RU2255309C2 - Mode and a photolaser arrangement for definition of the diameter of wheel pairs of a railway mobile train - Google Patents
Mode and a photolaser arrangement for definition of the diameter of wheel pairs of a railway mobile train Download PDFInfo
- Publication number
- RU2255309C2 RU2255309C2 RU2003111596/28A RU2003111596A RU2255309C2 RU 2255309 C2 RU2255309 C2 RU 2255309C2 RU 2003111596/28 A RU2003111596/28 A RU 2003111596/28A RU 2003111596 A RU2003111596 A RU 2003111596A RU 2255309 C2 RU2255309 C2 RU 2255309C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- diameter
- measuring
- photolaser
- chord
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительным системам для контроля геометрических размеров цилиндрических изделий и, в частности, для определения диаметра колесных пар железнодорожного подвижного состава в условиях его движения.The invention relates to measuring systems for monitoring the geometric dimensions of cylindrical products and, in particular, for determining the diameter of wheel sets of railway rolling stock in the conditions of its movement.
Известный способ измерения диаметра колеса подвижного состава заключается в облучении поверхности катания колеса, приеме отражающего светосигнала и определении опорной точки, совпадающей с проекцией геометрического центра колеса [1]. Окончательно диаметр колеса вычисляют по измеренному расстоянию от оси расположения датчиков первого дальномерного канала до поверхности катания колеса и известным базовым размерам размещения датчиков вдоль рельса колеса. Основные недостатки такого способа заключаются в том, что просматривается низкий класс точности измерения за счет неизбежного рассеивания отраженного светового потока от поверхности бандажа колесной пары, за счет неизбежных погрешностей, возникающих при определении расстояния от оси дальномерного датчика до поверхности катания колеса и т.д. В частности, качество функционирования измерительной системы существенно будет зависеть от состояния поверхности и геометрического профиля бандажа и в значительной степени от погодных условий.A known method for measuring the diameter of a wheel of a rolling stock is to irradiate the wheel's rolling surface, receive a reflective light signal and determine a reference point that coincides with the projection of the geometric center of the wheel [1]. Finally, the diameter of the wheel is calculated from the measured distance from the axis of the sensors of the first rangefinder channel to the surface of the wheel and the known basic dimensions of the sensors along the rail of the wheel. The main disadvantages of this method are that a low class of measurement accuracy is observed due to the inevitable dispersion of the reflected light flux from the surface of the wheel pair brace, due to the inevitable errors that arise when determining the distance from the axis of the range-finding sensor to the wheel surface, etc. In particular, the quality of the functioning of the measuring system will substantially depend on the state of the surface and the geometric profile of the bandage and, to a large extent, on weather conditions.
Целью настоящего изобретения является расширение области измерения, повышение класса точности и надежности функционирования измерительной системы при любых погодных условиях.The aim of the present invention is to expand the field of measurement, improving the accuracy class and reliability of the measuring system in all weather conditions.
Поставленная цель достигается за счет использования в измерительной системе сфокусированных лазерных источников света, фотоприемных матричных “ячеек” и ограждений, исключающих попадания осадков в виде снега или дождя.This goal is achieved through the use of focused laser light sources in the measuring system, photodetector matrix "cells" and fences, eliminating the ingress of precipitation in the form of snow or rain.
Сущность способа измерения диаметра заключается в расчете диаметра колеса по кругу катания в зависимости от фиксируемой аi-й хорды на постоянном уровне от головки рельса Hi и фиксируемой hi-й высоты гребня от поверхности контактирования колесной пары с рельсом.The essence of the method of measuring the diameter is to calculate the diameter of the wheel in a rolling circle, depending on the fixed i i- th chord at a constant level from the rail head H i and the fixed h i -th height of the ridge from the contact surface of the wheel pair with the rail.
Геометрические размеры колеса и значения хорд на постоянном уровне от головки рельса наглядно представлены на фиг.1а, б. При этом текущие значения диаметров колесных пар по кругу их катания (dik) равны:The geometric dimensions of the wheel and the values of the chords at a constant level from the rail head are graphically presented in figa, b. Moreover, the current values of the diameters of the wheelsets in the circle of their skating (d ik ) are equal to:
где ai - измеряемый размер хорды на Hi-м уровне от головки рельса, мм;where a i is the measured chord size at the H i -th level from the rail head, mm;
hi - i-я высота гребня от поверхности катания колеса, мм.h i - i-th height of the ridge from the surface of the wheel, mm
По выражению (1) видно, что кроме Hi и аi необходимо в системе измерения предусматривать контроль высоты гребня (hi), которая с учетом износа (проката) бандажа (δi) равна:According to the expression (1), in addition to H i and a i, it is necessary in the measurement system to provide control of the height of the ridge (h i ), which, taking into account the wear (rolled) of the bandage (δ i ), is equal to:
где hH - номинальная высота гребня при отсутствии износа бандажа.where h H is the nominal height of the ridge in the absence of wear of the bandage.
Из уравнения (2) износ (прокат) бандажа колесной пары равен:From equation (2), the wear (rental) of the wheel pair brace is:
Таким образом, наряду с измерением диаметра dik, способ позволяет контролировать степень износа бандажа (δi).Thus, along with measuring the diameter d ik , the method allows you to control the degree of wear of the bandage (δ i ).
Известные фотооптические устройства для измерения геометрических размеров колесных пар железнодорожного подвижного состава содержат осветители, оптические линзы, преобразователи и фотоэлементы, соединенные с дешифраторами и с блоком регистрации результатов измерений [2, 3].Known photo-optical devices for measuring the geometric dimensions of wheel sets of railway rolling stock contain illuminators, optical lenses, converters and photocells connected to decoders and to a unit for recording measurement results [2, 3].
Однако, наряду с положительными достижениями в области измерительной техники известные устройства обладают недостатками, которые, как уже отмечалось, просматриваются в том, что они обладают низким классом точности измерения и низкой надежностью, зависящей от погодных условий.However, along with the positive advances in the field of measurement technology, known devices have drawbacks, which, as already noted, can be seen in the fact that they have a low class of measurement accuracy and low reliability, depending on weather conditions.
Общая компоновка фотолазерного устройства для измерения хорды ai колеса и высоты гребня hi показана на фиг.2 и 3, которая включает: рельсовую вставку 1 с технологическим окном 2, горизонтальную и вертикальную фотоприемную матричную “линейку” 3, 4, типовые фотоэлементы 5, 6 и лазерные источники света 7, 8, 9, 10, оборудованные плосковыпуклыми линзами. На фиг.2 также приведена блок-схема измерительной системы устройства, которая включает: блок питания лазерных источников света (БП), коммутирующий блок (КБ), дешифраторы (ДШ1, ДШ2), персональный компьютер (ПК) и блок регистрации результатов измерений (БР).The general arrangement of a photo-laser device for measuring wheel chords a i and ridge height h i is shown in FIGS. 2 and 3, which includes: a rail insert 1 with a
На фиг.3 приведены: размеры гребня hн, hi, износ (прокат) бандажа δi, а также показано расположение лазерного источника света 10 и матричной "линейки" 4 напротив технологического окна 2 рельсовой вставки 1. В качестве дополнительного пояснения следует отметить, что для повышения класса точности предусматриваются матричные "линейки" 3, 4 с линейным шагом фотоэлементов не более 0.1 мм. Также следует отметить, что размер Hi устанавливается из условия свободности "прострела" лазерных источников света 9, 7 и 8 под рамой тележки колесных пар вагона с одной стороны путей на другую.Figure 3 shows: the dimensions of the ridge h n , h i , the wear (rental) of the bandage δ i , and also shows the location of the
Для исключения влияния осадков в виде снега или дождя на надежность функционирования элементов измерительной системы отведенный участок пути оборудован защитой в виде перекрытия 12 и бокового ограждения 13 (см. фиг.4).To eliminate the influence of precipitation in the form of snow or rain on the reliability of the functioning of the elements of the measuring system, the designated section of the track is equipped with protection in the form of an
Фотолазерное устройство функционирует следующим образом. Перед процессом контроля колесных пар поезда оператор включает измерительную систему и далее в автоматическом режиме производится замер высоты гребня hi и хорды аi каждой колесной пары на уровне Нi от головки рельса в следующем порядке. В момент отсечки луча света от лазерного источника 7 обеспечивается посредством коммутирующего блока КБ подключение лазерных источников 8, 9, 10 и далее в зависимости от размера хорды и высоты гребня подаются сигналы на дешифраторы ДШ1 и ДШ2. При этом величина hi фиксируется в момент минимального освещения матричной "линейки" 4. Окончательно по выражению (1) операция расчета диаметра колеса по кругу катания производится на персональном компьютере.Photolaser device operates as follows. Before the process of monitoring the wheelsets of the train, the operator turns on the measuring system and then automatically measures the height of the ridge h i and the chords a i of each wheel pair at the level N i from the rail head in the following order. At the time of cutting off the light beam from the
Аналогично, по результату измерения hi также посредством ПК определяется величина износа (проката) бандажа δi.Similarly, according to the measurement result of h i , the amount of wear (rental) of the bandage δ i is also determined by the PC.
Отключение измерительной системы осуществляется автоматически посредством фотоэлемента 6 и коммутирующего блока КБ в момент отсечки гребнем колеса линейного лазерного источника света 8.The measuring system is switched off automatically by means of a photocell 6 and a switching unit KB at the moment the wheel crest cuts off the linear
Геометрическое положение колесных пар в моменты измерения их хорд фотолазерным устройством показано на фиг.1, в.The geometric position of the wheelsets at the moments of measuring their chords with a photolaser device is shown in figure 1, c.
Эффективность способа и фотолазерного устройства, предназначенного для его осуществления, достигается за счет повышения класса точности измерения и надежности функционирования измерительных элементов при любых погодных условиях. В частности, за счет использования лазерных источников света и фотоприемников в виде матричных "линеек" достигается точность измерения геометрических размеров колесной пары в диапазоне ±0.1 мм.The effectiveness of the method and the photolaser device intended for its implementation is achieved by increasing the class of measurement accuracy and the reliability of the measurement elements in all weather conditions. In particular, due to the use of laser light sources and photodetectors in the form of matrix "lines", the accuracy of measuring the geometric dimensions of the wheelset in the range of ± 0.1 mm is achieved.
Эффективность способа и устройства также достигается за счет возможности измерения износа (проката) бандажей колесных пар.The effectiveness of the method and device is also achieved due to the possibility of measuring the wear (rental) of the bandages of wheelsets.
Источники информации:Sources of information:
1. Патент РФ №2124180, кл. G 01 В 11/08, 1998 г.1. RF patent №2124180, cl. G 01
2. А.С. СССР №156971, кл. G 01 В 07/00, 1963 г.2. A.S. USSR No. 156971, class G 01 B 07/00, 1963
3. А.С. СССР №275102, кл. В 61 К 9/12, 1970 г.3. A.S. USSR No. 275102, cl. B 61 K 9/12, 1970
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003111596/28A RU2255309C2 (en) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | Mode and a photolaser arrangement for definition of the diameter of wheel pairs of a railway mobile train |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003111596/28A RU2255309C2 (en) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | Mode and a photolaser arrangement for definition of the diameter of wheel pairs of a railway mobile train |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003111596A RU2003111596A (en) | 2004-10-27 |
RU2255309C2 true RU2255309C2 (en) | 2005-06-27 |
Family
ID=35836901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003111596/28A RU2255309C2 (en) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | Mode and a photolaser arrangement for definition of the diameter of wheel pairs of a railway mobile train |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2255309C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100449259C (en) * | 2006-12-18 | 2009-01-07 | 杭州电子科技大学 | On-line detection method and device for vehicle wheel set diameter |
CN110849280A (en) * | 2019-12-02 | 2020-02-28 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Wheel measuring equipment |
-
2003
- 2003-04-21 RU RU2003111596/28A patent/RU2255309C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100449259C (en) * | 2006-12-18 | 2009-01-07 | 杭州电子科技大学 | On-line detection method and device for vehicle wheel set diameter |
CN110849280A (en) * | 2019-12-02 | 2020-02-28 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Wheel measuring equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10728988B2 (en) | Light emission power control apparatus and method | |
ES2326284T3 (en) | DEVICE FOR CHECKING THE DEPTH OF THE TIRE PROFILE AND PROFILE TYPE, AND THE SPEED CLEARANCE AND LAND OF MOVING VEHICLES. | |
US9860962B2 (en) | Light emission power control apparatus and method | |
JPH11503520A (en) | Method and apparatus for non-contact measurement of road or rail distortion | |
AU2010263187A1 (en) | Tilt correction system and method for rail seat abrasion | |
CN206249563U (en) | Traffic lights regulation device and system | |
ES2371300T3 (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR THE NON-CONTACT MEASUREMENT OF A DEVIATION OF THE FUNCTIONAL COMPONENTS OF A FOOTWEAR OF A MAGNETIC FUNICULAR TRAMWAY DRIVEN WITH A LINEAR MOTOR. | |
RU2255309C2 (en) | Mode and a photolaser arrangement for definition of the diameter of wheel pairs of a railway mobile train | |
JP2640908B2 (en) | Trolley wire wear measurement optical system | |
CN109668515B (en) | Train wheel set size dynamic detection system and detection method | |
RU2430849C2 (en) | Method of controlling running locomotive wheel pair wheels | |
JP2008254509A (en) | Apparatus for detecting obstacle on railroad cross | |
CN110702070A (en) | 2D/3D line laser measuring device for measuring tunnel section | |
JP3966335B2 (en) | Trajectory inspection method and trajectory inspection kit | |
CN110146056A (en) | A kind of device and method of long-range accurate measurement ground vertical displacement | |
CN114407968B (en) | Track irregularity detection device and method for straddle type monorail travel traffic system | |
CN111220121A (en) | Railway roadbed settlement multipoint monitoring device and method based on LED imaging | |
RU2003111596A (en) | METHOD AND PHOTO LASER DEVICE FOR DETERMINING THE DIAMETER OF WHEEL PAIRS OF RAILWAY ROLLING STOCK | |
RU2351499C2 (en) | Rail transport wheel measurement method and device to this end | |
CN201697788U (en) | Detecting device for loss of important parts of vehicle pantograph | |
RU2393970C1 (en) | Control method of wheel pairs of railway vehicles | |
JP2514499B2 (en) | Rail clearance measurement method and rail length measurement method | |
RU2280577C1 (en) | Method of and device for detecting defects on roll surface of train wheel | |
CN113445377A (en) | Remote automatic measuring device for rail gauge | |
JP3967942B2 (en) | Rail fluctuation amount measuring method, rail fluctuation amount and rail gap measuring method, and measuring device used for the measurement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080422 |