Система беспроводного контроля нагрева буксы вагона пассажирского поезда

Техническое решение относится к области средств рельсового транспорта, а именно, подвижного состава рельсового транспорта, и может быть использовано для контроля состояния подвижного состава рельсового транспорта, и именно, температурного режима букс. Система содержит блок контроля и индикации, по меньшей мере, два приемников, подключенные к указанному блоку контроля, а также по дополнительной двухпроводной линии друг к другу, а также установленный на каждой буксе беспроводной датчик температуры буксы, подключенный по радиоканалу к одному из указанных приемников. 5 з.п. ф-лы.

Техническое решение относится к области средств рельсового транспорта, а именно, подвижного состава рельсового транспорта, и может быть использовано для контроля состояния подвижного состава рельсового транспорта, и именно, температурного режима букс.

Известно (SU, авторское свидетельство 527328) устройство контроля температуры буксы вагона, содержащее контактный датчик температуры, размыкающий контакт которого включен между одним из выводов возвратной обмотки дистанционного переключателя и положительным полюсом источника питания, указатель аварии, подключенный к источнику питания через замыкающий контакт дистанционного переключателя, полупроводниковые триоды прямой проводимости, резисторы и конденсаторы. Размыкающий контакт дистанционного переключателя включен между одним из выводов сигнальной обмотки и дистанционного переключателя и положительным полюсом источника питания. Эммитер-коллекторные переходы триодов включены между выводами соответствующих обмоток дистанционного переключателя и отрицательным полюсом источника питания. База одного из триодов подключена к точке соединения сигнальной обмотки дистанционного переключателя и через параллельно включенные один из резисторов и конденсатор - к отрицательному полюсу источника питания, а база другого триода подключена к точке соединения возвратной обмотки дистанционного переключателя с размыкающим контактом датчика

температуры и через другой резистор - к отрицательному полюсу источника питания.

Недостатком известного устройства следует признать непригодность его к оперативному контролю температуры буксы, т.е. невозможность предугадывания аварии.

Известно также (SU, авторское свидетельство 929484) устройство автоматического контроля перегрева букс. Известное устройство содержит термодатчики, установленные в колесных буксах и подключенные к источнику питания через резисторы и к пороговому элементу, выходной транзистор, в коллекторную цепь которого включены элементы сигнализации, и разделительные диоды. Также оно снабжено дополнительными пороговыми элементами, элементом ИЛИ и элементом памяти, подключенным к коллектору выходного транзистора через разделительный диод. Выходы первого дополнительного и порогового элементов через элемент ИЛИ подключены к базе выходного транзистора, один вход первого дополнительного порогового элемента соединен с термодатчиками, а другой - с источником опорного напряжения и с входом второго дополнительного порогового элемента, выход которого соединен с управляющим входом элемента памяти.

Недостатком известного устройства также следует признать непригодность его к оперативному контролю температуры буксы, т.е. невозможность предугадывания аварии.

Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства можно признать (RU, патент 2220866) устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств. Известное устройство содержит электронную метку, выполненную с возможностью дистанционной передачи информации на напольные устройства, размещенные вдоль следования транспортных средств,

при этом электронная метка размещена внутри чашеобразного элемента, закрепленного одним из болтов, предназначенных для крепления крышки к буксе, и с использованием двух электропроводных документов, которые подключены к цепи задания кода сигнала, передаваемого электронной меткой, связана с термодатчиком, который размещен во внутренней осевой полости этого же болта. Термодатчик включает корпус, выполненный в виде тонкостенного трубчатого элемента, внешней боковой поверхностью плотно прилегающего к боковой поверхности внутренней полости упомянутого болта. Внутри корпуса термодатчика размещены втулка из электроизоляционного материала, в которой выполнены сквозные каналы для размещения электропроводных элементов от электронной метки, плавкая перемычка, выполненная из электропроводного материала с задаваемой температурой плавления, слой парафина, причем плавкая перемычка размещена между оголенными от изоляции концами электропроводных элементов и непосредственно контактирует с ними и со слоем парафина.

Недостатком известного технического решения следует признать недостоверность полученной информации из-за зависимости генерированного устройством сигнала от температуры внешней среды, что вводит ошибку в измерение температуры буксы. Кроме того, известное устройство не пригодно для определения начальной стадии разогрева буксы, на которой еще возможно предупреждение создания аварийной ситуации.

Техническая задача, решаемая посредством предлагаемой конструкции, состоит в обеспечении возможности оперативного контроля состояния буксы.

Технический результат, получаемый при реализации предлагаемого устройства, состоит в предупреждении аварий подвижного состава рельсового транспорта из-за неисправности букс.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанную систему беспроводного контроля нагрева буксы вагона пассажирского поезда. Разработанная система беспроводного контроля нагрева буксы вагона пассажирского поезда содержит блок контроля и индикации, выполненный с возможностью размещения в служебном отделении вагона, по меньшей мере, два приемника, подключенные по двухпроводной линии к указанному блоку контроля, а также по дополнительной двухпроводной линии друг к другу, и установленный на каждой буксе беспроводной датчик температуры буксы, подключенный по радиоканалу к одному из указанных приемников. В предпочтительном варианте реализации электрическое питание на блок контроля и индикации поступает из электросети вагона. Однако возможно использование в качестве источника электрического питания дополнительного источника тока (аккумулятора). Также в предпочтительном варианте реализации электрическое питание на приемник поступает от блока контроля и индикации. Однако возможно использования независимого источника электрического питания. Система может содержать беспроводные датчики температуры буксы различного типа, но предпочтительно использовать указанные датчики со встроенным элементом питания. Желательно использовать в системе легко заменяемые датчики, что упрощает обслуживание системы. В предпочтительном варианте реализации используют беспроводной датчик температуры буксы, выполненный с возможностью выработки аварийного сигнала при достижении буксой температуры 92°С. Экспериментально

установлено, что при современных скоростях пассажирских поездов, машинист, получив любым известным способом, информацию от проводника вагона о критической температуре буксы, успевает изменить скорость состава или остановить его до выхода буксы из рабочего режима. Для повышения эффективности работы разработанной системы блок контроля и индикации может быть выполнен с возможностью подключения к системе контроля безопасности и связи пассажирского поезда. Это позволяет автоматически передавать информацию о критической температуре буксы начальнику поезда и/или машинисту поезда.

Разработанная система предпочтительно имеет следующие эксплуатационные и технические характеристики:

1. Режим работы - непрерывный, круглосуточный.

2. Количество беспроводных датчиков температуры буксы - 8.

3. Количество приемников - 2.

4. Виды сигнализации - световая, звуковая.

5. Схема соединения приемников - параллельная по двухпроводной линии.

6. Температура буксы, при которой выдается предупредительный сигнал - 92°С.

7. Частота излучаемого беспроводным датчиком температуры буксы радиосигнала - 2,4 ГГц.

8. Номинальная мощность излучения беспроводного датчика температуры буксы - не более 1 мВт.

9. Электропитание блока контроля и индикации - от бортовой сети вагона напряжением 55/110 в постоянного тока.

10. Потребляемая мощность блоком контроля и индикации - не более 35 Вт.

11. Электропитание приемника - +12 В (от блока контроля и индикации по двухпроводной линии).

12. Электропитание беспроводного датчика температуры буксы - от встроенного элемента питания 3,6 В.

13. Срок автономной работы беспроводного датчика температуры буксы - не менее 7 лет.

В основе работы разработанной системы лежит принцип дистанционного съема информации о текущей температуре буксы пассажирского вагона посредством использования выносных безпроводных датчиков температуры букс с последующим вводом информации в блок контроля и индикации отображении на нем.

Беспроводной датчик температуры буксы устанавливают на каждой буксе пассажирского вагона. Приемник размещают на кузове вагона (предпочтительно, по обе стороны вагона). Указанный приемник предназначен для приема сигналов от беспроводных датчиков температуры буксы, их предварительной обработки и передачи информации по двухпроводной линии в блок контроля и индикации. На стадии предварительной обработки информации предпочтительно проводят определение буксы, от которой поступил сигнала также сравнение величины сигнала от беспроводного датчика температуры буксы с заранее заданным значением и в случае превышения величины полученного сигнала над заранее заданным, приемник передает в блок контроля и индикации, сигнал, характеризующий буксу, температура которой превышает заранее заданное значение, а также величину температуры буксы.

На дисплее блока контроля и индикации эти показания отображаются в цвете, в зависимости от уровня температуры с указанием числового значения температуры. В случае достижения

температуры датчика заранее заданного критического значения - срабатывает звуковая сигнализация.

Блок контроля и индикации предпочтительно устанавливают в служебном купе проводника. В предпочтительном варианте реализации блок контроля и индикации выполнен с возможностью подключения к системе контроля безопасности и связи пассажирского поезда для передачи информации об аварийных ситуациях в вагоне. При этом дополнительный выход для передачи информации на аппаратуру сбора информации обеспечивает регистрацию беспроводных датчиков температуры буксы.

В предпочтительном варианте реализации беспроводной датчик температуры буксы представляет собой полностью герметичное электронное радиоустройство, предназначенное для измерения абсолютной температуры в точке его установки. Беспроводной датчик температуры буксы расположен в компактном корпусе и выполнен в форме винта с наружной резьбой (аналогично термодатчику 393). Беспроводной датчик температуры буксы представляет собой литой корпус из ударопрочного пластика (типа полистирола) и содержит шестиконтактное соединение для монтажа. Для защиты от плохих погодных условий электронику закрывают слоем компаунда. На головке корпуса нанесены данные, характеризующие производителя и серийный номер беспроводного датчика температуры буксы.

В предпочтительном варианте реализации приемник представляет собой устройство, предназначенное для приема радиосигналов от четырех беспроводных датчиков температуры буксы, их обработку и выдачу информации в блок контроля и индикации по двухпроводной линии. Приемники одного вагона соединены между собой и с блоком контроля и индикации по двухпроводной линии. Электропитание приемников осуществляют по

той же линии напряжением +12 В от блока контроля и индикации. Корпус приемника также выполнен ударопрочного полистирола. Для защиты от плохих погодных условий электронику также закрывают слоем компаунда. На корпусе нанесены данные, характеризующие производителя и серийный номер приемника.

Блок контроля и индикации в предпочтительном варианте реализации устанавливают в служебном отделении вагона. На него поступает по двухпроводной линии информация от двух приемников обо всех беспроводных датчиков температуры буксы этого вагона. Кроме того, блок контроля и индикации получает информацию о состоянии встроенного элемента питания каждого беспроводного датчика температуры буксы. Вся поступившая в блок информация обрабатывается с использованием микропроцессора блока в соответствии с заложенной в микропроцессор программой. Обработанная информация поступает на дисплей блока и, в случае включения блока контроля и индикации в систему безопасности и связи пассажирского поезда к начальнику поезда.

В дальнейшем сущность технического решения и его преимущества будут раскрыты с использованием примеров реализации.

1. Разработанное устройство дистанционного контроля температуры букс установлено на четырехосном пассажирском вагоне. Оно содержит восемь бесконтактных датчиков температуры буксы, каждый из которых закреплен на одной из букс вагона. Указанные датчики соединены с одним из двух приемников по радиоканалу. Каждый приемник установлен на корпусе пассажирского вагона. Приемное устройство систему выполнено с возможностью приема радиосигнала в помехозащищенном диапазоне, в котором способны передавать информацию о температуре букс

радиопередатчики бесконтактных датчиков температуры. Частота работы каждого указанного передатчика отличается на 20 Гц. Информацию от других датчиков температуры указанная система сбора информации не регистрирует. Алгоритм работы, заложенный в микропроцессор приемника, выполнен с возможностью опрашивания поочередно датчики температуры, установленные на этом вагоне с интервалом 10 минут. Также алгоритм выполнен с возможностью при получении информации о превышении температуры буксы своего вагона заранее заданного интервала температур передавать по радиоканалу информацию на блок контроля и индикации в служебное купе проводника вагона. При этом передаваемая информация содержит для проводника вагона сведения о номере аварийной буксы.

2. Указанное устройство выполнено аналогично примеру 1, но беспроводные датчики температуры буксы выполнены с возможностью передачи информации только после превышения температуры буксы на заранее установленную величину(это проводные датчики срабатывают только при t92°C)

Использование предлагаемого устройства позволяет выявить разогрев буксы на ранней стадии, а также пригодно к оперативному контролю температуры буксы), что обеспечивает предотвращение аварийной ситуации

1. Система беспроводного контроля нагрева буксы вагона пассажирского поезда, характеризуемая наличием блока контроля и индикации, выполненного с возможностью размещения в служебном отделении вагона, по меньшей мере, двух приемников, подключенных по двухпроводной линии к указанному блоку контроля, а также по дополнительной двухпроводной линии друг к другу, а также установленный на каждой буксе беспроводной датчик температуры буксы, подключенный по радиоканалу к одному из указанных приемников.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок контроля и индикации подключен к электросети вагона.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что приемник подключен по электропитанию к блоку контроля и индикации.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что беспроводной датчик температуры буксы содержит встроенный элемент питания.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что беспроводной датчик температуры буксы выполнен с возможностью выработки аварийного сигнала при достижении буксой температуры 92°С.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок контроля и индикации выполнен с возможностью подключения к системе контроля безопасности и связи пассажирского поезда.