CZ2018105A3 - Vláknově optický snímač kolejových vozidel - Google Patents

Abstract

Vláknově optický snímač kolejových vozidel, který zahrnuje optickou část, jež tvoří optické vlákno zahrnující optické vláknové mřížky FBG pro měření mechanického tlaku a teploty, a opticko-elektronickou část obsahující optický slučovač (11) připojený na detektor světla (10), který je připojen na vyhodnocovací jednotku (8) připojenou ke zdroji (9) světla, jenž je zpět připojen na optický slučovač (11), který má jeden konec měřicího optického vlákna (1) opatřen souborem optických vláknových mřížek FBG, který je tvořen levým FGB snímačem (2) průhybu, FBG snímačem (4) teploty, pravým FBG snímačem (3) průhybu a referenčním snímačem (5), kde tyto snímače jsou zapojeny v sérii, přičemž referenční snímač (5) je umístěn na posledním místě, a měřicí optické vlákno (1) je za souborem optických vláknových mřížek FBG ukončeno bezodrazovým zakončením (14), zatímco druhý konec měřicího optického vlákna (1) je ukončen konektorem (18), jenž je připojen prostřednictvím propojovacího optického vlákna (17) na optický slučovač (11) opticko-elektronické části, a soubor optických vláknových mřížek FBG je uspořádán v drážce (7) vytvořené v kovové snímací liště (6), kde pro zajištění mechanické vazby levého a pravého FBG snímače (2 a 3) průhybu je kovová snímací lišta (6) opatřena vybráními (19) v místě jejich umístění, zatímco v místě umístění FBG snímače (4) teploty i referenčního snímače (5) je kovová snímací lišta (6) v kontaktu s kolejnicí (16).

Description

Vynález se týká vláknově optického snímače kolejových vozidel, zahrnujícího jediné optické vlákno s optickými vláknovými mřížkami (FGB- Fiber Bragg Grating), jenž je určen pro měření změn fyzikálních vlastností, zejména pro součásti železnice.

Dosavadní stav techniky

V železniční dopravě se pro detekci kolejových vozidel v drážních zabezpečovacích systémech doposud využívají především následující detekční prvky. Jedná se o snímače počítačů náprav, kolejové obvody, indukční smyčky, eurobalízy systému ETCS. Tyto detekční prvky jsou založené na elektrickém nebo elektromagnetickém principu a jsou tedy citlivé na různá atmosférická a průmyslová rušení, jejichž zdrojů v kolejištích a jejich okolí stále přibývá (např. pohony nových trakčních vozidel). Zarušení stávajících detekčních prvků sice neznamená přímo bezpečnostní ohrožení cestujících, ale způsobuje jim výrazné komplikace v cestování, protože vlivem nežádoucích ovlivnění snímačů jízdy vlaku dochází z bezpečnostních důvodů k jejich nemalému, často několikahodinovému zpoždění. Častou příčinou je silná bouřková aktivita, která dokáže vytvořit v dopravě značná zpoždění právě tím, že nežádoucím způsobem ovlivní elektrické snímače v kolejišti a přes ně i další zařízení zajištující jízdu vlaků. Toto by mělo použití snímačů na bázi optických vláken výrazně eliminovat, protože ty jsou proti tomuto typu ovlivnění již z principu zcela imunní a nezavlékají nebezpečná přepětí z kolejiště do řídicích systémů. Dalšími detekčními prvky pro detekci kolejových vozidel jsou opticko-vláknové senzory s Braggovými mřížkami, jež jsou určeny pro měření mechanického tlaku a teploty při detekci kolejových vozidel.

V dokumentu č. US 8805128 je popsáno snímací zařízení obsahující sondu, která má pouzdro, v němž je upevněné optické vlákno. Optické vlákno je na svém vzdáleném konci opatřeno alespoň dvěma od sebe vzdálenými Braggovými mřížkami, přičemž jeden konec sondy je spojen s vyhodnocovacím zařízením. Snímací zařízení je možné použít pro detekci změn fyzikálních vlastností, jakými jsou například tlak, zatížení, teplota, index lomu a jejich kombinace.

Zařízení zahrnující vícero optických vláknových senzorů a způsob pro vyhodnocování dat změřených tímto zařízením popisuje dokument č. US 6765194. US patent řeší multiplexování mřížek v časové oblasti. Mřížky, které jsou řazeny sériově, musí být opatřeny časově zpožďovacím členem, aby na jednotný dotaz širokopásmovým zdrojem mohly odpovídat jednak spektrálně (rozdílné hodnoty centrálních vlnových délek), jednak časově, kdy vlivem zpožďovacích linek dochází k časovému posuvu. Tím lze řešit sériové-paralelní zapojení mřížek. Opticko-vláknové senzory s Braggovými mřížkami jsou kombinovány takovým způsobem, aby vytvářely různá pole těchto senzorů. Senzory jsou uspořádány za sebou a jsou propojeny optickými vlákny, přičemž vykazují různou frekvenční selektivitu. Opticko-vláknové senzory s Braggovými mřížkami jsou opatřené zpožďujícím prvkem. Všechny tyto senzory obdrží jednotný dotazový signál, představující časově odlišené frekvenčně selektivní světlo, načež tyto senzory s Braggovými mřížkami vytvářejí částečné signály, které jsou časově oddělené. Takto vytvořené časově oddělené signály společně vytváří posloupnost dílčích signálů. Na základě informace z časově opožďujícího prvku a informace z dotazovacího signálu může být naměřená hodnota spojena se specifickým senzorem s Braggovou mřížkou, což umožňuje, aby naměřená hodnota byla přiřazena k danému senzoru a konkrétnímu místu. Výhodou je možnost řadit velký počet mřížek sériově a paralelně. Každá mřížka může snímat rozdílnou veličinu (tlak, teplotu,...). Mřížky mohou být prostorově distribuovány libovolně. Jistými nevýhodami je to, že zpožďovací linky limitují reakční dobu senzorové kaskády. Neúměrně se zvyšují náklady na řešení. Zpožďovací linky limitují reakční dobu senzorové kaskády, čímž se při komerčním využití

- 1 CZ 2018 - 105 A3 neúměrně zvyšují náklady na realizaci, protože tyto zpožďovací linky jsou realizovány v podobě dodatečných kusů optického vlákna. Dále v tom, že použití elektronických zpožďovacích linek vede ke ztrátě jedné z klíčových výhod, kterou je plně pasivní řešení mřížkové kaskády. Zařízení nezahrnuje referenční mřížku, či jakýkoliv opěrný bod.

Sledování stavu komponentů železniční tratě pomocí senzorů s optickými vlákny a Braggovými mřížkami popisuje YUCEL, Murat a N. Ferhat OZTURK v Instrumentation Science & Technology z roku 2017. V tomto dokumentu je popsáno použití pole Braggových mřížek, kdy všechny mřížky jsou použity pro monitorování mechanického napětí. Mřížky jsou řazeny sériově a paralelně, používají se pro monitorování tramvajových tratí, kde byly testovány. Mřížky jsou lepeny na kolejnicové spojky, které jsou přišroubovány ke svršku. Mřížky jsou lepeny pod otvory pro šrouby, důvodem je zeslabení stěny a tím snadnější přenos mechanického napětí do místa pod otvory pro šrouby. Lepení je zde proces, který není dále řešen a je zde pouze popisován použitý epoxid. V dokumentu jsou mřížky lepeny přímo na kolej nebo na výhybku, a to vždy bez vnější ochrany. Pouze na nalepené mřížky se používá jako chránič mřížek polymer. Řešení používá řízený laditelný laser v pásmu kolem 1300 nm, kde také mřížky pracují. Pro řízení teploty se používá TEC pro jednu mřížku. Teplota je měřena nezávislým teplotním čidlem a z něj je odvozena hodnota pro řízení TEC. Vzorkování laserového zdroje je 2,5 kHz.

Ze známého stavu techniky tedy vyplývá, že použití opticko-vláknových senzorů s Braggovými mřížkami pro měření tlaku a teploty v železniční dopravě pro detekci kolejových vozidel je známo. Ze stavu techniky je také známé řešení, využívající multiplexování mřížek v časové oblasti, kde mřížky, které jsou řazeny sériově, jsou opatřeny časově zpožďovacím členem, aby na jednotný dotaz širokopásmovým zdrojem mohly odpovídat jednak spektrálně pomocí rozdílných hodnot centrálních vlnových délek, a jednak časově, kdy vlivem zpožďovacích linek dochází k časovému posuvu. Tím lze řešit sériově-paralelní zapojení velkého počtu mřížek, které mohou být prostorově distribuovány libovolně, přičemž každá mřížka může snímat rozdílnou veličinu, jakou je například tlak a teplota.

Ze stavu techniky není známé použití referenční mřížky pro vylepšenou kalibraci systému. Technická řešení popisovaná ve stavu techniky používají laditelný laser, který se neustále přelaďuje a pro přeladění potřebuje určitou dobu, proto je zde principiální omezení vzorkovací rychlosti.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je navrhnout pasivní řešení vláknově optického snímače, zahrnujícího optické vlákno s optickými vláknovými mřížkami (FBG) a konstrukci, která chrání optické vláknové mřížky před nechtěným vnějším zásahem, a umožňuje přesnější teplotní korekce a počáteční referenční hodnotu vláknově optického snímače bez potřeby použití těžkých nástrojů při jeho aplikaci.

Výše uvedeného cíle je dosaženo vláknově optickým snímačem kolejových vozidel, který zahrnuje optickou část, jež tvoří optické vlákno, zahrnující optické vláknové mřížky FBG pro měření mechanického tlaku, teploty, rychlosti pohybu, plochých kol, stavu výhybek apod., a opticko-elektronickou část, obsahující optický slučovač připojený na světelný snímač, který je připojen na vyhodnocovací jednotku, připojenou ke zdroji světla, jež je zpět připojena na optický slučovač, jehož podstata spočívá v tom, že má jeden konec měřicího optického vlákna opatřen souborem optických vláknových mřížek FBG, kde soubor je tvořen levým FBG snímačem průhybu, FBG snímačem teploty, pravým FBG snímačem průhybu a kalibračním referenčním snímačem, jež jsou zapojeny v sérii, přičemž optické vlákno je za souborem optických vláknových mřížek FBG ukončeno bezodrazovým koncem, zatímco druhý konec měřicího optického vlákna je ukončen konektorem, jenž je připojen prostřednictvím propojovacího optického vlákna na optický slučovač opticko-elektronické části.

-2CZ 2018 - 105 A3

Podstatou vynálezu je vláknově optický snímač kolejových vozidel, který je založen na vláknově optických principech a je určen k detekci přítomnosti železničních vozidel s rozsahem od jednotek tun až několika stovek tun. Snímač lze též použít k monitorování vybraných parametrů kolejových vozidel, tj. počet náprav, monitorování rychlosti, směru jízdy, detekce plochých kol, kvality výhybek atd.

Jednotlivé optické vláknové mřížky FBG mohou být uspořádány různým způsobem, a to v závislosti na snímané veličině, tj. mechanický tlak, teplota apod. optické vláknové mřížky FBG pro monitorování mechanických veličin (průhyb, tlak), jsou přes mechanický převodník, který se skládá z pouzdra a kovové lišty, uchyceny způsobem, aby byly v mechanické vazbě, nikoli přímém kontaktu, s kolejnicí. Referenční mřížka a teplotu snímající optická vláknová mřížka FBG, naopak v tomto mechanickém kontaktu být nesmějí a kovová snímací lišta svým tvarem tento dotyk vylučuje. Referenční mřížka je uchycena ke kovové liště takovým způsobem, aby nebyla v mechanickém dotyku a byla zároveň tepelně izolována od kolejnice. Referenční mřížka musí být v optickém vlákně umístěna jako poslední, tedy před bezodrazovým zakončením optického vlákna. Pořadí ostatních optických vláknových mřížek FBG je libovolné, vždy musí být zajištěn způsob uchycení optických vláknových mřížek FBG a tvar kovové lišty podle očekávané funkce optické vláknové mřížky FBG.

Pro zajištění ochrany před nechtěným vnějším zásahem, mechanickým poškozením a snadnou kontroluje měřící část uspořádána v drážce vytvořené v kovové snímací liště na níž je uspořádán kryt.

Pro zajištění mechanické vazby pro levý a pravý snímač průhybu je v místě jejich umístění v kovové snímací liště tato opatřena vybráními. Pro zabránění mechanické vazby u FBG snímače tepoty a teplotní a mechanické vazbě u referenčního snímače je v místě jejich umístění kovová snímací lišta v kontaktu s kolejnicí.

Pro potřeby měření daných veličin může být pořadí optických vláknových mřížek FBG uspořádaných v souboru částečně libovolné při zachování funkčních vazeb popsaných výše, které jsou pro jednotlivé funkcionality mřížek požadovány. Pomocí optických vláknových mřížek FBG lze měřit například rychlosti pohybu, plochy vznikající na nákolcích kol lokomotiv nebo vagonů, stav výhybek apod.

Pro neelektrické a nevodivé propojení měřícího optického vlákna se souborem optických vláknových mřížek FBG s vyhodnocovací jednotkou je použito jediné propojovací optické vlákno, jehož vzdálenost od vyhodnocovací jednotky je omezena pouze útlumem použitého propojovacího vlákna optického vlákna, jehož délka je řádově jednotky až desítky km. Optické vláknové mřížky FBG jsou implementovány do standardního telekomunikačního vlákna, aby je bylo možné propojit s optickými vlákny zabezpečujícími datovou komunikaci, která jsou obvykle vedena v souběhu s kolejovým svrškem.

Pro jednoduchou instalaci může být snímací lišta umístěná podle potřeby na hraně paty kolejnice, nebo nad hranou, nebo pod hranou kolejnice, nebo pod patou kolejnice, nebo na spodní části stojiny kolejnice.

Opticko-elektronická část může být elektricky napájena z lokálního zdroje elektrické energie nebo ze vzdáleného zdroje energie.

Pro zajištění komunikace může vyhodnocovací jednotka předávat informace formou binární, stavovou, nebo datovou.

Výhody vynálezu se dají shrnout následovně:

-3 CZ 2018 - 105 A3 teplota se měří přímo v místě měření mechanických napětí, proto jsou teplotní korekce přesnější použitím referenční mřížky je umožněno provádět pravidelné kalibrace systému před každým měřením pro instalaci nejsou nutné žádné manipulace těžkými nástroji v blízkosti mřížek mřížky jsou navrženy pro oblast kolem 1550 nm, kde jsou dosahovány menší útlumy, důsledkem je přenos na větší vzdálenosti bez nutnosti převodníků použití čtyř optických vláknových mřížek FGB dovoluje rozšířit počet měřených parametrů bez nutnosti zvětšovat počet mřížek, jedná se pouze o doplnění novými SW nástroji, analyzujícími získanou informaci vhodnými algoritmy snímač j e použitelný j ak pro železniční, tak pro tramvaj ovou dopravu bez nutnosti úprav použití neladitelného zdroje světla umožňuje pracovat až do rychlostí zpracování signálových změn řádově MHz.

Objasnění výkresů

Vynález je blíže představen pomocí výkresu, kde na obr. 1 je znázorněno schematické uspořádání vláknově optického snímače kolejových vozidel a se zapojením opticko-elektrické části s vyhodnocovací jednotkou, na obr. 2 je znázorněno příkladné provedení snímací lišty se souborem optických vláknových mřížek FBG umístěném na snímací liště v pořadí levý FBG snímač průhybu, FBG snímač teploty, pravý FBG snímač průhybu a referenční FBG snímač, na obr. 2a je znázorněno příkladné provedení snímací lišty se souborem optických vláknových mřížek FBG umístěném na snímací liště v pořadí FBG snímač teploty, levý FBG snímač průhybu, pravý FBG snímač průhybu a referenční FBG snímač, na obr. 2b je znázorněno příkladné provedení snímací lišty se souborem optických vláknových mřížek FBG umístěném na snímací liště v pořadí levý FBG snímač průhybu, pravý FBG snímač průhybu, FBG snímač teploty a referenční FBG snímač, na obr.2c je v příčném řezu snímací lišty znázorněn tvar drážky s umístěným měřícím optickým vláknem, na obr. 2d je v prostorovém detailu snímací lišty znázorněn tvar drážky s umístěným měřícím optickým vláknem a na obr. 3 znázorňuje možná místa, kam lze pouzdro umístit na patu kolejnice.

Příklady uskutečnění vynálezu

Vláknově optický snímač kolejových vozidel podle tohoto technického řešení bude vysvětlen na jednotlivých příkladech jeho provedení s odkazem na příslušné výkresy.

Vláknově optický snímač kolejových vozidel je zobrazen na obr. 1. V tomto provedení vláknově optický snímač zahrnuje jedno měřicí optické vlákno 1, v němž je uspořádán soubor optických vláknových mřížek FBG. Vhodná volba parametrů optických vláknových mřížek FBG a jejich vhodné rozmístění v měřicím optickém vlákně 1. poskytuje možnosti pro spolehlivou a bezpečnou identifikaci náprav hnacích vozidel a železničních vozů.

Jak je patrné na obr. 2, obr. 2a a obr. 2b soubor optických vláknových mřížek FBG zahrnuje dvě hlavní optické vláknové mřížky FBG, jež v tomto provedení tvoří levý FBG snímač 2 průhybu a pravý FBG snímač 3 průhybu, které slouží pro detekci nápravy a ve vzájemné součinnosti pak poskytují informaci o směru průjezdu. Třetí optická vláknová mřížka FBG, kterou v tomto provedení tvoří FBG snímač 4 teploty, který slouží pro měření teploty, kdy neměnná teplota má za důsledek stabilizaci systému. Čtvrtá optická vláknová mřížka FBG je provedena jako referenční a diagnostická a je tvořena referenčním snímačem 5. Na konci měřicího optického vlákna 1_ je aplikováno bezodrazové zakončení 14. Optická vláknová mřížka FGB je představována periodickými strukturami měnícími index lomu jádra měřícího optického vlákna 1, které jsou od sebe vzdáleny ve vzdálenostech srovnatelných s vlnovými délkami šířícího se laserového paprsku. Každá z těchto změn indexu lomu se chová jako odrazné rozhraní. Velký

-4CZ 2018 - 105 A3 počet těchto změn ve vhodných vzdálenostech pak posouvá toto chování z prostého odrazu na spektrálně selektivní odrazivost, kde změna teploty nebo změna mechanického namáhání způsobí změnu vzdáleností periodických změn, což se projeví změnou spektrálního složení odraženého světla a velikost spektrálního posuvu je mírou působící teploty a mechanického namáhání. Obě závislosti jsou lineární v širokém rozsahu působících teplot a mechanických napětí.

Jedno příkladných provedení snímací lišty 6 je znázorněno na obr. 2. V tomto provedení je snímací lišta ve směru ke krytu 12 opatřena drážkou 7, která prochází po celé její délce. Měřicí optický kabel 1 je uložen v drážce 7, přičemž na konci je opatřen souborem optických vláknových mřížek FBG a je ukončen bez odrazovým zakončením 14. Uspořádání jednotlivých snímačů v souboru je následující. V tomto provedení je v souboru jako první umístěn levý FBG snímač 2 průhybu, za nímž v odstupech následují FBG snímač 4 teploty, pravý FBG snímač 3 průhybu a referenční snímač 5.

Pro zvýšení citlivosti měření průhybu kolejnice 16, má snímací lišta 6 místech, kde jsou uspořádány levý a pravý FBG snímač 2_a 3 průhybu a vytvořena vybrání 19.

Další příkladná umístění jednotlivých snímačů v souboru optických vláknových mřížek FBG jsou znázorněna na obr. 2a a obr. 2b. Z těchto obrázků je patrné, že pořadí optických vláknových mřížek FBG v souboru je částečně libovolné. Platí podmínka, kdy referenční snímač 5, musí být vždy umístěn na konci optického měřicího kabelu 1 před bezodrazovým zakončením 14, přičemž poloha FBG snímače 4 teploty pak je libovolná při splnění podmínky, že nebude v přímé mechanické vazbě s kolejnicí 16. Takováto uspořádání souboru optických vláknových mřížek FBG umožní měření mechanických průhybů (deformací kolejnice) vzniklých projíždějícími kolejovými vozidly a teploty okolí FBG snímače, aby bylo možné tyto teplotní vlivy působící na FBG snímače kompenzovat.

Princip činnosti snímací sestavy v příkladném provedení podle obr. 2 je následující:

- čtvrtá optická vláknová mřížka FBG - referenční snímač 5, která je umístěna v souboru optických vláknových mřížek FBG jako poslední, je vytvořena ve speciálním optickém materiálu, který má minimalizovanou změnu optických vlastností v závislosti na teplotě. Konstrukce uložení a umístění čtvrté mřížky zajišťuje minimalizaci změny získávané informace v závislosti na mechanických vlivech. Zároveň přítomnost informace z této čtvrté mřížky o správných parametrech indikuje neporušenost optické sestavy.

- třetí optická vláknová mřížka FBG - snímač 4 teploty, je zhotovena ve standardním materiálu, shodným s hlavními optickými vláknovými mřížkami FBG, jenž tvoří levý FBG snímač 2 průhybu a pravý FBG snímač 3. Konstrukce uložení a umístění třetí mřížky zajišťuje minimalizaci změny získávané informace v závislosti na mechanických vlivech. Komparací informací z třetí mřížky, která je provedena jako snímač 4 tepoty a čtvrté mřížky, jež je provedena jako referenční snímač 5 ve vyhodnocovací jednotce 8 se získává informace o ovlivnění snímací sestavy teplotními vlivy, která následně slouží pro dynamické řízení referenční úrovně.

- Hlavní optické vláknové mřížky FBG, tj. levý FBG snímač 2 průhybu a pravý FBG snímač 3 průhybu, jsou zhotoveny ve shodném materiálu s třetí mřížkou. Konstrukce jejich uložení zajišťuje maximalizaci změny získávané informace v závislosti na mechanických vlivech maximální ovlivnění průhybem, způsobeným železničním kolem. Vyhodnocovací jednotka 8 zpracovává komplexní informace o průhybech z levého FBG snímače 2 průhybu a pravého snímače 3 průhybu a komparuje je s informací pro dynamické řízení referenční úrovně. Výsledkem je informace o reálném pohybu železničního vozidla.

Podmínkou správné činnosti sestavy je vzájemná tepelná vazba mezi všemi mřížkami FGB, které tvoří soubor optických vláknových mřížek FBG.

-5 CZ 2018 - 105 A3

Mechanická konstrukce vláknově optického snímače je řešena jako pouzdro 13. Pouzdro 13 tvoří snímací lišta 6 opatřená krytem 12. Ve snímací liště 6 je vytvořena drážka 7, ve které je uložen konec měřicího optického vlákna 1_ opatřený souborem optických vláknových mřížek FBG. Měřicí optické vlákno 1 je uspořádáno v drážce 7 vytvořené ve snímací lište 6.

Jak je patrné z obr. 2d, je měřicí optické vlákno 1. uloženo v drážce 7 snímací lišty 6 způsobem, že je zajištěn jeho kontakt podélně ve třech místech, kdy ve dvou místech se dotýká stěn drážky 7, zatímco v jednom místě se dotýká krytu 12. Drážka 7 má v příčném řezu tvar rovnoramenného trojúhelníku, kdy jeho ramena spolu svírají úhel 90°. Fixace konce souboru optických vláknových mřížek FBG na konci měřicího optického vlákna 1 je zajištěna jak stěnami drážky 7, tak krytem 12. V jiném provedení je soubor optických vláknových mřížek FBG na konci měřicího otického vlákna 1 fixován prostřednictvím polymerového tmelu, který vyplňuje prostor drážky 7. Celé pouzdro 13 vláknově optického snímače je uchyceno k patě kolejnice 16 a k přenosu mechanických vlivů jsou na vnějším plášti pouzdra 13 vytvořeny diskrétní kontaktní body 15, mezi kterými jsou v ohybových bodech uloženy jednotlivé optické vláknové mřížky FBG. Místa kam lze pouzdro 13 na patu kolejnice 16 umístit jsou znázorněna na obr. 3.

V dalším příkladu provedení se vláknově optický snímač kolejových vozidel umístí v blízkosti výhybek. Při průjezdu kolejových vozidel dojde k průhybům kolejnic 16. Tyto průhyby charakterizují provozní stav výhybek a lze je monitorovat předloženým snímačem. Vláknově optický snímač kolejových vozidel má v tomto případě shodnou konstrukci, přičemž monitorování stavu výhybek vyžaduje menší úpravu obslužného sw, který není předmětem žádosti o ochranu.

Průmyslová využitelnost

Vynález má uplatnění zejména v železniční dopravě při kontrole provozu na trati, detekci vozů apod. Další uplatnění nalezne při monitorování tramvajového provozu. Plně pasivní režim činnosti ve spojení se vzdálenou vyhodnocovací jednotkou významně zvyšuje bezpečnost monitorování. Dále lze tento snímač využít při zvýšení bezpečnosti křížení železničních tratí se silničními tělesy.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (19)

1. Vláknově optický snímač kolejových vozidel, který zahrnuje optickou část, jež tvoří optické vlákno zahrnující optické vláknové mřížky FBG pro měření mechanického tlaku a teploty a opticko-elektronickou část, obsahující optický slučovač (11) připojený na detektor světla (10), který je připojen na vyhodnocovací jednotku (8), připojenou ke zdroji (9) světla, jenž je zpět připojen na optický slučovač (11), vyznačující se tím, že má jeden konec měřicího optického vlákna (1) opatřen souborem optických vláknových mřížek FBG, který je tvořen levým FGB snímačem (2) průhybu, FBG snímačem (4) teploty, pravým FBG snímačem (3) průhybu a referenčním snímačem (5), kde tyto snímače jsou zapojeny v sérii, přičemž měřicí optické vlákno (1) je za souborem optických vláknových mřížek FBG ukončeno bezodrazovým zakončením (14), zatímco druhý konec měřicího optického vlákna (1) je ukončen konektorem (18), jenž je připojen prostřednictvím propojovacího optického vlákna (17) na optický slučovač (11) optickoelektronické části.

-6CZ 2018 - 105 A3

2. Vláknově optický snímač kolejových vozidel podle nároku 1, vyznačující se tím, že soubor optických vláknových mřížek FBG je uspořádán v drážce (7) vytvořené v kovové snímací liště (6).

Vláknově optický snímač kolejových vozidel podle nároku 1, vyznačující se tím, že optické vláknové mřížky FBG jsou spektrálně odlišné.

4. Vláknově optický snímač kolejových vozidel podle nároku 1 vyznačující se tím, že v pořadí ίο optických snímacích mřížek FBG, je umístění FBG snímače (4) teploty v souboru libovolné.

5. Vláknově optický snímač kolejových vozidel podle nároku 2, vyznačující se tím, že pro zajištění mechanické vazby pro levý a pravý FBG snímač (2 a 3) průhybu je v místě jejich umístění v kovové snímací liště (6) tato opatřena vybráními (19), zatímco v místě umístění FBG

15 snímače (4) teploty i referenčního snímače (5) je kovová snímací lišta (6) v kontaktu s kolejnicí (16).

4 výkresy

Seznam vztahových značek

1 - měřicí optické vlákno

2 - levý FBG snímač průhybu

3 - pravý FBG snímač průhybu

4 - FBG snímač teploty

5 - referenční snímač

6 - snímací lišta

7 - drážka ve snímací liště

8- vyhodnocovací jednotka

9 - zdroj světla

10 - detektor světla

11 - optický slučovač

12 - kryt

13 - pouzdro

14 - bezodrazové zakončení

15 - kontaktní bod

16 - kolejnice

17 - propojovací optické vlákno

18 - konektor

19 - vybrání

-7 CZ 2018 - 105 A3