

Формула изобретения

Устройство для измерения износа контактного провода, содержащее осветитель.

датчик высоты подвеса проводов и телевизионную камеру, соединенную через волоконно-оптический световод с объективом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности- измерения, оно снабжено масштабным преобразователем, к входам которого подключены указанный датчик высоты подвеса проводов и выход телекамеры, а волоконно-оптический световод представляем собой преобразователь линейного изображения в линейно-растровое.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Kenji Н., Matsntoro I., Eisaku Y. Measuring instrument of trolley, wire residnal diameter by use of I.T.V.-«Quartal Reports Railway Technik, 1975, 14, № 3,

S. 163-164.

2.Kenji H., Matsntoro 1., Eisaku Y. Measuring deveces for sliding surface wridth of two contact wires.-«Quartal Reports Railway Technik, 1975, (Res. Jnst.) 16, № 1, S. 46-47 (прототип).

GO

,

ITT nil

V/

no

7

/

/

Фиг.1

/

Ю