CZ30085U1 - Měřicí přívěs - Google Patents

Description

Měřicí přívěs

Oblast techniky

Technické řešení se týká měřicího přívěsu pro měření akustického tlaku emitovaného definovanou měřicí pneumatikou za jízdy po měřeném povrchu pozemní komunikace.

Dosavadní stav techniky

Pro měření hladiny akustického tlaku vznikajícího při odvalování pneumatiky po povrchu komunikace se jako jedna z možností používají měřicí přívěsy osazené měřícím kolem s měřicí pneumatikou. Měření se provádí metodou malé vzdálenosti od akustického zdroje. Tato metoda je podrobně popsána v návrhu normy ISO/CD11819-2. Měření s měřicí pneumatikou jsou prováděna se záznamem hladiny akustického tlaku generovaného stykem pneumatiky a komunikace při jedné nebo více referenčních rychlostech (50, 80 a 100 km/h) a vyhodnocuje se průměrná hladina akustického tlaku v každém projetém testovacím segmentu v definované délce. Měření je možné provádět i při rychlostech blízkých referenčním rychlostem nebo i v širším rychlostním rozptylu avšak při použití vhodného přepočtu pro rychlostní odchylky od referenčních rychlostí.

V případě porovnávání akustických vlastností rozdílných povrchů komunikací a při měření těchto povrchů za použití různých druhů měřicích pneumatik mohou být výsledky měření přepočteny na jednociferný index CPXI, teprve potom mohou být výsledky použity pro porovnání jednotlivých povrchů.

Hladina akustického tlaku bývá snímána minimálně dvěma mikrofony umístěnými v definované vzdálenosti u měřicí pneumatiky. Pro měření se může používat jak speciální vozidlo s vlastním pohonem, tak přívěs tažený za běžným vozidlem. Na měřicím kole je nasazena měřicí testovací pneumatika, přičemž testovací vozidlo nebo přívěs může mít jednotlivá kola nebo více kol vedle sebe. Použití měřicího vozidla s vlastním pohonem má z důvodu ovlivnění naměřených hodnot svá omezení a to, aby mikrofony nebyly umístěny u hnaného nebo řízeného kola a současně aby vzdálenost mezí mikrofony a neměřenými koly byla minimálně 1,5 m a mikrofony nebyly ovlivněny přenosy vibrací z konstrukce od pohonu vozidel. Navíc musí být spodní část vozidla pokryta zvukově pohlcujícím materiálem, aby nedocházelo k odrazům akustické energie a tím ke zkreslování výsledků měření.

Měřicí přívěsy, určené pro tento typ měření, se v současné době vyrábí převážně zakrytované z důvodu maximální eliminace okolního hluku. U některých takto zakrytých přívěsů však může docházet k nežádoucím odrazům i uvnitř krytu. U většiny takovýchto přívěsů je měřicí pneumatika umístěna mezi nosnými pojezdovými koly a tedy akusticky nevhodně. V blízkosti oblasti vlastního měření se v tomto případě nachází další zdroj hluku. Tato konfigurace zvyšuje i riziko možných nežádoucích odrazů zvuku od nosné konstrukce měřicího kola.

Jiná koncepce řešení měřicího přívěsu, která je kupříkladu popsána v užitném vzoru č. CZ20507, obsahuje měřicí pneumatiku nezakrytou. Ta je umístěna na místě jednoho z pojezdových přepravních kol. Tato varianta je však tímto velmi náchylná k možnosti ovlivnění rušivými vlivy vnějších zdrojů při vlastním měření např. za normálního provozu, případně odraženou akustickou energií od odrazivých struktur v okolí měřené komunikace (např. betonová svodidla, protihlukové clony, konstrukce tunelu, apod.). Z hlediska poznatků, je výhodnější pro urychlení měření řešení s měřicím zakrytovaným přívěsem, kde nedochází k narušením při měření rušivými vlivy a není nezbytně nutné měřit hluk pozadí.

Podstata technického řešení

Cílem předloženého technického řešení měřicího přívěsu pro měření akustického tlaku emitovaného pneumatikou měřicího kola je eliminovat výše zmíněná negativa a to umístěním měřicí pneumatiky do samostatného akusticky uzavřeného prostoru. Tímto řešením je maximálně eliminováno riziko vlivu hluku z okolního prostředí a hluku od nosných přepravních pojezdových kol měřicího přívěsu a současně i odrazů od nosné konstrukce přívěsu a krytu přívěsu.

-1 CZ 30085 UI

Uvedené nedostatky odstraňuje měřicí přívěs s alespoň jednou nosnou nápravou s alespoň jedním měřicím kolem pro měření akustického tlaku emitovaného měřicí pneumatikou, instalovanou na měřicím kole, při pohybu po měřeném povrchu pozemní komunikace, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z přístrojové a datové části, části pro převoz příslušenství a závaží a měřicí části, přičemž měřicí část je vybavena samostatně a nezávisle odpruženým vlečeným nosným rámem s alespoň jedním měřicím kolem umístěným v ose měřicího přívěsu s možností horizontálního a/nebo vertikálního pohybu a možností zvednutí měřicího kola do přepravní polohy a dále je měřicí část vybavena nejméně jedním odpružené uchyceným snímačem měřené veličiny.

Měřicí přívěs je sestaven ze tri mechanicky oddělených technických částí.

Část přístrojová a datová je umístěna v přední části měřicího přívěsu, obsahuje záložní zdroje elektrické energie, které jsou dobíjeny například z tažného vozidla, zařízení pro bezdrátový přenos měřených dat a záznamu z měření do tažného vozidla, záznamová a měřicí zařízení. Tato zařízení jsou uložena pružně alespoň v jedné ose pomocí odpružených upevňovacích zařízení. Ve výhodném provedení jsou uložena pružně ve třech osách. Dále je v této části umístěno ovládám celkového vnitřního osvětlení měřicího přívěsu, jednotlivých jeho dílčích částí a osvětlení měřicí části, měřicího kola a měřeného povrchu komunikace pro lepší světelné podmínky pro pořizovaný videozáznam a monitorování měřicí části a měřeného povrchu komunikace. Dále je zde umístěno ovládání vnějšího bezpečnostního osvětlení měřicího přívěsu, které si obsluha může rozsvítit, když manipuluje s měřicím přívěsem na komunikaci při provozu.

Část pro převoz příslušenství a závaží je umístěna ve střední části měřicího přívěsu, v této části jsou v době, kdy neprobíhá měření a měřicí přívěs je jen převážen na místo určení, uložena závaží, která slouží pro zatížení měřicího kola potřebnou hmotností dle požadavků normy. Je zde umístěn i zvedací mechanismus vlečeného nosného rámu měřicího kola.

Měřicí část je umístěna v zadní části měřicího přívěsu. Samostatně a nezávisle odpružený vlečený nosný rám s měřicím kolem umístěným v ose měřicího přívěsu je uložen za nosnou nápravou měřicího přívěsu.

Uložení samostatně a nezávisle odpruženého vlečeného nosného rámu měřicího kola, kterým je opatřena měřicí část, umožňuje měřicímu kolu se při měření natáčet nezávisle na měřicím přívěsu, čímž nedochází v zatáčkách ke smýkání měřicího kola po povrchu komunikace, aleje tím umožněn přirozený pohyb a odválo vání měřicího kola po povrchu komunikace. To je přínosné zejména při změnách směnu jízdy. Samostatně a nezávisle odpružený vlečený nosný rám s měřicím kolem umístěným v ose měřicího přívěsu je uložen do čepů umožňujících jeho vertikální a horizontální pohyb. Vertikální pohyb umožňuje eliminaci vnějších nežádoucích akustických vlivů a umožňuje v maximální míře snímat akustický tlak z odválo vání se měřicí pneumatiky po měřeném povrchu komunikace.

Odpružení měřicího kola od vlečeného nosného rámu zajišťuje vzduchový tlumič. Samostatně a nezávisle odpružený vlečený nosný rám s měřicím kolem umístěným v ose měřicího přívěsu umožňuje přepravní i měřicí polohu měřicího kola, a to právě díky konstrukci zavěšení a uložení měřicího kola, včetně zvedání celé konstrukce měřicího kola nad úroveň komunikace. Tímto řešením nedochází ke zbytečnému opotřebení měřicí pneumatiky, jelikož je měřicí kolo bezpečně zavěšeno nad povrchem komunikace, nedochází tak k jeho kontaktu s povrchem komunikace.

Možnost pohybu vlečeného nosného rámu měřicího kola ve vertikální rovině, usnadňuje přístup ke snímačům měřené veličiny, např. ke snímačům akustického tlaku - mikrofonům, jejich nastavení, instalaci, deinstalaci a kalibraci. Stejně tak usnadňuje možnost vyměnit měřicí pneumatiku nebo zkontrolovat správný tlak v měřicí pneumatice.

V homí části vlečeného nosného rámu měřicího kola je vytvořena nosná plocha pro uložení zátěžových prvků pro simulaci jízdy různých vozidel s hmotnostmi stanovenými pro zkušební měření.

Na samostatně a nezávisle odpruženém vlečeném nosném rámu s měřicím kolem jsou přes speciální úchyty a gumové kompenzátory uchyceny polohovatelné držáky, na jejichž koncích jsou

-2CZ 30085 UI instalovány snímače měřené veličiny, například snímače akustického tlaku - mikrofony. Tyto držáky umožňují nastavení správné vzdálenosti snímačů měřené veličiny vůči měřicímu kolu a měřenému povrchu komunikace.

Měřicí část je akusticky uzavřena, po obvodu měřicí části měřicího přívěsu je instalována vertikálně a/nebo horizontálně pohyblivá akustická clona, která slouží v době měření k většímu zakrytí měřicí části a tím většího oddělení snímačů měřené veličiny od okolních rušivých vlivů. V době měření se akustická clona spouští do měřicí polohy nad povrch komunikace. Akustická clona slouží ke snížení profilu měřicího přívěsu při měření hluku od valící se měřicí pneumatiky a zároveň snižuje průnik okolního hluku do měřicí části (od projíždějících vozidel a dalších zdrojů hluku v okolí měřicího přívěsu). Při přepravě je tato clona zvednuta do přepravní polohy, obdobně jako měřicí kolo.

Měřicí část je opatřena monitorovacím systémem. Z důvodu bezpečnosti a kontroly je celá měřicí část monitorována, například kamerovým systémem, který slouží k monitorování chování měřicí pneumatiky, snímačů měřené veličiny a držáků snímačů měřené veličiny, při měření nebo při převážení na místo měření. Záznam z monitorovacího systému je přenášen do kabiny tažného vozidla. Posádka tažného vozidla má nepřetržitý detailní přehled o dění v měřicí části a sleduje měřicí pneumatiku při měření i při převážení na místo určení. Současně může monitorovací systém sloužit k videozáznamu měřených povrchů komunikace nebo k nahrání průběhu celého měření, uložený videozáznam je možno dodatečně analyzovat.

Měřicí přívěs je vybaven zařízením pro přenos dat online bezdrátově do zařízení mimo měřicí přívěs. Akustický tlak od valící se měřicí pneumatiky je snímán pomocí snímačů měřené veličiny, pomocí nichž je akustický tlak převeden na elektrický signál a dále je tento signál přes datové rozvody přenášen do přední přístrojové a datové části měřicího přívěsu. Zde je signál zpracován v záznamovém zařízení - analyzátoru zvuku. Analyzátor zvuku je ve třech osách odpružené upevněn speciálním zařízením. Zpracované akustické signály jsou následně zařízením pro přenos dat online bezdrátově přenášeny mimo měřicí přívěs, například do zařízení na zpracování dat, kde jsou na kontrolním displeji dispozici operátorovi měření. Operátor tak může sledovat nejen průběh měření, ale může i toto měření ovládat. Tímto řešením nejen že došlo k výrazné redukci množství vodičů, vedení většího množství kabelů od zařízení až do kabiny tažného vozidla a tedy došlo i ke snížení možného zdroje závad, ale zároveň toto řešení umožňuje výrazně snadněji měnit měřicí tažná vozidla a operátor měření může pohodlně sledovat data i během jízdy, resp. měření.

Výhodou předloženého řešení s odpruženým zavěšením měřicího kola na vlečeném nosném rámu je, že umožňuje jeho zdvihnutí v době převozu, kdy není prováděno měření. V době měření je měřicí kolo vlečeno a má možnost zatáčení. Tato kombinace výrazně usnadňuje práci měřicímu týmu, neboť není nutné osazovat pro každé měření měřicí kolo namísto kola nosného - přepravního, tzn. měnit pneumatiku. Není ani nutné pro každé měření znovu instalovat měřicí snímače měřené veličiny, včetně nastavení jejich správné vzdálenosti, odpadá zde riziko jejich poškození při přepravě. Z hlediska opotřebení je u investičně nákladné měřicí pneumatiky dosaženo výrazného snížení opotřebení a tím měření více povrchů s minimálním rozdílem v hloubce desénu měřicí pneumatiky a tedy i zvýšení finančních úspor.

Další výhodou popsaného řešení s umístěným měřicím kolem do osy měřicího přívěsu, je možnost měření jízdního pruhu, případně obou dvou jízdních stop, bez nutnosti mít dvě měřicí kola (na každé straně vozíku jedno), anebo pro měření každé stopy vždy měřicí kolo měnit, nebo zabrat v době měření dva jízdní pruhy, což může vést k narušení plynulosti a bezpečnosti provozu na komunikaci.

Objasnění výkresu

Technické řešení je dále objasněno na obr. 1, kde je prostorově vyobrazen měřicí přívěs a obr. 2, kde je prostorově vyobrazeno vnitřní uspořádání měřicího přívěsu.

-3 CZ 30085 UI

Příklad uskutečnění technického řešení

Základem měřicího přívěsu pro měření akustického tlaku emitovaného měřicí pneumatikou instalovanou na měřicím kole 5 při pohybu po měřeném povrchu pozemní komunikace je standardní podvozek tažného přívěsu, který je upraven pro účely měřicího přívěsu do uzavřené kapotáže vnitřně rozdělené do tří mechanicky oddělených technických částí.

Uzavřená přístrojová a datová část 1 je umístěna v přední části měřicího přívěsu, obsahuje záložní zdroje elektrické energie, které jsou dobíjeny z tažného vozidla, zařízení pro bezdrátový přenos dat a videozáznamu z měření do tažného vozidla, vícekanálové záznamové a měřicí zařízení. Tato zařízení jsou pružně uložena ve všech třech osách. Dále je v tomto prostoru umístěno ovládání vnitřního osvětlení měřicího přívěsu, samostatně ovládané pro jednotlivé části měřicího přívěsu a ovládání osvětlení měřicí části 3, měřicího kola 5 a měřeného povrchu komunikace pro lepší světelné podmínky při pořizovaní videozáznamu a monitorování měřicího prostoru a měřeného povrchu komunikace. Dále je zde umístěno i ovládání vnějšího bezpečnostního osvětlení měřicího přívěsu, které si obsluha může rozsvítit, když manipuluje s měřicím přívěsem při provozu na komunikaci. Jedná se o oranžové výstražné osvětlení, kterým jsou vybaveny všechny otvírající se části měřicího přívěsu.

Část 2 pro převoz příslušenství a závaží je umístěna ve střední části měřicího přívěsu, v této části jsou v době, kdy neprobíhá měření a měřicí přívěs je jen převážen na místo určení, uložena závaží, která slouží pro zatížení měřicího kola 5 potřebnou hmotností dle požadavků normy. V této části je umístěn i zvedací mechanismus vlečeného nosného rámu 4 měřicího kola 5.

Polouzavřená měřicí část 3 je umístěna v zadní části měřicího přívěsu a je akusticky uzavřena. Měřicí část 3 je opatřena samostatně a nezávisle odpruženým vlečeným nosným rámem 4 s jedním měřicím kolem 5 umístěným v ose měřicího přívěsu za jeho nosnou nápravou s možností horizontálního a vertikálního pohybu a možností zvednutí měřicího kola 5 do přepravní polohy a dále je měřicí část 3 vybavena odpružené uchycenými snímači 6 měřené veličiny.

Samostatný nezávislý odpružený vlečený nosný rám 4 měřicího kola 5 je uložen do čepů umožňujících jeho vertikální a horizontální pohyb. Nezávislé odpružení měřicího kola 5 od vlečeného nosného rámu 4 zajišťuje vzduchový tlumič.

V horní části vlečeného nosného rámu 4 měřicího kola 5 je vytvořena nosná plocha pro uložení zátěžových prvků pro simulaci jízdy různých vozidel s hmotnostmi stanovenými pro zkušební měření.

Na odpruženém vlečeném nosném rámu 4 měřicího kola 5 je přes speciální odpružené nastavitelné úchyty a gumové kompenzátory uchyceno šest měřicích tyčí, na konci každé tyče je instalován a pružně uložen úchyt na snímač 6 měřené veličiny, v tomto příkladu uskutečnění snímač akustického tlaku - mikrofon, který je opatřen krytem proti větru a fixací proti jeho ztrátě během jízdy a měření. Tyto tyče umožňují nastavení správné vzdálenosti a úhlu snímačů akustického tlaku - mikrofonů vůči měřicímu kolu 5 a měřené ploše komunikace.

Tři měřicí snímače akustického tlaku - mikrofony slouží pro snímání hladin akustického tlaku z boku měřicí pneumatiky jeden měřicí snímač akustického tlaku - mikrofon slouží pro snímání hladin akustického tlaku zepředu měřicí pneumatiky a jeden zezadu měřicí pneumatiky. Jeden snímač akustického tlaku - mikrofon je umístěn v prostoru nad vlečeným nosným rámem 4 měřicího kola 5 a snímá (monitoruje) celkový hluk v měřicí části 3. Slouží jako kontrolní pro případ rušení měřicího prostoru jiným hlukem, než je hluk z odvalování měřicí pneumatiky po povrchu komunikace.

Pro maximální možnou eliminaci ovlivnění měření jinými zdroji hluku, vyskytujícími se v okolí měřicího přívěsu, je měřicí část 3 měřicího přívěsu zcela z horní strany a bočních stran akusticky uzavřena. Přístrojová a datová část 1 část 2 pro převoz příslušenství a závaží a měřicí část 3 jsou obloženy vysoce účinným akusticky pohltivým obkladem, pod nímž jsou na kapotáži měřicího přívěsu navíc instalovány anti-vibrační desky z důvodu eliminace případného kmitání kapotáže měřicího přívěsu a možného rušení měření. Měřicí část 3, včetně konstrukcí, je pokryta akustic

-4CZ 30085 UI kým absorbentem ve formě akustických jehlanů a sinusů, aby nedocházelo ke znehodnocení měření odrazem zvuku od vnitřní strany měřicího přívěsu a konstrukcí do akustického snímače. Po obvodu měřicí části 3 je instalována vertikálně pohyblivá akustická clona 7, kterou je možné z transportní polohy spustit až 10 cm nad vozovku. Tím dochází k dokonalejšímu odclonění měřicího prostoru od okolních rušivých zdrojů hluku.

Měřicí část 3 je opatřena monitorovacím systémem 8 v tomto případě uskutečnění kamerovým systémem. Z důvodu bezpečnosti je celá měřicí část 3 monitorována, v tomto případě uskutečnění dvěma kamerovými systémy. Jeden kamerový systém v detailu snímá prostor snímačů akustického tlaku - mikrofonů, měřicí pneumatiku a měřený povrch komunikace. Druhý kamerový systém snímá přehledově celou měřicí část 3. Záznam z kamerového systému je bezdrátově přenášen do kabiny tažného vozidla a je možné ho zaznamenávat a pořizovat fotografie. Osádka tažného vozidla má přehled o dění v měřicí části 3 jak v době měření, tak v době převozu.

Měřicí přívěs je vybaven zařízením pro přenos dat online bezdrátově do zařízení mimo měřicí přívěs. Akustický tlak od valící se měřicí pneumatiky je snímán pomocí snímačů akustického tlaku - mikrofonů, pomocí nichž je akustický tlak převeden na elektrický signál a dále je tento signál přes datové rozvody přenášen do přední datové části měřicího přívěsu. Zde je signál zpracován v záznamovém zařízení - analyzátoru 9 zvuku Analyzátor 9 zvuku je pružně uložen v tříosém odpruženém upevňovacím zařízení 10, které eliminuje chvění ve všech třech osách. Zpracované akustické signály jsou následně zařízením pro přenos dat online bezdrátově přeneseny přes Wireless LAN (WLAN) mimo měřící přívěs do zařízení na zpracování dat, kde jsou na monitoru k dispozici operátorovi měření.

Claims (5)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Měřicí přívěs s alespoň jednou nosnou nápravou s alespoň jedním měřicím kolem pro měření akustického tlaku emitovaného měřicí pneumatikou, instalovanou na měřicím kole, při pohybu po měřeném povrchu pozemní komunikace, vyznačující se tím, že sestává z přístrojové a datové části (1), části (2) pro převoz příslušenství a závaží a měřicí části (3), přičemž měřicí část (3) je vybavena samostatně a nezávisle odpruženým rámem (4) s alespoň jedním měřicím kolem (5) umístěným v ose měřicího přívěsu s možností horizontálního a/nebo vertikálního pohybu a možností zvednutí měřicího kola (5) do přepravní polohy, a dále je měřicí část (3) vybavena nejméně jedním odpružené uchyceným snímačem (6) měřené veličiny.
2. 2. Měřicí přívěs podle nároku 1, vyznačující se tím, že měřicí část (3) je akusticky uzavřena vertikálně a/nebo horizontálně pohyblivou akustickou clonou (7).
3. 3. Měřicí přívěs podle nároku 1, vyznačující se tím, že měřicí část (3) je opatřena monitorovacím systémem (8).
4. 4. Měřicí přívěs podle nároku 1, vyznačující se tím, že měřicí přívěs je vybaven alespoň jedním, alespoň v jedné ose odpruženým, upevňovacím zařízením (10).
5. 5. Měřicí přívěs podle nároku 1, vyznačující se tím, že měřicí přívěs je vybaven zařízením pro přenos dat online bezdrátově do zařízení mimo měřicí přívěs.