Напольная камера устройства для теплового контроля ходовых частей рельсового подвижного состава



Напольная камера устройства для теплового контроля ходовых частей рельсового подвижного состава
Напольная камера устройства для теплового контроля ходовых частей рельсового подвижного состава
Напольная камера устройства для теплового контроля ходовых частей рельсового подвижного состава

 


Владельцы патента RU 2512804:

Общество с ограниченной ответственностью "Инфотэкс Автоматика Телемеханика" - ООО "Инфотэкс АТ" (RU)

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к напольным устройствам для тепловой диагностики ходовых частей рельсового подвижного состава при движении с использованием термисторных приемников инфракрасного (ИК) излучения - болометров. Термисторный болометр с иммерсионной германиевой линзой установлен в корпусе, имеющем кольцевую шаровую поверхность. Корпус узла крепления болометра устанавливается в ответной шаровой поверхности термостакана и фиксируется хомутом. Оптимальная температура болометра в термостакане поддерживается нагревательными элементами, встроенными в пазы термостакана. Датчик температуры болометра закреплен на противоположной от нагревателей стороне термостакана. Для улавливания пыли и влаги в термостакане перед болометром установлена втулка с кольцевыми поперечными перегородками. Заслонка с излучателями - имитаторами букс, выполненная в виде поворотного сектора, закреплена непосредственно на валу шагового электродвигателя, установленного на перегородке камеры. На передней крышке камеры в зоне входного окна размещена насадка с нагревательными элементами и втулка с кольцевыми поперечными перегородками - ребрами, как и втулка в термостакане. В результате повышается надежность оптико-механических узлов и снижается энергопотребление напольной камеры. 3 ил.

 

Предполагаемое изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к напольным устройствам для бесконтактного теплового контроля ходовых частей рельсового подвижного состава при движении с использованием в напольных камерах термисторных приемников инфракрасного (теплового) излучения - болометров.

Известны напольные камеры в составе устройств для бесконтактного теплового контроля ходовых частей рельсового подвижного состава при движении типа КТСМ-02 [1]. Используемая в КТСМ-02 напольная камера [2] крепится через промежуточное основание с амортизаторами к полкам подошвы рельса. Напольная камера состоит из внутреннего и внешнего отсеков, разделенных перегородкой. Корпус внутреннего отсека с теплоизоляцией снабжен микропроцессорным модулем управления камерой, совмещенным с приемной капсулой, датчиком температуры и электронагревателями для поддержания оптимальной температуры приемника излучения (20±2°C). Внешний отсек камеры без теплоизоляции выполнен в виде съемной передней крышки и также снабжен электронагревателями для таяния снега, попадающего через входное окно. Приемная капсула содержит приемник инфракрасного (ИК) излучения с тубусом, оснащенным противосолнечным фильтром (светофильтром). Юстировка приемника ИК-излучения в вертикальной и горизонтальной плоскостях для совмещения его оптической оси с центрами отверстий на перегородке и передней крышке камеры осуществляется регулировочными винтами. Электронагреватели во внутреннем и внешнем отсеках размещены на стенках камеры через изоляторы.

Узел заслонки, смонтированный на перегородке камеры, состоит из собственно заслонки, выполненной в виде поворотного сектора, и кривошипно-шатунного привода от вала шагового электродвигателя, который закреплен с обратной стороны перегородки камеры - со стороны внутреннего отсека. Заслонка-сектор снабжена двумя излучателями - пассивным и активным и соответственно двумя датчиками для измерения температуры этих излучателей. По радиусу центров излучателей на передней стенке камеры выполнено отверстие - входное окно (обтюратор), закрытое обечайкой с защитной пленкой, прозрачной для ИК-излучения контролируемых объектов в диапазоне длин волн от 2 до 20 мкм. Контроль угла поворота заслонки осуществляется датчиками положения, а ее крайние положения ограничиваются фиксаторами.

Недостатком известной напольной камеры по пат. №2374112 (прототип) является частое загрязнение инфракрасной оптики - болометра или защитной пленки при ее наличии в обтюраторе входного окна перегородки меду внешним и внутренним отсеками корпуса напольной камеры. Другим недостатком известной напольной камеры является большие затраты мощности нагревателей, расположенных на стенках внутреннего и внешнего отсеков камеры, для поддержания оптимальной температуры термисторного приемника излучения (20±2°C) и предотвращения обмерзания входного окна на передней крышке внешнего отсека камеры в зимнее время года, - от 600 до 800 Вт. Привод заслонки от вала шагового электродвигателя через промежуточный кривошипно-шатунный механизм существенно снижает циклический ресурс узла и надежность напольной камеры в целом.

Для устранения перечисленных недостатков предлагается новая компоновка и конструкция оптико-механических узлов, в том числе обтюратора напольной камеры.

На фиг.1 изображена конструкция оптико-механического узла и обтюратора напольной камеры:

1 - термисторный болометр с иммерсионной линзой; 2 - корпус держателя болометра с наружной кольцевой шаровой поверхностью; 3 - термостакан; 4 - светофильтр; 5 - хомут с внутренней кольцевой шаровой поверхностью; 6 - нагревательные элементы в продольных пазах по образующей цилиндрической поверхности термостакана; 7 - втулка с кольцевыми поперечными ребрами; 8 - заслонка входного окна на перегородке между внутренним и наружным отсеками напольной камеры; 9 - шаговый электродвигатель; 10 - перегородка с входным отверстием (обтюратором); 11 - крышка внешнего отсека напольной камеры; 12 - насадка; 13 - нагревательные элементы; 14 - втулка с кольцевыми поперечными ребрами.

На фиг.2 изображен поворотный сектор заслонки 8 с источниками опорного излучения - имитаторами исправных и неисправных букс (темного цвета). Между излучателями расположено отверстие для пропускания на болометр излучения от контролируемых узлов при движении подвижного состава.

На фиг.3 изображена втулка 14 с кольцевыми поперечными ребрами, устанавливаемая в насадке входного окна в верхней части крышки внешнего отсека напольной камеры.

Приемник ИК-излучения - термисторный болометр 1 с иммерсионной германиевой линзой установлен в корпусе 2, имеющем кольцевую шаровую поверхность. Корпус 2 узла крепления болометра устанавливается в ответной шаровой поверхности термостакана 3 и фиксируется хомутом 5, что позволяет производить более точную юстировку болометра. Оптимальная температура болометра 1 в термостакане 3 поддерживается нагревательными элементами (резисторами) 6 и датчиком температуры (на рисунке не показан ввиду малости), встроенными в пазы вдоль стенки термостакана по образующей цилиндрической его части, что позволяет минимизировать затраты электроэнергии, то есть вместо обогрева всего внутреннего отсека камеры обогревается только болометр. Для улавливания пыли и влаги в термостакане, перед болометром установлена втулка 7 с внутренними кольцевыми поперечными перегородками в виде ребер. Заслонка 8 обтюратора с излучателями - имитаторами исправных и неисправных букс (фиг.2), выполненная в виде поворотного сектора, закреплена непосредственно на валу шагового электродвигателя 9, установленного с противоположной стороны перегородки 10 камеры. На передней крышке 11 камеры во входном окне размещена дополнительная насадка 12 с нагревательными элементами 13 и втулка 14 (фиг.3) с внутренними кольцевыми поперечными перегородками - ребрами, как и втулка в термостакане.

Технический результат - повышение надежности работы оптико-механического узла напольной камеры и снижение энергопотребления камеры для поддержания оптимальной температуры болометра.

Источники информации

1. Миронов А.А., Тагиров А.Ф. Применение комплексов КТСМ в современных условиях. Журнал «Автоматика, связь, информатика», 2002 г., №9. Стр.5-9.

2. Балабанов Е.В., Лядов В.В., Миронов А.А. и др. Напольная камера устройства для теплового контроля ходовых частей рельсового подвижного состава. Патент RU на изобретение №2374112, заявл. 24.03.2008 г., опубл. 27.11.2009 г. (прототип).

Напольная камера устройства для теплового контроля ходовых частей рельсового подвижного состава, состоящая из корпуса с двумя отсеками, установленного через амортизаторы на основании с креплением его к подошве рельса, размещенных во внутреннем отсеке корпуса с теплоизоляцией стенок приемной капсулы с приемником инфракрасного излучения - термисторным болометром, предварительным усилителем, преобразователем выходного сигнала болометра в цифровой код и микропроцессорным модулем управления напольной камерой, а также узла заслонки входного окна, выполненного в виде поворотного сектора с размещенным на нем активным и пассивным излучателями, с электроприводом заслонки от шагового электродвигателя, закрепленного на перегородке между отсеками, электронагревателей для обогрева приемника излучения и входного окна, а также датчика температуры воздуха во внутреннем отсеке камеры, отличающаяся тем, что приемник излучения, например термисторный болометр с иммерсионной линзой и светофильтром, установлен в цилиндрическом корпусе с кольцевой шаровой внешней поверхностью и помещен в термостакан с ответной частью в форме кольцевой шаровой поверхности и узлом фиксации корпуса болометра по шаровой поверхности термостакана, в пазах по образующей термостакана размещены резисторные электронагреватели и датчик температуры болометра, противоположная часть термостакана со стороны иммерсионной линзы и светофильтра болометра снабжена втулкой с внутренними поперечными кольцевыми ребрами, при этом заслонка входного окна камеры, выполненная виде поворотного сектора с двумя излучателями - имитаторами исправных и неисправных букс и термодатчиками излучателей, закреплена непосредственно на оси шагового электродвигателя, а отверстие входного окна на внешней стенке камеры снабжено насадкой с электронагревателями и второй втулкой, имеющей внутренние кольцевые поперечные ребра.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к железнодорожному транспорту. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для бесконтактного измерения температуры букс подвижного состава железных дорог.
Изобретение относится к железнодорожному транспорту. .

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к напольным устройствам для бесконтактной тепловой диагностики ходовых частей подвижного состава по их инфракрасному (ИК) излучению.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам для настройки напольных средств бесконтактной тепловой диагностики ходовых частей подвижного состава по их инфракрасному (ИК) излучению.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. .

Изобретение относится к вспомогательному железнодорожному оборудованию, в частности к способам обнаружения и индикации перегрева частей или узлов тележек подвижного состава.

Изобретение относится к области контроля технического состояния железнодорожного транспорта. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а точнее к системе диагностики состояния букс поезда. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к способам тепловой диагностики ходовых частей рельсового подвижного состава при движении с использованием напольных средств контроля. Способ заключается в преобразовании энергии ИК излучения объектов теплового контроля - подшипников и корпусов букс - в электрические сигналы с представлением промежуточных результатов в виде цифрового кода, характеризующего уровень нагрева объектов относительно температуры наружного воздуха в условных единицах - квантах АЦП. Для повышения достоверности оценки состояния подшипников и буксовых узлов в целом предлагается по результатам калибровки и тестирования приемо-усилительных каналов в режиме автоконтроля рассчитывать по интегральной формуле Планка цену кванта АЦП в единицах плотности излучения. При этом температура подшипника (буксы) определяется умножением уровня ее нагрева в квантах на цену кванта в плотностях излучения с учетом плотности излучения ходовых частей, имеющих температуру наружного воздуха, по полиному кусочно-линейной аппроксимации формулы Планка или по заранее рассчитанным таблицам взаимосвязи плотностей излучения объектов контроля от их температуры, занесенным в память микропроцессорного контроллера или компьютера автоматизированного рабочего места (АРМ) средств теплового контроля. В результате повышается достоверность оценки теплового состояния подшипников и буксовых узлов движущегося рельсового подвижного состава. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх