JPH0692883B2 - トロリ線摩耗測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電気鉄道において、架空電車線（架線）の
トロリ線の摩耗程度を高速走行する車両上において、昼
夜を問わず測定するトロリ線摩耗測定装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 高速走行する車両上から、トロリ線の摩耗程度を昼夜を
問わず測定する装置としては、従来、第６図に示すよう
なレーザ光を車両から投射し、トロリ線しゅう動面から
の反射光を検出する方法が採用されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、レーザ光の反射を利用する場合には、天空光の
明るさを越えた反射光の強度得るため、大型のレーザ発
光器を使用する必要があり、そのためめ、水循環方式の
発光器冷却装置が必要であった。またトロリ線の線路直
角方向の位置（偏位）が変化する範囲をカバーするた
め、広い範囲にわたってレーザ光を回転ミラーによって
走査させる必要があった。その機構も大型であるため、
従来の装置は測定用車両内で広いスペースを必要とし、
専用の車両に設置することが不可避であった。そのた
め、その測定専用車両の運行・維持コストが大きな負担
となっていた。

［課題を解決するための手段］ そこで、上記課題を解決するための手段として、低圧ナ
トリウムランプ群と各ランプに位相の異なった交流電力
を供給するランプ群制御器で構成する投光部によってト
ロリ線のしゅう動面を照明し、干渉フィルタを付けた電
動ズームレンズを有するカメラのフィルム面にラインセ
ンサを設けた受光器と、レンズのズーム機構と距離調整
をトロリ線高さ信号で制御するレンズ制御器で構成する
受光部にトロリ線しゅう動面からの反射光を入光させ、
処理部においてライセンサの信号からトロリ線の残存直
径を出力するように構成されることを特徴とする。

［作用］ 本発明による摩耗測定装置の作用を第１図で説明する。
トロリ線１のしゅう動面を照明するために、低圧ナトリ
ウムランプ群２を使用する。投光部４はそのランプ群２
とランプ群制御器３で構成する。ランプ群制御器は、ラ
ンプ群の輝度が時間的に大きく変化しないように各ラン
プに位相の異なった交流電力を供給する。

低圧ナトリウムランプは、発光波長が589nm付近に限定
されており、発光効率も高いランプである。そのため、
レーザと同程度の照度を得るにもランプの発熱量は少な
く、空冷で十分である。また、ランプは長い管であり、
長手方向をトロリ線の偏位方向に設置することにより、
レーザ光のように走査する必要がない。

トロリ線１のしゅう動面からの反射光を入光させるため
に、受光部として受光カメラ８を設ける。受光カメラに
は干渉フィルタ５を付けた電動ズームレンズ７によっ
て、フィルタ面に相当する位置にトロリ線１の映像を結
ばせる。受光カメラのフィルタ面に相当する位置にはラ
インセンサ６を付けておく、電動ズームレンズ７のズー
ム機構と距離調整をトロリ線高さ信号11で制御するため
にレンズ制御器９を設ける。

ラインセンサ６の映像信号は、第５図に示すように、ト
ロリ線１のしゅう動面の範囲が他の部分より明るいた
め、処理部12では映像信号を計算機処理することによ
り、トロリ線１のしゅう動面幅を算定し、必要があれば
そのしゅう動面幅からトロリ線１の残存直径を算定し
て、出力する。

［実施例］ 本発明による摩耗測定装置の実施例の図面に基づいて説
明する。装置全体の構成を第１図に示す。投光部４、受
光部10、処理部12により構成する。

装置の全体の機能としては、トロリ線１のしゅう動面を
投光部４の光によって照明し、しゅう動面からの反射光
を受光部10で受光し、受光した光の強さを電気信号に変
換して処理部12に送る。処理部では、受光部より送られ
た電気信号の強さから、トロリ線１のしゅう動面と背景
である天空を分離し、しゅう動面の幅を計算機処理をし
て出力する構成になっている。

投光部は、第２図に示すように低圧ナトリウムランプ群
２を使用している。ランプの点灯に交流電力を使用する
と、電圧がゼロになる時点でランプの輝度が低下するた
め、ランプを複数個並置し、ランプ群制御器３から位相
の異なる交流をそれぞれに供給することによって、輝度
の低下を防ぎ、輝度の時間的な変化をわずかにしてい
る。ランプ群には集光のために直線状のフレネルレンズ
を設けて、輝度を向上せてある。

受光部10は、カメラ８のフィルタ面に相当する位置にラ
インセンサ６を組み込んだ形状である。カメラ８はトロ
リ線１のしゅう動面に向け、低圧ナトリウムランプ群２
の光のしゅう動面からの反射光を入光するように設置し
てある。カメラ８のレンズ７には電動ズームレンズを使
用してあり、さらに干渉フィルタ５を設けている。干渉
フィルタ５の透過光の中心波長を589nm付近に合わせる
ことにより、大量の天空光をさえぎり、この波長域で天
空光より勝った低圧ナトリウムランプ群の反射光を効率
良く入光させることができる。カメラ８の視野は第３図
に示すように、トロリ線の左右偏位の一定の範囲15をカ
バーするように設定してある。それは、走行に伴って変
動するトロリ線の高さを別の機構で測定し、その信号11
によって電動ズームレンズ７のズーム機構を調節し、高
さ変化に追従して視野角度を制御することによって、ト
ロリ線の偏位方向の測定範囲を常に一定に保持できるよ
うになっている。

また、レンズのピントの調整もトロリ線高さ測定信号に
よって制御することにより、常にトロリ線しゅう動面に
レンズの焦点が合うようにしてある。

トロリ線の高さ測定方法には、例えば第４図に示すよう
に本摩耗測定器の近傍のパンタグラフ16において、トロ
リ線の高さに応じてパンタグラフの枠組が伸縮し、それ
に伴う主軸の回転量を絶縁棒17を介してポテンショメー
タ18で測定する機構等が適用できる。

処理部においては受光部のラインセンサ６の出力信を第
５図に示すように、一定のしきい値によって明暗に分
け、明るい部分の巾から、トロリ線のしゅう動面の巾を
算出する機能を有している。また、計測されたしゅう動
面の巾から、トロリ線の残存直径も算出して、連続した
電気信号として出力することも可能になっている。

軌道中心からのトロリ線の左右偏位の範囲が小さい場合
は、受光部カメラの視野をその範囲に設定すれば良い。
偏位の範囲が大きい場合には、受光部のカメラを複数設
置し、カメラ１台の視野を限定することによって、測定
精度を確保できる。

［発明の効果］ 本発明の実施により、高速度で走行する車両上で昼夜を
問わずトロリ線の摩耗状態を連続的に測定することがで
きる。しかも、その装置が従来の測定装置に比較して極
めて小型に構成できることから、ほとんどの部分を車両
の屋根上に設置でき、営業列車において測定することが
可能となる。そのため特別の試験車両が不用となり、そ
の製造や運行に関わる多額のコストを削減することがで
きる。

また、設置経費も大幅に低下するため、多くの台数を設
置することが可能で、昼夜を問わず正確な測定を従来よ
り高い頻度で実施することができ、電車線路の保安度の
向上にもなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例における全体構成のブロック
図、第２図は、投光部と受光部を示し、第３図は受光部
ズームレンズの視野をトロリ線高さ信号によって焦点距
離制御している状況を示し、第４図はトロリ線の高さ測
定方法の例であり、第５図は処理部の判定原理図、第６
図は従来の昼間用摩耗測定装置の構成図である。 1:トロリ線、2:低圧ナトリウムランプ群、3:ランプ群制
御器、4:投光部、5:干渉フィルタ、6:ラインセンサ、7:
電動ズームレンズ、8:受光部カメラ、9:レンズ制御器、
10:受光部、11:トロリ線高さ信号、12:処理部、13:出
力、14:トロリ線の高さ・偏位変動範囲、15:受光部カメ
ラの視野範囲、16:パンタグラフ、17:絶縁棒、18:ポテ
ンショメータ、19:受光部出力信号レベル、20:スライス
レベル、21:トロリ線のしゅう動面幅、22:受光部の視野
幅、23:レーザ発光器、24:穴開きミラー、25:回転ミラ
ー、26:凹面ミラー、27:反射光受光器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）トロリ線のしゅう動面を照明するた
   めの低圧ナトリウムランプ群と各低圧ナトリウムランプ
   群に位相の異なった交流電力を供給するランプ群制御器
   とで構成する投光部と、 （ｂ）干渉フィルタとラインセンサと電動ズームレンズ
   を有したカメラのフィルム面にしゅう動面からの反射光
   を入光させる受光器と該レンズのズーム機構と距離調整
   をトロリ高さ信号で制御するレンズ制御器で構成する受
   光部と、 （ｃ）前記ラインセンサの信号からトロリ線の残存直径
   を出力する処理部とから構成されることを特徴とするト
   ロリ線摩耗測定装置。