Устройство для замера и регистрации износа контактного провода

 

Использование: в электрическом транспорте , аппаратура для диагностики состояния контактных проводов. Сущность изобретения: на токоприемнике подвижного средства установлены источники светового излучения и приемники в виде световодов. Световоды закреплены в ряд и оптически соединены с фотодиодами Каждый из фотодиодов через пороговый усилитель подключен к цифровой системе регистрации. Достигаются высокая разрешающая способность по измерению износа по длине провода (единицы мм), низкая чувствительность к электромагнитным помехам любого спектра частот вследствие исключения из конструкции электрических проводов, расположенных в помехоопасной зоне, повышенная надежность ввиду замены в опасной зоне активных (полупроводниковых ) фотоприемников пассивными светоприемниками. Упрощение устройства связано с однорядным расположением светоприемников. резким сокращением числа источников светового излучения и исключением из конструкции контактных панелей для облегчения замены фотоприемников. 2 ил. 73 С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5014863/11 (22) 04.07.91 (46) 07.09.93. Бюл. М 33 — 36 (71) Научно-исследовательский институт электрофиэической аппаратуры им, Д.В.

Ефремова (72) Герасимов В.П., Пешин А.В. (73) Научно-исследовательский институт электрофизическои аппаратуры им. Д.В.

Ефремова (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМЕРА И РЕГИСТРАЦИИ ИЗНОСА КОНТАКТНОГО ПРОВОllA (57) Использование: в электрическом транспорте, аппаратура для диагностики состояния контактных проводов. Сущность изобретения: на токоприемнике подвижного средства установлены источники светового излучения и приемники в виде световодов. Световоды закреплены в ряд и

Изобретение относится к транспортным средствам с электротягой и предназначено для диагностики состояния контактных проводов.

Известно устройство для замера и регистрации износа контактного провода. содержащее установленные на вагоне осветитель, многогранное вращающееся зеркало и объектив, расположенные на оси отраженного светового потока отражатели со светонепроницаемой перегородкой, два оптоэлектронных преобразователя. элемент и исполнительное реле.

Недостатки известного устройства — невысокая точность и скорость измерения. особенно при измерении нескольких проводов одной подвески.

„„RU ÄÄ 2000225 С (505 В 60 M 1/12, В 60 (3/12 оптически соединены с фотодиодами. Каждый из фотодиодов через пороговый усилитель подключен к цифровой системе регистрации. Достигаются высокая разрешающая способность по измерению износа по длине провода (единицы мм), низкая чувствительность к электромагнитным помехам любого спектра частот вследствие исключения из конструкции электрических проводов, расположенных в помехоопасной зоне, повышенная надежность ввиду замены в опасной зоне активных (полупроводниковых) фотоприемников пассивными светоприемниками. Упрощение устройства связано с однорядным расположением светоприемников, резким сокращением числа источников светового излучения и исключением из конструкции контактных панелей для облегчения замены фотоприемников. 2 ил.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является устройство, ЬЗ содержащее установленные на токоприемнике подвижного средства измерительный С) полоз и кронштейн, на котором размещены С) рядами (no длине полоза) источники и приемники светового излучения с экранами, а также блок регистрации, соединенный через оптоэлектронный преобразователь с каждым из приемников светового излучения.

Недостатки указанного устройства-ниэкая разрешающая способность по длине провода, неудовлетворительные помехозащищенность и надежность (из-эа воэможности повреждения фотодиодов. близко расположенных к контактному проводу, по2000225 лем электрического разряда между токоприемником и контактным проводом), а также сложность конструкции (большое количество рядов источников светового излучения).

Цель изобретения — повышение разрешающей способности по длине провода, повышение помехозащищен ности, надежности и упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для замера и регистрации износа контактного провода, содержащее установленный на токоприемнике подвижного средства кронштейн с источниками светового излучения и экранами, фотодиоды, выходы которых соединены со входами соответствующих пороговых усилителей, систему регистрации с блоками индикации и обработки информации, снабжено световодами, верхние торцы которых закреплены в ряд на кронштейне, а нижние оптически связаны с соответствующими фотодиодами, в систему регистрации введены триггеры, элементы И, тактовый генератор, кольцевой распределитель импульсов, делитель частоты, элемент ИЛИ, счетчик импульсов, элемент задержки и буферный регистр, при этом информационные входы триггеров соединены с выходами соответствующих пороговых усилителей, выход тактового генератора подключен ко входу распределителя импульсов и через делитель частоты — к стробирующим входам триггеров, входы элементов И соединены с соответствующими каналo ными выход,"чи распределителя импульсов и выходами соответствующих триггеров, а выходы через элемент ИЛИ вЂ” со счетным входом счетчика импульсов, информационный вход регистра подключен к выходу счетчика импульсов, а выходы — ко входам блоков индикации и обработки информации, цикловой выход распределителя импульсов соединен со входом разрешения записи регистра и через элемент задержки — со входом сброса счетчика импульсов, На фиг.1 представлена схема компоновки источников светового излучения и световодов; на фиг.2 — функциональная схема устройства.

Устройство для замера и регистрации износа контактного провода содержит закрепленный на лыже токоприемника 1 кронштейн 2 с изолятором 3, держателем 4 и экранами 5. Позицией 6 обозначен исследуемый контактный провод. На изоляторе 3 размещены источники 7 светового излучения (излучатели). Верхние торцы световодов

8 закреплены в ряд на кронштейне 2 (держателе 4), а нижние оптически связаны с соответствующими фотодиодами 9. В состав устройства входят также пороговые усилители 10, D-триггеры 11, элементы И 12, кольцевой распределитель 13 импульсов, тактовый генератор 14, делитель 15 частоты, элемент 16 задержки, элемент ИЛИ 17, двоичный счетчик 18 импульсов, буферный регистр 19, блок 20 индикации и блок 21 обработки информации (ЭВМ). При этом информационные входы триггеров 11 соединены с выходами соответствующих пороговых усилителей 10. Выход тактового генератора

14 подключен ко входу распределителя 13 импульсов и через делитель 15 частоты — к стробирующим входам триггеров 11. Входы

15 элементов И 12 соединены с соответствующими канальными выходами распределителя 13 импульсов и выходами соответствующих триггеров 11, а выходы через элемент ИЛИ 17 — со счетным входом

20 счетчика 18 импульсов. Информационный вход регистра 19 подключен к выходу счетчика 18 импульсов, а выходы — ко входам блоков 20 индикации и 21 обработки информации. Цикловой выход распределителя 13

25 импульсов соединен со входом разрешения записи регистра 19 и через элемент 16 задержки — со входом сброса счетчика 18 импульсов.

Устройство работает следующим обра30 зом. Отраженный от нижней части контактного провода 6 свет, создаваемый линейным излучателем параллельного пучка света, запитываемым от источника 22 hoстоянного тока, попадает на торцы

35 световодов 8. расположенных в один ряд.

При этом засвечивается часть световодов 8, определяемая шириной отраженного пучка света, которая, в свою очередь, зависит от ширины изношенной части контактного

40 провода 6. (По количеству засвеченных волокон определяется ширина изношенной части провода и его сечение), По световодам

8 свет передается на фотодиоды 9, где преобразуется в электрические потенциалы, ко45 торые усиливаются пороговыми усилителями 10 до напряжения уровня лог.

1, подаваемого на информационные входы триггеров 11.

Формируемые тактовым генератором

14 импульсы поступают на делитель 15 частоты, который производит деление частоты на число N, соответствующее количеству световодов 8. С делителя 15 частоты импульсы поступают на стробирующие входы триг55 геров 11, которые устанавливают их в состояние лог. 1 при наличии лог, 1 на информационном входе (при наличии на информационном входе лог. 0 состояние триггеров 11 не изменяется и соответствует лог. О). Лог. 1 с выходов триггеров 11 пос у

2000225

20

55 пают на соответствующие входы элементов

И 12, на другие входы которых подаются импульсы от кольцевого распределителя 13 импульсов. Через элементы И 12 импульсы подаются на входы элемента ИЛИ 17, где формируется пачка импульсов, число импульсов в которой соответствует количеству триггеров 11, перешедших в состояние лог.

1 при стробировании, т.е. количеству освещенных торцов световодов 8. "Пачка" импульсов образуется в каждом цикле работы кольцевого распределителя 13 импульсов (число импульсов в цикле равно числу световодов плюс один). С выхода элемента ИЛИ

17 пачка импульсов поступает на счетный вход счетчика 18, где просчитывается число импульсов в пачке и в виде двоичного кода передается в буферный регистр 19, с которого подводится к блоку 20 индикации (для визуального наблюдения) и блоку 21 обработки информации (для обработки и регистрации полученной информации).

Для установки счетчика 18 в исходное состояние и записи информации в регистр

19 на них подается последний импульс каждого цикла (И+1), причем на счетчик 18 он поступает через элемент 16 задержки.

Устройство обладает высокой разрешающей способностью по длине контактного провода 6, что обеспечивается однорядным расположением приемников отраженного от провода светового излучения, возможность чего следует из малого диаметра (50—

200 мкм) световодов 8, используемых для передачи светового излучения к фотодиодам 9. При этом сохраняется требуемая дискретность измерений ширины площадки износа провода 6.

Повышенная помехозащищенность от электромагнитных помех со стороны системы контактный провод — токосъемник подвижного средства обусловлена отсутствием электрических проводов, несущих сигналы низкого уровня от фотоприемников. Известно, что волоконно-оптические линии связи к электромагнитным помехам практически невосприимчивы, а обработка электрических сигналов низкого уровня от фотоприемников выполняется в экранированном объеме подвижного средства на удалении от источника помех.

Более простая конструкция устройства объясняется малой протяженностью вдоль провода 6 и соответственно небольшим весом кронштейна 2 с закрепленными в нем торцами световодов 8, возможностью использования (на каждый провод подвески) линейного источника светового излучения, а также отсутствием в труднодоступном и электроопасном для персонала месте активных элементов (фотоприемников), могущих потребовать замены.

Высокая надежность устройства предопределяется выносом фотоприемников из зоны высоких электрических и магнитных полей, возникающих при образовании электрической дуги между контактным проводом и токосъемником в аварийных ситуациях, при которых наступают катастрофические отказы полупроводниковых фотоприемников.

Формула изобретения

Устройство для замера и регистрации износа контактного провода, содержащее установленный на токоприемнике подвижного средства кронштейн с источниками светового излучения и экранами, фотодиоды, выходы которых соединены с входами соответствующих пороговых усилителей, систему регистрации с блоками индикации и обработки информации, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено световодами, верхние торцы которых закреплены в ряд на кронштейне, а нижние оптически связаны с соответствующими фотодиодами, в систему регистрации введены триггеры, элементы

И, тактовый генератор, кольцевой распределитель импульсов, делитель частоты, элемент ИЛИ, счетчик импульсов, элемент задержки и буферный регистр, при этом информационные входы триггеров соединены с выходами соответствующих пороговых усилителей, выход тактового генератора подключен к входу распределителя импульсов и через делитель частоты — к стробирующим входам триггеров, входы элементов И соединены с соответствующими канальными выходами распределителя импульсов и выходами соответствующих триггеров, а выходы через элемент ИЛИ вЂ” co счетным входом счетчика импульсов, информационный вход регистра подключен к выходу счетчика импульсов, а выходы — к входам блоков индикации и обработки информации, цикловой выход распределителя импульсов соединен с входом разрешения записи регистра и через элемент задержки — с входом сброса счетчика импульсов.

2000225

2000225 г.2

Составитель Л.Морозов

Техред М.Моргентал корректор П.Гереши

Редактор О.Павлова

Заказ 3060

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101