Способ измерения коэффициента экранирования на испытательных участках контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации и устройство для его осуществления

Техническое решение относится к средствам определения степени экранирующего влияния металлических элементов испытательных участков контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации на результаты измерений технико-эксплуатационных характеристик приемной аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации. Устройство содержит соединенные между собой модуль управления, состоящий из первого блока управления, блока индикации, блока ввода данных, блока интерфейса проводного, блока интерфейса беспроводного, блока памяти и первого блока внутреннего интерфейса передачи данных; и модуль измерений, состоящий из второго блока внутреннего интерфейса передачи данных, второго блока управления, датчика токового бесконтактного, выполненного в виде измерительной катушки или датчика Холла и находящегося на фиксированном расстоянии относительно уровня головки рельса вдоль его вертикальной оси, и блока измерения. Достигается повышение точности измерения коэффициента экранирования на испытательных участках контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Способ и устройство, его реализующее, относятся к области железнодорожной автоматики и телемеханики и могут быть использованы для определения степени экранирующего влияния металлических элементов испытательных участков контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации на результаты измерений технико-эксплуатационных характеристик приемной аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации основных устройств безопасности.

Уровень техники

Основной задачей в рамках технического обслуживания и ремонта приемной аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации, входящей в состав основных устройств безопасности, является обеспечение высокой точности результатов измерений ее технико-эксплуатационных характеристик и проводимых проверок. Повышение точности достигается, с одной стороны, за счет организации проверок приемной аппаратуры с учетом электромагнитной обстановки, характерной для условий эксплуатации основных устройств безопасности, а с другой стороны за счет учета собственных параметров испытательного оборудования и электромагнитной обстановки, характерной для мест проведения испытаний - испытательных участков контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации при пунктах технического обслуживания и локомотивных депо (Инструкция по оборудованию, техническому обслуживанию и ремонту испытательных шлейфов и путевых устройств АЛС контрольного пункта АЛСН №35002-000-00, утвержденная распоряжением ОАО «РЖД» от 12.07.2021 г. N 1510/р).

Для повышения точности проверок разработан ряд технических решений. Так известно многофункциональное переносное устройство с дистанционным управлением для испытания и диагностики бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации (RU 198805 U1, B61L 3/20, 29.07.2020). Многофункциональное переносное устройство с дистанционным управлением для испытания и диагностики бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации предназначено для проверки работоспособности автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия на железнодорожном подвижном составе, оборудованном аппаратурой АЛСН, ДКСВ-М, БЛОК, КЛУБ-У, КЛУБ-УП. Устройство состоит из переносного шлейфа в виде петли из изолированного проводника и электрически связанного с ним переносного микропроцессорного устройства кодирования, содержащего цифро-аналоговый преобразователь, вход которого подключен к выходу микропроцессора, а выход связан со входом усилителя мощности, управляющий вход которого подключен к выходу микропроцессора, а выход нагружен на переносной испытательный шлейф через последовательно включенный датчик тока, соединенный со входом микропроцессора, а также блок питания, подключенный к источнику бесперебойного питания. Устройство дополнительно содержит модуль проводного управления и модуль беспроводного управления, подключенные посредством двухсторонних связей к микропроцессору, а также дополнительно снабжено функцией формирования кодов АЛСН с предельными параметрами.

Способ, реализуемый посредством известного многофункционального переносного устройства с дистанционным управлением для испытания и диагностики бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации, заключается в том, что размещают переносной шлейф в виде петли из изолированного проводника под приемными катушками основного устройства безопасности, управляют работой микропроцессора и контролируют его работу с помощью модуля проводного управления, формируют с использованием микропроцессора тестовые сигналы, усиливают их при помощи усилителя и подают их в переносной шлейф.

Основным недостатком известного многофункционального переносного устройства с дистанционным управлением для испытания и диагностики бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации и способа, реализуемого с его помощью, является отсутствие возможности оценки экранирующего влияния металлических элементов в границах испытательного участка: рельсов, металлической обшивки смотровых канав и т.п. - на результаты проводимых проверок и измерений.

Известно устройство проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации (RU 2726839 C1, B61L 25/02, 15.07.2020). По одному из вариантов выполнения устройство включает блок коммутации и согласования, входами подключенный ко второму выходу блока управления и выходу блока формирования тестовых сигналов, линию индуктивной связи, подключенную к выходам блока коммутации и согласования и посредством индуктивной связи соединенную с приемными катушками бортовой аппаратуры АЛС, первый блок измерения, индуктивно связанный с линией индуктивной связи, второй блок измерения, подключенный к линии индуктивной связи, и два блока сравнения, один из которых входом подключен к выходу первого блока измерения, а второй - входом/выходом к выходу/входу второго блока измерения, при этом выход первого блока сравнения соединен с первым входом блока управления, второй вход - со вторым выходом блока формирования тестовых сигналов, другой вход которого подключен к выходу блока памяти, входы/выходы второго блока измерения подключены к выходам/входам блока формирования отчета, а выход второго блока сравнения соединен со вторым входом блока управления, третий вход которого подключен к выходу блока ввода данных.

Способ, реализуемый посредством известного устройства проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации заключается в том, что с помощью блока ввода данных, регистрируют основные данные проводимой проверки работы аппаратуры АЛС: дата; время; номер локомотива; его серия, номер; род и вид тяги; фамилия ответственного за проведение испытаний лица; управляют работой устройства с помощью блока управления; формируют тестовые сигналы и передают их в индукторы или линию индуктивной связи; измеряют сумму ЭДС, наводимую в приемных катушках основных устройств безопасности; анализируют реакции основных устройств безопасности, формируют отчет о проведенной проверке, регистрируют его в памяти и отображают на блоке индикации; контролируют параметры электромагнитного поля, формируемого индукторами или линией индуктивной связи, при помощи первого блока измерения, выполненного в виде двух токовых датчиков (измерительных токовых катушек или аналоговых датчиков Холла), располагаемых на рейке, фиксируемой над рельсами; сопоставляют полученные с помощью первого блока с идеальной моделью, построенной для случая отсутствия металлических экранов в виде рельсов или металлической обшивки смотровых канав, рассчитывают коэффициент экранирования как отношение измеренной величины ЭДС к идеальной и регистрируют его в памяти устройства; регулируют величину силы тока для формируемых тестовых сигналов с учетом коэффициента экранирования.

Недостатком известного устройства проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации и способа, реализуемого с его помощью, является низкая точность получаемых с его помощью результатов измерений коэффициента экранирования, связанная с зависимостью последних от точек размещения токовых датчиков первого блока измерения относительно вертикальных осей ходовых рельсов. Свободное размещение токовых датчиков относительно вертикальной оси ходовых рельсов, т.е. наличие смещения токовых датчиков относительно вертикальной оси ходовых рельсов, может приводить к невозможности оценки экранирующего влияния, например, ходовых рельсов. Более подробно механизм снижения точности получаемых результатов измерений коэффициента экранирования описан далее для прототипа.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому изобретению является способ проверки аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации (RU 2645494 C1, B61L 25/00, 21.02.2018). Способ проверки аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации заключается в подаче испытательного сигнала в проводной шлейф, прикрепленный к рельсу, над поверхностью головки которого на заданном расстоянии размещена приемная катушка, и измерении ЭДС в приемной катушке. При этом предварительно определяют расчетное значение напряженности магнитного поля в зоне размещения приемной катушки по формуле Н~=I_C/2πR, где I_C - заданная величина тока в шлейфе, R - расстояние между шлейфом и центральной осью приемной катушки. После подачи в проводной шлейф испытательного сигнала с заданной величиной тока измеряют напряженность магнитного поля в зоне размещения приемной катушки и изменяют величину напряженности магнитного поля в этой зоне путем изменения величины тока в проводном шлейфе до значения, при котором измеряемая напряженность магнитного поля сравняется с расчетным значением. После этого устанавливают приемную катушку в зону ее размещения и осуществляют измерение наведенной в ней ЭДС и фиксацию воспринятого ею кода испытательного сигнала, по которому судят о правильной работе аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации.

Указанный способ взят за прототип. Прототип имеет существенный недостаток, заключающийся в низкой точности получаемых результатов.

Недостаток связан с тем, что в прототипе предложено изменять величину тока в проводном шлейфе до тех пор, пока не будет достигнуто равенство расчетного и фактического измеренного значений напряженности магнитного поля. При этом, с одной стороны, не учитывается, что фактическая зона размещения приемной катушки (определяется расстоянием между проводным шлейфом и центральной осью приемной катушки), относительно которой ведется расчет значения напряженности магнитного поля, может располагаться как непосредственно над вертикальной осью ходового рельса, так и отстоять от этой оси на некоторое расстояние.

В свою очередь величина ЭДС, наводимая в приемной катушке прямо пропорционально скалярному произведению векторов магнитной индукции и нормали витка обмотки приемной катушки, а, значит, косинусу угла между данными векторами. Данный косинус определяется как высотой размещения приемной катушки относительно проводного шлейфа (по вертикальной оси, проведенной через проводной шлейф), так и смещением приемной катушки относительно вертикальной оси, проведенной через проводной шлейф.

Данная позиция подкрепляется известными результатами экспериментальных исследований (Бадер, М.П. Электромагнитная совместимость/Учебник для вузов железнодорожного транспорта. - М.: УМК МПС, 2002. - 638 с.; страницы 353, 354) - графиками зависимости взаимной индуктивности М между рельсом и приемной катушкой от смещения центра сердечника последней относительно вертикальной оси ходового рельса.

В связи с этим величина тока в проводном шлейфе в прототипе приводится к величине ЭДС, соответствующей размещению приемной катушки без смещения относительно вертикальной оси, проведенной через испытательный шлейф, на некоторой высоте R, что в случае наличия даже незначительного смещения приемной катушки относительно вертикальной оси, проведенной через шлейф, приводит к невозможности адекватно оценить технико-эксплуатационные характеристики основных локомотивных устройств безопасности: чувствительности локомотивного приемника и электрических параметров приемных катушек.

С другой стороны, экранирующее влияние может оказываться не только металлическими деталями испытательных участков - рельсами, обшивкой смотровых канав, трубопроводами и т.п., - но и непосредственно кузовом, тележками и другими металлическими элементами железнодорожного подвижного состава. К искажениям формы электромагнитных полей в зоне размещения приемных катушек - и соответственно искажениям результатов измерений в прототипе - могут приводить и массивные сердечники самих приемных катушек. С учетом того, что в прототипе предлагается сначала осуществить измерения и регулировку величины тока, а затем уже установить приемную катушку в зону ее размещения для проведения проверок аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации, полученное значение силы тока в проводном шлейфе может не соответствовать реальному экранирующему влиянию на данном испытательном участке при проведении проверок оборудования для данного железнодорожного подвижного состава.

Следует отметить, что приведенный в описании прототипа способ определения коэффициента экранирования в связи с вышеизложенным также не обеспечивает необходимую точность для проведения испытаний приемного оборудования автоматической локомотивной сигнализации основных устройств безопасности.

Помимо указанного недостатка следует отметить техническую сложность определения напряженности магнитного поля в условиях контрольных пунктов.

Раскрытие изобретение

Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в повышении точности измерения коэффициента экранирования на испытательных участках контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации.

Технический результат достигается тем, что способ измерения коэффициента экранирования на испытательных участках контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации заключается в том, что предварительно в условиях отсутствия мешающего влияния металлических конструкций испытательных участков: размещают устройство измерительное, снабженное токовым бесконтактным датчиком, выполненным в виде измерительной катушки или датчика Холла и находящимся на фиксированном расстоянии относительно уровня головки рельса вдоль его вертикальной оси, на головке одиночного рельса; формируют с помощью генератора гармонических сигналов и подают в одиночный рельс ток заданной силы и частоты; составляют градуировочную таблицу устройства измерительного таким образом, что для каждой частоты несущего сигнала и каждой силы тока в рельсе ставят в однозначное соответствие напряжение на выходе токового бесконтактного датчика; полученную градировочную таблицу записывают во внутреннюю память устройства измерительного. Далее в условиях эксплуатации после остановки испытуемой единицы железнодорожного подвижного состава в границах испытательного участка: размещают под установленной на нем приемной катушкой устройство измерительное; передают и регистрируют в памяти устройства измерительного величину тока, подаваемого в настоящий момент в испытательный шлейф, и его частоту; измеряют с помощью токового бесконтактного датчика устройства измерительного и регистрируют во внутренней памяти устройства измерительного фактическую величину тока для данной частоты с учетом эффекта экранирования; вычисляют коэффициент экранирования, используемый при регулировании тока в шлейфе для обеспечения единства измерений на испытательных участках контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации, как отношение силы тока, подаваемого на вход испытательного шлейфа, к фактически измеренной силе тока, регистрируют его во внутренней памяти устройства измерительного и отображают его на блоке индикации устройства измерительного.

Устройство содержит модуль управления, состоящий из первого блока управления, блока индикации, блока ввода данных, блока интерфейса проводного, блока интерфейса беспроводного, блока памяти и первого блока внутреннего интерфейса передачи данных; и модуль измерений, состоящий из второго блока внутреннего интерфейса передачи данных, второго блока управления, датчика токового бесконтактного, выполненного в виде измерительной катушки или датчика Холла и находящегося на фиксированном расстоянии относительно уровня головки рельса вдоль его вертикальной оси, и блока измерения. При этом выход блока ввода данных соединен с первым входом первого блока управления. Первый выход первого блока управления соединен со входом блока индикации. Входы/выходы блока интерфейса проводного, блока интерфейса беспроводного и блока памяти соединены с соответствующими входами/выходами первого блока управления. Первый блок управления своими соответствующими входами/выходами соединен последовательно через первый блок внутреннего интерфейса передачи данных, второй блок внутреннего интерфейса передачи данных с соответствующими входами/выходами второго блока управления. Выход датчика токового бесконтактного соединен через блок измерения со входом второго блока управления. При этом модуль управления и модуль измерений выполнены в едином корпусе, на внешней стороне которого расположены разъем блока интерфейса проводного, блок ввода данных и блок индикации, а нижняя часть которого имеет специальное углубление с магнитами для крепления на рельс.

При этом блок ввода данных выполнен в виде джостика с пятью кнопками управления без фиксации.

Для обеспечения оперативного контроля размещения непосредственно под приемной катушкой основного локомотивного устройства безопасности устройство дополнительно содержит в составе модуля управления по крайней мере одну указку лазерную, размещенную на корпусе устройства измерительного в верхней его части; при этом вход указки лазерной связан с соответствующим выходом первого блока управления.

Для обеспечения контроля положения приемной локомотивной катушки в диапазоне высот, соответствующих нормативной документации, устройство дополнительно содержит в составе модуля управления по крайней мере один датчик измерения расстояния, расположенный на корпусе устройства измерительного в верхней его части и соединенный своими входами/выходами с соответствующими входами/выходами первого блока управления.

Блок интерфейса проводного выполнен с возможностью работы по стандарту USB.

Блок интерфейса беспроводного выполнен с возможностью работы в беспроводных сетях стандартов Bluetooth и Wi-Fi.

При этом блок измерения содержит дополнительно два входа, внешние разъемы которых расположены на внешней части корпуса и обеспечивают подключение к приемной катушке основного устройства безопасности.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежами на фиг. 1, 2.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства измерительного, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит модуль 1 управления, состоящий из первого блока 3 управления, блока 5 индикации, блока 4 ввода данных, блока 6 интерфейса проводного, блок 7 интерфейса беспроводного, блока 8 памяти и первого блока 9 внутреннего интерфейса передачи данных; и модуль 2 измерений, состоящий из второго блока 10 внутреннего интерфейса передачи данных, второго блока 11 управления, датчика 12 токового бесконтактного, выполненного в виде измерительной катушки или датчика Холла и находящегося на фиксированном расстоянии относительно уровня головки рельса вдоль его вертикальной оси, и блока 13 измерения. Выход блока 4 ввода данных соединен с первым входом первого блока 3 управления. Первый выход первого блока 3 управления соединен со входом блока 5 индикации. Входы/выходы блока 6 интерфейса проводного, блока 7 интерфейса беспроводного и блока 8 памяти соединены с соответствующими входами/выходами первого блока 3 управления. Первый блок 3 управления своими соответствующими входами/выходами соединен последовательно через первый блок 9 внутреннего интерфейса передачи данных, второй блок 10 внутреннего интерфейса передачи данных с соответствующими входами/выходами второго блока 11 управления. Выход датчика 12 токового бесконтактного соединен через блок 13 измерения со входом второго блока 11 управления.

На фиг. 2 показана структурная схема устройства измерительного, реализующего указанный способ, снабженного дополнительно лазерной указкой и датчиком измерения расстояния.

Устройство содержит модуль 1 управления, состоящий из первого блока 3 управления, блока 5 индикации, блока 4 ввода данных, блока 6 интерфейса проводного, блок 7 интерфейса беспроводного, блока 8 памяти и первого блока 9 внутреннего интерфейса передачи данных, указки 14 лазерной и датчика 15 измерения расстояния; и модуль 2 измерений, состоящий из второго блока 10 внутреннего интерфейса передачи данных, второго блока 11 управления, датчика 12 токового бесконтактного, выполненного в виде измерительной катушки или датчика Холла и находящегося на фиксированном расстоянии относительно уровня головки рельса вдоль его вертикальной оси, и блока 13 измерения. Выход блока 4 ввода данных соединен с первым входом первого блока 3 управления. Первый выход первого блока 3 управления соединен со входом блока 5 индикации. Входы/выходы блока 6 интерфейса проводного, блока 7 интерфейса беспроводного и блока 8 памяти соединены с соответствующими входами/выходами первого блока 3 управления. Вход указки 14 лазерной связан с соответствующим выходом первого блока 3 управления. Датчик 15 измерения расстояния соединен своими входами/выходами с соответствующими входами/выходами первого блока 3 управления. Первый блок 3 управления своими соответствующими входами/выходами соединен последовательно через первый блок 9 внутреннего интерфейса передачи данных, второй блок 10 внутреннего интерфейса передачи данных с соответствующими входами/выходами второго блока 11 управления. Выход датчика 12 токового бесконтактного соединен через блок 13 измерения со входом второго блока 11 управления.

Осуществление изобретения

Способ измерения коэффициента экранирования на испытательных участках контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации основан на измерении величины напряжения на выходе датчика 12 токового бесконтактного, выполненного в виде измерительной катушки или датчика Холла и находящегося на фиксированном расстоянии относительно уровня головки рельса вдоль его вертикальной оси. Ключевую роль здесь играет размещение токового датчика, обеспечивающее однозначную интерпретацию получаемых результатов измерений и не зависящее от смещения относительно оси ходового рельса.

Т.к. коэффициент экранирования представляет собой отношение силы тока, подаваемого на вход испытательного шлейфа, к фактически измеренной силе тока при одной и той же частоте, то первоначально необходимо осуществить градуирование устройства измерительного. Для этого предварительно в условиях отсутствия мешающего влияния металлических конструкций испытательных участков размещают устройство измерительное, снабженное датчиком 12 токовым бесконтактным, выполненным в виде измерительной катушки или датчика Холла и находящимся на фиксированном расстоянии относительно уровня головки рельса вдоль его вертикальной оси, на головке одиночного рельса. Таким образом устройство измерительное градуируют относительно электромагнитного поля, формируемого вокруг одиночного рельса (рельсовой нити) протекающим по нему току заданной силы и частоты, что соответствует реальным условиям эксплуатации основных устройств безопасности, служащим эталоном для испытательного оборудования.

При помощи генератора гармонических сигналов формируют и подают в одиночный рельс ток заданной силы и частоты. Осуществляют градуирование устройства измерительное таким образом, что для каждой частоты несущего сигнала и каждой силы тока в рельсе (рельсовой нити) ставят в однозначное соответствие напряжение на выходе токового бесконтактного датчика.

В результате проведения градуирования формируют градировочную таблицу, которую записывают во внутреннюю память устройства измерительного - блок 8 памяти. После чего устройство измерительное готово к проведению измерений коэффициента экранирования.

В условиях эксплуатации после остановки испытуемой единицы железнодорожного подвижного состава в границах испытательного участка размещают под установленной на нем приемной катушкой устройство измерительное. Для начала работы устройства измерительного передают и регистрируют в его памяти величину тока, подаваемого в настоящий момент в испытательный шлейф, и его частоту.

Передача таких данных может осуществляться как с использованием беспроводных сетей связи с использованием стандартов Bluetooth или Wi-Fi непосредственно от устройства проверки автоматической локомотивной сигнализации (устройство формирования сигналов для проведения проверок основных локомотивных устройств безопасности и их передачи в испытательные шлейфы с функциями выбора тестовых сигналов и контроля их параметров) посредством блока 7 интерфейса беспроводного, так и вручную, например после измерения фактических параметров тока в испытательном шлейфе при помощи токовых клещей или амперметра с использованием блока 4 ввода данных.

Далее измеряют с помощью датчика 12 токового бесконтактного устройства измерительного и регистрируют во внутренней памяти устройства измерительного (блок 8 памяти) фактическую величину тока для данной частоты с учетом эффекта экранирования. Полученная величина тока выбирается в соответствии с измеренной величиной напряжения на выходе датчика 12 токового бесконтактного по полученной ранее градировочной таблице, хранящейся во внутренней памяти устройства - блоке 8 памяти - путем последовательного сравнения измеренной величины напряжения с величинами напряжений, записанными в градуировочной таблице для данной частоты сигнального тока, и выбора наиболее близкой к измеренной величины напряжения из градуировочной таблицы, в соответствии с которой в градуировочной таблице указана величина силы тока (квантование по уровню).

Затем вычисляют коэффициент экранирования, используемый при регулировании тока в шлейфе для обеспечения единства измерений на испытательных участках контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации, как отношение силы тока, подаваемого на вход испытательного шлейфа, к фактически измеренной силе тока. Результат вычислений регистрируют во внутренней памяти устройства измерительного (блок памяти 8) и отображают его на блоке 5 индикации устройства измерительного.

Устройство измерительное, реализующее указанный способ, работает следующим образом (фиг. 1). Устройство выполнено в едином корпусе и имеет модульную структуру: модуль 1 управления и модуль 2 измерений.

Первоначально при градуировании размещают устройство измерительное в условиях отсутствия мешающего влияния металлических конструкций испытательных участков размещают устройство измерительное на головке одиночного рельса. С помощью блока 4 ввода данных, который целесообразно размещать на внешней верхней части корпуса устройства измерительного, вводят управляющую команду, которая поступает на вход первого блока 3 управления. После ее получения первый блок 3 управления переводит устройство измерительное в режим градуирования.

Фактические величины силы тока и его частоты в рельсе при градуировании вводятся посредством блока 4 ввода данных. Блок 4 ввода данных представляет собой набор клавиш или кнопок, позволяющий осуществлять выбор из пунктов меню, отображаемых в данный момент на блоке 5 индикации. Блок 4 ввода данных размещается на внешней стороне корпуса устройства измерительного.

Блок 5 индикации представляет собой жидкокристаллический дисплей. Блок 5 индикации размещают на внешней стороне корпуса устройства измерительного.

Блок 4 ввода может быть выполнен в виде джостика с пятью кнопками управления без фиксации.

После ввода сведений о фактических величинах силы тока и частоты в рельсе блок 3 управления формирует управляющую команду, которую передает последовательно через первый блок 9 внутреннего интерфейса передачи данных, второй блок 10 внутреннего интерфейса передачи данных ко второму блоку 11 управления. Второй блок 11 управления после получения такой управляющей команды регистрирует численное значение напряжения на выходе датчика 12 токового бесконтактного, выполненного в виде измерительной катушки или датчика Холла и находящимся на фиксированном расстоянии относительно уровня головки рельса вдоль его вертикальной оси, формируемое на выходе блока 13 измерения, представляющего собой измеритель напряжения (цифровой вольтметр).

Второй блок 11 управления передает результат измерения через второй блок 10 внутреннего интерфейса, первый блок внутреннего интерфейса в первый блок 3 управления.

Сведения о фактических величинах силы тока и частоты в рельсе и величине напряжения на выходе датчика 12 бесконтактного записываются блоком 3 управления в блок 8 памяти устройства измерительного.

Результаты измерений отображаются на блоке 5 индикации.

После составления градуировочной таблицы при помощи блока 4 ввода данных переводят устройство измерительное в штатный режим работы.

Градуирование устройства измерительного при необходимости может быть осуществлено и посредством перезаписи градуировочной таблицы во внутреннюю память устройства измерительного при его подключении к персональному компьютеру через блок 6 интерфейса проводной или блок 7 интерфейса беспроводного. При этом информация от персонального компьютера (на чертежах не показан) передается последовательно через блок 6 интерфейса проводного или блок 7 интерфейса беспроводного и первый блок 3 управления в блок 8 памяти.

Блок 6 интерфейса проводной представляет собой печатную плату, на которой размещены необходимые для реализации соответствующего стандарта электронные компоненты, снабженную соответствующим используемому стандарту разъемом для подключения внешнего кабеля. Блок 6 интерфейса проводного может быть выполнен с возможностью работы по стандарту USB. Внешний разъем блока 6 интерфейса размещают на внешней стороне корпуса устройства измерительного.

Блок 7 интерфейса беспроводного представляет собой печатную плату, на которой размещены необходимые для реализации соответствующего стандарта электронные компоненты, снабженную одной или несколькими антеннами, соответствующими используемым стандарту и полосе частот. Блок 7 интерфейса беспроводного может быть выполнен с возможностью работы в беспроводных сетях стандартов Bluetooth и Wi-Fi.

Далее в условиях эксплуатации после остановки испытуемой единицы железнодорожного подвижного состава в границах испытательного участка размещают под установленной на нем приемной катушкой устройство измерительное.

Для удобства размещения нижняя часть корпуса устройства измерительного имеет специальное углубление с магнитами для крепления на рельс (на чертеже не показаны). Такое углубление в корпусе и магнитное крепление исключают смещение устройства относительно вертикальной оси ходового рельса, а, значит, исключает возможное смещение датчика 12 токового бесконтактного, т.е. положение датчика 12 бесконтактного будет одинаковым при осуществлении любого измерения при размещении устройства измерительного на рельсе.

После установки устройства измерительного к нему передают сведения о силе тока в соответствующем испытательном шлейфе (над которым размещено устройство измерительное) и его частоте. Передача может быть осуществлена непосредственно от устройства проверки автоматической локомотивной сигнализации по беспроводному каналу связи (на чертежах не показан) через блок 7 интерфейса беспроводного или посредством ввода данных при помощи блока 4 ввода данных.

Значения силы тока и его частота записываются первым блоком 3 управления в блок 8 памяти. После чего первый блок 3 управления формирует управляющий сигнал, который передается через первый блок 9 внутреннего интерфейса передачи данных, второй блок 10 внутреннего интерфейса передачи данных ко второму блоку 11 управления. Второй блок 11 управления после получения управляющего сигнала регистрирует численное значение напряжения на выходе датчика 12 токового бесконтактного, получаемое от блока 13 измерения и передает его последовательно через второй блок 10 внутреннего интерфейса передачи данных, блок 9 внутреннего интерфейса передачи данных к первому блоку 3 управления. Первый блок 3 управления регистрирует измеренную величину напряжения в блоке 8 памяти, затем сравнивает его с напряжениями, записанными в градуировочной таблице, хранящейся в блоке 8 памяти, с учетом зарегистрированной для данного измерения частотой тока в испытательном шлейфе. Фактически осуществляется квантование измеренной величины по уровню. В результате сравнения выбирается величина тока при заданной частоте тока в испытательном шлейфе, напряжение при которой будет меньше всего отличаться от измеренного. Таким образом определена (измерена) фактическая (эффективная) сила тока в испытательном шлейфе. После этого первый блок 3 управления осуществляет расчет коэффициента экранирования, используемого при регулировании тока в шлейфе для обеспечения единства измерений на испытательных участках контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации. Коэффициент экранирования рассчитывается как отношение силы тока, подаваемого на вход испытательного шлейфа, к фактически измеренной силе тока. Полученный результат вычислений регистрируется блоком 3 управления в блоке 8 памяти и выводится на блоке 5 индикации.

Для обеспечения оперативного контроля размещения непосредственно под приемной катушкой основного локомотивного устройства безопасности устройство измерительное дополнительно содержит в составе модуля управления по крайней мере одну указку 14 лазерную (фиг. 2). Указка 14 лазерная размещается на корпусе устройства измерительного в верхней его части. При позиционировании устройства измерительного под приемной катушкой перед началом изменения с помощью блока 4 ввода данных через первый блок 3 управления может быть активирована указка 14 лазерная, которая обеспечит формирование электромагнитной волны видимого диапазона в виде узконаправленного луча. Луч будет отражаться от нижней грани приемной катушки, что упростит операцию позиционирования устройства измерительного. Указка 14 лазерная может быть деактивирована первым блоком 3 управления также с помощью команды, сформированной пользователем посредством блока 4 ввода данных.

Для обеспечения контроля положения приемной локомотивной катушки в диапазоне высот, соответствующих нормативной документации, устройство измерительное дополнительно содержит в составе модуля управления по крайней мере один датчик измерения расстояния (фиг. 2). Датчик 15 измерения расстояния располагается на корпусе устройства измерительного в верхней его части. При инициации измерения напряжения на выходе датчика 12 токового бесконтактного, т.е. после ввода данных о силе тока в испытательном шлейфе и его частоте, блоком 3 управления дополнительно формируется управляющий сигнал, который передается на вход датчика 15 измерения расстояния. Датчик 15 измерения расстояния представляет собой лазерный дальномер, измеряющий время между моментом формирования электромагнитной волны видимого диапазона в виде узконаправленного луча и моментом детекции отраженного от поверхности приемной катушки луча; после чего осуществляет расчет расстояния между дальномером и приемной катушкой. Результат расчета передается на вход первого блока 3 управления, далее записывается в блок 8 памяти и отображается при помощи блока 5 индикации. В случае отклонения высоты приемной катушки от номинального диапазона значений осуществляют корректировку ее высоты подвеса, а затем осуществляют повторное измерение коэффициента экранирования.

Кроме того, измерение высоты подвеса приемных катушек может осуществляться и по отдельной команде пользователя, задаваемой с помощью блока 4 ввода данных. После поступления команды от блока 4 ввода данных первый блок 3 управления формирует управляющий сигнал, который передается на вход датчика 15 измерения расстояния. Результат измерения передается на вход первого блока 3 управления, далее записывается в блок 8 памяти и отображается при помощи блока 5 индикации.

Для обеспечения возможности контроля технического состояния приемной катушки, в зоне размещения которой контролируют коэффициент экранирования, дополнительно необходимо измерить величину электродвижущей силы (ЭДС), наводимой непосредственно в самой приемной катушке с учетом экранирующего влияния. Для этого блок 13 измерения дополнительно содержит два входа, внешние разъемы которых расположены на внешней части корпуса и обеспечивают подключение к приемной катушке основного устройства безопасности. Эти входы (разъемы) обеспечивают подключение к приемной катушке (или выходам пары приемных катушек) основного устройства безопасности при помощи измерительных щупов (на чертежах не показаны). Для измерения величины ЭДС, наведенной в приемной катушке, осуществляют с помощью блока 4 ввода выбор соответствующего режима, после чего первый блок 3 управления формирует управляющий сигнал, который передается через первый блок 9 внутреннего интерфейса передачи данных, второй блок 10 внутреннего интерфейса передачи данных ко второму блоку 11 управления. Второй блок 11 управления после получения управляющего сигнала регистрирует численное значение напряжения на дополнительной паре входов блока 13 измерения по данным на выходе блока 13 измерения и передает его последовательно через второй блок 10 внутреннего интерфейса передачи данных, блок 9 внутреннего интерфейса передачи данных к первому блоку 3 управления. Полученный результат измерений регистрируется блоком 3 управления в блоке 8 памяти и выводится на блоке 5 индикации.

Результаты измерений, получаемых с помощью заявляемого устройства, могут быть впоследствии считаны из блока 8 памяти при подключении устройства измерительного по проводному (через блок 6 интерфейса проводного) или беспроводному (через блок 7 интерфейса беспроводного) к персональному компьютеру (на чертежах не показан). Это позволит интегрировать устройство измерительное с другими используемыми в рамках процессов обслуживания и ремонта основных устройств безопасности технологическим оборудованием и автоматизированными системами.

С учетом вышеизложенного достигается повышение точности измерения коэффициента экранирования на испытательных участках контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации.

1. Способ измерения коэффициента экранирования на испытательных участках контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации, заключающийся в том, что предварительно в условиях отсутствия мешающего влияния металлических конструкций испытательных участков: размещают устройство измерительное, снабженное токовым бесконтактным датчиком, выполненным в виде измерительной катушки или датчика Холла и находящимся на фиксированном расстоянии относительно уровня головки рельса вдоль его вертикальной оси, на головке одиночного рельса; формируют с помощью генератора гармонических сигналов и подают в одиночный рельс ток заданной силы и частоты; составляют градуировочную таблицу устройства измерительного таким образом, что для каждой частоты несущего сигнала и каждой силы тока в рельсе ставят в однозначное соответствие напряжение на выходе токового бесконтактного датчика; полученную градировочную таблицу записывают во внутреннюю память устройства измерительного; - далее в условиях эксплуатации после остановки испытуемой единицы железнодорожного подвижного состава в границах испытательного участка: размещают под установленной на нем приемной катушкой устройство измерительное; передают и регистрируют в памяти устройства измерительного величину тока, подаваемого в настоящий момент в испытательный шлейф, и его частоту; измеряют с помощью токового бесконтактного датчика устройства измерительного и регистрируют во внутренней памяти устройства измерительного фактическую величину тока для данной частоты с учетом эффекта экранирования; вычисляют коэффициент экранирования, используемый при регулировании тока в шлейфе для обеспечения единства измерений на испытательных участках контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации, как отношение силы тока, подаваемого на вход испытательного шлейфа, к фактически измеренной силе тока, регистрируют его во внутренней памяти устройства измерительного и отображают его на блоке индикации устройства измерительного.

2. Устройство измерительное для осуществления способа по п. 1, характеризующееся тем, что содержит модуль управления, состоящий из первого блока управления, блока индикации, блока ввода данных, блока интерфейса проводного, блока интерфейса беспроводного, блока памяти и первого блока внутреннего интерфейса передачи данных; и модуль измерений, состоящий из второго блока внутреннего интерфейса передачи данных, второго блока управления, датчика токового бесконтактного, выполненного в виде измерительной катушки или датчика Холла и находящегося на фиксированном расстоянии относительно уровня головки рельса вдоль его вертикальной оси, и блока измерения; при этом выход блока ввода данных соединен с первым входом первого блока управления, первый выход первого блока управления соединен с входом блока индикации; входы/выходы блока интерфейса проводного, блока интерфейса беспроводного и блока памяти соединены с соответствующими входами/выходами первого блока управления; первый блок управления своими соответствующими входами/выходами соединен последовательно через первый блок внутреннего интерфейса передачи данных, второй блок внутреннего интерфейса передачи данных с соответствующими входами/выходами второго блока управления; выход датчика токового бесконтактного соединен через блок измерения со входом второго блока управления; при этом модуль управления и модуль измерений выполнены в едином корпусе, на внешней стороне которого расположены разъем блока интерфейса проводного, блок ввода данных и блок индикации, а нижняя часть которого имеет специальное углубление с магнитами для установки на рельс.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что блок ввода данных выполнен в виде джойстика с пятью кнопками управления без фиксации.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что дополнительно для обеспечения оперативного контроля размещения непосредственно под приемной катушкой основного локомотивного устройства безопасности содержит в составе модуля управления по крайней мере одну указку лазерную, размещенную на корпусе устройства измерительного в верхней его части; при этом вход указки лазерной связан с соответствующим выходом первого блока управления.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что дополнительно для обеспечения контроля положения приемной локомотивной катушки в диапазоне высот, соответствующих нормативной документации, содержит в составе модуля управления по крайней мере один датчик измерения расстояния, расположенный на корпусе устройства измерительного в верхней его части и соединенный своими входами/выходами с соответствующими входами/выходами первого блока управления.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что блок интерфейса проводного выполнен с возможностью работы по стандарту USB.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что блок интерфейса беспроводного выполнен с возможностью работы в беспроводных сетях стандартов Bluetooth и Wi-Fi.

8. Устройство по любому из пп. 2-7, отличающееся тем, что блок измерения содержит дополнительно два входа, внешние разъемы которых расположены на внешней части корпуса и обеспечивают подключение к приемной катушке основного устройства безопасности.