RU2000225C1 - Устройство дл замера и регистрации износа контактного провода - Google Patents

Abstract

Использование: в электрическом транспорте , аппаратура дл  диагностики состо ни  контактных проводов. Сущность изобретени : на токоприемнике подвижного средства установлены источники светового излучени  и приемники в виде световодов. Световоды закреплены в р д и оптически соединены с фотодиодами Каждый из фотодиодов через пороговый усилитель подключен к цифровой системе регистрации. Достигаютс  высока  разрешающа  способность по измерению износа по длине провода (единицы мм), низка  чувствительность к электромагнитным помехам любого спектра частот вследствие исключени  из конструкции электрических проводов, расположенных в помехоопасной зоне, повышенна  надежность ввиду замены в опасной зоне активных (полупроводниковых ) фотоприемников пассивными светоприемниками. Упрощение устройства св зано с однор дным расположением све- топриемников. резким сокращением числа источников светового излучени  и исключением из конструкции контактных панелей дл  облегчени  замены фотоприемников. 2 ил. 73 С

Description

Изобретение относитс  к транспортным средствам с электрот гой и предназначено дл  диагностики состо ни  контактных проводов.

Известно устройство дл  замера и регистрации износа контактного провода, содержащее установленные на вагоне осветитель, многогранное вращающеес  зеркало и объектив, расположенные на оси отраженного светового потока отражатели со светонепроницаемой перегородкой, два оптоэлектронных преобразовател , элемент и исполнительное реле.

Недостатки известного устройства - невысока  точность и скорость измерени , особенно при измерении нескольких прово- доо одной подвески.

Наиболее близким по технической сущности к за вленному  вл етс  устройство, содержащее установленные на токоприемнике подвижного средства измерительный полоз и кронштейн, на котором размещены р дами (по длине полоза) источники и приемники светового излучени  с экранами, а также блок регистрации, соединенный через оптоэлектронный преобразователь с каждым из приемников светового излучени .

Недостатки указанного устройства - низка  разрешающа  способность по длине провода, неудовлетворительные помехозащищенность и надежность (из-за возможности повреждени  фотодиодов близко расположенных к контактному проводу, по

ho О

о о

ю

Ј°

,01

о

лем электрического разр да между токоприемником и контактным проводом), а также сложность конструкции (большое количество р дов источников светового излучени ).

Цель изобретени  - повышение разрешающей способности подлине провода, по- вышениепомехозащищенности,

надежности и упрощение устройства.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  замера и регистрации износа контактного провода, содержащее установленный на токоприемнике подвижного средства кронштейн с источниками светового излучени  и экранами, фотодиоды, выходы которых соединены со входами соответствующих пороговых усилителей, систему регистрации с блоками индикации и обработки информации, снабжено световодами , верхние торцы которых закреплены D р д на кронштейне, а нижние оптически св заны с соответствующими фотодиодами, в систему регистрации введены триггеры, элементы И, тактовый генератор, кольцевой распределитель импульсов, делитель частоты , элемент ИЛИ, счетчик импульсов, элемент задержки и буферный регистр, при этом информационные входы триггеров соединены с выходами соответствующих пороговых усилителей, выход тактового генератора подключен ко входу распределител  импульсов и через делитель частоты

-к стробирующим входам триггеров, входы элементов И соединены с соответствующими канал оными выходами распределител  импульсов и выходами соответствующих триггеров, а выходы через элемент ИЛИ - со счетным входом счетчика импульсов, информационный вход регистра подключен к выходу счетчика импульсов, а выходы - ко входам блоков индикации и обработки информации , цикловой выход распределител  импульсов соединен со входом разрешени  записи регистра и через элемент задержки

-со входом сброса счетчика импульсов.

На фиг. 1 представлена схема компоновки источников светового излучени  и световодов: на фиг.2 - функциональна  схема устройства.

Устройство дл  замера и регистрации износа контактного провода содержит закрепленный на лыже токоприемника 1 кронштейн 2 с изол тором 3, держателем 4 и экранами 5. Позицией 6 обозначен исследуемый контактный провод. На изол торе 3 размещены источники 7 светового излучени  (излучатели). Верхние торцы световодов 8 закреплены в р д на кронштейне 2 (держателе 4). а нижние оптически св заны с соответствующими фотодиодами 9. В состав

устройства вход т также пороговые усилители 10, D-триггеры 11, элементы И 12, кольцевой распределитель 13 импульсов, тактовый генератор 14, делитель 15 частоты,

элемент 16 задержки, элемент ИЛИ 17, двоичный счетчик 18 импульсов, буферный регистр 19, блок 20 индикации и блок 21 обработки информации (ЭВМ). При этом информационные входы триггеров 11 соединены с выходами соответствующих пороговых усилителей 10. Выход тактового генератора 14 подключен ко входу распределител  13 импульсов и через делитель 15 частоты - к стробирующим входам триггеров 11. Входы

5 элементов И 12 соединены с соответствующими канальными выходами распределител  13 импульсов и выходами соответствующих триггеров 11, а выходы через элемент ИЛИ 17 - со счетным входом

0 счетчика 18 импульсов. Информационный вход регистра 19 подключен к выходу счетчика 18 импульсов, а выходы - ко входам блоков 20 индикации и 21 обработки информации . Цикловой выход распределител  13

5 импульсов соединен со входом разрешени  записи регистра 19 и через элемент 16 задержки - со входом сброса счетчика 18 импульсов .

Устройство работает следующим обра0 зом. Отраженный от нижней части контактного провода 6 свет, создаваемый линейным излучателем параллельного пучка света, запитываемым от источника 22 по- сто нного тока, попадает на торцы

5 световодов 8, расположенных в один р д. При этом засвечиваетс  часть световодов 8. определ ема  шириной отраженного пучка света, котора , в свою очередь, зависит от ширины изношенной части контактного

0 провода 6. (По количеству засвеченных волокон определ етс  ширина изношенной части провода и его сечение). По световодам 8 свет передаетс  на фотодиоды 9, где преобразуетс  в электрические потенциалы, ко5 торые усиливаютс  пороговыми усилител ми 10 до напр жени  уровн  лог. 1. подаваемого на информационные входы триггеров 11.

Формируемые тактовым генератором

0 14 импульсы поступают на делитель 15 частоты , который производит деление частоты на число N, соответствующее количеству световодов 8. С делител  15 частоты импульсы поступают на стробирующие входы триг5 герое 11, которые устанавливают их в состо ние лог. 1 при наличии лог. 1 на информационном входе (при наличии на информационном входе лог. О состо ние триггеров 11 не измен етс  и соответствует лог. 0). Лог. 1 с выходов триггеров 11 посту

пают на соответствующие входы элементов И 12, на другие входы которых подаютс  импульсы от кольцевого распределител  13 импульсов. Через элементы И 12 импульсы подаютс  на входы элемента ИЛИ 17, где формируетс  пачка импульсов, число импульсов в которой соответствует количеству триггеров 11, перешедших в состо ние лог. 1 при стробировании, т.е. количеству освещенных торцов световодов 8. Пачка импульсов образуетс  в каждом цикле работы кольцевого распределител  13 импульсов (число импульсов в цикле равно числу световодов плюс один). С выхода элемента ИЛИ 17 пачка импульсов поступает на счетный вход счетчика 18, где просчитываетс  число импульсов в пачке и в виде двоичного кода передаетс  в буферный регистр 19, с которого подводитс  к блоку 20 индикации (дл  визуального наблюдени ) и блоку 21 обработки информации (дл  обработки и регистрации полученной информации).

Дл  установки счетчика 18 в исходное состо ние и записи информации в регистр 19 на них подаетс  последний импульс каждого цикла (N+1), причем на счетчик 18 он поступает через элемент 16 задержки.

Устройство обладает высокой разрешающей способностью по длине контактного провода 6, что обеспечиваетс  однор дным расположением приемников отраженного от провода светового излучени , возможность чего следует из малого диаметра (50- 200 мкм) световодов 8, используемых дл  передачи светового излучени  к фотодиодам 9. При этом сохран етс  требуема  дискретность измерений ширины площадки износа провода 6.

Повышенна  помехозащищенность от электромагнитных помех со стороны системы контактный провод - токосъемник подвижного средства обусловлена отсутствием электрических проводов, несущих сигналы низкого уровн  от фотоприемников . Известно, что волоконно-оптические линии св зи к электромагнитным помехам практически невосприимчивы, а обработка электрических сигналов низкого уровн  от фотоприемников выполн етс  в экранированном объеме подвижного средства на удалении от источника помех.

Более проста  конструкци  устройства объ сн етс  малой прот женностью вдоль провода 6 и соответственно небольшим весом кронштейна 2 с закрепленными в нем

торцами световодов 8, возможностью использовани  (на каждый провод подвески) линейного источника светового излучени , а также отсутствием в труднодоступном и

электроопасном дл  персонала месте активных элементов (фотоприемников), могущих потребовать замены.

Высока  надежность устройства предопредел етс  выносом фотоприемников из

зоны высоких электрических и магнитных полей, возникающих при образовании электрической дуги между контактным проводом и токосъемником в аварийных ситуаци х, при которых наступают катастрофические отказы полупроводниковых фотоприемников .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  замера и регистрации

   износа контактного провода, содержащее установленный на токоприемнике подвижного средства кронштейн с источниками светового излучени  и экранами, фотодиоды , выходы которых соединены с входами

   соответствующих пороговых усилителей,

   систему регистрации с блоками индикации

   и обработки информации, отличающеес   тем, что оно снабжено световодами,

   верхние торцы которых закреплены в р д на кронштейне, а нижние оптически св заны с соответствующими фотодиодами, в систему регистрации введены триггеры, элементы И, тактовый генератор, кольцевой распределитель импульсов, делитель частоты, элемент ИЛИ, счетчик импульсов, элемент задержки и буферный регистр, при этом информационные входы триггеров соединены с выходами соответствующих пороговых

   усилителей, выход тактового генератора подключен к входу распределител  импульсов и через делитель частоты - к стробиру- ющим входам триггеров, входы элементов И соединены с соответствующими канэльными выходами распределител  импульсов и выходами соответствующих триггеров, а выходы через элемент ИЛИ - со счетным входом счетчика импульсов, информационный вход регистра подключен к выходу счетчика

   импульсов, а выходы - к входам блоков индикации и обработки информации, цикловой выход распределител  импульсов соединен с входом разрешени  записи регистра и через элемент задержки - с входом

   сброса счетчика импульсов,

   ,7 ,s /

   /

   J

   фотодиода 9

   ,5 5

   i 27 i tfk 2