Способ поосного взвешивания подвижных объектов

 

Изобретение относится к весоизмерительной технике и позволяет повысить точность взвешивания грузопотоков в движении при различных скоростях состава. Для этого перед весоизмерительными модулями (ВМ) устраиваются мерные участки пути А, например ограниченные путевыми датчиками с одной стороны и ВМ с другой. Для устранения вариации показаний при изменении скорости движения состава предлагается задерживать измерение каждой взвешиваемой оси после наезда ее колес на ВМ на время T<SB POS="POST">3</SB>, определяемое математическим выражением, приведенным в описании изобретения. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (191 (11) (5D4 с 01 с 19/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4397998/24-10 (22) 01. 02.88 (46) 15.11,89. Бюл. М 42 (71) целябинский металлургический комбинат (72) В,B.Îño÷åíêî и Э,Ф,Драчук (53) 68 1,269 (088,8) (56) Техническое описание ЧУ2.791.

050ТО к весам вагонным для взвеши- вания в движении 1959 ТС-200В. - t1., 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1315822, кл. G 01 G 19/04, 1984. (54) СПОСОБ ПООСНОГО ВЗВЕШИВАНИЯ.

ПОДВИЖНЫХ ОбЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к весоизИзобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для взвешивания грузопотоков, перемещаемых с помощью железнодорожного транспорта.

Цель изобретения - повышение точности взвешивания при различных скоростях движения состава.

На фиг.1 и 2 показаны схемы, поясняющие сущност ь способа вэвеши ва ния; на фиг,3-- блочно-кинематическая схема устройства, реализующего способ ; на фиг.4-6 - электрические принципиальные схемы узлов устройства.

Способ предусматривает установку под железнодорожным путем весоизмерительных модулей (BM), длиной 1 (порядка 1,0 м) и устройство перед модулями мерных участков пути длиной Л, например, путем установки на пути 1 путевых датчиков (ПД).

2 мерительной технике и позволяет повысить точность взвешивания грузопотоков в движении при различных скоро. стях состава. Для этого перед весоизмерительными модулями (ВМ) устраиваются мерные участки пути А, например ограниченные путевыми датчиками с одной стороны и ВМ с другой. Для устранения вариации показаний при изменении скорости движения состава предлагается задерживать измерение каждой взвешиваемой оси после наезда ее .колес на BM на время t>, определяемое математическим выражением, приведенным в описании изобретения.

6 ил.

Инструментальная погрешность 0

ВМ, найденная опытным путем, приведена на диаграмме, где центр координат помещен в центре модулей, а края мо1 1 дулей имеют координаты - ; и +

2 2

При движении состава по ВМ, например, показанном стрелкой, при малой скорости движения оси (диаграмма b ) за время измерения t проходится небольшая левая часть модулей и, следовательно, результат измерения занижен.

При большой (предельной) скорости движения состава (диаграмма g) результат близок к истинному.

Очевидно, при перемене направления движения состава результат на малых скоростях завышен, так как измерение производится на малом правом участке

ВМ.

1522045

Согласно предлагаемому способу (диаграмма ) неоЬходимо задержать измерение после наезда на край ВИ на время t так, чтобы в течение непосредственно времени измерения t

5 ось объекта проходила по центральному участку ВМ, что сведет погрешность измерения к минимуму.

Участок измерения в центре модулей 10 может быть невелик (при малой скорости), а время задержки t>, соответственно, большим.

При больших (близких к предельным) скоростях движения участок измерения по протяженности близок к длине модулей 1, а время задержки t мало или равно нулю.

Как видно из диаграмму 2 t =2а +

+t где t с обц<ее время движения взвешиваемой оси по 88. й. t cr

Соответственно t = — — — .

2 2

Очевидно с, -1, где Ч, — средняя

Чс скорость передвижения оси.

Согласно предлагаемому способу средняя скорость V

1 =A на мерном участке А, т.е. Vcl, =—

1 где t — время прохождения взвешиваемой осью мерного участка А. Отсю1 1 да =- „. Таким образом, =2А,35

Для определения времени задержки

t измерения с целью минимизации ошибки от вариации скорости состава необходимо определить время прохожде40 ния с< взвешиваемой осью мерного участка А.

Выбор величины участка А производится по следующим соображениям. Jleвый и правый путевые датчики (фиг.l)

45 целесообразно расположить на расстоянии около 1950 мм, что обеспечивает различение вагонов, имеющих типовое межосевое расстояние около 1800 мм и локомотивов с типовым межосевым 50 расстоянием около 2100 мм. Поскольку серийно выпускаемые ВИ имеют расстояние около 1=-1300 мм, то расстояние

А целесооЬразно выбирать равным приблизительно 325 мм. 55

Блочно-кинематическая схема устройства состоит из встроенных в желез: нодорожный путь 1 весоизмерительных модулей, содержащих грузоприемные блоки 2, опирающиеся на тенэодатчики и связанные с фундаментными блоками

4 струнками 5. Тензодатчики 3 соединены параллельно и подключены к аналоговому входу автокомпенсатора 6, информационные выходы А; которого скоммутированы с регистрирующим прибором 7. С входом установки нуля (О) автокомпенсатора 6 соединен первый выход схемы 8 направления, подключенный также, как и другие выходы схемы

8, к входам блока 9 индентификации.

На входы схемы 8 направления подключены путевые датчики 10 и tl, а с помощью известных спосоЬов подается сигнал С (" Сброс" ) после (или перед) взвешивания каждого состава.

Выходы Ьлока 9 подключены к входам гашения (Г) и регистрации (РГ) автокомпенсатора 6. Выход BC (" Весы свободны") автокомпенсатора 6 подсоединен к входу ключа 12 (вместе с выходом КИ (Конец измерения") автокомпенсатора 6) и входу вычислителя 13.

Другие входы вычислителя 13 связаны с выходом ПД 1 схемы 8 и входом опорной частоты и блока 6, а выход соединен с входом И (" Измерение" ) послед- . него. Выход ключа 12 ("Не считать") подключен к управляющему входу регистрирующего прибора 7, а выход ПС (" Превышение скорости") вычислителя

13 может быть использован для включения сигнализации машинисту локомотива о превышении скорости.

Схема 8 направления содержит (фиг.4) триггеры-повторители 14 и 15 соответственно путевых датчиков 10, и 11, схемы 16 и 17 совпадения, триггеры 18 и 19 левого и правого направ" лений, ключ 20 установки нуля, коммутатор 21.

Блок 9 идентификации образуют (фиг.5) регистр "Начало тележки" на триггерах 22, регистр "Конец тележки" на триггерах 23, инзертор 24, счетный триггер 25, триггер 26 "Вагон" и ключ 27 "Гашение". Резисторы R - -потенциалоэадающие, а емкость С< использована для формирования кратковремен- ной задержки сигнала выхода триггера

22 при подаче на его R-вход yc тановочного сигнала.

Вычислитель 13 (фиг.6), например, содержит триггеры 28 и 29, схему ИЛИ

30, емкость С 2, счетчик-делитель 31 (например, типа К56ЧИЕ15), к входам ко о

t = — t

2А 2

tî э где Й„ — частота счетчика-делителя 31

45 при включении шифратора 33.

Второй операцией вычислителя 13 является нахождение правой части Формулы (1), для чего от момента прихода сигнала ПД1 (т.е. от срабатывания .

50 путевого датчика 10), до момента наезда на грузоприемные блоки 2 взвешиваемой оси, реверсивный счетчик 34 заполняется в режиме сложения, т.е. при включении шифратора 32, частотой

55, 1 кЕ где k =.

1 2A

Число, находящееся в реверсивном счетчике 34 в момент наезда взвешиваемой оси (т.е. в момент прихода

5 152204 торого подключены шифраторы 32 и 33, реверсивный счетчик 34,. например, типа

К155ИЕ7, к шинам "Сложение" и "Вычитание" которого подсоединены соответственно ключи 35 и 36, а на установоч о ные входы D записано число --. Выход

"Заем" счетчика 31 является выходом И (" Измерение" ), а выход "Переполнение" подключен к R-входу триггера 37, вы10 ход которого подсоединен к одному входу схемы 38 совпадения, к другому входу последней через инвертор 39 подключен выход ВС (",Весы свободны" ) автокомпенсатора Ь.

Устройство работает следующим образом.

При приближении состава (Фиг.3) по железнодорожному пути 1 к блокам 2, например, слева срабатывает путевой датчик 10. Срабатывают триггер-повторитель 14 (фиг.4), триггер 18 левого направления, с инверсного выхода которого через ключ 20 ус ановки нуля на вход "0" автокомпенсатора 6 поступает сигнал, по которому производится измерение начального уровня сигнала тензодатчиков 3, а результат измерения запоминается в автокомпенсаторе 6.

Сигналы ПД1 и ПД2 с выхода комму" татора 21 поступают на входы блока 9 (фиг ° 5) идентификации.

Поскольку межосевые расстояния вагонов и локомотивов составляют co" ответственно 1800 мм и 2100 мм, à пу- 35 тевые датчики 10 и 11 разнесены на

1950 мм, то при проезде путевых датчиков 10 и 11 тележкой вагона вначале два раза подряд срабатывает путевой датчик 10 (при левом направлении 40 движения), сигналом с инверсного вы" хода второго (по Фиг.5) триггера 22 возбуждается триггер 26 "Вагон", запрещая гашение результатов измерения при случайном Формировании признака

"Локомотив" (при проезде трех- или четырехосной тележки) с помощью емкости С, путевого датчика 11, инвертора 24 и ключа 27 Ташение".

Соответственно, если по путевым датчикам 10 и 11 проезжает локомотив, та вслед за срабатыванием первого (по Фиг.5) триггера 22 и Формирова ния на емкости С, единичного потенциала срабатывает путевой датчик 11 и через инвертор 24 и ключ 27 на ,автокомпенсатор 6 поступает сигнал, погашающий результаты только что взвешенной оси. Так сигнал гашения

5 6 возникает при проезде каждой оси локомотива.

Таким образом в случае взвешивания вагона, возбуждение триггера 26 "Ва" гон" исключает гашение результатов по взвешенным осям тележек вагона (сколько бы их не было).

При проезде конца тележки вагона чеоез путевые датчики 10 и ll два ра" за подряд срабатывает путевой датчик

11, возбуждаются оба триггера 23 регистра "Конец тележки", а счетный триггер 25 при каждой второй тележке устанавливается в исходное состояние, подавая на автокомпенсатор 6 сигнал

РГ (" Регистрация" ) и устанавливая в исходное состояние триггер 26, так как следующим за вагоном может следовать локомотив.

Таким образом, к моменту поступления сигнала РГ на автокомпенсатор 6, в сумматоре последнего накапливается сумма масс всех осей взвешенного вагона.

Процесс формирования задержки сиг" нала И (" Измерение" ) поясняется с помощью Фиг.6, на которой изображен вычислитель 13, разрешающий уравнение

Принцип работы вычислителя 13 состоит, во-первых, в занесении по поступлении сигнала ПД1 по входам предварительной установки D; в реверсивный счетчик 34 некоторого числа {в дополнительном коде), так что до полного заполнения счетчика 34 не хватает N импульсов, находимых по формуле:

7 152204 сигнала BC), представляет собой чис-. ло М, соответствуюцее времени заИ держки t ==. Это время задержки t

1 .9

5 . автоматически реализуется вычислителем

l3 в процессе перемещения взвешиваемой оси по блокам 2 путем заполнения счетчика 34 частотой f в режиме вычитания до получения от счетчика 34 сигнала

"Заем"

Допустим, 1=1300 мм, A=375 мм, =О, g с, k=2,0, f, =1 кГц, Е =2 кГц.

Счетчик-делитель 31 примененного типа может обеспечить практически любой не-15 обходимый (в том числе дробный) коэффициент деления, что позволяет использовать вычислитель 13 при любых соотношениях 1 и A.

При срабатывании путевого датчика

10, формирующего сигнал ПД1, íà D„ входы счетчика 34 записывается число, ! «0,5 соответствующее t - i1000 250 ед., что в дополнительном коде при емкости 25 счетчика 34,s 9999 единиц составляет

9750. Кроме того, при срабатывании путевого датчика 10 возбуждается (фиг.б).-. триггер 28, сигналом с выхода которого включается шифратор 32, представляющий собой набор ключей, обеспечивающий необходимый коэффициент деления К счетчика-делителя 31.

Ключ 35. открывается,,и счетчик

34 работает в режиме сложения, заполняемый частотой (2 кГц) до наез35 да взвешиваемой оси на грузоприемные блоки 2.

При этом возможны два принципиально различных режима работы (диаграмму 3).

Если от момента срабатывания путевого датчика 10 до наезда на блоки 2 (т.е. на мерном участке А) и некоторый момент времени t с выхода

45 счетчика "Ь " приходит сигнал пере" полнения, что означает, что скорость движения состава не превышает предельной и измерение возможно, т.е. если счетчик 34, содержимое которого в момент срабатывания путевого датчи- 50 ка 10 определялось кодом 9750, на мерном участке А переполнился, то измерение возможно.

Пусть код счетчика в момент наезда взвешиваемой оси на блоки 2 сос- 55 тавлял 120 ед. Тогда в момент t> вследствие срабатывания триггера 29, шифратора 33 и ключа 36 начинается опорожнение счетчика 34 частотой

=1.кГц и, очевидно, через время

1аО

= ----=0 12 с с выхода счетчика 34

1000 поступит сигнал заема (6 ), поступающий на автокомпенсатор 6 как сигнал измерения.

Другой режим работы используется при превышении составом предельно допустимой скорости движени,. В этом режиме с„ выхода переполнения (з ) счетчика 34 сигнал не поступает,триггер 37, предварительно возбужденный сигналом ПД1, не сбрасывается (что происходит в нормальном режиме) и при наезде взвешиваемой оси на блоки

2 сигналом ВС церез инвертор 39 и схему 38 совпадения формируется сигнал ПС (" Превышение скорости"), который может быть под- í,, например,,на светофор для машиниста локомотива, который повторяет провеску состава при нормальной скорости движения.

Таким образом, вычислитель 13 осуществляет описанный жесткий алгоритм выдачи сигнала измерения при взвешивании каждой оси состава. Апгоритм вычисления реализуется с момента наезда оси на путевой датчик 10 (11) до выдачи сигнала измерения, устанавливаюц|его через схему ИЛИ 30 триггер 29 в исходное состояние.

Если по каким-либо причинам машинист состава значительно увеличил скорость движения уже после выдачи сигнала измерения, так что к моменту окончания измерения (с выхода автокомпенсатора 6 поступает сигнал КИ (" Конец измерения" ) взвешиваемая ось съехала с блоков 2 (т.е. появился сигнал ВС), то с выхода ключа 12 на управляющий вход регистрирующего прибора 7 поступает сигнал "Не считать", выпечатываемый после результата измерения.

После .окончания взвешивания состава с помощьа известных устройств на вход схемы 8 направления подается сигнал С (" Сброс" ), после чего устройство готово к взвешиванию очередного состава. формула изобретения

Способ поосного взвешивания подвижных объектов, включающий установку под железнодорожным путем весоиэмерительных модулей длиной 1, перемец|ение

9 1522045 1О объектов по весоизмерительным модулям, измерение осевых усилий, действующих на весоизмерительные модули, за фиксированное время с, суммирование измеренных усилий и регистрацию масс. объектов, о т л и чающий с я тем, что, с целью повышения точности взвешивания при различных скоростях

G движения состава, до проведения изме- 10 рений перед весоизмерительными модулями устраивают мерные участки пути длиной А, после чего определяют ин1 I тервал t, времени прохождения колесом мерного участка, а начало измерения осевого усилия задерживают после прохождения мерного участка на время определяемое из выражения

1 е

t = —.t

2А 2

1522045

Фиг. 3

Составитель И.Нуков

Редактор J1.Пчолинская Техред M.дидик Корректор Т.Малец

Заказ 6949/38 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101