Устройство для определения местоположения подвижного состава

 

Использование: в железнодорожных устройствах автоматики для цифрового автоматического измерения скорости проходящего поезда и определения направления его движения. Сущность-изобретения: устройство снабжено объединенными по входам первым, вторым, третьим формирователем временных интервалов, последовательно соединенными элементами ИЛИ 16,/ 17, двоичным счетчиком 19 и регистратором 20. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4880971/11 (22) 11.11.90 (46) 0 7.05.93. Бал. М 17 (71) Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта им.M.Т. Елизарова (72} В.П.Кручинин и И.А.Баранов (56) Авторское свидетельство СССР

% 1765046,кл;, В 61 1/16, В 61 3 25/04,:

1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА,...!Ы,„, 1813667 А1 (sr)s В 61 1 1/16, 23/04, 15/20 (57) Использование; в железнодорожных устройствах автоматики для цифрового автоматического измерения скорости проходящего поезда и определения направления его движения. Сущность- изобретения: устройство снабжено объединенными по входам первым, вторым, третьим формирователем временных интервалов, последовательно соединенными элементами ИЛИ

16, И 17, двоичным счетчиком 19 и регистратором 20. 3 ил, 1813667

Изобретение относится к железнодорожным устройствам автоматики и может быть использовано дпя измерения скорости проходящего поезда и определения его местоположения. E

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения определения скорости и направления движения.

На фиг,1 представлена функциональная схема заявляемого устройства; на фиг,2— . эквивалентная схема дифференциального моста переменного тока и его временные диаграммы; на фиг.3 — градуировочный график получения результата измерения скорости проходящего поезда. . Устройство состоит из емкостного дифференциального чувствительного элемента

1, соединенного с блоком формирователей временных интервалов 2, который в свою очередь соединен с блоком измерения скорости 3 и с блоком определения направления движения 4 поезда.

Чувствительный элемент устройства содержит дифференциальный трансформатор

5, вторичные обмотки которого образуют два смежных плеча четырехплечного моста переменного тока. К первичной обмотке трансформатора 5 подключены генератор 6 питания. Два других плеча моста образованы электрическими емкостями двух электрических проводов 7 и 8 фиксированной длины, подвешиваемых на опорах. Провода

7 и 8, емкости которых относительно земли используются как другая смежная пара плеч моста, соединены с первой парой плеч (т.е, с индуктивностями вторичных обмоток трансформатора 5) скрученными в пару вспомогательными проводами 9. По железнодорожному пути, в зоне которого расположены провода 7 и 8, может следовать поезд 10 с произвольной неизвестной скоростью, Выходная (измерительная) диагональ дифференциального моста соединена с входом формирователя 11 сигнала, который реализован на основе фазочувствительного нуль-органа, синхронизированного фазой генератора 6 питания, Выход формирователя 11 соединен с объединенными входами первого 12, второго 13 и третьего

14 формирователей 12, 13 и 14 временного интервала, которыми определяются моменты и время нахождения моста в одном из трех состояний: в нулевом, плюсовом и минусовом значениях фазы выходного напряжения относительно опорной фазы генератора питания, Формирователь 13 временного интервала выходом соединен с первым элементом ИЛИ 15, который функционально относится к этому формирователю. Выход первого элемента ИЛИ.15 соединен с вторыми входами первого и третьего формирователей 12, 14 временного интервала, обеспечивая их выключения при нуле5 вом балансе моста, Выходы формирователей 12 и 14 соединены с первым и вторым входами второго элемента

ИЛИ 16 соответственно, выход которой соединен с первым входом элемента И 17, на

10 второй вход которого подключен генератор

18. Элемент И 17 своим выходом соединен с входом двоичного счетчика 19, код которого дешифруется и фиксируется первым регистратором 20, а выход регистратора 20

15 соединен с вторым (инверсивным) входом элемента ИЛИ 15. Выходы первого и третьего формирователей 12,14 соединены с первым входом первого ключевого элемента И и первым входом второго ключевого эле20 мента соответственно, а их выходы соединены соответственно с первым и вторым знаковыми входами триггера 23. Первый и второй выходы триггера 23 соединены входами ключевых элементов 21 и 22 соответ25 ственно, а третий (установочный) вход . триггера 23 соединен с выходом элемента

ИЛИ 15. Сброс показаний первого 20 и второго 2 регистраторов осуществляется внешними сигналами "Сброс".

30 На фиг,2а приведена упрощенная схема дифференциального моста, в котором два плеча представлены индуктивностями вто.ричных обмоток трансформатора 5L> и Lz, а два других — емкостями С1 и Cz. Емкости С12

35 (частичная емкость между вспомогательными проводами 9), С о (частичная емкость первого вспомогательного провода относительно земли), С2о(частичная емкость второго вспомогательного провода относительно

40 земли) являются емкостями пары, отображающие ее эквивалент. Важно отметить, что если два провода равномерно окрутить в пару, то величины их емкостей С1о и С о будут равны между собой. что исключит их

45 влияние на баланс моста. Что же касается величины емкости Сц, то она не окажет никакого влияния на баланс моста, так как окажется включенной в его диагональ питания. Переменными емкостями С„1 и Спг

50 отображено влияние движущегося поезда нэ величины С1 и Cz.

В основе, работы устройства при измерении скорости Чх.используется известное положение: скорость есть отношение пути ко времени его прохождения. Для нашего случая путь определен фиксированной длиной l, а время его прохождения t< определяется из измерений, Поскольку результат измерения однозначно определяется чис1813667 лом импульсов N», укладывающимися в интервале времени от ti до И (длительностью т») между двумя последовательными дискретно изменяющимися состояниями дифференциального моста переменного тока, обуславливаемых движением поезда в зоне расположения емкостных элементов, то необходимо также однозначно поставить в соответствие Ч» и N». Это соответствие устанавливается величиной частоты f< (или периода То) генератора счетных импульсов.

При этом расчетная формула определения скорости V» будет выглядеть следующим образом: а

N»= .д- °

» где Nx — число зафиксированных импульсов генератора счетных импульсов; а = 4/То, где 1о — фиксированная длина двух проводов, образующих емкостные плечи дифференциального моста; То — период следования импульсов генератора.

Величину а можно выбирать, исходя из значений 1о и Т . Например, можно 1 выбрать равной длине локомотива (но можно взять и другую величину). Величину То выбирают также из практических соображений, например, чтобы емкость счетчика N< была бы не слишком большой, Т лучше выбирать побольше (понятно, что f в этом„. случае будет поменьше). Но уж коли эти две величины выбраны, то они должны в дальнейшем остаться фиксированными, т.е. неизменными, Далее следует определиться с диапазоном измерения (см.фиг.3). Градуировочные значение только одного импульса N»=1 (начало шкапы) будет определяться числом в, в то же время конец шкалы будет определен минимальной величиной измеряемой скорости, Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии поезда 10 в зоне элементов С> и Сг дифференциальный пост находится в состоянии баланса и выход его нуль-органа характеризуется нулевой фазой (уо ), при этом формирователь 13 временных интервалов своим единичным выходным сигналом через элемент ИЛИ 15 удерживает первый и третий формирователи 12,14 и триггер 23 в выключенном состоянии. Очевидно, никакая информация ввиду нулевых состояний формирователей 12 и 14 на выходы первого

20 и второго 24 регистраторов поступить не может.

При движении поезда он попадает в зону действия первого С, а потом второго

Сг емкостных элементов. В момент (фиг,26), когда емкость С +С превысит пороговое равенство С =Сг, формирователь 11 зафиксирует дискретный переход моста из нуле5 вого(ро ) состояния в плюсовое (ф+), под воздействием потенциала которого срабатывает только первый формирователь 12 временных интервалов, и его выход будет характеризоваться единичных потенциалом

10 (т,п. логической единицей). Эта единица одновременно поступит на первый вход первого элемента 21, выходным сигналом которого триггер 23 установится в состояние с единичным сигналом на первом выхо15 де(который соответствует разбалансу моста с фазой р+), ), что эафиксируется вторым регистратором 24 как знак направления движения, и на первый вход элемента ИЛИ

16. В то же время единичным сигналом триггера осуществится блокировка включения второго элемента 22. В то же время единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 16, поступив на первый вход элемента И 17, разрешит прохождение через его второй вход импульсов от генератора 18, которые будут фиксироваться двоичным счетчиком

19 до тех пор, пока не исчезнет единичный потенциал на первом входе элемента И 17. А это произойдет только тогда, когда поезд, пройдя расстояние 1о, окажется в зоне одновременного расположения элементов С> и

Сг и мост вновь вернется в состояние баланса (qb ). При этом двоичный счетчик 19, зафиксировав код число N», перепишет его в первый регистратор 20, выходной единичный сигнал которого через второй вход элемента ИЛИ 15 в дальнейшем будет блокировать работу всего устройства. Разблокирование можно осуществить (вручную или автоматически) по сигналу "Сброс"-, подаваемый на второй вход первого 20 и третий вход второго 24 регистраторов.

При движении поезда в другом направлении работа устройства будет отличаться только тем, что ее управление будет осуществляться через формирователь 14 временных интервалов и ключевой элемент 22.

Формула изобретения

Устройство для определения местоположения подвижного состава, содержащее емкостный чувствительный элемент, пластины которого расположены у рельса и соединены с одними выводами одной и другой соединенных последовательно встречно обмоток дифференциального измерительного трансформатора, точка соединения которых подключена к одному из входов формирователя сигнала, выход которого соединен с одним из входов блока определения фазы

1813667

Й nf

Фых

"73Я а! 1 4 а/

Ра . 2

ПШББ

То

1 !

4 zmax

Рог. У

Составитель Э, Кондратенко

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С, Лисина

Редактор С. Кулакова

Заказ 1806 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 сигнала, а другой вход соединен с источником переменного напряжения, элемент И и блоки памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения определения скорости и направления движения, оно снабжено элементом ИЛИ, ключевыми элементами, триггером. генератором и счетчиком импульсов, выход последнего из которых соединен с входом одного из элементов памяти, а вход- с выходом элемента

И, соединенного одним из входов с выходом генератора импульсов, а другим входом — с выходом элемента ИЛИ,. причем другой блок памяти одним входом соединен с одним выходом триггера, соединенным с одним из входов одного из ключевых элементов, а другим — с другим выходом триггера, соединенным с одним из входов другого ключевого элемента, выход которого и выход первого ключевого элемента соединены соответственно с одним и другим входами триггера, при этом блок определения фазы содержит формирователи временного интервала и другой элемент ИЛИ, выход которого соединен с одними из вхо5 дом одного и другого формирователей временного интервала и им образован: первый выход блока, соединенный с третьим входом триггера, а один из входов второго элемента ИЛИ соединен с выходом третьего

10 формирователя временного интервала, входом которого и входами первого и второго формирователей образован первый вход блока, выходами последних образованы второй и третий выходы блока, первый из

15 которых соединен с вторым входом первого ключевого элемента и одним из входов первого элемента ИЛИ, второй — со вторым входом второго ключевого элемента и с другим входом первого элемента ИЛИ, причем

20 источник переменного напряжения подключен к третьей обмотке дифференциального трансформатора.