DE29509202U1 - Device for measuring contact wire thickness - Google Patents
Device for measuring contact wire thicknessInfo
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Description
DMT-Gesellschaft für Forschung und Prüfung mbH, Franz-Fischer-Weg 61, 45307 EssenDMT-Society for Research and Testing mbH, Franz-Fischer-Weg 61, 45307 Essen
30.05.1995 ZK-FP/1/95 Ha/Lü30.05.1995 ZK-FP/1/95 Ha/Lü
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Messung der Fahrdrahtstärke, insbesondere von Strom führenden Oberleitungen, beispielsweise von elektrisch angetriebenen Schienenfahrzeugen, die im wesentlichen aus einem ein paralleles, seitlich gegen den Fahrdraht gerichtetes Strahlenbündel erzeugenden, optischen Sender, und einem auf der anderen Seite des Fahrdrahtes, das um 90° umgelenkte Schattenbild des Fahrdrahtes aufnehmenden optischen Empfänger, sowie einer dem optischen Empfänger nachgeschalteten Auswerteeinheit besteht.The invention relates to a device for measuring the contact wire thickness, in particular of current-carrying overhead lines, for example of electrically driven rail vehicles, which essentially consists of an optical transmitter generating a parallel beam directed laterally against the contact wire, and an optical receiver on the other side of the contact wire which records the shadow image of the contact wire deflected by 90°, as well as an evaluation unit connected downstream of the optical receiver.
Vornehmlich die durch stromführende Oberleitungen angetriebenen Schienenfahrzeuge weisen durch die ständige schleifende Kontaktnahme des Stromabnehmers am spannungsführenden Fahrdraht einen erheblichen Verschleiß auf. Aus Sicherheitsgründen ist daher die Fahrdrahtstärke in regelmäßigen Abständen zu überprüfen.In particular, rail vehicles powered by live overhead lines suffer considerable wear due to the constant sliding contact of the pantograph with the live contact wire. For safety reasons, the contact wire thickness must therefore be checked at regular intervals.
Die Fahrdrahtstärkenmessung hat eine längerfristige Entwicklung hinter sich, wobei zunächst bei manueller Ermittlung und der damit verbundenen Fehlerquelle die Spannung abgeschaltet werden mußte, und somit die jeweilige Fahrstrecke vollständig blockiert war.The contact wire thickness measurement has been a long-term development, whereby initially, during manual determination and the associated source of error, the voltage had to be switched off, and thus the respective route was completely blocked.
Eine Weiterentwicklung der Fahrdrahtstärkenmessung ist in dem Gebrauchsmuster G 94 02 465 näher beschrieben. Bei einer derartigen Einrichtung konnte vorteilhafter Weise auf das Abschalten der Fahrdrahtspannung für den Meßvorgang verzichtet werden, wobei jedoch die Vermessung punktuell und im Stand durchgeführt werden mußte.A further development of the contact wire thickness measurement is described in more detail in the utility model G 94 02 465. With such a device, it was advantageously possible to dispense with switching off the contact wire voltage for the measuring process, although the measurement had to be carried out at specific points and while stationary.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Messung der Fahrdrahtstärke zu schaffen, die ohne den technischen Aufwand zu erhöhen, auf einfache Weise eine kontinuierliche Messung während der Fahrt ermöglicht.The invention is based on the object of creating a device for measuring the contact wire thickness, which enables continuous measurement during travel in a simple manner without increasing the technical outlay.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens der mittels optischer Hilfsmittel Laserlicht ausstrahlende optische Sender sowie der das Schattenbild umlenkende Spiegel in einem Stromabnehmer integriert angeordnet sind, wobei die Enden des Stromabnehmers die für das Strahlenbündel in Höhe des Fahrdrahtes abgebenden und aufnehmenden Einrichtungsteile bügelartig übergreifend geformt sind.This object is achieved according to the invention in that at least the optical transmitter emitting laser light by means of optical aids and the mirror deflecting the shadow image are arranged integrated in a current collector, wherein the ends of the current collector are shaped like a bracket to overlap the device parts emitting and receiving the beam at the height of the contact wire.
Die gesamte Einrichtung ist in einem modifizierten Stromabnehmer untergebracht, mit dem im Prüf betrieb die Prüfstrecke mit angedrücktem Stromabnehmer am Fahrdraht abgefahren werden kann. Durch die Anordnung von Sender und Empfänger unterhalb und seitlich des Fahrdrahtes muß das Strahlenbündel durch Umlenkspiegel umgelenkt werden, die mit dem Stromabnehmer in der Höhe bis zur Anpassung an den Fahrdraht höhenverstellbar, und durch die modifizierte FormThe entire device is housed in a modified pantograph, which can be used to travel the test section with the pantograph pressed against the contact wire during testing. Due to the arrangement of the transmitter and receiver below and to the side of the contact wire, the beam must be deflected by deflecting mirrors, the height of which can be adjusted with the pantograph until it matches the contact wire, and due to the modified shape
des Stromabnehmers an den Enden so geschützt angeordnet, daß sie nicht durch beliebige Teile der Oberleitung, die in diesen Bereich hineinragen, durch eventuelle Kollisionen zerstört werden.The pantograph ends are arranged in such a way that they are protected so that they cannot be destroyed by any parts of the overhead line that protrude into this area in the event of a collision.
Das nach dem Prinzip des Transmissionsverfahrens erforderliche Strahlenbündel wird durch Laserlicht gebildet, das mit Hilfe optischer Systeme in Form einer Linie ausgerichtet wird und ausreichend parallel strahlt. Die Lichtquelle bzw. der optische Sender kann sich seitlich oder unterhalb des Fahrdrahtes befinden, wobei in einer Anordnung unterhalb des Fahrdrahtes eine entsprechende Umlenkung durch einen Umlenkspiegel erforderlich ist. Die Umlenkspiegel beiderseits des Fahrdrahtes befinden sich außerhalb des normalen Zick-Zack-Verlaufs des Fahrdrahtes, wodurch eine Mindestmeßbreite festgelegt ist.The beam required according to the principle of the transmission method is formed by laser light, which is aligned in the form of a line using optical systems and emits sufficiently parallel light. The light source or optical transmitter can be located to the side or below the contact wire, whereby in an arrangement below the contact wire, a corresponding deflection by a deflecting mirror is required. The deflecting mirrors on both sides of the contact wire are located outside the normal zigzag course of the contact wire, which defines a minimum measuring width.
Der Fahrdraht wird senkrecht zu seinem Verlauf mit der anstehenden Lichtlinie angestrahlt. Die Linie strahlt ober- und unterhalb des Fahrdrahtes an diesem vorbei, wodurch der Fahrdraht den mittleren Teil der Lichtlinie abschottet und ein Schattenbild verursacht. Die nun unterbrochene Lichtlinie bzw. das Schattenbild wird in einem zweiten Umlenkspiegel um 90° nach unten abgelenkt und trifft auf eine Kamera mit hoher Abtastrate und hoher Auflösung, wodurch bei einer relativ hohen Geschwindigkeit mit ausreichender Genauigkeit gemessen werden kann.The contact wire is illuminated with the light line perpendicular to its course. The line radiates above and below the contact wire, which blocks off the middle part of the light line and creates a shadow image. The now interrupted light line or shadow image is deflected downwards by 90° in a second deflection mirror and hits a camera with a high sampling rate and high resolution, which means that measurements can be taken with sufficient accuracy at a relatively high speed.
Gegenüber den herkömmlichen Messungen, die mit entsprechendem Licht nur bei Nacht durchgeführt werden können, spielt die Tageszeit bei der Anwendung der vorgesehenen Einrichtung keine Rolle mehr. Der Kamera nachgeschaltet ist eine Auswerteeinheit, die das Bild auswertet und ein Meßergebnis errechnet. Bei einer Ausführung der Meßeinrichtung, bei der das Laserlicht beidseitig des Fahrdrahtes um 90° umgelenkt werden muß, erweist es sich als zweckmäßig, oberhalb desIn contrast to conventional measurements, which can only be carried out at night with appropriate light, the time of day no longer plays a role when using the device provided. An evaluation unit is connected downstream of the camera, which evaluates the image and calculates a measurement result. In a design of the measuring device in which the laser light must be deflected by 90° on both sides of the contact wire, it proves to be useful to
Umlenkspiegels, der das von unten kommende Licht um 90° umlenkt, einen Detektor zu installieren, um beispielsweise Sorge dafür zu tragen, daß bei Zerstörung des Umlenkspiegels das Laserlicht abgeschirmt ist.Deflecting mirror, which deflects the light coming from below by 90°, to install a detector, for example to ensure that if the deflecting mirror is destroyed, the laser light is shielded.
Der besondere Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Verwendung von parallelem Licht eine exakte Messung über eine Breite zuläßt, die für den üblichen Zick-Zack-Verlauf des Fahrdrahtes hinzunehmen ist. Darüber hinaus erlaubt die Einrichtung eine schnelle Auswertung des erfaßten Bildes für kurze Meßabstände längs des Fahrdrahtes.The particular advantage of the invention is that the use of parallel light allows an exact measurement over a width that is acceptable for the usual zigzag course of the contact wire. In addition, the device allows a rapid evaluation of the captured image for short measuring distances along the contact wire.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im nachfolgenden näher erläutert. An embodiment of the invention is shown in the drawings and is explained in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine schematisierte Seitenansicht in Verbindung mit einer Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Meßanordnung undFigure 1 is a schematic side view in conjunction with a plan view of an embodiment of a measuring arrangement according to the invention and
Figur 2 eine übertriebene Darstellung des Verlaufs des Lichtbündels mit dem dadurch entstehenden Schattenbild. Figure 2 is an exaggerated representation of the path of the light beam with the resulting shadow image.
Wie aus dem oberen Teil der Figur 1 zu entnehmen ist, besteht die Einrichtung zur Messung der Fahrdrahtstärke im wesentlichen aus einem in einen modifizierten Stromabnehmer 5 integrierten optischen Sender 1, sowie auf der anderen Seite des Fahrdrahtes 8 aus einem optischen Empfänger 4.As can be seen from the upper part of Figure 1, the device for measuring the contact wire thickness essentially consists of an optical transmitter 1 integrated into a modified pantograph 5, as well as an optical receiver 4 on the other side of the contact wire 8.
Der optische Sender 1, der unter Einbeziehung einer Meßbreite 10 für den Zick-Zack-Verlauf des Fahrdrahtes 8 seitlich des Fahrdrahtes 8 installiert ist, sendet paralleles Licht gegen den Fahrdraht 8, wobei das Lichtbündel 6 oberhalb und unterhalb des Fahrdrahtes 8 vorbeistrahlt, und der Fahrdraht 8 den mittleren Teil des Lichtbündels abschottet und ein Schattenbild 9 verursacht. Das unterbrochene Lichtbündel 6 wird in dem Umlenkspiegel 3 um ca. 90° nach unten umgelenkt und trifft auf einen optischen Empfänger 4 in Form einer Kamera mit hoher Abtastrate und Auflösung. Die der Kamera bzw. dem optischen Empfänger 4 nachgeschaltete Auswerteeinheit ist in den Figuren nicht dargestellt. Im unteren Teil der Figur 1 ist eine Darstellung des modifizierten Stromabnehmers 5 dargestellt. Die Enden 7 des Stromabnehmers 5 sind, wie aus dem oberen und unteren Abschnitt der Figur 1 zu sehen ist, so geformt, daß sie die Einrichtungsteile 1 bzw. 2 und 3 bügelartig übergreifen.The optical transmitter 1, which is installed to the side of the contact wire 8, taking into account a measuring width 10 for the zigzag course of the contact wire 8, sends parallel light against the contact wire 8, whereby the light beam 6 shines above and below the contact wire 8, and the contact wire 8 blocks off the middle part of the light beam and causes a shadow image 9. The interrupted light beam 6 is deflected downwards by approximately 90° in the deflection mirror 3 and hits an optical receiver 4 in the form of a camera with a high sampling rate and resolution. The evaluation unit connected downstream of the camera or the optical receiver 4 is not shown in the figures. In the lower part of Figure 1, a representation of the modified current collector 5 is shown. The ends 7 of the current collector 5 are, as can be seen from the upper and lower sections of Figure 1, shaped in such a way that they overlap the equipment parts 1 or 2 and 3 in a bracket-like manner.
In Figur 2 ist in schematisierter Form das Strahlenbündel 6 für ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung dargestellt, bei dem der optische Sender 1 unterhalb und seitlich des Fahrdrahtes 8 angeordnet ist. Das Strahlenbündel 6 wird durch den Umlenkspiegel 2 um 90° umgelenkt, und das Schattenbild 9 wird, wie bereits erwähnt, über den weiteren Umlenkspiegel 3 zum optischen Empfänger 4 umgelenkt. Zweckmäßigerweise ist zur Abschirmung des Laserlichtes oberhalb des Umlenkspiegels 2 ein Detektor vorzusehen, um bei Ausfall oder Zerstörung des Umlenkspiegels 2 den optischen Sender 1 abzuschalten.Figure 2 shows a schematic representation of the beam 6 for an embodiment of the device, in which the optical transmitter 1 is arranged below and to the side of the contact wire 8. The beam 6 is deflected by 90° by the deflecting mirror 2 and the shadow image 9 is, as already mentioned, deflected to the optical receiver 4 via the further deflecting mirror 3. It is expedient to provide a detector above the deflecting mirror 2 to shield the laser light in order to switch off the optical transmitter 1 if the deflecting mirror 2 fails or is destroyed.
1 optischer Sender1 optical transmitter
2 Umlenkspiegel2 deflection mirrors
3 Umlenkspiegel3 deflection mirrors
4 optischer Empfänger4 optical receiver
5 Stromabnehmer5 pantographs
6 Strahlenbündel6 beams
7 Enden des Stromabnehmers7 ends of the pantograph
8 Fahrdraht8 Contact wire
9 Schattenbild Meßbreite9 Shadow image measuring width
Claims (5)
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Legal Events
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| R021 | Search request validly filed |
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Effective date: 20030610 |
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| R071 | Expiry of right |