CS226175B2 - Travelling metering apparatus - Google Patents

Description

Vynález se týká pojízdného zařízení pro měření a, případně nebo ukazování, případně registraci a případně ukládání naměřených hodnot průběhu profilu tunelových trub, železničních propustků a podobných úzkých míst, zejména předepsaného průjezdného profilu železničních kolejí, které má alespoň jeden přístroj pro měření vzdálenosti, pojízdný po koleji, zachycující okamžitou vzdálenost ke stěně tunelu a spojený s ukazovacím a, případně nebo registračním ústrojím, které má alespoň jednu konstrukční část, uloženou na hnacím hřídeli rovnoběžném s osou tunelu.

Pro železniční správu má znalost skutečného průběhu obrysového profilu určité trati vzhledem к poloze koleje rozhodující význam. Dynamickým zatěžováním koleje při jízdě vleků může docházet к místnímu posouvání koleje, 'kterým se mění relativní poloha koleje vzhledem к polohově pevnému obrysovému profilu. Proto je třeba v určitých časových intervalech, zejména před jízdou vlakem s nadrozměrným profilem, zjišlovat skutečné profilové poměry trati, aby se zjistily spolehlivé poznatky o obrysovém profilu trati, zejména v úzkých místech. Zajímavá jsou přitom zejména úzká místa trati, ve kterých nelze vzdálenost mezi kolejí a pevnou překážkou zvětšit, jako jsou tunely, mosty a oblast hren pevných nástupišl. Přesné proměření takových oblastí trati je proto nezbytné z bezpečnostních důvodů.

Jsou Již známá Jek stacionární, tak i pojízdná zařízení pro měření 8 případně nebo zaznamenávání předepsaného průjezdového profilu železniční koleje, která používají různé principy měření, Mimo čistě mechanického měření profilu v pravoúhlých nebo polárních souřadnicích prostřednictvím měřicího vozu, opatřeného měřicím rámem nebo větším počtem vykývnutelných profilových křídel, se pro stanovení profilu železniční trati používají také způsoby, opírající se o fotografickou, světelně optickou, laserovou nebo ultrazvukovou základnu. Fotografické metody umožňují pouze snímání Jednotlivých příčných profilů z polo hově pevného stanoviště, přičemž je třeba současně snímat měřicí la£, označující polohu koleje, a snímek pro vyhodnocení opatřit měřicím rastrem a čarou, označující jmenovitý profil. Tato metoda je sice relativně přesná, avšak je časově náročná a neumožňuje vytvářet závěry o podélném průběhu profilu tratě.

Pro kontroly tunelů se mimo jiné používají také světelné optické způsoby, u kterých projekční ústrojí, uspořádané ne měřicím voze, vytváří v rovině normály к ose vrstvený svazek světelných paprsků, jehož průsečnice se stěnou tunelu se snímá kamerou, vezenou rovněž na měřicím voze. Podélný průběh profilu tunelu lze tak příznivěji zjišťovat dodatečným vyhodnocováním většího počtu jednotlivých snímků průřezu tunelu, což je všek opět spojeno se značnými časovými a finančními nákledy.

Přístroje pro měření tunelu, opírající se o ultrazvukový odrazný princip, mají tu nevýhodu, že Jejich naměřené hodnoty nejsou dostatečně přesné vzhledem к rozptylu odrážených ultrazvukových paprsků na stěnách tunelu.

Při měření světelného profilu prostřednictvím laserových paprsků je třeba pro určení vzdálenosti každého měřeného bodu zajistit překrytí dvou bodů zdrojů laserových paprsků v měřeném místě. Pro zjištění Jediného profilu Je tedy třeba provést celou řadu jednotlivých měření, Jejichž přesnost Je do značné míry závislá na Šikovnosti obsluhy. Při měření ve volném terénu vznikají další problémy při silném slunečním svitu, protože se oba světelné body laserových paprsků Jen těžko vyhledávají a uvádějí do překrytí.

Například ze zveřejněné přihlášky vynálezu NSR č. 24 40 321 Je Již také známé zařízení pro měření popsaného typu, které Je uloženo na vozidle a Jehož vysílací systém Je na vozidle uspořádán pevně a má Jeden nebo několik laserových vysílačů, které vysílají v rovině normály к ose tunelu.

Dá|e Je součástí tohoto měřicího systému optický přijímací systém, který je uspořádán v ose tunelu v určité vzdálenosti od laserového vysílače a který Je opatřen kotoučem opatřeným spirálovou štěrbinou, která Je uložena na poháněcím hřídeli, upraveném rovnoběžně s osou tunelu a uváděném do rychlého otáčení motorem, a za kterou se zobrazuje na stěně tunelu světelný bod vyvolaný laserovým paprskem. Měřením vzdálenosti mezi zobrazeným laserovým světelným bodem a optickou osou přijímacího systému lze určit vzdálenost mezi stěnou tunelu a optickou Osou.

Nevýhoda zařízení spočívá v tom, že pro přijatelné proměření profilu tunelu Je třeba většího počtu laserových paprsků a pro každý z nich musí být za snímacím systémem upraveno vlastní měřicí zařízení, což přináší vysoké konstrukční náklady, které lze navrhovaným časově modulovaným měřením prostřednictvím kotouče se štěrbinou snížit Jen nepodstatně. Kontinuální snímání naměřených hodnot toto známé zařízení neumožňuje.

Vynález se klade za úkol vytvořit pojízdné zařízení popsaného typu, které by umožnilo kontinuální měření a zaznamenávání světelného profilu při relativně rychlé Jízdě nosného vozu a které by bylo vhodné zejména Jako přídavné zařízení pro dosavadní měřicí vozy nebo stroje pro stavbu koleje.

Tento úkol se řeší vynálezem, Jehož podstata spočívá v tom, že přístroj pro měření vzdálenosti a pro kontinuální snímání naměřených hodnot Je vytvořen Jako společně na hnacím hřídeli uložený a rotačním pohonem, zejména synchronizovaným s ujetou dráhou, opatřený, případně s ním spojitelný laserový nebo radarový vysílač a přijímač.

Pouze takové zařízení může poskytnout kontinuální sled naměřených hodnot a bezprostředně vyhodnotitelný výsledek měření, který dává Jednoznačné závěry Jak o příčném, tak i podélném průběhu proměřovaného světlého profilu. Stěna tunelu se přitom snímá přístrojem pro měření vzdálenosti ve šroubovici, jejíž stoupání, případně výška chodu Je dána převodovým poměrem rotačního pohonu přístroje pro měření vzdálenosti vzhledem k pohonu nosného vozu a je tedy nezávislá na rychlooti jízdy. Vhodnou volbou tohoto převodového poměru lze do značné míry přizpůsobit počet otáček přístroje pro měření vzdálenooti na jednotku délky koleje, a tím i spolehlivost a přesnost výsledku měření okamžitým požadavkům.

Kontinuální snímání naměřených hodnot ve spojení s rotačním pohonem přístroje pro měření · vzdááennosi, synchronizovaného s ujetou drahou, umoonuje zaznamenávat skutečný profil tunelu v jednoznačném vztahu ke skutečné poloze koleje, přičemž lze zajistit přesné polohové přiřazení naměřených hodnot k podélnému průběhu koleje ve formě·kontinuálního diagramového záznamu, např. na přetržitě nebo kontinuálně se polhbbjící papírový pás nebo obdobný pásový nosič informací.

Jednoduchá konstrukce a poměrně malé rozměry tohoto přístroje pro měření vzdálenooti umožní, aby se ta vozidla, která jsou u železničních správ a která slouží jiným účelům, jako jsou měěicí vozy, vozy pro údržbu vrchních vedení, ale i pojízdné stroje pro stavbu koleje, vybavily při relativně malých nákladech a v jednoduché · montáži i dodatečně popsaným zařízením.

Mimoto umooňuje měřicí princip laserových nebo radarových vysílačů a přijímačů, který prakticky nemá setrvačný účinek, plně využívat přednooti vyplýv^ící z kontinuálního proměřování a do’vc^S^ι^_tie sestavovat i při poměrně vysokém počtu otáček přístroje pro měřeni vzdálenooti bezvadné diagramy proměřovaného profilu.

Oba tyto typy měěicích ústrojí jsou schopné měěit ty oblLí^í^lLi vzdálennosí, které přicházejí v úvahu, s centimetrovou přesnoosí. Mimoto poskytuje měřeni vzdálenooti prostřednictvím těchto přístrojů analogové napěěí, které odpovidá měřené vzdálenoosi. Lze proto tuto vzdálenost zaznamenávat jako funkci pohybu vpřed, která je v pevném poměru s rotací přístroje pro měření vzdálenost, protože tento vztah je dán zvoleným převodovým poměrem.

_t Zvláštních výhod se dosáhne, pokud je podle dalšího význaku vynálezu přístroj pro měření vzdáleno ti uspořádán tak, že přečnívá přes čelní stranu z měl^icího vozu nebo jeho podvozku. '

Příslušný lze takto pr^měřt po celém· jeho obvodu, tj. včetně tělesa koleje' a kolejového lože, takže se ve snímacím diagramu objeví i hlavy · kolejnic obou kooejí, představ^ící pro vyhodnocení rozměrově rozhoduujcí, zcela jasně patrná vztažná místa. Mimoto splňuje přečnnvaaící uspořádání i požadavek na jednoduchou montáž přístroje pro měření vzdálenooti na vozidlech, která jsou· k dispozici.

Podle dalšího vytvoření vynálezu je účelné, aby hnací hřídel přístroje pro měřeni vzdáleno ti procházel v pod^itatě středem kružnice opsané profilu měřicího vozu a například zahrnuuici i obě hlavy kolejnic koleje.

U tohoto uspořádání působí účelně na zapisovací ústrojí jen rozdíl mezi měřenou vzdáleností a poloměrem kružnice opsané profilu vozidla. Tato hodnota je pod nulovou hodnotou diagramu v těch místech, kde jsou hlavy kolejnic, takže teto ma^l^í^nt^!^:í miste zápisu měření · jednoznačně vynUcají a lze je snadno rozpoznat.

Dále se ukázalo účelné, aby hnací hřídel přístroje pro měření vzdálenooti byl funkčně spojen s nápravou, příp. s trakčním pohonem měS^icího vozu přes převod, např. s měniteniým převodovým poměrem.

U tohoto provedení, kde odpadá samootatný rotační·pohon pro přístroj k měření vzdálenooti, se dosahuje zvláště výhodného v/uužtí·zejména v těch případech, kdy přístroj pro měření profilu náleží ke standardní výbavě m^ě^řLcího vozu nebo příslušného podvozku. Avšak i v těch případech, kdy se provádí dodatečná montáž přístroje pro měření vzdálenosti, lze vytvoMt potřebné hnací spojení t nápravou nebo t trakčním pohonem notného vozu relativně jednoduchými prostředky, např. prostřednictvím ohebného hřídele. Při použití převodu t měnitelrým převodovým poměrem lze, Jak Jii .bylo uvedeno, libovolně měnit přesnost měření e přizpůsobovat Ji požadovanému detailu proměřovaného světlého profilu koleje.

Pokud má pojízdné zařízení registrační ústrojí vytvořené Jako zapisovací ústrojí, je podle dalěího význaku vynálezu účelné, aby pro vyznačení úhlové polohy přístroje pro měření vzdálenooti vzhledem ke svislici bylo na měřicím voze uspořádáno kyvedlo, spojené se zapiti ovacím ústrojím a výkyvné v rovině normály k ote koleje, piíp. k ote tunelu.

Hlavní výhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že lze spolehlivě stanovit úhlovou polohu přístroje pro měření vzdálenooti vzhledem ke svislici srovnáním t polohou kyvadle. Tím te také vytváří moonoot zaznamenávat v záznamu měření ' vztažná znamá^a, jejich poloha odpovídá impulsu v okamžiku překrytí oty přístroje pro měření vzdálenooti te svislici určenou kyvadlem, což umoonuje vyhodnocování diagramu bez ohledu na o^^j^i^žžitý příčný sklon koleje.

Vynález'je v dalším podrobnněi vysvětlen na příkladu .provedení ve spojení t výkresy, kde na obr. 1 je schematicky znázorněn bokorys měMcího vozu se ' zařízením podle vynálezu, na obr. 2 je znázorněn čelní pohled na měMcí vůz podle obr. 1 při Jeho pouužtí na koleji v tunelu, na obr. 3 Je znázorněn diagram tunelového profilu snímaného zařízením. podle vynálezu.

MěMcí vůz £, který se může pohybovat po kooeji £, tvořené kolejnicemi 2: a pražci £, a to'případně prostřednictvím vlastního pohonu, je opatřen zařízením pro měření a, případně nebo ukazování, příp. registraci α příp. ukládání naměřených hodnot průběhu profilu tunelových trub, železničních propustků, apod. úzkých míít, zejména předepsaného průjezdového · profilu železničních kooeeí.

MěMcí ústrojí £, které je uspořádáno vpředu ve směru 6, jízdy tak, že přečnívá přet čelní stranu z měMcího vozu £, má ' konzolu £, ne které je na hnacím hřídeli £0, který je rovnoběžný t osou 2 koleje £, příp. t podélnou osou měMcího vozu £, uložen přístroj 8 pro měření vzdálenooti.

Tento hnací hřídel 10 je uspořádán zhruba ve středu kružnice 11 . o poloměru R, která opisuje profil měřicího vozu £ a uvnitř které jsou obě hlavy 12 kolejnic .2,. Tato optická osa £3, příp. směr · paprsku přístroje 8. pro měření vzdálenooti vytvořeného t výhodou jako laserový nebo radarový vysílač a přijímač, je kolmé k hnacímu hrdali 10 a je tedy v každé úhlové poloze v rovině normály k ote 2. koleje £· Na hnacím hřídeli 10 je dále volně otočně uloženo kyvadlo ££. které se nezávisle na příčném sklonu koleje £ neuutále nastavuje do svislice 15.

Hnací hřídel.10 jde přes spojku 16. měěd.telný převod £8, který je ·ovládán ovládací pákou 17. a přes dvooici 19 ozubených kol t · přední nápravou 20 měMcího vozu £. Uvvntř měMcího vozu £ je ukazovací ' a registrační ústrojí 21 se zapit ovacím ústrojím 22 pro zaznamenávání měřených hodnot, zjišťovaných a poskytovaných přístroeem 8 pro měření vzdálenosti přes spojovací vedení 23. Dalším spojovacím vedením 24 je t ukazovacím a registrační ^ústrojím ²¹ t^pojeno i. tyvadlo ££.

Λ .ledem k funkčnímu spojení t nápravou 20 je přístroj 8 .pro měření poháněn tak,· že jeho otáčky jsou úměrné rychlooti Jízdy měMcího vozu £. Tím opisuje optická 088 12> příp. směr paprsku, šroubovicovou dráhu, jejíž výška závitu daná převodovým poměrem převodu 18 odpovídá ' dráze, jakou ujede měMcí vůz £ za jednu otáčku hnacího hřídele 10. Pro do^konelé výsledky měření t velmi detailním udáním měřeného světlého profilu je zcela uspo^oj^ící výška závitu řádově 10 až 20 cm. .

Při měření se snímá stěně 2£ tunelu rotující optickou osou 13. příp. směrovým paprskem přístroje 8 pro měření vzdálenoosi, měří se kontinuální okamžitá vzdálenost 18, která se ve formě analogové elektrické mžřené veličiny dále předává na ukazovací a registrační ústrojí 21. Zapisovací ústrojí 22 zaznamenává proto vzdálenost E jako funkci ke svislici 15 vztažného úhlu a, příp. dráhy ujeté mžřicím vozem £ na · kontinuálně nebo ·přetržitě se pohybuuící papírový pás nebo jiný nosič informací.

Pro lepěí vyhodnocování signálu je účelné odčítat od měřené vzdálenosti E poloměr R kružnice 11 a · hodnotu rozdílu mezi vzdálenootí £ a poloměrem R znázorňovat ve snímaném diagramu, jak je zřejmé z obr. 3, jako funkci úhlu a * Protože kružnice 11 zahrnuje i obě hlavy 12 kolejnic J2, je měřená hodnota v oblaati hlav 12 kolejnic 2 pod nulovou čárou diagramu, čímž tato místa charaateristická pro ' polohu koleje £ v diagramu zcela zřetelně vynnkaaí. Tím je také určen zcela jednoznačný vztah naměřeného záznamu ke £, příp.

k ose 2 koleje £.

Přenesením normální olrysnice'26 ve tvaru odpovídajícím naměřenému záznamu lze vytvooit šablonu, která se přikládá na diagram a na jejímž základě lze okamžžtě posouddt, zda všechny části obrysnice 26 vozidla mají dostatečnou vzdálenost 27 od stěny 25 tunelu·

Pro posouzení moSiosti překročení ložních rozměrů · se postupuje sterým způsobem. Obbysnice vozu, který překračuje ložné žíry, se přenese prostřednictvím polárních souřadnic od osy hnacího hřídele 10 do šablony a přikládáním této šablony do záznamu mžření se zjistí, zda lze zaželenou přepravu v přísuunném trasovém úseku , provést.

V rámci vynálezu Je samozřejmě také možné provádět vyhodnocení mžření profilu a zejména posouzení možného překročení ložné žíry zvláštním přístrojem nebo zařízením pro zpracování dat. V takovém případě Je třeba záznam měření digitalizovat, to znamená, že úhlovou polohu a měření vzdálenooti je třeba vztáhnout k pří suchému stanovvšti měřicího vozu a od okamžžté hodnoty neměřené vzdálenooti Je třeba s<ččeíst vzdálenost sdposííčjící obrysnici vozidla.

Jakmile tento rozdíl dosáhne hodnoty, která je menší než předpokládaná tolerance, je třeba, aby zařízení pro zpracování dat udalo přesné místo, kde k nedodržení tolerance došlo.

V rážei· vynálezu je také možné pouužt místo znázorněného a popsaného mechanického spojení hnacího hřídele 10 s nápravou 20 příslušného vozu, např. elektrický synchronní pohon ve formě motoru se selsynovýž vysílačem · apod. S tímto poháněcím ústrojím lze dodatečně vybavvt bez velkých nákladů prakticky · každé kolejové vozidlo, např. stroj pro stavbu koleje, poj^dným zařízením pro měření podle vynálezu.

Claims (5)

1. Pojízdné zařízení pro měření a, případně nebo ukazovární, případně registraci a případně ukládání naměřených hodnot průběhu profilu tunelových trub, železničních propustků a podobných úzkých míst, zejména předepsaného průjezdného profilu železničních kz^l^c^^jzí, které má alespoň Jeden přístroj pro měření vzdálenooti pojízdný po kozachycu · ící okamžžtou vzdálenost ke stěně tunelu a spojený s ukazovacím a, případně nebo regis čním ústrojím, které má alespoň jednu konstrukční část, uloženou ne hnacím hří- deli rovnoběžném s osou tunelu, vyznačené tím, že přístroj (8) pro mžření vzdálenooti a pro kontinuální snímání naměřených hodnot je vytvořen jako společně na hnacím hřídeli (10) uložený a rotačním pohonem (18, 19), zejména synchronizovaným s ujetou ·dráhou opatřený, příp. s ním sp^^jite^Lný laserový nebo radarový vysílač a přijimač.

226П5 б

2. Pojížděné zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že přístroj (8) pro měření vzdálenosti přečnívá přes Čelní stranu z měřicího vozu (1), příp. jeho podvozku.

3. Pojízdné zařízení podle bodu 1 nebo 2, vyznačené tím, že hnací hřídel (10) přístroje (8) pro měření vzdálenosti prochází v podstatě středem kružnice (11) opsané profilu měřicího vozu (1) a například zahrnující i obě hlavy (12) kolejnic (2) koleje (4).

4. Pojízdné zařízení podle jednoho z bodů 1 až 3, vyznačené tím, že hnací hřídel (10) přístroje (8) pro měření vzdálenosti je funkčně spojen přes příhod (18), např. s měnitelným převodovým poměrem, s nápravou (20), příp. s trakčním pohonem měřicího vozu (1).

5« Pojízdné zařízení podle jednoho z bodů 1 ež 4, které mé registrační ústrojí vytvořené jako zapisovací ústrojí, vyznačené tím, Že pro vyznačení úhlové polohy (alfa) přístroje (8) pro měření vzdálenosti vzhledem ke svislici (15) je na měřicím voze (1) uspořádáno kyvadlo (14), spojené se zapisovacím ústrojím (22) a výkyvné v rovině normály к ose (9) koleje (4), příp. к ose tunelu.