DE2343904A1 - Verfahren zur messung der temperatur von achslagern bei schienenfahrzeugen - Google Patents

Verfahren zur messung der temperatur von achslagern bei schienenfahrzeugen

Info

Publication number
DE2343904A1
DE2343904A1 DE19732343904 DE2343904A DE2343904A1 DE 2343904 A1 DE2343904 A1 DE 2343904A1 DE 19732343904 DE19732343904 DE 19732343904 DE 2343904 A DE2343904 A DE 2343904A DE 2343904 A1 DE2343904 A1 DE 2343904A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
detector
temperature
modulator
mirror
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19732343904
Other languages
English (en)
Other versions
DE2343904B2 (de
DE2343904C3 (de
Inventor
Jens Duehrkoop
Guenter Dr Ing Pusch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Signaltechnik Gesellschaft fur Entwicklung Herst
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE2343904A priority Critical patent/DE2343904C3/de
Priority to GB37187/74A priority patent/GB1482955A/en
Priority to US05/501,213 priority patent/US3998549A/en
Priority to FR7429614A priority patent/FR2242282B3/fr
Priority to NL7411560A priority patent/NL7411560A/xx
Publication of DE2343904A1 publication Critical patent/DE2343904A1/de
Publication of DE2343904B2 publication Critical patent/DE2343904B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2343904C3 publication Critical patent/DE2343904C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/52Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using comparison with reference sources, e.g. disappearing-filament pyrometer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61KAUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/04Detectors for indicating the overheating of axle bearings and the like, e.g. associated with the brake system for applying the brakes in case of a fault
    • B61K9/06Detectors for indicating the overheating of axle bearings and the like, e.g. associated with the brake system for applying the brakes in case of a fault by detecting or indicating heat radiation from overheated axles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Description

16.3.1973
Verfahren zur Messung der Temperatur von Achslagern bei Schienenfahrzeugen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur von Achslagern box Schienenfahrzeugen. Sie kann indessen auch zum Feststellen unzulässiger Erwärmung von Achslagern verwendet werden. Zur Durchführung dos Verfahrens werden beim vorbeifahren eines Schienenfahrzeuges die von seinen Achslagern ausgehenden ¥ärrne strahl en von einem neben dem Gleis angeordneten optischen System aufgefangen und einem Infrarot-Detektor zugeleitet, der sie in elektrische Signale umwandelt. In einem anschließenden elektronischen Auswertesystem werden die Signale mi't denen eines VergleichsStrahlers verglichen und daraus der Anstieg der Temperatur dor Achslager gegenüber einer definierten Temperatur bestimmt.
Es ist ansich bekannt, die Temperatur eines AchsLagor gehäuses mit einer Bezugstemperatur zu vergleichen. Es ist weiterhin bekannt, die Abstrahlung der Achslager mit der eines Vergleichsstrahlers zu vergleichen. Beide Methoden haben noch nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt, weil dabei jeweils die Abstrahlung einer halben Lagergehäuseoberfläche aufgenommen wird, die einen zu niedrigen Ticrt ergibt ". Als man dies erkannt hatte, ging man dazu über, nur die von einem Teil der Lagergehäuseoberfläche abgestrahlte T'Jarme zur Erzeugung dos Wärmebildes zu verwenden. Dabei wurde der Aufnahrrecv^arat nur solange eingeschaltet f als der vorgcseho-ie Teil dos Lagcr- -chäusos im Blickfeld dor Empfangseinrichtung war. D.i.a Die Durchschlagsschaltung zur Betätigung des Meßzeitabschnittes wurde von zwei zu beiden Seiten des-Aufηahnegeräts angeordneten Schienenkontakt cn gesteuert. XJm das Meßverfahren unabhängig von dor Richtung des darüberrollenden Zuges durchführen zu kennen, wurden zwei Aufnahmeobjektive benutzt, deren Empfangsrichtungen in einer sonicrecht zur Radachse stehenden Ebene
509811/0539
BAD
aufeinanderzu schräg nach oben geneigt angeordnet waren. Zur Auswertung diente eine gemeinsame Auswerteelektronik, der die Signale je nach der Zugrichtung von der einen oder der anderen Seite zugeleitet wurden. Die Einrichtung war sehr unhandlich und fühlte trotzdem nicht zu den erwünschten · Ergebnissen, weil das Meßergebnis durch nicht zu verneidende Hintergrundstrahlung verfälscht wurde.
5s ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Messen der Temperatur von Achslagern bei Schienenfahrzeugen unter Verwendung der von den Achslagern emittierten Infrarotstrahlung und einer zum Vergleich dienenden Referenzstrahlungsquelle so auszubilden, daß die beiden Strahlungen klar von einander getrennt und eine Verfälschung des Meßsergebnisses durch eine teilweise Vermischung beider Signale mit Sicherheit vermieden wird.
Nach der Erfindung wird das Verfahren zur Temperaturmessung von Achslagern bei Schienenfahrzeugen so ausgebildet, daß die Infrarotstrahlungen des Meßobjektes (Lager) und die einer definierton Roferenzquelle abwechselnd auf ein und denselben Infrarot-Detektor geleitet werden und die dabei entstehende Meßwechsel spannung als Maß für die Temperatur des Meßobjektes benutzt wird.
■-.
Bei diesem Verfahren ist immer nur ein Strahlengang, entweder der der vom Meßobjekt emittierten Stiäilen oder der der von der Referenzstrahlenquelle kommenden Strahlen mit dem Detektor verbunden und ein Überspringen dor Signale eines Detektors auf den arideren Detektor unmöglich gonacht.
Um zu vermeiden, daß andere Teile des Waggons, die durch andere Ursachen als die Lagerroibung erhitzt worden sind, zt^sätzlich gemessen werden und damit eine Fehlmessung auslösen, wird, nach einem wateren Gedanken der Erfindung, ds-r Strahlengang rOs XR-Mo.?geräts senkrecht oder nahezu senkrocht von
- 3 509811/0539
- 3 - 23A390A
unten auf das Lager gerichtet.
Das Verfahren kann weiterhin dadurch verbessert werden, daß jeweils nur ein schmaler Streifen des Achslagers, der sich in Richtung der geometrischen Lagerachse erstreckt und senkrecht unter dieser liegt, vom IR-Empfangsgerät erfaßt wird und nur der höchste Meßwert als Kriterium für die Temperatur zur Auswertung gelangt. Als Abmessungen für den Streifen kommen beispielsweise öis-sxstl—S©»-/^κπ^Ρβ-ίτ- 1x5 cm^ infrage.
Es hat sich weiterhin als zweckmäßig ereiesen, die Temperaturmessung schmalbandig in einem Fenster der Atmosphäre vorzunehmen. Das läßt sich durch entsprechende Wahl.der Materialzusammensetzung des Detektors erreichen. Bei dem infragekoremenden Infrarotband von 3 bis 5 /um Wellenlänge hat beispielsweise ein Kadmium-Quecksilber-Tellurit-Detel-tor .seine maximale Empfindlichkeit, Bei Ausnutzung dieser Verhältnisse erhält man ein klares Fenster der Atmosphäre,. sodaß auch durch Witterungseinflüsse leine Änderung der Meßwerte erfolgt.
Zur Bildung einer Wechselspannung bedient man sich in der Regel eines Modulators, der in einer Zwischenbildebene des optischen Systems angeordnet wird. Die Modulation wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß eine Modulationsfrequenz von einigen kHz erreicht wird. Bei einer Modulationsfrequenz von beispielsweise 10 kHz erhält man bei 10 cm Achsbreite und einer Zuggeschwindigkeit von 300 km/Stunde 10 Schwingungszüge. Diese Zahl genügt, vcv. ©in klares Bild der Temperatur des Achslagers zu übermitteln.
Bei Verwendung eines Scheibennodulators kann man die Stege als Refcrcnzquelle benutzen; bei Stircrr.gabel-Üodulatoren treten die Finnen an die Stolle der Stege. Zur Bildung der Vergleichstemperattir gibt es zwei Möglichkeiten:
T'an kann die Stege oder Finnen des Modulators IR-reflektiorend ausbilden. Hierbei sieht sich der Detektor im Spiegelbild und vergleicht die "amestrahlung des Achslagers mit seiner
509811/0539
BAD
eigenen Abstrahlung. Man kann aber auch den Modulator thermoelektrisch kühlenund seine Temperatur auf eine vorbestimmte Temperatur einregeln.
vi/erden der Detektor und der Modulator thermo-elektrisch gekühlt, so kann man die Regelung so einstellen, daß beide jeweils die gleiche Temperatur und somit auch die gleiche Wärmeabstrahlung haben. Hält man diese Temperatur konstant, was mit an sich bekannten thermo-elektrischen und elektronischen Mitteln durchgeführt werden kann, so ist das Meßergebnis unabhängig von der jeweiligen Umgebungstemperatur.
Im oben angegebenen Falla dient der Detektor selbst als Referenzquelle.
Zwecks laufender Überprüfung der Meßempfindlichkeit des Geräts wird vor Einlaufen der ersten Achse des Zuges eine Strahlung definierter Temperatur in den Strahlengang gegeben. Beispielsweise kann bei Öffnen des Gehäuses ein Normstrahler über den Strahlengang bewegt werden, der auf eine definierte Temperatur von 60° eingestellt ist.
Der Aufbau und die Wirkungsweise eines Geräts zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens seien anhand einiger Abbildungen näher erläutert. Bs zeigen
Figur 1 eine schematische Darstellung des Geräts;
Figur 2 einen Schnitt durch ein Gerät mit einstellbarem Umlenkspiegel und einer Modulationsscheibe;
Figur 3 einen Längsschnitt durch ein Gerät mit fest eingebautem Umlenkspiegel und einem Stimmgabel-Modulator;
Figur 4 das Schrägbild eines Aufnahme-Geräts mit Klemmvorrichtungen und darüber bewegtem Achslager;
Figur 5 die Gesamt-Anordnung der Meßgeräte mit zwei zu beiden Seiten der Gleise, einander gegenüber liegenden Aufnahmegeräten;
Figur 6 ein Blockschaltbild der zum Gerät gehörenden
Steuer-Elektronik und der Auswerte-Eelektronik.
5098 1 1/0539
— 5 —
- 5 - 4
Das Gerät "besteht im wesentlichen aus einem optischen System 1 , einem in einer Zwischenbildebene angeordneten Modulator 3 mit Blende 2 und einem IR-Detektor 4. Die von einem darüber bewegten Achslager 7 emittierte Wärmestrahlung wird von einem schräg stehenden Spiegel 6 erfaßt und in das optische System umgelenkt. Durch den Modulator 3 wird das Strahlenbündel moduliert und trifft in dieser Form auf den Detektor 4, der die ankommenden Wärmestrahlen in eine Meßwechselspannung umwandelt. Da damit gerechnet werden muß, daß im Betrieb, d.h. wenn das Gerät nach oben offen ist, Schmutzteilchen, Schnee oder Regen auf den Spiegel fallen und die Weitergabe der Wärmestrahlen an das optische System beeinträchtigen oder ganz verhindern, ist der Spiegel als rotierender Umlenkspiegel ausgebildet und mit einem Antriebsmotor 16 versehen. Dadurch werden auf den Spiegel auftreffende Schmutzteilchen,Schnee oder Regen nach außen geschleudert, und der Spiegel bleibt blank. Die Abnahme der wärmestrahlung des Achslagers erfolgt in Form eines Streifens 17, der sich parallel zur Lagerachse erstreckt. Dadurch werden die vom Gerät aufgenommenen Wärmestrahlen auf ein bestimmtes Teilgebiet der Unterseite des Achslagers beschränkt. Der Meßstreifen hat beispielsweise die Form eines Rechtecks von 1 cm Höhe und 5 cm Länge, u/ährend der Vorbeifahrt eines Wagens wandert dieser Meßstreifen jeweils von vorn nach hinten quer über das Achslager.
In äen folgenden Abbildungen sind zwei verschiedene konstruktive Ausführungsformen des Empfangsgeräts dargestellt. Gleiche Teile haben die gleichen Bezeichnungen wie in Figur 1. Der Umlenkspiegel 6 ist hier in einem Gehäuse 8 untergebracht und zusammen mit seinem Antriebsmotor 16 in zwei Böckchen 26 schwenkbar gelagert. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Spiegel auch noch nachträglich genau in seine Lage zum optischen System 1 und zum Aufnahmetubus 18 eingestellt werden kann. Das Aufnahmerohr 18 ist nach oben durch einen Verschluß 28 abgedeckt. Dieser Verschluß wird bei Ankommen der ersten Achse automatisch geöffnet und nach Abrollen der letzten Achse wieder geschlossen. An seiner Innenseite
509811/0539
trägt- der Verschluß einen Normstrahler 27, der bei der Öffnungsbewegung über den Umlenkspiegel bewegt wird und eino/lefinierto Vcrgleichstemperatur auf den Detektor gibt. An das Gehäuse 8 ist nach außen zu ein am Ende geschlossener Zylinder 48 angeflanscht, der das optische System/den Modulator und den Detektor aufnimmt. Das Aufnahrneob joktiv ist dabei in einer Zwischenwand 38 angeordnet, während der hinter dem Modulator liegende Teil von einem Böckchen 49 getragen wird. Der Modulator 5 ist in diesem Fall als Scheibenmodulator ausgebildet und wird von einem Flanschmotor I5 angetrieben. —
Bei der Ausführung nach Figur 3 ist 'der Umlenkspiegel fest, d.h. nicht schiren!:bar, in einen Halter 26 eingebaut. Das Aufnahnerohr 18 ist in diesem Fall durch eine Kuppel ersetzt auf deren Außenseite der Verschluß 28 gleitet. An das Gehäuse schließt sich auch hier nach rechts ein außen geschlossener Zylinder 48 an, in dem das optische System der Modulator und der Detektor untergebracht sind. Vor das Aufnahmeobjektiv das auch hier wiEder in die Zwischenwand 38 eingesetzt ist ist eine Blendenjalousie 12 geschaltet, die vom Umlenkspiegel abspringende Schmutzteilchen vom Objektiv fernhält. Der Modulator 3 ist hier als Stimmgabelmodulator ausgebildet, der Detektor 4 mit einer thermoelektrischen Kühlung.. 14 versehen. $ ist ein Zuführkabel für elektrischen Strom. Die Ausbildung dos Kodu.la.tors als Stimmgabel-Modul at or hat den Vorteil, daß boi der Öffnungsbewegung jeweils ein fast rechteckiges Bildfeld freigegeben wird, das die Anpassung an die streifenförmige Abnahme der Lagertemporatür erleichtert.
Aus der in Figur 4 dargestellten Au^cnansicht des Geräts idt dor kompakte einfache Aufbau ixnd die Lage dos Geräts zum vorbcirollendon Rad zu erkennen. Das Gerät ist : in einem Tragschuh I9 gelagert, welcher mit. ansich bekannten Klemmvorrichtungen 29, 39 arc Schienenfuß bzw.* an einer Schwelle loicTrfc lösbar befestigt ist.
509811/0539
Die in Figur 5 dargestellte Gesamtanlage bestellt aus einer Aufnahmevorrichtung 10, die an der Außenseite der· Schiene 11 angeordnet ist, aus drei Magnetschaltern.25, 35 »^5 · an der Innenseite der Schiene 11, aus drei Verteilern 30» ^O und 50, die je einem Magnetschalter zugeordnet sind und aus der Auswerterelektronik h?. Magnetschalter 2 ist in der Längsachse des Aufnehmegeräts 10 diesem gegenüber angeordnet. Die Magnetschalter 25 und k5 sind nach beiden Richtungen in einer Entfernung von etwa I50 m von Magnetschalter 35 angeordnet. Zu den Magnet scha \t era gehören drei Verteiler 30., UO, 50, von denen die beiden äußeren 30 und 50 mit dem mittleren ^O durch Leitungen verbunden sind. Von dem Verteiler kO führt eine weitere Leitung zum Aufnahmegerät 10 und eine andere zu einer Ausworteelektronik ^9.
Man kann auf der Außenseite des zweiten Gleises 21 ein weiteres Meßgerät 20 anordnen und den dort gemessenen Meßwert als Referenzwert zu dem des anderen Lagers der gleichen Adise auswerten. In diesem Fall ist das Meßgerät 20 ebenfalls mit dem Verteiler 40 zu verbinden.
Bei hcranrollen eines Zuges öffnet der zuerst überrollte Magnetschalter, je nach der Richtung entweder 30 oder 50, den Verschluß des Aufnahmegeräts und schaltet gleichzeitig den Antriebsmotor
16 des Uirlcnlcspicgels 6 ein. Beim öffnen des Vorschlusses wird gleichzeitig der Normstrahler 28 über dem Umlenkspiegel bewegt. Je nach dem, ob der Magnet schal ter 25 oder der Magnetschalter h5 zuerst ausgelöst wird, zählt und mißt die Anlage in der entsprechenden Zugrichtung. Der Magnetschalter 35 übernimmt die Auf- und Zutastung des Meßwertes bei + 5 bzw. - 5 cn von der optischen Achse in Fahrtrichtung.
Den Pcltier-Kühler'lh des Detektors h ist ein Temperaturfühler lh zugeordnet, welcher mittels einer Tenperaturregelung Jh die Temperatur des Detektors konstant hält. Ebenso ist dem Poltior-Kühlor 13 des Modulators 3 ein Temperaturfühler 23 zugeteilt, der mit Hilfe einer Temperaturregelung 33 die Temperatur des Modulators konstant hält.
509811/0539 " 8 "
Die Aufnahmeclcktronik (siehe Figur 6) enthält hinter dem Detektor h zunächst einen Vorverstärker 31» dann ein Bandpaß 32 und einen AC-Hauptvorstärker 'f-1 . An den Hauptvorstärker schließt sich ein iraSondiskriminator 22 an sowie eile Gleichrichtung 37· Diese Gleichrichtung ist weiterhin rr.lt den Schienenkontakt en verbunden. Von der Gleichrichtung1 führt eine Leitung über einen Tiefpaß hZ zum Linearisierungsnetzwerk kh. An das Linearisierungsnetzwerk hh schließt sich auf der einen Seite ein Schwellwertschalter 36 (Digitalteil) an, der das Digitalsignal 'zur Codierung und weiteren Verarbeitung (z.B. Fernübertragung) weitergibt. Hier sind auch das akustische und/oder optische Warngcrät anroschlossen. Dem Schwellwertschalter ist außerdem· ein Sensor für,die Lufttemperatur k6 ztigeteilt, der dazu dient, den Schwellwert der jeweiligen Lufttemperatur anzupassen. Auf der anderen Seite schließt sich an das Lincarisierungswerk ein Temperaturanzeiger h"J an, der die Temperatur lavifend (analog) angibt. Hier kann auch ein Schreibgerät zur laufenden Überwachung des Geräts angeschlossen worden.
Im Betrieb schaltet der Magnetschalter 35 den Übertragungsweg des Meßwertes'ein und aus. Damit ist sicher, daß nur in der Zeit, in der sich tatsächlich das Radlager über der optischen Achse befindet, eine Meßwertübortragung und Registrierung bzw.
'S
Verarbeitung vorgenommen wird. Das bedeutet, daß sich der wirksame Ort dos Schalters \ - 5 cm von der optischen Achse befindet. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei der Aufnahme der Wärmestrahlen senkrocht von unten nur ein Magnetschalter für die Begrenzung der Übertragung erforderlich ist.
Dor abzubildende Teil des Radiators in dor Größe von 1x5 cm wird über den Umlenkspiegel und das TR-Objektiv in einer Zwischenbildebene abgebildet. In dicssr Bildebene bewirkt ein elektronisch angeregtes Stimmgabelsysten eine Modulation rit oinor Frequenz von beispielsweise 2 5OO HZ. Die hin und her schwingenden Finnen unterbrochen hierbei den Strahlengang.
509811/0539 - 9 -
234390A
und dienen gleichzeitig als Referenzwert. Der IR-Detelctor besteht aus hochempfindlichem Kadmium-Quecksilber-Tellurit und hat im Infrarotband von 3 bis 5 /um ¥ellenlänge seine optimale Empfindlichkeit. In diesem Band ist ein klares Fenster der Atmosphäre vorhanden, sodaß auch durch Witterungsainflüsse keine Xnderung der Meßwerte erfolgt. Das Achslager, das physikalisch einen grauen Körper von etwa 30 bis 100 C darstellt, strahlt in diesem IR-3and so viel "Wärmeenergie ab, daß ein genügend großertRausch-Abstand (30 D3) gesichert ist. Um immer eine gleichmäßige Empfindlichkeit des InfrarotJ-Detektors zu gewährleisten, wird dieser thermo elektrisch auf etwa Fr«==« ' ~30°CjA;ekühlt. Bei großer Kälte wird das gesamte Gehäuse auf etwa 10 C erwärmt, xini eine Vereisin^· zu verhindern.
Befinden sich die Finnen der Modulationseinrichttmg im Bildfeld, so mißt der Detektor eine Strahlung, die der Abstrahlung der Finnen entspricht. ¥ird der Modulator 3 ebenfalls gekühlt, wie in Figur 1 vorgesehen, so erhält nan eine definierte Referenzspannung, die als Vergleichsspannung zu der von den aufgenommenen Achslagerstrahlen erzeugten Spannung benutzt werden kann. Werden Modulator und Detektor auf die "leiche Temperatur gekühlt, so entspricht die Referonztemperatur der dos Detektors. Eine andere Möglichkeit, die Detektor-Temperatur als Referenz-Temperatur zu erhalten, besteht darin, die Finnen bzw. Stege des Modulators an der dem Detektor zugekehrten Seite IR-reflektierend ausztibildsn. In diesen Fall müssen die Finnen auch so geformt sein, daß dor Detektor im Spiegelbild sich selbst oder seine gekühlte Umgebung sieht.
YMhrend der T-Jart es teilung dor Anlage befindet sich datiernd oin iTormst rahler im Strahlengang. Dies'er Ncmstrahler, dor eine dofinir-rte Lagertompcratur, beispielsweise 6O0C, repräsentiert, gibt oinc definierte Energie in den Strahlengang und dnr.it an den In^rarηt-Detektor ab. Die hierbei durch die Modulation erzeugte TiJechselspannung dient als echter Meß- und Überwachunfrswcrt für die Empfindlichkeit bzw. Kennlinie dos
- 10 -
60981 1/0539 bad original
Infrarot-Detektors sowie der gesamten Verstärkerkette. Eine weitere Möglichkeit zusätzlicher Referenzsignalbildung erhält man, wenn der Modulator auch in der ¥artestellung dauernd betrieben wird.
Da das Gerät die infrarote Strahlungsleüung mißt, spielt der Bmisions-KoeFiziont des einzelnen Achslagers eine entscheidende Rolle. Er kann erfahrungsgemäß zwischen 0,2 und 0,5 schwanken. Dies hat jedoch auf die absolute Temperaturmessung nur einen geringen Einfluß, weil die Strahlungsleistung in der vierten Potens von der Temperatur abhängt. Man kann mit Meßfehlern von >}■ — 10 in der Temperatur bei der absoluten Messung eines Achslagers rechnen.
Beim Vergleich von zwei Achslagern der selben Achse kann man annehmen, daß deren Emissions-Koeffizient annähernd gleich ist, da es sich um Achslager gleicher Bauart und .gleicher Laufzeit und gleichen Materials handelt. Deshalb wird die Vergleichsnessung zwischen zwei Achslagern der selben Achse eine zuverlässige Meßgröße bilden, denn es ist unwarscheinlich, daß zwei Achslager einer Achse gleichzeitig heißlaufen. Beim Vorgleich der beiden Meßwerte fällt aber dor Emjssions-Koeffizient heraus und damit erhöht sich die absolute Aussagegenauigkeit.
Die vor und hinter dem optischen Strahlengang angeordneten Magnetschalter 25 und h$ schalten nicht nur die Me^apparatur für die Zeit der Messung ein, sondern erlauben auch die Zählung der Achsen. Durch diese Zählxing wird der Datenverarbeitung die Adresse des jeweiligen Meßpunktos gegeben.
Ein Sunnierverstärker faßt die Signale zusammen und gibt sie über das TF-Kabel an das zentrale Überwachungs- und Registriergerät .
Die ankommenden TF-Signalc werden ^mächst über Filter sortiert und r-it Hilfe von Schaltvcrstiirkern wieder in Digitalsignale umgewandelt. Ein Zähler speichert dis Anzahl ab und gibt seinen
BAD GRIQfNAL
509811/0539 " 11 "
Inhält zusammen mit der gemessenen Temperaturinformation in eine Speichereinheit. Die Kapazität dieses Speichers wird so gewählt, daß einige Speicherplätze .-für möglicherweise auftretende FaIschinformationen zur Verfügung stehen. Die Druckerausgabestouorung steuert die Ausgabe der Meßwerte automatisch nach dem Durchlauf des Zuges.
Ein akustisches Signal ertönt, wenn bei dem durchgelaufenen Zug Heißläufer aufgetreten sind.
Da ausschließlich Halbleiterbauelement und vorwiegend integrierte Schaltungen zur Anwendung können, ist eine große Zuverlässigkeit tmd liartungsfreiheit gegeben. Durch den vollautomatischen Ablauf der Meßwerterfassung und Ausgabe der ließwerte über Desimaldrucker ist die Bedienung so einfach, daß ungeschultes Personal ohneweiteres an diese Arbeit gesetzt werden kann. · ·,
50981 1/0539

Claims (1)

  1. P a tentanst>rüche
    J Verfahren zur Temperaturmessung und zum Feststellen -^ unzulässiger Erwärmung von Achslagern bei Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahlungen des Meßobjektes (Lagers) und die einer definierten Referenzquelle abwechselnd auf ein und denselben Infrarot-Detektor geleitet werden lind aus der dabei entstehenden Meßwechselspannung die Temperatur des Meßobjektes ermittelt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ftekcnizeichnet, daß der Strahlengang des Infrarot-Sensors senkrecht von unten auf das Lager gerichtet wird.
    3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sehfeld der IR-Empfangseinrichtung streifenförmig in Richtung der Achse des vorbeirollenden Rades begrenzt wird und nur der höchste Meßwert als Kriterium für die Temperatur zur Auswertung gelangt.
    fr. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,
    —————— ^
    daß die Temeratur-Messung schmalbandig in einem Fenster der Atmosphäre vorgenommen wird.
    5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis kt mit in den Strahlungsweg eingebautem Modulator, dadurch gekennzeichnet, daß als Referenzquelle die Stage odor Finnen des Modulators dienen, der thermoelektrisch gekühlt wird.
    6. Vorfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation so gewählt wird, daß eine Modulations-Frequenz von einigen kHz erreicht wird.
    509811/0539
    7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis hf dadurch ^ekcnnzeichnot, daß der Detektor als Referenz-Quelle dient,
    8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekonnzeichnet. daß der Detektor thermoelektrisch gekühlt und durch entsprechende Regelung dieser Kühlung auf einer definierten Temperatur erhalten vird.
    9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet t daß die Temperaturen des Modulators und des Detektors mit ansich bekannten thermoelektrischen und elektronischen Mitteln unabhängig von der Umgebungstemperatur konstant gehalten werden.
    10. Vorfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gel-:p:mzciclingt, daß specks laufender überprüfung der McQempfindlichkeit vor Einlaufen der ersten Achse des Zuges eine Strahltmg definierter Temperatur in den Strahlengang gegeben wird.
    11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator durch eine regelbare ing gekühlt wird.
    12. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, bestehend aus einem IR-Detektor, der beim auftreffen von "tfärmestrahlen ein elektrisches Signal erzeugt, einem optischen System, das längsseits einer Schiene eines Gleisstückes angeordnet ist und beim vorbeifahren eines Fahrzeuges die Strahlungsenergie eines Teils der Oberfläche eines Achslagers aufnimmt, einem im Strahlengang angeordneten Modulator und einem die Signale des Detektors vorarbeitenden, elektronischen AuGwsrtos^rsten, gokenn^öichrrit dv.rch einen. vor dorr optischen S3'sten angeordneten Urr, 1 er k spiegel, dessen Lage so gewählt ist, daß er die von einem schmalen Streifen der Unterseite eines vorbo?yfeich bewegenden Achslagers lotrecht odor annähernd lotrocht nach unten emitierten Wärmestrahlen in die Achse des optischen Systems umlenkt.
    509811/0539
    %ÄD ORIGINAL
    13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet t daß der Umlenkspiegel als Rotationsspiegel ausgebildet ist, der auffallende bchmutζteilchen, Schnee oder Regen nach außen schleudert.
    14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel unter 45° zur Horizontalebene geneigt ist und dadurch eine Umlenkung der vom Achslager kommenden IR-Strahlung in das waagrecht angeordnete optische Empfangssystem bewirkt.
    15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkspiegel in einem Gehäuse angeordnet ist, das während der Betriebspausen geschlossen bleibt und nur bei herannahendem Zug durch an sich bekannte, vom Rad betätigte Schaltmittel geöffnet wird, welche gleichzeitig den Antrieb des Schleuderspiegels einschalten.
    16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor so gewählt ist, daß seine maximale Empfindlichkeit im Bereich von 3 bis 5 /am Wellenlänge liegt#
    17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege oder Pinnen des Modulators auf der dem Detektor zugekehrten Seite IR-reflektierend ausgebildet sind.
    18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor mit einer Anstiegzeit im yUsec-Bereich gewählt ist, z.B. ein OMT-Detektor, der thermo-elektrisoh kühlbar ist.
    19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der gekühlte oder IR-reflektierende Modulator in einer Zwischenbildebene des optischen Systems angeordnet ist.
    20. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Umlenkspiegel elektrisch beheizbar ist.
    509811/0539
    21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Finnen so geformt sind, daß der Detektor sich selbst und/oder seine gekühlte Umgebung sieht.
    22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 21, gekennzeichnet durch eine aus einer Vielzahl einzelner Jalousioblenden bestehender Blendenkammer, die zwischen dem Umlenkspiegel und dem optischen System angeordnet ist.
    23· Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht-ist, welches mit Hilfe eines Tragschuhes leicht lösbar an der Schiene befestigt werden kann.
    509811/0539
DE2343904A 1973-08-31 1973-08-31 Verfahren zur Messung der Temperatur von Achslagern bei Schienenfahrzeugen Expired DE2343904C3 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2343904A DE2343904C3 (de) 1973-08-31 1973-08-31 Verfahren zur Messung der Temperatur von Achslagern bei Schienenfahrzeugen
GB37187/74A GB1482955A (en) 1973-08-31 1974-08-23 Measurement of the temperature of axle bearings on rail vehicles
US05/501,213 US3998549A (en) 1973-08-31 1974-08-28 Method for measuring the temperature of axle bearings of vehicles
FR7429614A FR2242282B3 (de) 1973-08-31 1974-08-30
NL7411560A NL7411560A (nl) 1973-08-31 1974-08-30 Werkwijze en inrichting voor het meten van de temperatuur van aslagers bij railvoertuigen.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2343904A DE2343904C3 (de) 1973-08-31 1973-08-31 Verfahren zur Messung der Temperatur von Achslagern bei Schienenfahrzeugen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2343904A1 true DE2343904A1 (de) 1975-03-13
DE2343904B2 DE2343904B2 (de) 1979-04-05
DE2343904C3 DE2343904C3 (de) 1979-11-29

Family

ID=5891216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2343904A Expired DE2343904C3 (de) 1973-08-31 1973-08-31 Verfahren zur Messung der Temperatur von Achslagern bei Schienenfahrzeugen

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3998549A (de)
DE (1) DE2343904C3 (de)
FR (1) FR2242282B3 (de)
GB (1) GB1482955A (de)
NL (1) NL7411560A (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2627254A1 (de) * 1976-06-18 1977-12-22 Bodenseewerk Perkin Elmer Co Verfahren und vorrichtung zur pyrometrischen temperaturmessung
AT396778B (de) * 1986-10-17 1993-11-25 Voest Alpine Eisenbahnsysteme Einrichtung zum erfassen von unzulässig erwärmten radlagern und/oder radreifen
AT408214B (de) * 1998-04-09 2001-09-25 Oesterr Bundesbahnen Vorrichtung zum berührungslosen messen der temperatur von lagern fahrender schienengebundener fahrzeuge
CN109591845A (zh) * 2018-12-29 2019-04-09 北京天高科科技有限公司 轨道交通车辆无源轴温监测系统

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT390928B (de) * 1986-10-17 1990-07-25 Voest Alpine Ag Einrichtung zum erfassen von unzulaessig erwaermten radlagern und radreifen von schienenfahrzeugen
EP0265538B1 (de) * 1986-10-28 1990-01-03 SIGNALTECHNIK GmbH Vorrichtung zum berührungslosen Messen der Bremsentemperaturen an vorüberfahrenden Eisenbahnwagen
US4821285A (en) * 1987-12-15 1989-04-11 Allegheny Ludlum Corporation Thermocouple selection switch
FR2632403B1 (fr) * 1988-06-01 1991-12-06 Electricite De France Pyrometre optique a au moins une fibre
US5100243A (en) * 1990-12-12 1992-03-31 Servo Corporation Of America Self-calibrating hot wheel detector for railroads
AT401163B (de) * 1994-03-02 1996-07-25 Vae Ag Prüfgerät für die kalibrierung von heissläufer- und festbremsortungsanlagen
AT408092B (de) * 1999-10-19 2001-08-27 Vae Ag Einrichtung zum messen von achs- bzw. lagertemperaturen zur ortung von heissläufern oder überhitzten bremsen im rollenden bahnverkehr
US6237877B1 (en) 2000-02-07 2001-05-29 James L. Wallace Failed bearing indicator
US6386653B1 (en) 2000-03-23 2002-05-14 Caterpillar Paving Products Inc. Apparatus and method for measuring and realigning track misalignment
US20070138348A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-21 General Electric Company Hot wheel/bearing detection system
US8157220B2 (en) * 2007-05-17 2012-04-17 Progress Rail Services Corp Hot rail wheel bearing detection system and method
ES2748453T3 (es) * 2013-03-15 2020-03-16 Ecm S P A Verificación de integridad de detectores de ir para un vehículo ferroviario
US20140321501A1 (en) * 2013-04-24 2014-10-30 Progress Rail Services Corporation Hot bearing detection system and method
CN113447139B (zh) * 2021-08-30 2023-07-18 深圳市正生技术有限公司 一种高精度的远距离红外线体温测量设备

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2978589A (en) * 1956-01-16 1961-04-04 Servo Corp Of America Optical pyrometer
US3045551A (en) * 1959-02-24 1962-07-24 Lionel Corp Rear-view mirror
US3303340A (en) * 1963-10-25 1967-02-07 Gen Electric Optical arrangement in hot box detection apparatus
US3461284A (en) * 1967-09-05 1969-08-12 Ivan L Joy Heat detecting system
US3621258A (en) * 1970-03-18 1971-11-16 Us Army Peltier-controlled bolometer temperature reference technique

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2627254A1 (de) * 1976-06-18 1977-12-22 Bodenseewerk Perkin Elmer Co Verfahren und vorrichtung zur pyrometrischen temperaturmessung
AT396778B (de) * 1986-10-17 1993-11-25 Voest Alpine Eisenbahnsysteme Einrichtung zum erfassen von unzulässig erwärmten radlagern und/oder radreifen
AT408214B (de) * 1998-04-09 2001-09-25 Oesterr Bundesbahnen Vorrichtung zum berührungslosen messen der temperatur von lagern fahrender schienengebundener fahrzeuge
CN109591845A (zh) * 2018-12-29 2019-04-09 北京天高科科技有限公司 轨道交通车辆无源轴温监测系统

Also Published As

Publication number Publication date
FR2242282B3 (de) 1977-06-17
FR2242282A1 (de) 1975-03-28
DE2343904B2 (de) 1979-04-05
GB1482955A (en) 1977-08-17
US3998549A (en) 1976-12-21
NL7411560A (nl) 1975-03-04
DE2343904C3 (de) 1979-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2343904A1 (de) Verfahren zur messung der temperatur von achslagern bei schienenfahrzeugen
EP0286910B1 (de) Verkehrsüberwachungsvorrichtung
DE1154146B (de) Vorrichtung zum Feststellen der Erwaermung von Achslagerkaesten
DE4217681C3 (de) Radsatzdiagnoseeinrichtung zur Überwachung vorbeifahrender Eisenbahnfahrzeuge
DE3536974C2 (de)
DE19518978A1 (de) Hinderniserfassungssystem für Kraftfahrzeuge
EP1315943B1 (de) Fahrdrahtinspektion mit gesteuerter scheimpflug bedingung
DE19628050A1 (de) Infrarotmeßvorrichtung und Verfahren der Erfassung eines menschlichen Körpers durch diese
DE3115872A1 (de) Eisenbahn-heisslaeufer-ueberwachungssystem
DE2449275C3 (de) Vorrichtung zum Ziehen eines Kristalls aus einer Schmelze
DE3710825C2 (de)
EP0041178B1 (de) Vorrichtung zum Erkennen unzulässig erwärmter Bauteile an fahrenden Eisenbahnwagen
WO1990001688A1 (de) Wärmebildkamera mit einem gekühlten detektormosaik
WO2019092246A1 (de) Inspektionsverfahren und inspektionssystem zum inspizieren eines fahrzeugs im betriebszustand
EP0263217B1 (de) System zum Erkennen unzulässig erwärmter Bauteile an fahrenden Schienenfahrzeugen
DE4238151A1 (de) Verfahren zur Ermittlung der Temperatur von Eisenbahnfahrzeugen und Fahrzeugkomponenten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE1918317B2 (de) Vorrichtung zum Feststellen der Erwärmung von Achslagern
EP0263896B1 (de) Verfahren zur externen Messung von Achs-bzw. Achslagertemperaturen an fahrenden Eisenbahnwagen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP0849714B1 (de) Verfahren zum Auswerten eines Signals eines Bewegungsmelders und Bewegungsmelder
EP1089070B1 (de) Bildaufnahme- und Auswertesystem
DD152988B1 (de) Verfahren zur durchmessermessung von linear bewegtem strangfoermigem gut
DE3236275A1 (de) Eisenbahn-heisslaeufer-erkennungssystem
DE10305923A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Messung des Abstandes zweier Punkte eines Meßobjekts, insbesondere zur Messung des Raddurchmessers eines schienengebundenen Fahrzeugrades
DE4207687A1 (de) Einrichtung zur leitungsungebundenen signaluebertragung mittels licht
DE3214375A1 (de) Einrichtung zur bestimmung der lage eines satelliten

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: SIGNALTECHNIK GESELLSCHAFT FUER ENTWICKLUNG, HERST

8339 Ceased/non-payment of the annual fee