SE457431B - Foerfarande foer att detektera varmgaang i lager - Google Patents

Description

457 431 en dator, som registrerar temperaturen. För att man skall få en någor- lunda rättvisande observering av varje specifikt lagers temperatur görs temperaturmätningar även på intilliggande lager då dessa passerar detektorn, och man kan genom sammanställning av dessa mätningar (samples) få en uppfattning om typen av lager och av temperaturen i lagret. Genom att korrelera samtliga registrerade temperaturer kan man få en uppfattning om den relativa temperaturen i de olika lagren och mer speciellt en indikering och larmgivning när onormalt hög temperatur föreligger i ett visst lager, varvid man samtidigt får en indikering om var i tågsettet detta lager är beläget. Registreringen av temperaturerna sker för varje enskilt lager för sig och kan jämföras med tröskelvärden, över vilka temperaturen i lagren normalt inte får tillåtas, och varvid larm erhålls om temperaturen överskrider sådant tröskelvärde.

Ett problem i sammanhanget är att olika lagertyper såsom rullager och glidlager ger olika temperaturvärden. Det kan många gånger vara problematiskt och tidsödande att analysera de_erhållna värdena och att å ena sidan se till att larm ges omedelbart om för hög temperatur obser- veras i ett lager och att å andra sidan se till att larm inte ges felaktigt eller i onödan. Ett annat problem är att man vid olika lager- typer sätter olika larmgränser genom att vissa lager normalt och utan varmgångsrisk har högre arbetstemperaturer än andra lager.

Till grund för uppfinningen har därför legat problemet att åstad- komma ett förfarande för att genom auto-korrelationsteknik detektera varmgång i lager, vilket förfarande medger en snabb och säker obser- vering av eventuell varmgång i lager av olika typer och med olika temperaturlarmgränser, och där man snabbare och säkrare än vad som hittills varit möjligt får en säker analys av den relativa temperaturen hos ett lager.

Detta åstadkoms enligt uppfinningen genom att man mäter de relativa temperaturerna i lagren till ett udda antal av åtminstone tre på varandra följande axlar, varefter ett referensvärde beräknas för den mittersta av de åtminstone tre axlarna, och detta referensvärde används för att definiera en termisk larmgräns, och varvid man observerar onormala temperaturer då referenstemperaturen 1 den nämnda mittersta axeln överskrids. 457 451 Temperaturen mäts på lagren på samma eller motsatta sidan av vagnen eller fordonet, och på detta sätt kan rättvisande mätvärden erhållas även om olika lagertyper ingår var som helst i mätobjektet, t ex tågsettet. Uppfinningen bygger på att en järnvägsvagn har en och samma typ av lager på alla hjul i vagnen, och att en vagn har minst två axlar, dvs minst två i rad efter varandra följande axlar med samma lagertyp.

Förfarandet enligt uppfinningen skall nu beskrivas mer i detalj, varvid det hänvisas till bifogade ritningar. Figur 1 visar allmänt ett system för observering av temperaturen i lager i ett tågset. Figur 2 illustrerar schematiskt grundprincipen vid förfarandet enligt uppfin- ningen. Figur 3 visar ett antal fall och systemet för att bestämma referensvärdet för en viss axel, och figur 4 visar ett blockschema över en algoritm hänförlig till figur 3.

Det i figur 1 visade systemet är i och för sig känt och är bl a avsett för observering av risk för varmgång i lager hos vagnarna i ett tågset. Anordningen består av en på vardera sidan av rälsen monterad värmedetektor 1 och 2 för lager i tågsettet. Detëktorerna är av den ovan allmänt beskrivna, kända typen och skall därför inte beskrivas i detalj i detta sammanhang. Värmedetektorn är ansluten till en dator 3, vilken är anordnad att beräkna de observerade värdena och vidarebefordra en information om dessa till en huvuddator 4, vilken på vanligt sätt har en ansluten skrivare 5 och en optisk och akustisk larmgivare 6, vilken anger när varmgång eller risk-för varmgång i ett lager föreligger.

Huvuddatorn kan på vanligt sätt vara samordnare för en mängd varm- gångsdetektorer placerade på ett flertal olika ställen längs med en bana.

I Såsom schematiskt illustreras i figur 2 upptas mätvärden för temperaturer hos minst tre stycken efter varandra följande hjulaxlar, dvs sex stycken hjul. Härigenom elimieras slumpvärden och risk för felaktigt uteblivet larm eller för felaktigt larm.

Förfarandet kan sägas innefatta 7 olika steg: 1. Först bildas ett medelvärde för samtliga lager på vänster sida och för samtliga lager på höger sida i tågsettet. 2. En klimat-kompensation införs, och alla mätvärden för lager på 457 431 den sida som uppvisade den lägsta temperaturen höjs upp såsom kommer att diskuteras i anslutning till figur 3. 3. För varje axel bestäms ett lägsta mätvärde, vilket är det troligen bästa värdet eller säkerhetsvärdet för följande algoritm, och .detta värde kan lagras t ex enligt följande tabellsystem: Hjulaxel nr Höger Vänster Lägsta Referens .--..__-..__---. ------------ ----~------- '.. ......... -..l ....... -___ _- ___- ........ -Ä ......... --.l 4. Från det lägsta värdet på åtminstone tre på varandra följande axlar beräknas genom en algoritm ett referensvärde för varje varje mittersta axel av de minst tre axlarna. Genom motsvarande algoritmer fullföljs beräkningen av referensvärden för samtliga axlar, och undan- tagna är då endast den första och den sista axeln i hela tågsettet, vilkas värden beräknas på annat sätt. Värdet för lagren i den första och den sista axeln kan enkelt beräknas, genom att den måste vara av samma typ som den näst sista eller den näst första axeln, dvs'den får samma referensvärde. 5. Referensvärdet multipliceras med en viss konstant, som väljs av operatören genom att man sätter “switchar" och bildar axelns larmgräns för högnivålarm. Därefter kontrolleras att den framräknade larmgränsen inte överstiger en maximalt tillåten larmgräns eller underskrider en minimalt tillåten larmgräns. Högnivålarmgränsen kan därmed bbegränsas till ett temperaturintervall, t ex S0-90°C. Lågnivålarmgränsen beräknas i procent av högnivålarmgränsen. Procentsatsen fastställs genom att man sätter"switchar¶ 6. Det uppmätta temperaturvärdet för vänster hjul respektive höger hjul jämförs med axelns larmgräns, och 457 431 7. om det befinns att den uppmätta temperaturen ligger över högnivålarmgränsen eller över lâgnivålarmgränsen går larm och den aktuella vagnen tas ur trafik för reparation, vilket alltså sker innan någon skada inträffat.

Vid beräkning av referensvärdet för tre på varandra följande axlar benämnda A, B och C går man till väga så som schematiskt illustreras i figur 3. Grundprincipen är att man väljer det lägsta av två varandra näraliggande värden, så att man försäkrar sig om att referensvärdet inte blir för högt och riskerar att förorsaka för sent larm. Man kan genom den aktuella algoritmen också eliminera problemet med att det i mät- värdena från de minst tre på varandra följande axlarna ingår lager av olika typer. Vid beräkning av tre på varandra följande axlar, vilket illustreras som icke-begränsande exempel i figur 3 kan fyra olika fall förekomma, betecknade I -IV. Avsikten är att i samtliga fall bestämma referensvärde för axeln B: I. I fall I visar de tre axlarnas lägsta mätvärden att axeln B har det högsta värdet. Man finner i detta fall att axlarna B och C har mest näraliggande värden, medan axeln A ligger relativt långt från axeln B.

Det är därför troligt att axlarna B och C är av samma typ. Av värdena för axlarna B och C väljs då det lägsta värdet, dvs värdet för axeln C, som referensvärde, att plockas in i diagrammet ovan. n. 1 fan 11 hugger varna: för axein s närmast iagst och väns då som referensvärde. .

III. I detta fall ligger värdena för axlarna A och-B relativt nära varandra, medan värdet för axeln C ligger tämligen långt från värdet för axeln B. Man har då fog att anta att lagren i axlarna A och B är samma typ, medan däremot lagret i axeln C är av annan typ. Av de båda axlarna med samma lager väljs då det lägsta värdet som referensvärde, dvs värdet för axeln A.

IV. I det fjärde och sista fallet har man skäl att anta att lagren i axlarna B och C är av samma typ, medan lagret i axeln A är av annan typ. Man väljer då det lägsta av de näraliggande värdena, motsvarande lager av samma typ, dvs värdet för axeln B.

Genom att referensvärdet för den mittersta axelns lager beräknas relativt lagren hos åtminstone två intilliggande hjul erhåller man 457 431 -all-tid rätt värde oavsett vilken lagertyp som förekommer i respektive axel och oavsett om två av de tre axlarna har en lagertyp och den tredje axeln en annan lagertyp.

Algoritmen sker i form av ett antal upprepade jämförelser mellan tre eller flera axlar. Även om i det ovanstående endast beskrivits jämförelser mellan tre på varandra följande axlar är det underförstått att motsvarande jämförelser kan ske mellan fler än tre axlar, och att än säkrare värden kan erhållas vid sådana mångaxel-jämförelser. Algoritmen kan representeras grafiskt så som visas i figur 4.

Det är underförstått att den ovanstående beskrivningen och de på ritningarna visade exemplen och förklaringarna endast är av beskrivande slag, och att många olika modifikationer kan förekomma inom ramen för de följande patentkraven.

Claims (7)

457 431 P a t e n t k r a v .._----------_------

1. Förfarande för att genom auto-korrelationsteknik detektera varmgång i lager oavsett lagertyp, k ä n n e t e c k n a t av att de relativa temperaturerna i lagren till åtminstone tre på varandra följande axlar (A, B, C) mäts, varefter ett referensvärde beräknas för den mittersta (Bl av de åtminstone tre axlarna, och detta referensvärde används för att definiera en termisk larmgräns, och varvid man observerar onormala temperaturer då referenstemperaturen i den nämnda mittersta axeln (B) överskrids.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att minst tre axlar vardera med två lager mäts, och av att det fastställs vilka temperaturer hos två intilliggande axlar som ligger närmast varandra, och att den lägre av dessa två temperaturer väljs för beräkning av referensvärdet.

3.Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att den lägre temperaturen av de två närmast varandra liggande temperaturerna hos de tre axlarna multipliceras med en viss konstant till erhållande av referensvärdet.

4.Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att beräkningen av referensvärdet för den mittersta axeln (B) sker genom algoritm. -

5. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att algoritmen sker i form av ett upprepat antal jämförelser.

6. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e * t e c k n a t av att man före korrelationsmätningen av temperaturerna i de åtminstone tre axlarna bildar ett medelvärde för samliga lager på båda sidor av vagnen eller fordonet, vilket medelvärde, Justerat med en klimatkompensation och temporär uteslutning av onormala värden, används för bestämning av en norm från vilken larmgränsen bestäms.

7. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att larm ges då referenstemperaturen i lagret till den mittersta av de åtminstone tre axlarna överskrider den termiska larmgränsen.