датчик системы беспроводного контроля нагрева букс

Формула изобретения

1. Датчик системы беспроводного контроля нагрева букс, отличающийся тем, что он содержит корпус, на внешнюю поверхность которого, по меньшей мере, частично нанесена резьба, внутри корпуса расположена печатная плата, на одной стороне которой установлен источник электрического питания, а на другой стороне установлены последовательно соединенные тепловой датчик, средство согласования теплового датчика и приемопередатчика, приемопередатчик радиосигнала и антенна.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника питания использован литиевый элемент питания.

3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что средство согласования выполнено с возможностью введения в радиосигнал, содержащий информацию от теплового датчика, радиометки, характеризующей месторасположения теплового датчика.

4. Датчик по п.1, отличающийся тем, что средство согласования выполнено с возможностью анализа поступающего от теплового датчика сигнала и передачи его на приемопередатчик только при превышении величины поступившего сигнала заранее заданного порогового значения.

5. Датчик по п.1, отличающийся тем, что средство согласования выполнено с возможностью передачи сигнала, поступившего от теплового датчика, по заданной программе.

6. Датчик по п.1, отличающийся тем, что средство согласования выполнено с возможностью передачи сигнала, поступившего от теплового датчика, по запросу от центральной управляющей системы поезда.

7. Датчик по п.1, отличающийся тем, что приемопередатчик выполнен с возможностью передачи радиосигнала на расстояние, не свыше половины длины вагона.

8. Датчик по п.1, отличающийся тем, что средство согласования выполнено в виде микропроцессора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области рельсового транспорта, в частности к средствам для контроля состояния букс железнодорожных пассажирских вагонов, грузовых вагонов и любых других средств, применяемых на железнодорожном транспорте, а также вагонов метро и трамваев, и может быть использовано для обеспечения безопасного движения средств рельсового транспорта путем контроля состояния букс колесных пар.

Известна (RU, патент 53253) система диагностики электропоезда, содержащая датчик, воспринимающий рабочий параметр (температуру) буксового узла, устройство индикации и измерительное устройство, которое электрически посредством проводов связано с выходом датчика и с входом устройства индикации и которое выполнено с возможностью сравнения значения получаемого от датчика рабочего параметра буксового узла с пороговым значением этого рабочего параметра для выдачи сигнала на устройство индикации при превышении рабочим параметром порогового значения, причем каждому буксовому узлу соответствует свой отдельный датчик, при этом каждый датчик расположен на электропоезде.

Недостатком известной системы следует признать использование проводной связи между датчиком и измерительным устройством. Кроме того, конструкция собственно датчика в материалах документа не раскрыта.

Известно (RU, патент 75992) устройство контроля нагрева букс, содержащее термодатчики, провода, вторичный прибор, контролирующий температуру букс, элементы световой и звуковой сигнализации, причем каждый термодатчик подключен отдельными проводами к вторичному прибору, имеющему средства измерения и отображения текущих значений измеряемой температуры букс.

Недостатком известной системы следует признать использование проводной связи между датчиком и измерительным устройством. Кроме того, конструкция собственно датчика в материалах документа не раскрыта.

Известно (RU, патент 2099226) устройство для контроля нагрева буксовых узлов, содержащее приемную капсулу с термоэлектрическим преобразователем инфракрасного излучения, формирователь опорного напряжения, блок усиления, выход которого подключен к одному из входов формирователя управляющих и контрольных сигналов, к другим входам которого подключены датчики прохода осей подвижного состава, к одному из выходов управляющий вход формирователя опорного напряжения, а к другому выходу регистратор сигналов контроля, причем устройство дополнительно снабжено амплитудным ограничителем, вход которого соединен с выходом приемной капсулы, а выход с сигнальным входом формирователя опорного напряжения.

Недостатком известной системы следует признать использование проводной связи между датчиком и измерительным устройством.

Известно (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 помощью двух электропроводных элементов, которые подключены к цепи задания кода сигнала, передаваемого электронной меткой. Указанная метка связана с термодатчиком, который размещен во внутренней осевой полости этого же болта. Термодатчик содержит 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, и слой парафина, причем плавкая перемычка размещена между оголенными от изоляции концами электропроводных элементов и непосредственно контактирует с ними и со слоем парафина.

Недостатком известного устройства следует признать невозможность прямой передачи сигнала о перегреве буксы в штабной вагон или машинисту поезда. Кроме того, конструкция термодатчика рассчитана только на определение одного порогового значения температуры нагрева буксы.

Техническая задача, решаемая посредством разработанной конструкции, состоит в обеспечении средств рельсового транспорта оборудованием, позволяющим дистанционно контролировать состояние букс железнодорожных пассажирских вагонов, грузовых вагонов и любых других средств, применяемых на железнодорожном транспорте, а также вагонов метро и трамваев.

Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции, состоит в повышении безопасности движения рельсового транспорта за счет экспресс - контроля состояния букс железнодорожных пассажирских вагонов, грузовых вагонов и любых других средств, применяемых на железнодорожном транспорте, а также вагонов метро и трамваев, за счет использования.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанную конструкцию датчика системы беспроводного контроля нагрева букс. Разработанный датчик содержит корпус, на внешнюю поверхность которого, по меньшей мере, частично нанесена резьба, внутри корпуса расположена печатная плата, на одной стороне которой установлен источник электрического питания, а на другой стороне установлены последовательно соединенные тепловой датчик, средство согласования теплового датчика и приемопередатчика, приемопередатчик радиосигнала и антенна.

Предпочтительно в качестве источника питания использован литиевый элемент питания, обеспечивающий работу датчика в течение, по меньшей мере, 7 лет. Однако может быть использован любой другой источник питания, обеспечивающий работу датчика в указанный срок. Средство согласования может быть также выполнено с возможностью введения в радиосигнал, содержащий информацию от теплового датчика, радиометки, характеризующей месторасположения теплового датчика, т.е. указание на буксовый узел, на котором установлен датчик. Поскольку четырехосный вагон содержит 8 букс и на каждую из них желательно поставить разработанный датчик, то необходимо, чтобы была обеспечена возможность различения сигналов от различных датчиков температуры. Это может быть осуществлено либо предпочтительно введением в состав радиосигнала метки, характеризующей конкретный датчик температуры, либо введением строгой очередности передачи сигналов от различных датчиков. Также средство согласования дополнительно может быть выполнено с возможностью анализа поступающего от теплового датчика сигнала и передачи его на приемопередатчик только при превышении величины поступившего сигнала заранее заданного порогового значения. Также возможно введение поправки на температуру окружающей среды. Также средство согласования может быть выполнено с возможностью передачи сигнала, поступившего от теплового датчика, по заданной программе или по запросу от центральной управляющей системы поезда. Поскольку на подвижном элементе железнодорожного транспорта (вагоне или локомотиве) расположено средство приема и дальнейшей передачи поступающих от датчиков температуры сигналов, характеризующих состояние каждой буксы подвижного элемента, то желательно, чтобы приемопередатчик был выполнен с возможностью передачи радиосигнала на расстояние не свыше половины длины вагона. Это позволит не регистрировать сигналы от датчиков температуры соседних вагонов. Средство согласования может быть выполнено в виде микропроцессора или микросхемы (или набора микросхем).

Разработанный датчик температуры буксы предназначен для определения абсолютной температуры буксового узла рельсового транспорта. Конструкция резьбовой части полностью аналогична существующим датчикам (тип 393 СКНБ), для замены которых предназначен разработанный датчик.

В предпочтительном варианте реализации датчик содержит корпус, по оси симметрии которого установлена печатная плата. На печатной плате с одной стороны установлена литиевая электропитающая батарея марки 403LTC, емкостью 1200 мА·ч, напряжением 3,6 В. Срок службы батареи с учетом планируемого энергопотребления не менее 7 лет.

На противоположной стороне печатной платы размещены элементы схемы, которые состоят из теплового датчика (предпочтительно термометр сопротивления или термопара), находящегося в самой нижней части печатной платы, средство согласования информационного сигнала, поступившего от теплового датчика (предпочтительно микропроцессор или комплекс микросхем), приемопередатчика и антенны, форма и расположение которой позволяют получить оптимальную диаграмму направленности.

Указанная печатная плата вместе с установленными элементами залита герметичным материалом, который обеспечивает достаточную теплопередачу для работы датчика.

В предпочтительном варианте на наружной резьбе датчика выполнены наплывы, которые обеспечивают стопорение датчика при закручивании и не дают ему самостоятельно откручиваться. Указанные наплывы расположены на расстоянии 10 и 11,5 мм от начала резьбы. Для закручивания и выкручивания датчика в его круглой верхней части предусмотрены прямоугольные вырезы для ключа.

Сигнал от датчика разработанной конструкции посредством приемопередатчика и антенны поступает на антенну средства, регистрирующего сигналы от всех датчиков температуры данного элемента железнодорожного транспорта. Указанное средство выполнено с возможностью передачи полученных сигналов в штабной вагон или в кабину локомотива. Начало перегрева любой буксы состава будет обнаружено, что позволит исключить выход буксы из строя.

Использование разработанной конструкции обеспечивает повышение безопасности движения железнодорожного транспорта за счет экспресс-контроля состояния букс железнодорожных пассажирских вагонов, грузовых вагонов и любых других средств, применяемых на железнодорожном транспорте.