Назначение
Модуль измерений профиля колес измерительного комплекса ARGUS 2 диагностики колесных пар подвижного состава предназначен для измерения профиля колеса и расстояния между колесами колесной пары (размер Ar - РМК) рельсовых транспортных средств в безостановочном режиме.
Система предназначена для работы в Моторвагонном депо Октябрьской железной дороги, г. Санкт - Петербург.
Описание
Модуль измерений профиля колес входит в систему ARGUS 2 и состоит из следующих узлов: лазера, камеры с ПЗС матрицей, лазерного датчика расстояния, светового барьера, ПК модуля. Процесс измерения происходит в режиме движения состава со скоростью 3-12 км/час. Индуктивный датчик колеса, расположенный приблизительно в 10 м перед участком измерения, распознает въезжающий состав и переключает готовую к работе систему в режим измерения. Одновременно датчик колеса измеряет скорость состава и количество осей, а также присваивает каждой колесной паре текущее время измерения. Модуль идентификации распознает номер состава (либо номер колесной пары).
Измерительный модуль активируется и подготавливается к предстоящему измерению (система запирающего воздуха переключается на уровень 2, открываются защитные крышки, включаются лазерные датчики и т.д.). Колесные пары проходят через модуль измерения отклонения профиля колес. В конце участка измерения второй датчик колеса повторно измеряет скорость состава и регистрирует количество осей. На основании этих данных базовый модуль распознает, вышел ли конец состава или последняя ось за пределы участка измерения. Измерительный модуль переключаются в положение покоя (закрываются защитные крышки, система запирающего воздуха переключается на уровень 1 и т.д.).
Принцип действия модуля измерения профиля колес основан на бесконтактном оптическом методе измерения. Для определения размера Ar выполняется измерение обратной стороны гребня колеса с использованием лазерного датчика расстояния. В точке измерения рельс в зоне поверхности катания прерван для обеспечения обзора в области износа профиля колеса. Колесо направляется по внешней области профиля вспомогательной шиной. С каждой стороны рельсовых путей на опорной плите в вырезе рельса смонтированы по одному лазерному датчику и ка-
Всего листов 4 мера. Лазеры испускают широкий лазерный луч, направленный вертикально и поперек хода рельсов. Лазерный луч проецирует на нижнем сегменте колеса профильную линию, которая регистрируется камерой, расположенной под утлом 45°. На основании проекции определяется профиль. Время выполнения измерения рассчитывается на основании измерения скорости поезда двойным световым барьером в начале измерительного модуля.
Для предотвращения температурных колебаний опорные плиты правой и левой сторон соединены углепластиковыми трубами (CFK) с коэффициентом теплового расширения равного нулю. Поддержание точного расстояния между опорными плитами позволяет с помощью лазерного датчика расстояния на каждой из плит измерять расстояние между внутренними сторонами гребней (размер Ar - РМК). В положении покоя измерительное устройство защищено крышкой от атмосферных воздействий. Поток темперированного воздуха, испускаемый перед оптическими элементами датчиков, обеспечивает поддержание постоянной температуры датчиков и не допускает попадания вредителей в измерительный корпус. Перед началом измерения защитная крышка открывается под действием пневмопривода. В этом положении усиленный поток воздуха защищает открытые оптические элементы датчиков от дождя, снега и т.п. Лазерные (триангуляционные) датчики для определения расстояния между внутренними сторонами гребней колесной пары (размер Ar) смонтированы между рельсами. Процесс измерения колесной пары активируется по сигналу двойного светового барьера, расположенного в 225 мм перед позицией измерения. Снимок, сделанный камерой, анализируется в процессе обработки изображений и на основании этого определяется геометрия контура колеса (первичные данные). С помощью этой информации и на основании зарегистрированных позиций рассчитываются все остальные величины (вторичные данные). На основании известных позиций датчиков расстояния и измеренных расстояний до обратной стороны гребня рассчитывается РМК (размер Ar).
После обработки данные измерения передаются в сервер базы данных. С помощью ПО «ARGUS», установленного на ПК управления, оператор имеет возможность открыть базу данных, просмотреть и распечатать данные измерения. С помощью системы передачи данных собранные данные измерения могут быть переданы в вышестоящий компьютер и использованы для дальнейшей обработки (напр., статистического анализа или рабочего планирования текущего ремонта).
Технические характеристики
| Диапазон измерений высоты гребня, мм | Sh | 26...38 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений высоты гребня, мм | | ±0,2 |
| Диапазон измерений толщины гребня, мм | Sd | 21...34 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений толщины гребня, мм | | ±0,2 |
| Диапазон измерений расстояния между внутренними сторонами гребней, мм | Ar | 1359±1 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений расстояния между внутренними сторонами гребней, мм | | ±0,4 |
| Диапазон измерений параметра крутизны гребня, мм | qr | 4,5...13 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений параметра крутизны гребня, мм | | ±0,4 |
| Диапазон измерений расстояния между гребнями бандажей, мм | Sr | 1391...1426 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений расстояния между гребнями бандажей, мм | | ±0,5 |
| Дискретность отсчета, мм | 0,1 |
| Габаритные размеры, мм -длина; -ширина; -высота; | 4100 1750 420 |
| Масса, кг | 5000 |
| Скорость состава при измерении, км/ч | 3...12 |
| Допускаемое отклонение скорости, % | ±10 |
| Система запирающего воздуха: -расход, м3 /ч -давление, Па | 900 2000 |
| Диапазон рабочих температур, °C | от +3 до +48 |
| Влажность воздуха, % | <82 |
| Параметры электрического питания от сети переменного тока: - напряжение, В -допускаемое колебание напряжения, % -частота, Гц -управляющее напряжение, В -вспомогательное напряжение, В | 400 -10/+6 50 24 230 |
| Суммарная потребляемая мощность, не более, кВА | 30 |
| Время между измерениями, мин | >2 |
| Тип компьютера | 1400 В А |
| Операционная система | Windows ХР SP2 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на маркировочную табличку, расположенную на корпусе модуля методом наклейки и на эксплуатационную документацию типографским способом.
Комплектность
| Наименование | Количество |
| Модуль в сборе Лазер Камера на ПЗС Лазерный датчик расстояния Световой барьер ПК модуля | 2 шт. 2 х 16 шт. 16 х 2 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | 1 экз. |
| Методика поверки | 1 экз. |
Поверка
Первичная и периодическая поверка проводится в соответствии с документом по поверке «Модуль измерений профиля колес измерительного комплекса ARGUS 2 диагностики колесных пар подвижного состава. Методика поверки», разработанным ОАО «ВНИИЖТ» и согласованным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в марте 2010 г и включенным в комплект поставки модуля.
Основные средства поверки:
КИМ FARO Platinum Aim 8 с лазерным сканером Kreon Zephyr KZ-50 (ГР №29253-05, 31794-06)
Межповерочный интервал - 1 год.
Нормативные документы
МИ 2060-90 Рекомендация «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне 1х10’6...50 м и длин волн в диапазоне 0,2...50 мкм»
Техническая документация фирмы Hegenscheidt-MFD GmbH & Со. KG, Германия.
Заключение
Тип модуля измерений профиля колес измерительного комплекса ARGUS 2 диагностики колесных пар подвижного состава утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен в эксплуатации согласно государственной поверочной схеме.
