Устройство для измерения износа контактного провода

 

Q П И С А Н И Е ÄÄ921900

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К,АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт..свид-ву— (22) Заявлено 06.05.80 (21) 2923779/24-11 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.

В 60 М1/13

Гееудеретвекный кемвтет

СССР (23) Приоритет— и

Опубликовано 23.04.82. Бюллетень № 15 (53) УДК 621.332..3 (088.8 ) N лрлам кзебретений. и еткрыткй

Дата опубликования описания 23.04.82 (72) Авторы изобретения

М.,Л.,Лившиц и E. П. Фигурнов (71) Заявитель

Ростовский институт инженеров железнодорожн г а,непроста! (54) УСТРОЛСТВО Д,ЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА

КОНТАКТНОГО ПРОВОДА

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 установленный на крыше вагона прожектор освещает контактный провод. Отраженный от нижней поверхности провода луч через зеркальную систему слежения за высотой подвеса контактного провода попадает в объектив .телевизионной камеры, которая располагается 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 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 провода снижают точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения и1носа 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 преобразова

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 изме921900

10

6 и

3 рительный 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 10 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, вс, cd, de, ef fg, а в выходном зрачке эти волокна уложены так, что участки ав, вс, cd 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 поверхно"ть 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 д

5 1/В где 1. — длина рабочей зоны токоприемника (1000 мм);

6 — заданная точность измерения;

8 — разрешающая способность волоконно-оптического преобразователя; (3 — длина входного зрачка волоконнооптического преобразователя.

Тогда длина входного зрачка составит

= 100о = 333 3

68 Г8 ™

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 сооб20

55 ражений 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: 1, 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 где m — длина строки выходного зрачка;

à — длина входного зрачка; п — число строк выходного зрачка.

m = — Ô Я3,3 55,55 мм.

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 камера 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.

921900

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 представляет собой преобразователь линейного изображения в линейно-растровое. о Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Kenji Н., Matsntoro 1., Eisaku Y. Measuring instrument of trolley wire residnal

diameter by use of 1.Т.V.— «Quar1а1 Reports Railway Technik», 1975, 14, Xо 3, S. 163 — 164.

2. Kenji Н., Matsntoro 1., Eisaku Y. Measuring deveces for sliding surface wridth

of two contact wires.— «Quar1а1 Reports

Railway Technik», 1975, (Res. 3 nst.) 16, М 1, S. 46 — 47 (прототип).!

921900 срраЗ

Составитель А. Кузнецов

Техред A. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Тираж 715 . Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», .г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор И. Николайчук

Заказ 2468/22