Устройство для определения местоположения подвижного состава

(57) Использование; вжелезнодоро тройствах автоматики для цифров матического измерения с проходящего поезда и определения ления его движения. Сущность-и ния: устройство снабжено обьеди по входам первым, вторым, третьи рователем временных интервалов, вательно соединенными элемента 16, И 17, двоичным счетчиком 19 и р тором 20. 3 ил,желез- арова/04 ЕН О Сйййй ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Самарский институт инженеровнодорожного транспорта им.М.Т. Ел(56) Авторское свидетельство СССРВ 1765046,кл; В 611/16, В 6111989,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕМЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПОДВИЖНОСТАВА жнцх усото авто" корости направ- зобретенен ными м форми- последоми ИЛИ егистраИзобретение относится к железнодорожным устройствам автоматики и может быть использовано дпя измерения скорости проходящего поезда и определения его местоположения.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения определения скорости и направления движения.На фиг,1 представлена функциональная схема заявляемого устройства; нэ фиг,2 - . эквивалентная схема дифференциального моста переменного тока и его временные диаграммы; на фиг,З - 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 дифференциальнбго 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. Выходпервого элемента ИЛИ.15 соединен с вторыми входами первого и третьего формирователей 12, 14 временного интервала, обеспечивая их выключения при нуле вом балансе моста, Выходыформирователей 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 генератор18. 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) входомэлемента ИЛИ 15. Выходы первого и третьего формирователей 12,14 соединены с первым входом первого ключевого элемента И и первым входом второго ключевого эле 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 соответ 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,2 а приведена упрощенная схемадифференциального моста, в котором два плеча представлены индуктивностями вторичных обмоток трансформатора 5 Ь и Е 2, а два других - емкостями С 1 и С 2, Емкости С 12 35 (частичная емкость между вспомогательными проводами 9), С 1 о (частичная емкость первого вспомогательного провода относительно земли), С 2 о(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 С 1 о и С 2 о будут равны между собой. что исключит их 45 влияние на баланс моста. Что же касаетсявеличины емкости С 12, то она не окажет никакого влияния на баланс моста, так как окажется включенной в его диагональ питания. Переменными емкостями Сп 1 и Сл 2 50 отображено влияние движущегося поезданэ величины С 1 и С 2.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 1 о, а время его прохождения гх определяется из измерений, Поскольку результат измерения однозначно определяется числом импульсов 1 ч, укладывающимися в интервале времени от 11 до г (дпительностью 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 М, Это соответствие устанавливается величиной частоты 1 о (или периода То) генератора счетных импульсов. При этом расчетная формула определения скорости Чх будет выглядеть следующим образом:аЙх= д-хгде Мх - число зафиксированных импульсов генератора счетных импульсов;а = 1 о/То, где 1 о - фиксированная длина двух проводов, образующих емкостные плечи дифференциального моста; То - период следования импульсов генератора.Величину а можно выбирать, исходя из значений 1 о и То. Например, можно 1 о выбрать равной длине локомотива (но можно взять и другую величину), Величину То выбирают также из практических соображений, например, чтобы емкость счетчика йо была бы не слишком большой, То лучше выбирать побольше (понятно, что 1 о 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 8=1 (начало шкалы) 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 1 и С 2 дифференциальный пост находится в состоянии баланса и выход его нуль-органа характеризуется нулевой фазой ( уъ ), 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 1, а потом второго С 2 емкостных элементов. В момент (фиг,26), когда емкость С 1+Сп превысит пороговое равенство С=С 2, формирователь 11 зафиксирует дискретный переход моста из нуле вого ( ро ) состояния в ппюсовое (у)+), подвоздействием 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 сигналомкоторого триггер 23 установится в состояние с единичным сигналом на первом выхо де(который соответствует разбалансу мостас фазой р+), ), что зафиксируется 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 1 о, окажется в зоне одновременного расположения элементов С 1 и С 2 и мост вновь вернется в состояние баланса ( уЪ ). При этом двоичный счетчик 19, зафиксировав код число Й, 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 фазы1813667 Йа 1 Фыхг а/ 1 г . писакРог, УСоставитель Э, КондратенкоРедактор С. Кулакова Техред М,Моргентал Корректор С, Лиси каз 1806 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, 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 расаирения 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 вхо 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 первогоключевого 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