RU2599458C1 - Способ дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2599458C1 RU2599458C1 RU2015117587/11A RU2015117587A RU2599458C1 RU 2599458 C1 RU2599458 C1 RU 2599458C1 RU 2015117587/11 A RU2015117587/11 A RU 2015117587/11A RU 2015117587 A RU2015117587 A RU 2015117587A RU 2599458 C1 RU2599458 C1 RU 2599458C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- rolling stock
- magnetic fluid
- flux
- core
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract 3
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000008447 perception Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 13
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
- B61L1/02—Electric devices associated with track, e.g. rail contacts
- B61L1/08—Electric devices associated with track, e.g. rail contacts magnetically actuated; electrostatically actuated
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Способ дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава включает изменение в магнитопроводе посредством колеса магнитного потока, трансформацию последним информационного сигнала и восприятие ее фактом регистрации. Причем в качестве информационного сигнала используют поток излучения в световоде, часть магнитопровода выполняют из магнитной жидкости, а поток излучения трансформируют изменением величины рассеяния его в окружающую среду путем перемещения магнитной жидкости относительно очищенной от оболочки сердцевины световода. Достигается расширение функциональных возможностей. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к устройствам регистрации колесных пар подвижного состава.
Прототипом является путевой датчик, включающий подключенную к измерительной схеме катушку индуктивности с магнитопроводом, который выполнен прямоугольным и размещен параллельно оси головки рельса, при этом длина прямоугольного магнитопровода П-образной формы определяется функциональной зависимостью, а его ширина должна быть больше ширины реборды колеса подвижного состава, катушка индуктивности связана магнитным полем с ребордой колеса и через токовый резистор подключена к генератору переменного напряжения измерительной схемы, причем параллельно токовому резистору подключен преобразователь аналогового сигнала в логический, с которого сигнал поступает в систему счета осей [патент РФ 2372232, МПК B61L 1/08, 2009].
Недостатками прототипа являются:
- неудобство в эксплуатации, вызванное необходимостью подвода к датчику большого числа проводов для подключения питания и съема информации;
- ограниченные функциональные возможности, связанные с невозможностью подсчета колесных пар высокоскоростных поездов, так как самоиндукция в катушке обуславливает медленное нарастание тока при изменении магнитного потока, в результате чего проходящее через датчик второе колесо тележки может быть не зарегистрировано датчиком. Кроме того, датчик не позволяет определить направление движения подвижного состава;
- сложность конструкции, обусловленная наличием разнообразной аппаратуры.
Задачей изобретения является устранение этих недостатков, а именно упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационных характеристик.
Задача решается тем, что в способе дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава, включающем изменение в магнитопроводе посредством колеса магнитного потока, трансформацию последним информационного сигнала и восприятие ее фактом регистрации, в качестве информационного сигнала используют поток излучения, который трансформируют изменением величины рассеяния его в окружающую среду.
Величину рассеяния меняют изменением показателя преломления окружающей среды. Информационный сигнал пропускают через световод. Часть магнитопровода выполняют из магнитной жидкости. Рассеивание потока излучения производят путем удаления оболочки световода. В качестве основы магнитной жидкости используют керосин. Магнитную жидкость помещают в прозрачный корпус.
Устройство для осуществления способа дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава, содержащее преобразователь аналогового сигнала в логический, постоянный магнит и магнитопровод с чувствительным элементом, дополнительно снабжено усилителем, источником излучения, фотоприемником и световодом, при этом чувствительный элемент выполнен в виде трубки с магнитной жидкостью, в которой с сердцевиной, очищенной от оболочки, размещен световод, один конец которого оптически соединен с источником излучения, а другой - с фотоприемником, выход которого через усилитель подключен к преобразователю аналогового сигнала в логический.
Сердцевина, очищенная от оболочки, уложена в виде петли.
Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Использование в качестве информационного сигнала потока излучения, который трансформируют изменением величины его рассеяния в окружающую среду, позволяет упростить конструкцию исключением электрических проводов питания и улучшить эксплуатационные характеристики, убрав температурную погрешность.
Изменение величины рассеяния посредством показателя преломления окружающей среды повышает надежность конструкции устройства при изменении температуры, так как показатель преломления мало зависит от температуры и в небольших температурных интервалах даже может считаться постоянным. Температурный коэффициент показателя преломления пропорционален температурному коэффициенту плотности жидкости, который для подавляющего большинства жидкостей лежит в узких пределах от 0,0004 до 0,0006 1/град.
Пропускание информационного сигнала через световод повышает эксплуатационные характеристики, так как значительно уменьшается затухание сигнала по сравнению с передачей его по электрическим проводам на большие расстояния. Кроме того, по световоду при необходимости можно передавать значительно больше информации, чем по электрическому кабелю.
Выполнение части магнитопровода из магнитной жидкости позволяет относительно легко изменять показатель преломления, что упрощает конструкцию устройства, а также повышает быстродействие за счет высокой скорости перемещения жидкости в магнитном поле.
Проведение рассеивания потока излучения путем удаления оболочки световода позволяет также относительно легко конструктивно изменять показатель преломления среды и при необходимости выпускать устройства с различной чувствительностью, что улучшает эксплуатационные характеристики.
Использование в качестве основы магнитной жидкости керосина улучшает эксплуатационные характеристики. Керосин имеет низкую температуру замерзания и высокую температуру кипения, что позволяет использовать устройства с его применением в широком температурном диапазоне. Кроме того, керосин является маслянистой жидкостью, обладающей антифрикционными свойствами, что уменьшает износ поверхности, по которой он движется (течет) и, следовательно, увеличивает срок службы устройства.
Помещение магнитной жидкости в прозрачный корпус позволяет визуально проконтролировать работу устройства (чувствительного элемента) без специальной аппаратуры, что повышает эксплуатационные характеристики.
Снабжение устройства для осуществления способа дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава усилителем, источником излучения, фотоприемником и световодом и выполнение чувствительного элемента в виде трубки с магнитной жидкостью, в которой с сердцевиной, очищенной от оболочки, размещен световод, один конец которого оптически соединен с источником излучения, а другой - с фотоприемником, выход которого через усилитель подключен к преобразователю аналогового сигнала в логический, дает возможность упростить конструкцию устройства, повысить его быстродействие, расширить функциональные возможности и улучшить эксплуатационные характеристики за счет повышения стабильности параметров и уменьшения затухания сигнала при передаче его на расстояние.
Укладка сердцевины, очищенной от оболочки, в виде петли повышает восприимчивость чувствительного элемента.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображена схема устройства дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава. На фиг. 2 изображен вариант выполнения чувствительного элемента устройства. На фиг. 3 изображен вариант чувствительного элемента в корпусе, выполненном в виде сообщающихся сосудов.
Устройство дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава содержит размещенные около рельса 1 с колесной парой 2 постоянный магнит 3 и выполненный из магнитомягкого материала магнитопровод 4 с чувствительным элементом, исполненным в виде трубки 5 с магнитной жидкостью 6, в которой с сердцевиной 7, очищенной от оболочки 8, размещен световод 9, который на расстоянии может быть оптически подключен одним концом к источнику 10 излучения, а другим - к фотоприемнику 11, выход которого через усилитель 12 соединен с преобразователем 13 аналогового сигнала в логический.
Способ реализуют следующим образом.
Для дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава заводят поток излучения от источника 10, например светодиода, в световод 9. Движение колесной пары 2 мимо магнита 3 и магнитопровода 4 вызывает увеличение магнитного потока у торца трубки 5 чувствительного элемента (фиг. 1). В результате этого магнитная жидкость 6 устремляется из нижней части трубки в верхнюю, притягиваясь к магнитопроводу 4. Поскольку на участке L с сердцевины 7 световода удалена оболочка 8, то происходит контакт поверхности сердцевины 7 с окружающей ее в трубке 5 средой, и закрывание сердцевины жидкостью уменьшает рассеяния идущего по световоду потока излучения, который раньше рассевался через разреженный в трубке воздух (вакуум). Причем рассеяние происходит тем интенсивней, чем больше разность в показаниях преломления сердцевины 7 и окружающей среды (см., например, Унгер Х.Г. Планарные и волоконные оптические световоды. - М.: Мир, 1980). Основное затухание происходит на участке L, при закрывании (заливании, погружении в жидкость) которого жидкостью 6 на величину H при ее перемещении на выходе световода поток может быть найден по формуле
Ф=Ф0exp(-αвL)exp[H(αв-αж)],
где Φ, Ф0 - соответственно поток на выходе и входе световода; αж, αв - соответственно коэффициент затухания в жидкости и в воздухе (вакууме).
Изменение расстояния Η от первоначального значения вызывает соответствующее изменение потока излучения, которое преобразуется фотоприемником 11, например фотодиодом, в электрический сигнал, пропорциональный Н. Полученный сигнал усиливают усилителем 12 и подают на преобразователь 13 аналогового сигнала в логический, т.е. трансформируют тем самым сигнал на выходе фотоприемника в логический. Полученный логический сигнал записывают, например, в счетчик, подсчитывая число импульсов, которое будет соответствовать количеству колесных пар подвижного состава, проследовавших через чувствительный элемент.
После прохода колесной пары 2 через чувствительный элемент магнитный поток ослабевает и жидкость 6 за счет силы гравитации опускается вниз, в исходное состояние, обнажая при этом сердцевину 7 световода 9 и увеличивая при этом рассеяние потока излучения. Поскольку магнитная жидкость не проявляет ферромагнитных свойств и не сохраняет остаточной намагниченности после исчезновения магнитного поля, являясь парамагнетиком, то возврат ее в исходное положение будет происходить очень быстро.
Если очищенную сердцевину 7 световода уложить петлей (или несколькими петлями), то чувствительность такого элемента возрастет (фиг. 2).
Для определения направления движения подвижного состава корпус чувствительного элемента выполняют в виде сообщающегося сосуда (фиг. 3). В этом случае перекрывание колесной парой первого по ходу движения зазора магнитопровода, например левого, вызовет подъем магнитной жидкости в левой трубке и опускание ее в правой. При дальнейшем продвижении колесной пары, наоборот, жидкость опустится в левой и поднимется в правой трубке, что позволяет легко распознать направление движения подвижного состава. Кроме того, по времени между подъемом и опусканием магнитной жидкости в трубке или по интервалу времени между подъемами (опусканиями) жидкости в трубках можно оценивать величину скорости движения подвижного состава.
Внедрение изобретения позволит создать простое устройство для дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава.
Claims (4)
1. Способ дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава, включающий изменение в магнитопроводе посредством колеса магнитного потока, трансформацию последним информационного сигнала и восприятие ее фактом регистрации, отличающийся тем, что в качестве информационного сигнала используют поток излучения в световоде, при этом часть магнитопровода выполняют из магнитной жидкости, а поток излучения трансформируют изменением величины рассеяния его в окружающую среду путем перемещения магнитной жидкости относительно очищенной от оболочки сердцевины световода.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину рассеяния меняют изменением показателя преломления окружающей среды.
3. Устройство для осуществления способа дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава, содержащее преобразователь аналогового сигнала в логический, постоянный магнит и магнитопровод с чувствительным элементом, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено усилителем, источником излучения, фотоприемником и световодом, при этом чувствительный элемент выполнен в виде трубки с магнитной жидкостью, в которой с сердцевиной, очищенной от оболочки, размещен световод, один конец которого оптически соединен с источником излучения, а другой - с фотоприемником, выход которого через усилитель подключен к преобразователю аналогового сигнала в логический.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что сердцевина, очищенная от оболочки, уложена в виде петли.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015117587/11A RU2599458C1 (ru) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | Способ дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015117587/11A RU2599458C1 (ru) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | Способ дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава и устройство для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2599458C1 true RU2599458C1 (ru) | 2016-10-10 |
Family
ID=57127583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015117587/11A RU2599458C1 (ru) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | Способ дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2599458C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1226052A1 (ru) * | 1984-08-06 | 1986-04-23 | Казахский Химико-Технологический Институт | Дискретный пневмоэлектрический преобразователь |
RU2113027C1 (ru) * | 1996-09-30 | 1998-06-10 | Юрий Яковлевич Щелыкалов | Способ получения ферромагнитной жидкости |
RU2166218C2 (ru) * | 1999-02-22 | 2001-04-27 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Измерительный трансформатор тока |
RU42109U1 (ru) * | 2004-07-16 | 2004-11-20 | Государственное унитарное предприятие "Проектно-технологическо-конструкторское бюро по пути и путевым машинам" | Намагничивающая система вагона-дефектоскопа |
US7244572B1 (en) * | 2000-03-24 | 2007-07-17 | Wisys Technology Foundation, Inc. | One-dimensional arrays on optical fibers |
RU2372232C1 (ru) * | 2008-06-02 | 2009-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Путевой датчик |
-
2015
- 2015-05-08 RU RU2015117587/11A patent/RU2599458C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1226052A1 (ru) * | 1984-08-06 | 1986-04-23 | Казахский Химико-Технологический Институт | Дискретный пневмоэлектрический преобразователь |
RU2113027C1 (ru) * | 1996-09-30 | 1998-06-10 | Юрий Яковлевич Щелыкалов | Способ получения ферромагнитной жидкости |
RU2166218C2 (ru) * | 1999-02-22 | 2001-04-27 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Измерительный трансформатор тока |
US7244572B1 (en) * | 2000-03-24 | 2007-07-17 | Wisys Technology Foundation, Inc. | One-dimensional arrays on optical fibers |
RU42109U1 (ru) * | 2004-07-16 | 2004-11-20 | Государственное унитарное предприятие "Проектно-технологическо-конструкторское бюро по пути и путевым машинам" | Намагничивающая система вагона-дефектоскопа |
RU2372232C1 (ru) * | 2008-06-02 | 2009-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Путевой датчик |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5938056B2 (ja) | 接触を検出するための装置および方法 | |
US20130004982A1 (en) | Method and apparatus for magnetic flow cytometry | |
Wang et al. | A novel current sensor based on magnetic fluid and fiber loop cavity ring-down technology | |
RU2599458C1 (ru) | Способ дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава и устройство для его осуществления | |
CN105424220B (zh) | 一种基于表面等离激元的温度传感器 | |
CN115144638A (zh) | 基于单光路激发多量子点技术的量子电流互感器 | |
RU2600122C1 (ru) | Способ контроля заполнения путей подгорочного парка | |
RU2372232C1 (ru) | Путевой датчик | |
JP2014115249A (ja) | 光導波路素子評価装置および光導波路素子評価方法 | |
KR101657745B1 (ko) | 강판의 결함 탐상 장치 및 방법 | |
KR102508690B1 (ko) | 하이퍼 튜브 차량의 주행 정보 취득장치 및 그 속도 취득방법 | |
CN104063938A (zh) | 磁性图案检测装置 | |
CN102937465B (zh) | 一种光纤激光涡街流量计 | |
CN113281398B (zh) | 一种针式磁斥聚焦的检测传感器及检测系统 | |
JP2012083167A (ja) | 微小物質検出センサおよびそれを有する微小物質検出装置 | |
CN104061996A (zh) | 一种基于模间干涉原理的新型振动测量实验装置 | |
JP4086156B2 (ja) | 移動体の位置検知装置 | |
KR100682032B1 (ko) | 측정 장치 | |
CN110296986B (zh) | 一种基于片上密集型波导的纳米颗粒传感器及其传感方法 | |
RU2599599C1 (ru) | Способ дистанционного измерения угла отклонения объекта от горизонтального положения и устройство для его осуществления | |
Hua et al. | Development of a polymer based fiberoptic magnetostrictive metal detector system | |
RU2592034C1 (ru) | Способ дистанционного контроля формы остряка стрелочного перевода | |
Li et al. | Compact Automotive Optical Current Sensor Based on Evanescent-Wave Scattering by Ferromagnetic Particles | |
JP2006300565A (ja) | 流速計測素子及びマイクロ流路デバイス | |
RU2777878C1 (ru) | Способ калибровки измерительного преобразователя тока |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170509 |