RU2100236C1

RU2100236C1 - Device for collecting and recording data on condition of axle boxes of running train

Info

Publication number: RU2100236C1
Application number: RU96117276A
Authority: RU
Inventors: М.В. Ромкин; В.П. Кручинин
Original assignee: Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта им.М.Т.Елизарова
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 1997-12-27

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: device has first and second self contained travel pickups and first and second axle box temperature control chambers placed in tandem in first and second measuring channels. first and second analog comparators of operating signals and levels preset by reference voltage source are placed in measuring channels in series with axle box temperature control chamber. First and second inputs of reference voltage source are connected with setting inputs of first and second comparators, respectively. It has first storage recorder of results of axle checking threshold values, information inputs of cells of recorder being connected with outputs of corresponding comparators, second recorder-shaper of running vehicle axle signals, third recorder of address and results of checking of running vehicle axles, first checking commencement signal shaper connected in series with first travel pickup, second wheelset passing and end of checking signal shaper, connected in series with second travel pickup, third checking cycle shaper whose output is connected with united strobe inputs of comparators, and car-to-car distance identification pickup. Output of third shaper and first input of car-to-car distance identification pickup are connected with output of first shaper. EFFECT: enhanced reliability of checking. 2 dwg

Description

Устройство сбора и фиксации данных о состоянии букс движущегося поезда. A device for collecting and fixing data on the state of the axle boxes of a moving train.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано в автоматической аппаратуре для обнаружения перегретых букс в проходящих поездах. The invention relates to railway automation and telemechanics and can be used in automatic equipment for detecting overheated axle boxes in passing trains.

Известно устройство автоматического обнаружения перегретых букс подвижного состава, содержащее путевые считывающие камеры, датчики прохода колесных пар, усилители пороговые элементы, блоки управления и памяти амплитуд тепловых сигналов двух букс вагона, а также амплитудный дискриминатор, усилитель-инвертор с расчетным коэффициентом усиления и сумматором, причем два входа сумматора и амплитудного дискриминатора подключены параллельно к выходам блока памяти амплитуд тепловых сигналов двух букс, выход амплитудного дискриминатора подключен к входу усилителя-инвертора, выход которого подключен к третьему входу сумматора, выход которого соединен с входом порогового элемента. A device for automatically detecting overheated axleboxes of rolling stock, comprising track reading cameras, wheel pair passage sensors, amplifiers threshold elements, control units and memory amplitudes of thermal signals of two axleboxes of a car, as well as an amplitude discriminator, an inverter amplifier with a calculated gain and an adder, two inputs of the adder and amplitude discriminator are connected in parallel to the outputs of the memory block of the amplitudes of the thermal signals of the two axle boxes, the output of the amplitude discriminator under is connected to the input of the amplifier-inverter, the output of which is connected to the third input of the adder, the output of which is connected to the input of the threshold element.

Недостатками известного устройства являются низкая точность обнаружения перегретых букс из-за использования устройства аналоговой памяти и громоздкость из-за сложности обработки результатов контроля. The disadvantages of the known device are the low accuracy of detection of overheated axle boxes due to the use of an analog memory device and cumbersome due to the complexity of processing the control results.

Известно устройство сбора и фиксации данных о состоянии букс движущегося поезда, содержащее автономные путевые датчики перемещения и камеры фиксации инфракрасного излучения, последовательно включенные в соответствующие измерительные каналы (для левой и правой сторон отдельно), включающие в себя усилитель сигналов от камер фиксации инфракрасного излучения, устройство аналоговой памяти и блок логической обработки сигналов. A device for collecting and fixing data on the state of the axleboxes of a moving train, comprising autonomous travel sensors and infrared radiation detectors, sequentially included in the respective measuring channels (for the left and right sides separately), including an amplifier of signals from infrared detectors, a device analog memory and logical signal processing unit.

Недостатками известного устройства являются низкая точность обнаружения перегретых букс из-за использования аналоговой памяти и громоздкость из-за сложности обработки результатов контроля. The disadvantages of the known device are the low accuracy of detection of overheated axle boxes due to the use of analog memory and cumbersome due to the complexity of processing the control results.

Цель изобретения повышение точности и упрощение устройства. The purpose of the invention is improving accuracy and simplifying the device.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство сбора и фиксации данных о состоянии букс движущегося поезда, содержащее первый и второй автономные датчики перемещения и первую и вторую камеры контроля температуры букс, последовательно включенные в первый и второй измерительные каналы, последовательно камере контроля температуры букс введены первый и второй аналоговые компараторы рабочих сигналов и уровней, задаваемых источником опорных напряжений, первый и второй входы которого соединены с установочными входами соответственно первых и вторых компараторов, первый регистр памяти результатов контроля пороговых значений оси, информационные входы ячеек которого соединены с выходами соответствующих компараторов, второй регистр-формирователь осей подвижной единицы, третий регистр адреса и результатов контроля осей подвижной единицы, первый формирователь сигналов начала контроля, последовательно соединенный с первым датчиком перемещений, второй формирователь сигнала прохождения колесной пары и окончания контроля, последовательно соединенный с вторым датчиком перемещений, третий формирователь цикла контроля, выход которого соединен с объединенными стробовыми входами компараторов, и датчик идентификации межвагонного расстояния (ИМР), при этом выход третьего формирователя и первый вход датчика ИМР соединены с выходом первого формирователя, а вторые входы третьего формирователя и датчика ИМР соединены с первым выходом второго формирователя, второй выход которого соединен с объединенными сбросовыми входами ячеек первого регистра, кроме того, первый вход второго формирователя соединен с объединенными информационными входами ячеек второго регистра, объединенные сбросовые входы которых соединены с выходом датчика ИМР, выход каждой ячейки второго регистра соединен с объединенными установочными входами соответствующих четырех ячеек третьего регистра, информационные входы которых соединены с выходами соответствующих ячеек первого регистра. This goal is achieved by the fact that in the device for collecting and fixing data on the state of the axle boxes of a moving train, containing the first and second autonomous displacement sensors and the first and second axlebox temperature control chambers, sequentially included in the first and second measuring channels, the first and second analog comparators of the working signals and levels specified by the reference voltage source, the first and second inputs of which are connected to the installation inputs, respectively first and second comparators, the first register of memory for the results of monitoring threshold values of the axis, the information inputs of the cells of which are connected to the outputs of the corresponding comparators, the second register-shaper of the axes of the moving unit, the third register of addresses and the results of the control of the axes of the moving unit, the first signal generator of the start of control, connected in series with the first displacement sensor, the second driver of the signal passing the wheelset and the end of control, connected in series with the second sensor movements, the third driver of the control cycle, the output of which is connected to the combined strobe inputs of the comparators, and the intercar distance identification sensor (IDM), while the output of the third driver and the first input of the IMR sensor are connected to the output of the first driver, and the second inputs of the third driver and the IMR sensor are connected with the first output of the second shaper, the second output of which is connected to the combined discharge inputs of the cells of the first register, in addition, the first input of the second shaper is connected to connected to the information inputs of the cells of the second register, the combined discharge inputs of which are connected to the output of the IIR sensor, the output of each cell of the second register is connected to the combined installation inputs of the corresponding four cells of the third register, the information inputs of which are connected to the outputs of the corresponding cells of the first register.

На фиг. 1 и 2 представлены соответственно упрощенная структурная схема устройства и временные диаграммы, поясняющие его работу. In FIG. 1 and 2, respectively, are presented a simplified block diagram of the device and timing diagrams explaining its operation.

Устройство содержит автономные датчики перемещения 1 и 2, расположенные в зоне железнодорожного полотна на определенном расстоянии друг от друга и фиксирующие прохождение колесных пар подвижных единиц, камеры 3 и 4 контроля температуры букс, расположенные в зоне контроля, формирователь 5 цикла контроля, формирователь 6 сигнала начала контроля, соединенный с выходом датчика 1, формирователь 7 сигнала прохождения колесной пары и окончания контроля, соединенный с выходом датчика 2, аналоговые компараторы 8 и 9, измерительные входы которых соединены с выходом камеры 3, аналоговые компараторы 10 и 11, измерительные входы которых соединены с выходом камеры 4, источник опорных напряжений 12, первый выход которого соединен с установочными входами компараторов 8 и 10, а второй выход соединен с установочными входами 9 и 11, регистр 13 памяти результатов контроля пороговых значений оси, количество ячеек которого определено двумя уровнями контроля букс оси, регистр 14 адреса и результатов контроля осей подвижной единицы, количество ячеек которого определено максимально возможным числом осей в подвижной единице и двумя уровнями контроля букс каждой оси, регистр-формирователь 15 адреса подвижной единицы, количество ячеек которого определено максимально возможным числом осей в подвижной единице, датчик 16 идентификации межвагонного расстояния, выход которого соединен с объединенными сбросовыми входами ячеек регистра 15. Первые входы датчика 16 и формирователя 5 соединены с выходом формирователя 6. Первый выход формирователя 7 соединен со вторыми входами датчика 16 и формирователя 5 и с объединенными информационными входами ячеек регистра 15. Выход формирователя соединен со сторобовыми входами компараторов 8, 9, 10 и 11, выходы которых в свою очередь соединены с информационными входами соответствующих ячеек регистра 13, объединенные сбросовые входы которых соединены с вторым выходом формирователя 7. Выход каждой ячейки регистра 15 соединен с объединенными установочными входами соответствующих четырех ячеек регистра 14, информационные входы которых соединены с выходами соответствующих ячеек регистра 13. Применение аналоговых компараторов, относящихся к дискретной технике, обеспечивает высокую и стабильную чувствительность, что позволяет повысить достоверность обнаружения перегретых букс. The device contains autonomous displacement sensors 1 and 2 located in the zone of the railway track at a certain distance from each other and detecting the passage of the wheelsets of the moving units, chambers 3 and 4 for monitoring the temperature of the axleboxes located in the control zone, driver 5 of the control cycle, driver 6 of the start signal control connected to the output of the sensor 1, the driver 7 of the signal passing the wheelset and the end of the control connected to the output of the sensor 2, analog comparators 8 and 9, the measuring inputs of which are connected they are connected to the output of camera 3, analog comparators 10 and 11, the measuring inputs of which are connected to the output of camera 4, a reference voltage source 12, the first output of which is connected to the installation inputs of comparators 8 and 10, and the second output is connected to the installation inputs 9 and 11, register 13 memory of the results of the control of threshold values of the axis, the number of cells of which is determined by two levels of control of the axle boxes, register 14 of the address and the results of the control of the axes of the moving unit, the number of cells of which is determined by the maximum possible number of axes in p movable unit and two axle box axle control levels, register-driver 15 of the address of the movable unit, the number of cells of which is determined by the maximum possible number of axes in the mobile unit, intercar distance identification sensor 16, the output of which is connected to the combined discharge inputs of the register cells 15. The first sensor inputs 16 and the shaper 5 are connected to the output of the shaper 6. The first output of the shaper 7 is connected to the second inputs of the sensor 16 and the shaper 5 and to the combined information inputs of the reg cells page 15. The output of the shaper is connected to the gate inputs of the comparators 8, 9, 10 and 11, the outputs of which are in turn connected to the information inputs of the corresponding cells of the register 13, the combined discharge inputs of which are connected to the second output of the shaper 7. The output of each cell of the register 15 is connected to the combined installation inputs of the corresponding four cells of the register 14, the information inputs of which are connected to the outputs of the corresponding cells of the register 13. The use of analog comparators related to discrete technology, provides high and stable sensitivity, which improves the reliability of detection of overheated axle boxes.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В исходном состоянии при отсутствии подвижной единицы в зоне контроля на выходах датчиков перемещения 1 и 2 и на выходах камер контроля температуры букс 3 и 4 сигналы отсутствуют. Все регистры находятся в нулевом состоянии, на выходах аналоговых компараторов 8, 9, 10 и 11 нулевые сигналы. При наличии в зоне контроля подвижной единицы и в момент прохождения первой колесной пары над датчиком 1, что соответствует моменту времени t₀ на временных диаграммах, с выхода датчика 1 сигнал, преобразованный в нормированный (дискретный), поступает на вход формирователя 6 сигнала начала контроля, где по переднему фронту дискретного сигнала от датчика 1 формируется единичный сигнал. Единичный сигнал с выхода формирователя поступает на первый вход формирователя 5 цикла контроля, на выходе которого при этом формируется единичный сигнал, поступающей на стробовые входы компараторов и разрешающий тем самым компараторам 8, 9, 10 и 11 производить сравнение сигналов соответственно от камер 3 и 4 с сигналами, сформированными источником опорных напряжений 12 и соответствующим двум пороговым уровням перегрева буксы, сравнение производится во время нахождения колесной пары в зоне действия камер 3 и 4, приблизительно равной 26,4 см, и начинается в момент захода колесной пары в эту зону, соответствующей моменту времени t₁ на временных диаграммах. В результате контроля (сравнения сигналов от камер 3, 4 и сигналов от источника опорных напряжений 12) на выходах компараторов формируются сигналы, которые в виде четырех последовательных сигналов в пространственном коде, где при наличии перегрева фиксируются два первых сигнала как единица, при отсутствии как нули для буксы одной стороны оси, третий и четвертый сигнал характеризует состояние буксы другой стороны, поступают на информационные входы соответствующих ячеек регистра 13 памяти порогового контроля оси и записываются в эти ячейки. Таким образом, в регистр 13 будет записана информация о состоянии букс колесной пары в пространственном коде. При прохождении первой колесной пары над датчиком 2, что соответствует моменту времени t_З на временных диаграммах, сигнал с выхода датчика 2, преобразованный в нормированный, поступает на вход формирователя 7 сигнала прохождения колесной пары окончания контроля, на первом и втором выходе которого формируются сигналы соответственно по переднему и заднему фронтам нормированного сигнала от датчика. Сигнал с первого выхода формирователя 7 поступает на второй вход формирователя 5, на выходе которого при этом формируется нулевой сигнал, поступающей на стробовые входы компараторов и запрещающий тем самым производить им сравнения сигналов от камер 3, 4 и от источника 12. Кроме этого, сигнал с первого выхода формирователя 7 поступает на информационный вход первой ячейки регистра формирователя 15 адреса подвижной единицы. По этому сигналу в первую ячейку регистра 15 запишется единица и единичным сигналом с выхода этой ячейки, который поступает на объединенные установочные входы первой четверки ячеек регистра 14 адреса и результатов контроля осей подвижной единицы, будет разрешена запись в эти ячейки сигналов с выходов соответствующих ячеек регистра 13. После переписи состояния регистра 13 в ячейки (первые четыре) регистра 14 по сигналу с второго выхода формирователя 7, поступившему на объединенные сбросовые входы ячеек регистра 13, данный регистр сбрасывается в исходное состояние, что соответствует моменту времени t_З на временных диаграммах. Таким образом, в регистре 14 будет записана информация о состоянии букс первой колесной пары в пространственном коде, а регистр 13 будет готов для записи в него результатов контроля букс следующей колесной пары. При прохождении второй колесной пары подвижной единицы над датчиками 1 и 2, что соответствует моменту времени t₄ и t₅ на временных диаграммах сравнение температуры букс с пороговыми уровнями и фиксирование результатов контроля в регистре 13 производится аналогично контролю состояния букс первой колесной пары. При прохождении второй колесной пары над датчиком 2 сигналом с первого выхода формирователя 7 единица, записанная в первой ячейке регистра 15, переписывается во вторую его ячейку, тем самым единичным сигналом с ее выхода, который поступает на объединенные установочные входы, второй четверки ячеек регистра 14, будет разрешена запись в эти ячейки состояния регистра 13. После переписи информации из регистра 13 в регистр 14, по сигналу с второго выхода формирователя 7, регистр 13 будет сброшен в исходное состояние, на временных диаграммах это соответствует моменту времени t₆. При прохождении последующих колесных пар подвижной единицы над датчиками 1 и 2 единица из второй ячейки регистра будет переписывается соответственно в следующие ячейки этого регистра, тем самым разрешая перепись информации о буксах колесной пары из регистра 13 поочередно в соответствующее четверки ячеек регистра 14. Таким образом, после прохождения всех колесных пар подвижной единицы в регистре 14 не будет записана информация о состоянии всех букс подвижной единицы. На временных диаграммах для примера показано фиксирование перегрева левой буксы второй колесной пары по первому пороговому уровню и перегрев правой буксы колесной пары n-1 по второму пороговому уровню. Параллельно контролю состояния букс по сигналам с выхода формирователя и с первого выхода формирователя 7 производится идентификация межвагонного расстояния датчиком 16 межвагонного расстояния, идентифицирующем эти расстояния по соотношению длины класса межвагонных расстояний к мерной, и при определении скорости прохождения мерного расстояния между датчиками 1 и 2. При выявлении межвагонного расстояния на выходе датчика 16 формируется сигнал прохождения одной подвижной единицы, что соответствует моменту времени t₀ на временных диаграммах, который поступает на передающее устройство и на объединенные сбросовые входы ячеек регистра 15 и сбрасывает его в исходное состояние. Сигналы с выходов ячеек регистра 14 в виде пространственного последовательного кода переписываются в регистр памяти передающего устройства, после чего регистр 14 сбрасывается в исходное состояние. Таким образом, регистр 14 будет готов для записи в него результатов контроля букс следующей подвижной единицы. Контроль температуры букс последующих подвижных единиц производится аналогично вышеописанному.In the initial state, in the absence of a moving unit in the control zone, there are no signals at the outputs of the displacement sensors 1 and 2 and at the outputs of the temperature control chambers axle boxes 3 and 4. All registers are in the zero state, the outputs of the analog comparators 8, 9, 10 and 11 are zero signals. If there is a moving unit in the control zone and at the moment of passage of the first pair of wheels above the sensor 1, which corresponds to time t ₀ in the time diagrams, from the output of the sensor 1, the signal converted to normalized (discrete) is fed to the input of the driver 6 of the control start signal, where a single signal is formed on the leading edge of the discrete signal from the sensor 1. A single signal from the output of the shaper enters the first input of the shaper 5 of the control cycle, at the output of which a single signal is generated that goes to the gate inputs of the comparators and allows the comparators 8, 9, 10 and 11 to compare signals from cameras 3 and 4, respectively signals generated by the source of the reference voltage 12 and the corresponding two threshold levels of overheating of the axle box, the comparison is made while the wheelset is in the range of cameras 3 and 4, approximately equal to 26.4 cm, and Chin at the time of call wheelset in the zone corresponding to the time t ₁ in the timing diagrams. As a result of control (comparing signals from cameras 3, 4 and signals from a reference voltage source 12), signals are generated at the outputs of the comparators, which are in the form of four consecutive signals in a spatial code, where, in the presence of overheating, the first two signals are recorded as one, in the absence of zeros for the axle box on one side of the axis, the third and fourth signal characterizes the condition of the axle box on the other side; they are fed to the information inputs of the corresponding cells of the register 13 for threshold axis control memory and are recorded in these cells. Thus, in the register 13 will be recorded information about the state of the axle boxes of the wheelset in the spatial code. When the first wheel pair passes over the sensor 2, which corresponds to the time t _З in the time diagrams, the signal from the output of the sensor 2, converted to normalized, is fed to the input of the shaper 7 of the passage of the wheel pair of the end of control, the signals are generated at the first and second output, respectively along the leading and trailing edges of the normalized signal from the sensor. The signal from the first output of the shaper 7 is fed to the second input of the shaper 5, at the output of which a zero signal is generated, which goes to the gate inputs of the comparators and thus prohibits them from comparing signals from cameras 3, 4 and from source 12. In addition, the signal from the first output of the shaper 7 is fed to the information input of the first cell of the register of the shaper 15 of the address of the mobile unit. According to this signal, one is written into the first cell of register 15 and the unit signal from the output of this cell, which is fed to the combined installation inputs of the first four cells of the register 14 addresses and control results of the axes of the moving unit, will be allowed to write signals to these cells from the outputs of the corresponding cells of the register 13 . After rewriting the status of the register 13 in the cells (first four) of the register 14 by the signal from the second output of the shaper 7, received at the combined dump inputs of the cells of the register 13, this register is reset initial state that corresponds to the time t _W in the timing diagrams. Thus, the register 14 will record information about the state of the axleboxes of the first wheelset in the spatial code, and register 13 will be ready to record the results of the axlebox monitoring of the next wheel pair. When the second wheel pair of the moving unit passes over the sensors 1 and 2, which corresponds to the time t ₄ and t ₅ on the time diagrams, the temperature of the axle boxes with threshold levels is compared and the control results are recorded in register 13 similarly to the state of the axle boxes of the first wheel pair. When the second wheel pair passes over the sensor 2 with a signal from the first output of the shaper 7, the unit recorded in the first cell of the register 15 is copied to its second cell, thereby the unit signal from its output, which goes to the combined installation inputs, of the second four cells of the register 14, the state of register 13 will be allowed to be recorded in these cells. After the information is transferred from register 13 to register 14, by a signal from the second output of the former 7, register 13 will be reset to its initial state, in the time diagrams this corresponds to exists a point in time t _6. With the passage of subsequent wheelsets of the moving unit over the sensors 1 and 2, the unit from the second cell of the register will be rewritten, respectively, to the next cells of this register, thereby allowing the information on the axle box axle boxes from register 13 to be sequentially transferred to the corresponding four cells of register 14. Thus, after the passage of all wheel pairs of a moving unit in the register 14 will not be recorded information about the status of all axle boxes of the moving unit. On the time diagrams, for example, fixing the overheating of the left axle box of the second wheel pair by the first threshold level and the overheating of the right axle box of the n-1 wheel pair by the second threshold level is shown. In parallel to monitoring the condition of the axle boxes according to the signals from the output of the shaper and from the first output of the shaper 7, the intercar distance is identified by the intercar distance sensor 16, which identifies these distances by the ratio of the intercar distance class to the measured length, and when determining the speed of the measured distance between the sensors 1 and 2. When detecting an inter-vehicle distance on the sensor output signal 16 is formed passing one mobile unit that corresponds to the point in time t ₀ to time diagrams max, which is supplied to the transmitter and inputs the combined effluent register cells 15 and resets to its original state. The signals from the outputs of the cells of the register 14 in the form of a spatial sequential code are copied to the memory register of the transmitting device, after which the register 14 is reset. Thus, the register 14 will be ready to write to it the results of the control of the next axle box unit. The temperature control of the axleboxes of subsequent movable units is carried out similarly to the above.

Claims

A device for collecting and fixing data on the state of the axleboxes of a moving train, comprising the first and second autonomous displacement sensors and the first and second chamber temperature monitoring chambers, sequentially included in the first and second measuring channels, characterized in that the temperature is monitored in the first and second measuring channels in series the first and second analog comparators of operating signals and levels set by the reference voltage source are introduced; the first and second inputs of which are connected to the installed inputs the first and second comparators, respectively, the first register of memory for the results of monitoring the threshold values of the axis, the information inputs of the cells of which are connected to the outputs of the respective comparators, the second register-shaper of the axes of the moving unit, the third register of the address and the results of the control of the axes of the moving unit, the first signal conditioning driver, connected in series with the first displacement sensor, the second driver of the signal transmission of the wheelset and the end of control, connected in series Fifth with a second displacement sensor, a third shaper of the control cycle, the output of which is connected to the combined strobe inputs of the comparators, and an intercar distance identification sensor, while the output of the third shaper and the first input of the intercar distance identification sensor are connected to the output of the first shaper, and the second inputs of the third shaper and The intercar distance identification sensor is connected to the first output of the second driver, the second output of which is connected to the combined discharge inputs cells of the first register, in addition, the first input of the second shaper is connected to the combined information inputs of the cells of the second register, the combined discharge inputs of which are connected to the output of the intercar distance identification sensor, the output of each cell of the second register is connected to the combined installation inputs of the corresponding four cells of the third register, information inputs which are connected to the outputs of the corresponding cells of the first register.