DE2343904C3 - Verfahren zur Messung der Temperatur von Achslagern bei Schienenfahrzeugen - Google Patents
Verfahren zur Messung der Temperatur von Achslagern bei SchienenfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur von Achslagern
bei Schienenfahrzeugen, wie sie in Anspruch 1 und Anspruch 6 beschrieben sind.
Zur Durchführung des Verfahrens werden beim Vorbeifahren eines Schienenfahrzeuges die von seinen
Achslagern ausgehenden Wärmestrahlen 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 mit denen eines Vergleichsstrahlers
verglichen und daraus der Anstieg der Temperatur der Achslager gegenüber einer definierten Temperatur
bestimmt.
Es ist aus GB-PS 9 66 676 bekannt, die Temperatur eines Achslagergehäuses rait 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 Wert ergibt.
In den Anordnungen der Entgegenhaltungen GB-PS 9 66 676 und GB-PS 9 76 287 sind keine echten
Referenzstrahlenquellen eingebaut, da die als Referenz benutzte Modulationsscheibe in ihrer Temperatur
schwanken kann und somit keine definierte Quelle darstellt.
Als man dies erkannte, hat man zusätzlich den Unterboden eines Waggons als Vcrgleichsquelle herangezogen,
um damit die Modulatorscheibe in ihrem Verhältnis zur Außentemperatur zu eichen (siehe
GB-PS 9 76 287, S. 4, Zeile 3- 20).
Dieses Verfahren war sehr ungenau und führte ?.u großen Tcmperaturmeßfehlern, da dieses Verfahren
kein echtes photometrisches Vergleichsverfahren, wie in der Erfindung angegeben, darsteüi,
Um das Meßverfahren unabhängig von der Richtung des darüberrollenden Zuges durchführen zu können,
wurden zwei Aiifnahmeobjektive beriiil/t. deren Kmpfangsriclitiingen
in einer senkrechten /ur Radachse stehenden Kbene aufeinander/u schräg nach oben
geneigt angeordnet waren, /ur Answer lung diente eine
gemeinsame Ausu-erleeleklrnnik. der die Signale je
nach der Zugriehtnng von der einen oder der anderen
Seite zugeleitet wurden. Pie Einrichtung war sehr unhandlich und führte trotzdem nicht zu den gewünschten
Ergebnissen, weil das Meßergebnis durch nicht zu vermeidende Hintergrundstrahlung verfälscht wurde,
Es 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 Empfindlichkeit gesteigert, die Meßgenauigkeit
erhöht und die Anlage unempfindlich gegen Störungen wird.
Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen gelöst ιϊ
Das Verfahren zur Temperaturmessung νοη Achslagern
bei Schienenfahrzeugen wird so ausgebildet, daß die Infrarotstrahlungen des Meßobjektes (Lager) und
die einer definierten Referenzquelle abwechselnd auf ein und denselben Infrarot-Detektor geleitet werden .'n
und die dabei entstehende Meßwechselspannung als Maß für die Temperatur des Meßobjektes benutzt wird.
Um zu vermeiden, daß andere Teile des Waggons, die durch andere Ursachen als die Lagerreibung erhitzt
worden sind, zusätzlich gemessen werden und damit r» eine Fehlmessung auslösen, wird der Strahlengang des
IR-Meßgerätes senkrecht oder nahezu senkrecht von
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 i>
kommen beispielsweise 1 χ 5 cm2 in Frage. Dabei wird
der Aufnahmeapparat nur so lange eingeschaltet, als der vorgesehene Teil des Lagergehäuses im Blickfeld der
Empfangseinrichtung ist. Die Durchschlagsschaltung zur Betätigung des Meßzeitabschnittes wird von zwei, w
zu beideti Seiten des Aufnahmegerätes angeordneten Schienenkontakten, gesteuert.
Es hat sich weiterhin als zweckmäßig orwiesen, die Temperaturmessung schmalbandig in einem Fenster der
Atmosphäre vorzunehmen. Das läßt sich durch entspre- t i chende Wahl der Materialzusammensetzung des Detektors
erreichen. Bei dem in Frage kommenden Infrarotband von 3 bis 5 μπι Wellenlänge hat beispielsweise ein
Kadmium-Quecksilber-Tellurit-Detcktor seine maximale Empfindlichkeit. Bei Ausnutzung dieser Verhältnisse >n
erhält man ein klares Fenster der Atmosphäre, so daß auch durch Witterungseinflüsse keine Änderung der
Meßwene 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 zwcckmäßigerwei e so gewählt, daß
eine Modulationsfrequenz von eingen kHz erreicht wird. Bei einer Modulationsfrequenz von beispielsweise
10 kHz erhält man bei 10cm Achsbreite und einer m>
Ztigggschwindigkeil von JOO km/Stunde IO Schwingungs/üge.
Diese Zahl genügt, um ein klares F5ild der Temperatur des Achslagers zu übermitteln.
Hei Anwendung eines Scheibenmodulators kann man die Stege als Refcrcn/qiiellc benutzen; bei Stimmgabel- >r>
Modulatoren trcirn die !'innen an die Stelle der Stege.
Zur Bildung der Vcrglcichstcmpcriitur gibt es zwei
Möglichkeiten:
Man kann die Stege oder Finnen des Modulators IR-reflektierend ausbilden. Hierbei sieht sich der
Detektor im Spiegelbild und vergleicht die Wärmestrahlung des Achslagers mit seiner eigenen Abstrahlung.
Man kann aber auch den Modulator thermoelektrisch kühlen und seine Temperatur auf eine vorbestimmte
Temperatur einregeln.
Werden der Detektor und der Modulator thermoelektrisch
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 thermoelektrischen und elektronischen Mitteln
durchgeführt werden kann, so ist das Meßergebnis unabhängig von der jeweiligen Umgebungstemperatur.
Im oben angegebenen Fall dient der Detektor selbst als Referenzquelle.
Zwecks laufender Oberprüfung der Meßempfindlichkeit des Gerätes wird vor Einlaufen der ersten Achse
des Zuges eine Strahlung definierter Temperatur in den Strahlengang gegeben. Beispiels'v;ise 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 Figuren näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Gerätes;
Fig. 2 einen Schnitt durch ein Gerät mit einstellbarem
Umlenkspiegel und einer Modulutionsscheibe;
Fig.3 einen Längsschnitt durch ein Gerät mit fest
eingebautem Umlenkspiegel und einem Stimmgabel-Modulator;
Fig.4 das Schrägbild eines Aufnahme-Gerätes mit
Klemmvorrichtungen und darüber bewegtem Achslager;
Fig.5 die Gesamt-Anordnung der Meßgeräte mit
zwei zu beiden Seiten der Gleise einander gegenüberliegenden Aufnahmegeräten;
F i g. 6 ein Blockschaltbild der zum Gerät gehörenden Steuer-Elektronik und der Auswerte-Elektronik.
Das Gerät besteht im wesentlichen aus einem optischen System 1, einem in einer Zwischenbiidebene
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
odp; Regen auf den Spiegel fallen und die Weitergabe
der Wärmestrahlen an das optische System beeinträchtigen oder gan«: verhindern, ist der Spiegel als
rotierender Umlenkspiegel ausgebildet und mit einem Antriebsmotor 16 versehen. Dadurch werden auf den
Spiegel auftreffende Schmutzteilchen, Schnee odtr Regen nach auben 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 Wärmcstrahlen auf ein bestimmtes
Teilgebiet der Unterseite des Achslagers beschränkt. Der Meßstreifen hat beispielsweise die
Form eines Rechteckes von I cm I lohe und 5 cm Länge. Wahrend der Vorbeifahrt eines Wagens wandert dieser
Meßstreifen jeweils von vorn nach hinten quer über das Achslager.
In den folgenden Figuren sind zwei verschiedene konstruktive Ausführungsformen des Empfangsgeräts
dargestellt. Gleiche Teile haben die gleichen Bezeichnungen wie in Fig. 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 trägt
der Verschluß einen Normstrahler 27, der bei der Öffnungsbewegung über den Umlenkspiegel bewegt
wird und eine definierte Vergleichstemperatur 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 Aufnahmeobjektiv ist dabei in einer
Zwischenwand 38 angeordnet, während der hinter dem Modulator liegende Teil von einem Böckchen 49
getragen wird. Der Modulator 3 ist in diesem Fall als Scheibenmodulator ausgebildet und wird von einem
Flanschmotor 15 angetrieben.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist der Umlenkspiegel
fest. d. h. nicht schwenkbar, in einem Halter 26 eingebaut. Das Aufnahmerohr 18 ist in diesem Fall
durch eine Kuppel ersetzt auf deren Außenseite der Verschluß 28 geleitet. An das Gehäuse 8 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 Blcndcnjalousie 12 geschaltet, die
vom Umlenkspiegel abspringende Schmutzteilchen vom Objektiv fernhält. Der Modulator 3 ist hier als
Stimmgabelmodulator ausgebildet, der Detektor 4 mit pinpr thprmnpiplf triQphpn Ι^ίϊηΐιιησ Id vprcphpn Q ict pin
Zuführkabel für elektrischen Strom. Die Ausbildung des Modulators als Stimmgabel-Modulator hat den Vorteil,
daß bei der Öffnungsbewegung jeweils ein fast rechteckiges Bildfeld freigegeben wird, das die Anpassung
an die streifenförmige Abnahme der Lagertemperatur erleichtert.
Aus der in Fig. 4 dargestellten Außenansicht des
Gerätes ist der kompakte einfache Aufbau und die Lage des Gerätes zum ■ orbeirollenden Rad zu erkennen. Das
Gerät ist in einem Tragschuh 19 gelagert, welcher mit an sich bekannten Klemmvorrichtungen 29, am Schienenfuß
bzw. an einer Schwelle leicht lösbar befestigt ist.
Die in Fig. 5 dargestellte Gesamtanlage besteht aus
einer Aufnahmevorrichtung 10. die an der Außenseite der Schiene 11 angeordnet ist, aus drei Magnetschaltern
25. 35, 45 an der Innenseite der Schiene 11. aus drei
Verteilern 30, 40 und 50. die je einem Magnetschalter zugeordnet sind und aus der Auswerterelektronik 49.
Magnetschalter 2 ist in der Längsachse des Aufnahmegerätes 10 diesem gegenüber angeordnet. Die
Magnetschalter 25 und 45 sind nach beiden Richtungen in einer Entfernung von etwa 150 m von Magnetschalter
35 angeordnet. Zu den Magnetschaltern gehören drei Verteiler 30,40,50 von denen die beiden äußeren 30 und
50 mit dem mittleren 40 durch Leitungen verbunden sind. Von dem Verteiler 40 führt eine weitere Leitung
zum Aufnahmegerät 10 und eine andere zu eine Auswerteelektronik 49.
Man kann auf der Außenseite des zweiten Gleises 2 ein weiteres Meßgerät 20 anordnen und den dor
gemessenen Meßwert als Referenzwert zu dem de anderen Lagers der gleichen Achse auswerten. Ii
diesem Fall ist das Meßgerät 20 ebenfalls mit den Verteiler 40 zu verbinden.
Bei Heranrollen eines Zuges öffnet der zuers überrollte Magnetschalter, je nach der Richtunj
entweder 30 oder 50, den Verschluß des Aufnahmegc räts und schaltet gleichzeitig den Antriebsmotor 16 de
Umlenkspiegels 6 ein. Beim Öffnen des Verschlüsse wird gleichzeitig der Normstrahler 28 über den
Umlenkspiegel bewegt. Je nach dem, ob der Magnet schalter 25 oder der Magnetschalter 45 zuerst ausgelös
wird, zählt und mißt die Anlage in der entsprechende! Zugrichtung. Der Magnetschalter 35 übernimmt dii
Aul- und Zutastungdes Meßwertes bei +5 bzw. —5 cn
von der optischen Achse in Fahrtrichtung.
Dem Peltier-Kühler 14 des Detektors 4 ist eil Temperaturfühler 24 zugeordnet, welcher mittels eine
Temperaturregelung 34 die Temperatur des Detektor konstant hält. Ebenso ist dem Peltier-Kühler 13 de
Modulators 3 ein Temperaturfühler 23 zugeteilt, der mi Hilfe einer Temperaturregelung 33 die Temperatur de:
Modulators konstant hält.
Die /\ufnahmeelektronik (siehe F i g. 6) enthält hintei
dem Detektor 4 zunächst einen Vorverstärker 31. danr ein Bandpaß 32 und einen AC-Hauptverstärker 41. Ar
den Hauptverstärker schließt sich ein Phasendiskrimi nator 22 an sowie eine Gleichrichtung 37. Diese
Gleichrichtung ist weiterhin mit den Schienenkontakter verbunden. Von der Gleichrichtung führt eine Leitung
über einen Tiefpaß 42 zum Linearisierungsnetzwerk 44 An das Linearisierungsnetzwerk 44 schließt sich auf dei
einen Seite ein Schwellwertschalter 36 (Digitalteil) an der das Digitalsignal zur Codierung und weiterer
Verarbeitung (z. B. Fernübertragung) weitergibt. Hiei sind auch das akustische und/oder optische Warngeräi
angeschlossen. Dem Schwellwertschalter ist außerdem pin ζρπςηΓ für Hip I iifHpmrtpratijr 4& Z1J"0*.0;!1 ^"·· d27L
dient, den Schwellwert der jeweiligen Lufttemperatur anzupassen. Auf der anderen Seite schließt sich an dai
Linearisierungswerk ein Temperaturanzeiger 47 an. der die Temperatur laufend (analog) angibt. Hier kann auch
ein Schreibgerät zur laufenden Überwachung de« Gerätes angeschlossen werden.
Im Betrieb schaltet der Magnetschalter 35 den
Übertragungsweg des Meßwertes ein und aus. Damit isl sicher, daß nur in der Zeit, in der sich tatsächlich das
Radlager über der optischen Achse befindet, eine Meßwertübertragung und Registrierung bzw. Verarbeitung
vorgenommen wird. Das bedeutet, daß sich der wirksame Ort des Schalters ±5 cm von der optischen
Achse befindet. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei der Aufnahme der Wärmestrahlen
senkrecht von unten nur ein Magnetschalter für die Begrenzung der Übertragung erforderlich ist
Der abzubildende Teil des Radlagers in der Größe von 1 χ 5 cm2 wird über den Umlenkspiegel und das
IR-Objektiv in einer Zwischenbildebene abgebildet. In
dieser Bildebene bewirkt ein elektronisch angeregtes Stimmgabelsystem eine Modulation mit einer Frequenz
von beispielsweise 2500 Hz. Die hin und her schwingenden Finnen unterbrechen hierbei den Strahlengang und
dienen gleichzeitig als Referenzwert. Der IR-Detekior
besteht aus hochempfindlichem Kadmium-Quecksilber-
Tellurit und hat im Infrarotband von 3 bis 5 μηι
Wellenlänge seine optimale Empfindlichkeit. In diesem Band ist ein klares Fenster der Atmosphäre vorhanden,
so daß auc'fi durch Witterungseinflüsse keine Änderung der Meßwerte erfolgt. Das Achslager, das physikalisch
einen grauen Körper von etwa 30 bis 1000C darstellt,
strahlt in diesem 1R-Band so viel Wärmeenergie ab, daß ;-in genügend großer Rausch-Abstand (30 dB) gesichert
ist. Um immer eine gleichmäßige Empfindlichkeit des Infrarot-Detektors zu gewährleisten, wird dieser thermoelektrisch
auf etwa -300C gekü'.iit. Bei großer Kälte
wird das gesamte Gehäuse auf etwa 100C erwärmt, um
eine Vereisung zu verhindern.
Befinden sich die Finnen der Modulationseinrichtung im Bildfeld, so mißt der Detektor eine Strahlung, die der
Abstrahlung der Finnen entspricht. Wird der Modulator 3 ebenfalls gekühlt, wie in F i g. I vorgesehen, so erhält
man eine definierte Referenzspannung, die als Ver-(rlmpntontnnii rtn *>i» ^i of* \ir\T\ f\ & Ti QIt Γ CJ £*V\f\fT\ TT\&T\frT\
Achslagerstrahlen erzeugten Spannung benutzt werden kann. Werden Modulator und Detektor auf die gleiche
Temperatur gekühlt, so entspricht die Referenztemperatur der des 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 auszubilden. In diesem Fall müssen die
Finnen auch so geformt sein, daß der Detektor im Spiegelbild sich selbst oder seine gekühlte Umgebung
sieht.
Während der Wartestellung der Anlage befindet sich dauernd ein Normstrahler im Strahlengang. Dieser
Normstrahler, der eine definierte Lagertemperatur, beispielsweise 600C, repräsentiert, gibt eine definierte
Energie in den Strahlengang und damit an den Infrarot-Detektor ab. Die hierbei durch die Modulation
erzeugte Wechselspannung dient als echter Meß- und Überwachungswert für die Empfindlichkeit bzw. Kennlinie
des Infrarot-Detektors sowie der gesamten Verstärkerkette. Eine weitere Möglichkeit zusätzlicher
Referenzsignalbildung erhält man, wenn der Modulator auch in der Wartestellung dauernd betrieben wird.
Beim Vergleich von zwei Achslagern derselben Achse kann man annehmen, daß deren Emissions-Koeffizienl
annähernd gleich ist, da es sich um Achslager gleicher Bauart und gleicher Laufzeit und gleichen Materials
handelt. Deshalb wird die Verglcichsmcssung zwischen zwei Achlagern derselben Achse eine zuverlässige
Meßgröße bilden, denn es ist unwahrscheinlich, daß zwei Achslager einer Achse gleichzeitig heißl ufen.
Beim Vergleich der beiden Meßwerte fäll dt r
ίο Emissions-Koeffizient heraus und damit erhöht siel die
absolute Aussagegenauigkeit.
Die vor und hinter dem optischen Strahlengang angeordneten Magnetschalter 25 und 45 schalten nicht
nur die Meßapparatur für die Zeit der Messung ein.
sondern erlauben auch die Zählung der Achsen. Durch die Zählung wird der Datenverarbeitung die Adresse
des jeweiligen Meßpunktes gegeben.
Ein Summierverstärker faßt die Signale zusammen ijnH fihl sir ührr das Trägnrfreniienz-Kabel an das
zentrale Überwachungs- und Registriergerät.
Die ankommenden TF-Signale werden zunächst über Filter sortiert und mit Hilfe von Schalterverstärkern
wieder in Digitalsignale umgewandelt. Ein Zähler speichert die Anzahl ab und gibt seinen Inhalt
zusammen mit der gemessenen Temperaturinformation in eine Speichereinheit. Die Kapazität dieses Speichers
wird so gewählt, daß einige Speicherplätze für möglicherweise auftretende Falschinformationen zur
Verfügung stehen. Die Druckerausgabesteuerung 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 Halbleiterbauelemente und vorwicgend integrierte Schaltungen zur Anwendung kommen, ist eine große Zuverlässigkeit und Wartungsfreiheit gegeben. Durch den vollautomatischen Ablauf der Meßwerterfassung und Ausgabe der Meßwerte über Dezimaldrucker ist die Bedienung so einfach, daß ungeschultes Personal ohne weiteres an diese Arbeit gesetzt werden kann.
Da ausschließlich Halbleiterbauelemente und vorwicgend integrierte Schaltungen zur Anwendung kommen, ist eine große Zuverlässigkeit und Wartungsfreiheit gegeben. Durch den vollautomatischen Ablauf der Meßwerterfassung und Ausgabe der Meßwerte über Dezimaldrucker ist die Bedienung so einfach, daß ungeschultes Personal ohne weiteres an diese Arbeit gesetzt werden kann.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Verfahren zur Temperaturmessung und zum Feststellen unzulässiger Erwärmung von Achslagern
bei Schienenfahrzeugen, wobei die Infrarot-Strahlung des Meßobjektes und die einer definierten
Referenzquelle abwechselnd auf ein und denselben Infrarot-Detektor geleitet werden und aus der dabei
entstehenden Meßwechselspannung die Temperatur des Meßobjektes ermittelt wird, wobei der Strahlengang
des Infrarotsensors annähnernd senkrecht von unten auf das Lager gerichtet wird und mit
bekannten Maßnahmen das Signal nur während des Rollens des Achslagers über den optischen Strahlengang
gebildet wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Sehfeld der IR-timpfangseinrichtung streifenförmig in Richtung der Achse des vorbeirollenden
Rades begrenzt wird und aus der Vielzahl der beim Vorbeirollen eines Rades entstehenden Meßwerte
nur der höchste Meßwert als Kriterium für die Temperatur zur Auswertung gelangt und daß die
von dem Siegen oder Finnen des Modulators ausgehende Strahlung als Referenzquelle dient.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperaturmessung schmalbandig in dem Fenster der Atmosphäre von 3 bis 5
Mikrometer erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege oder Finnen des als
Referenzquelle dienenden Modulators mit an sich bekannten thermoelektrischen Mitteln auf konstante
Referemtemperatur geregelt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die vom thermoelektrisch geregelt gekühlten Detektor ausgehende
Strahlung von den Stegen des Modulators reflektiert wird und als Referenzquelle definierter Temperatur
dient.
5. Verfahren nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks laufender Überprüfung
der Meßempfindlichkeit vor Einlaufen der ersten Achse des Zuges eine Strahlung definierter Temperatur
in den Strahlengang gegeben wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 5,
bestehend aus einem IR-Detektor, der beim Auftreffen von Wärmestrahlen 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 verarbeitenden, elektronischen Auswertesystem, gekennzeichnet durch einen vor dem
optischen System angeordneten Umlenkspiegel (6), dessen Lage so gewählt ist, daß er die von einem
schmalen Streifen der Unterseite eines vorbei sich bewegenden Achslagers lotrecht oder annähernd
lotrecht nach unten emittierten Wärmcstrahlen in die Achse des optischen Systems umlenkt, wobei
durch die Bildfeldblende (2) nur die Strahlung- eines
schmalen länglichen Streifens (17) des Meßobjektes auf den Detektor (4) weilergcleilct wird und der
Detektor geregelt thermoelektrisch gekühlt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet,
daß der Umlenkspiegel (h) als Rotationsspiegel ausgebildet isl. der auffallende Schmul/teil-
Ιϊ
chen, Schnee pder Regen nach außen schleudert,
8, Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (4) so gewählt ist, daß seine maximale Empfindlichkeit im
Bereich von 3 bis 5 Mikrometer Wellenlänge liegt,
9, Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege oder Finnen
des Modulators (3) auf der dem Detektor zugekehrten Seite IR-reflektierend ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor mit einer
Anstiegzeit in usec-Bereich gewählt ist, z. B. ein
Cd Hg Te-Detektor, der thermoelektrisch kühlbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß sie in einem Gehäuse angeordnet ist, welches beheizbar und mit Hilfe eines
Tragschuhes (19) leicht lösbar an der Schiene befestigt ist.
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 |
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