Хотелось бы обсудить бесконтактные способы решения проблемы с учетом максимальной надежности и вандалозащищенности. Есть и отечественные и импортные разработки. Но какой принцип получения информации о прошедших колесных парах используется? Возможно ли применить ультразвуковые датчики? Где можно об этом почитать?

Ультразвуковые датчики промышленные можете посмотреть например на сайте компании PEPPERL & FUCHS

Pepperl & Fuchs

Недостаток, рабочий диапазон температур от -25.
Что касается проблем с вандалами, то это наверное в большей степени вопрос конструкции, чем принципа датчика.

А вообще надо ли считать каждую ось? Может просто каждый вагон оснащать чем-нибудь вроде RFID, где будет прописано количество осей в этом вагоне.

Я слышал, что используют толи индуктивные, толи индукционные датчики. Вот только щас не помню как...

Датчики есть готовые. У каждого свои достоинтсва и недостатки.
Смотря для каких целей и скоростей движения вы хотите их применять.
В основном принцип - магнитоиндукционный - наведение в обмотке импульса от движущейся колесной пары. Датчики типа ДМ-95 и еже с ними.
Также есть еще датчики, работающие на срыве генерации, когда обод колесной пары расстраивает внутренний контур датчика, работающий в режиме генерации.
На ультразвуке датчиков не видел, возможно по причине более сложной конструкции и дороговизны, а также по причине наличия помех в ультразвуковом диапазоне, возникающих при трении реборды колеса об рельс.

Наша специфика такова. Товарные составы в основном грузятся, скорость движения очень медленная на погрузке вплоть до полной остановки (даже бывают составы, ожидающие локомотив). Скорость по станции вне погрузки (прибытие порожняков) редко превышает 40 км/час. При проходе поезда у датчика должны решаться две проблемы:

1. Определение направления движения.
2. Безошибочный счет колесной пары, прошедшей через датчик.
3. Умение отличить колесную пару, например, от гаечного ключа (опция для п. 2).

Конструктивное требование - очень много снега зимой (Мурманск). Станция небольшая, грузовая, тупиковая. Наметает часто до 1м. на пути. Снегоочистительная техника приезжает не быстро и при зачистке иногда убирает не только снег, но и датчики (если это индуктивные датчики из двух катушек, монтируемые на один из рельсов). Чаще всего датчики "продавливает", прессует сверху.

Вот почему разыскивается альтернативный вариант решения вышеуказанных проблем, не связанный с установкой чего-либо непосредственно на рельс.

Хотелось бы отыскать решение типа: забетонирована невысокая коробочка на расстоянии около 1-2 м. от рельса, которая неведомым для обывателя образом снимает всю необходимую информацию. Замело коробочку полностью, пошел снегоочиститель, а она все равно четко посчитала его колесные пары. Какая умная коробочка!...

Так вот, ультразвук здесь сможет помочь? Что-то мне подсказывает, что рассеяние его в снеге во-первых, будет, во-вторых, будет происходить по разному. Наверное, индуктивный датчик здесь выглядит надежнее...

Какие нибудь мысли есть у кого для таких условий эксплуатации? Основное требование - надежность. Ведь вся информация стекается к дежурной по станции и является основой для принятия решений.

Тензодатчик под рельс и по весу проходящегонад ним вагона можно посчитать количество колесных пар. И в дальнейшем получаешь развитие на подсчет веса загруженного.

Я тоже за вариант - под рельс. Но только измерять перемещение стыка рельса (от прохождения каждого колеса). Установка двух датчиков с разных концов стыка позволит определить направление движения. Но это только идея. Хорошо бы знать конструктивные особенности стыков и где эти стыки расположены? Между шпалами?

А за 1-2 м никакой индуктивный датчик работать не сможет

Прежде чем предлагать гениальные конструкции, неплохо бы на ж.д. полотно посмотреть не из окна пассажирского вагона. Основные 2 метода я озвучил, другие - очень дорогие и представляют больше академический интерес.

решается установкой 2-х датчиков на некотором расстоянии



В этом случае индукционные датчики обладают худшими параметрами.



Зачем?



Какие сейчас датчики применяются?



Это лучше в библиотеку научной фантастики.



наверное это тема для отдельной диссертации



Выбрать серийно-выпускаемые датчики, сделать тех.процесс по обслуживанию, включающий в себя чистку снега. Для снегоуборочников на ж.д. ставятся специальные знаки, по которым они должны поднимать свои загребальники. ДСП выдать диагностику о состоянии установки и исправности датчиков. В инструкции прописать, куда она должна звонить, если загорится "красная лампочка".

А для чего эта система вообще предназначена? Автоматизированный учет погрузочно/разгрузочных работ или что-то в этом роде?

Почему же академический (ведь не на каждый стык устанавливать). А под рейс - это требование автора темы защиты от кражи и умышленной порчи.

Ну в общем-то, конечно , прежде про свои датчики думаешь (вихретоковые ).

Ждем ответа автора...

Спасибо всем за ответы.
Мысли по поводу:

1. Проблемы взвешивания составов не стоит. Они перевозят руду, из которой добывают концентрат на фабрике. Именно там, на выходе стоят весы. На установку тензодатчиков поэтому никто не пойдет.

2. Установка двух датчиков на нек. расстоянии может казаться излишней, т. к. сейчас стоят датчики, состоящие из двух катушек в одном корпусе датчика. Оси катушек находятся на расстоянии примерно 10 см. друг от друга. Эти катушки являются составной частью контура автогенератора. Недостаток налицо - слишком большая площадь поверхности датчика (его размеры примерно 25х9 см.). У меня возникала мысль вообще разделить эти две катушки и расположить их на расстоянии чуть большем, сделав при этом их форму слегка заостренной сверху (против снега). Но я не уверен относительно температурной стабильности такой схемы.

3. Худшие индуктивные... И это косвенно подтверждается на практике. Дело в том, что они не могут отличить колесные пары дрезины от вагона. Кроме того, дрезинеры иногда устанавливают на своих дрезинах специальные металлические щетки, которые стопроцентно приводят к защитному отказу системы и неправильному счету пар. Отличать колесо от не колеса действительно нужно не только поэтому. В окрестности станции часто любят резвиться пацаны - то железякой над датчиком проведут, то лампу светофора из рогатки прибьют. Короче, Россия... Я не думаю, что отличить колесо от неколеса очень сложная программистская задача...

4. Бесконтактный съем инфы для обсуждаемых задач, слышал, делает Siemens. Но что-то сразу не нашел информации. Никто конечно у нас не будет у них покупать, но идея и оценка надежности предлагаемых на рынке готовых решений крайне интересна. Мне важно для начала понять, для целей автоматизации погрузки и контроля занятости путей есть ли конкурентноспособное альтернативное решение индуктивному датчику?

5. Ультразвуковые волны. Как поглощаются в среде в зависимости от частоты? Какова будет форма огибающей аналогового сигнала ультразвукового датчика при прохождении в двух метрах от него колесной пары? Возможно ли снять инфу о направлении движения, используя только один УЗ датчик? В Инете толкового пока ничего не нашел.

6. Снегоуборочники не могут поднимать свои загребальники - высота вала снега в загребальнике в момент жесткой чистки может составлять до 2.5 метров. Плюс последующее давление колес на напрессованный на датчике снег. Кто-то метко один такой снегоуборочник назвал ТИТАНИКОМ. Очень реальное сравнение. Итак, или конструктивно менять индуктивный датчик, или применять другой принцип, когда датчик находится далеко в стороне. Пока не вижу других вариантов.

7. Раньше применялись рельсовые цепи. Слава Богу, от них мы ушли...

Ослабление амплитуды плоской звуковой волны в результате взаимодействия ее со средой описывается формулой: А=Ао*exp(-δ*x), где x- путь в среде; δ- коэффициент затухания звуковой волны в среде. В первом приближении коэффициент затухания зависит от вида среды, от ее однородности и частоты звуковой волны (или длины). Для газов и жидкостей не засоренных взвешенными частицами затухание звука определяется только поглощением (в других средах может быть еще и рассеяние) и коэффициент затухания пропорционален квадрату частоты звуковой волны: δ=К*f^2, т.е чем выше частота тем больше затухание. Для воздуха (как я понял вас интересует воздух?...) K=1670…2000 М-1*МГц*-2 для частот f=1.1…1.4 Мгц. Далее оценить ослабление звука заданной частоты на определенном расстоянии труда не составит. А вообще почитать про ультразвук и его распространение в различных средах и материалах, а так же про ултразвуковые датчики и приборы можно в книжках по ультразвуковой дефектоскопии, их в природе много, одна из них (та что оказалось под рукой) :Й. Крауткремер, Г. Крауткремер Ультразвуковой контроль материалов. Справочник. Москва. Металлургия. 1991г. Может быть это вам поможет

To ivainc1789
А на мои вопросы может тоже ответите?
Где размещается стык рельса? Где угодно или всегда между шпалами?
Можно ли все-таки разместить датчик под стык рельса (тогда и защита от внешних "ломающих" факторов)?
"Колеса стучат..." - значит это можно и померить!
Поиск конструкции датчика не заканчивается индуктивными и ультразвуковыми. Кстати, размеры 25х9 см - это размеры датчика (??) или измерительного прибора?

стык всегда размещается между шпалами.


Так зачем именно под стык, просто под рельс. На стыках ускорения кстати могут быть не детские.

По поводу тензо датчиков, не такая академическая задача, работал в свое время на заводе металлургическом, измеряли сырьё,как раз тензодатчиками, только вместо вагонов были подвесные вагонетки, отлично справлялось. Условия тоже не сахар, правда температура. А датчик надо в под рельсу, а не в стык.

будет сложность в обнаружении и обработке сигнала на малых скоростях и при остановках.

Под стык, чтобы измерять перемещение стыка от прохождение колеса.
Ускорения..
40 км/час, это если не ошибаюсь 11 м/c (11 мм/мс). Для наших датчиков и ИЦ мы можем на 1 мм при такой скорости зафиксировать порядка 100 отсчетов. Хорошие динамические свойства наших вихретоковых датчиков проверены в системах измерения радиальных зазоров лопаток ГТД (где лопатка может пролетать мимо датчика со скоростью, близкой к скорости звука).

говоря про ускорения, я имел ввиду ускорения, возникающие при ударе колеса об рельс в районе стыка. Рельсы на стыке могут находиться на разной высоте, соответственно встает вопрос как о креплении датчика, так и о его устойчивости к воздействию ускорений порядка 200g и более.


Где можно почитать о ваших датчиках?

Andy Mozzhevilov


1) Приборы и системы управления №8, 1996 (с.27-30), №9, 1996 (с.37-39)
2) Из последних статей - файл прикреплен внизу (последняя страница с лишней информацией - типографский брак ).
3) Есть еще и монография, посвещенная методам и средствам измерения. Если заинтересует и остальные авторы согласятся, то можно тоже конвертировать в pdf и выложить.

а почему вы не хотите считать пролеты между вагонами? разве это не одно и тоже? колесные пары по моему считают как раз для этого. или я не понимаю чего?
поясните плз!

А ведь это мысль!
Съем сигнала можно осуществить, прицепив к реьсам в местах стыков отводы из стальной проволоки. Если это сделать не возможно, можно стальной стержень вбить в землю рядом со стыком. В принципе вся конструкция может быть размещена под землей (вот защита от вандализма и пр.)
Датчик (микрофон) прикрепляется к проволоке или штырю.
ДЛя определения направления, датчики ставить в разных концах рельсы.

Программная обработка формы сигнала позволит отличить вагон от дрезины, проносимые металлические предметы отсеиваются автоматически.

Другое дело, если нет возможности и желания изобретать (велосипед иногда ), и требуется готовое решение...

ЗЫ. С разработкой могу помочь... може денег заработаем, а то и бесплатно, для рекламы так сказать. Как раз требуется опыт удаленной работы.

Так ведь на ж.д. имеется ПАНАБ.

правильная аббревиатура - ПОНАБ, только при чем тут он?

tobias_ivan


Хи, можем подкинуть задачи для "удаленки"
А, если серьезно, то разве можно такую систему/прибор разработать без объекта и эксплутационников с ж/д.

Задача то интересная, жалко автор темы пропал, а без него немного странно продолжать. А то бы уточнили побольше технических условий и мы бы могли с предложениями на свою КбшЖД (через посредников)... Договоров то нема в ВПК!

Andy Mozzhevilov



Прочитали? Если мало информации, могу что-нибудь и получше поискать тут у нас.

Автор видимо имеет доступ в интернет главным образом по вечерам... так что возможно сегодня узнаем его мнение.



Что касается удаленной работы, а именно разработки, то ничего невозможного нет. Немного длительный процесс, требует, как вы правильно заметили, квалифицированных эксплутационников со стороны заказчика, а объект найти всегда можно. В конце концов, ж/д есть у всех, ну или почти у всех

Я представляю предприятие, которое занимается разработкой нестандартных электронных устройств. С самой разработкой проблем нет. Хотим выработать методику удаленной работы: как, что, кто за что отвечает и т.д. К сожалению никто серьезно не воспринимает такую работу. А ведь если отладить методику, то можно и быстро сработать. Проблем со связью сейчас нет, отправить почтой, как чихнуть...

Так что, если не шутите, милости просим. Ставте задачу, выработаем ТЗ и прочие условия, и к барьеру...

Не думаю, что нас местные железнодорожники без договора на свое полотно пустят. Чтобы датчик под стык рельса установить и посмотреть в деле....
Хотя можно как-то с-имитировать и в лабораторных условиях. В общем то все системы так и разрабатывали.. ( )

Насчет задач ( ) можно и подумать. Но только у нас, во-первых, основные заказчики из местного ВПК (нищие одни словом), во-вторых объекты менее доступные широкой публике для отладки и изучения (ГТД). Хотя, как Вы пояснили про удаленку, сама идея хорошая. Требуется только нишу найти.

В данной задаче их и спрашивать не придется. Для экспериментов "стальной стержеть" можно заменить опорными столбами, которых у нас вдоль ж/д полотна натыкано через каждые 10 метров. Считаю, что звук удара металла об метал, который происходит при проезде колеса через стык, должен хорошо распространяться. Чувствительность микрофона определяет дальность. Далее читай выше.

2Vic1
Что касается задач, пишите на мыло или в приват . Собственно мы на этот рынок вышли недавно. У нас в регионе он почти не занят. Но заказчиков пока мало. Извеняюсь за

Что-то автор не высказывает своего мнения...

Да, только по вечерам пока удается пообщаться, и то иногда...

1. Стык рельса всегда между шпалами. Вопрос последующего техобслуживания путейскими бригадами. Размер сегодняшних индуктивных датчиков типа ДПБ-02 составляет около 25*9 см. Этого вполне достаточно для возникновения проблем в условиях Крайнего Севера.

2. С тензодатчиками раньше не работал, поэтому возможно буду сейчас чушь нести, уж поправьте, но ведь рельс должен давить на датчик в момент прохода колеса? Во что упирается датчик? В грунт? А как насчет подвижности грунта? А каково нам узнать, что колея крайне нестабильна, т. к. шпалы зачастую гнилые и меняют их не вовремя? А вибрация? Условия на границе рельс-тензодатчик представляются мне гораздо более нестабильными, чем рельс-индуктивный датчик. Кроме того, руду добывают и открытым способом, т.е. с помощью взрывов. Звучит призывная сирена и... значит, скоро рванут... В некоторых зданиях приходится даже стекла в окнах заменять - воздух так сотрясает. И напоследок, летают, извините, нехилые камушки. Один такой камушек пробил кабель, вкопанный в землю на глубину 30 см. Но это все лирическое отступление - ведь моя задача - максимально достоверно получать информацию о занятости путей.

3. Стук колес мерять - не совсем понял... А путейцы дубасят по шпалам во время авральных ремонтов? Заметьте, дубасят коллективно да еще в нескольких местах пути одновременно разные бригады. Как прикажете ранжировать стуки? И как на это будут реагировать тензодатчики?

4. Вагонетка, подвешенная на ось - вовсе не то, что вагон на рельсах. В Вашем случае действительно спасают тензодатчики, но в моем - главное требование - достоверность перемещений объектов со вполне определенными свойствами. Ведь вопрос стоит о безопасности движения. Тормозной путь состава массой десятки тонн при скорости 40 км/час очень велик. А любые простои - потеря денег. Таким образом, вопрос об ЭФФЕКТИВНОСТИ ДВИЖЕНИЯ СОСТАВОВ ПРИ ПОГРУЗКЕ.

5. Считать пролеты, а не оси... Я тоже сначала так думал, но вопрос опять упирается в безопасность и максимальную достоверность счета. Паренек катается на автосцепке - как Вам это? Представьте, один вагон отцепился... Хорошо, не досчитали один пролет. А при погрузке состав вообще стоит и вдоль состава идет помощник машиниста в хвост состава - следить за безопасностью при осаживании (езда задом) состава? Если хорошо подумать, то для максимальной эффективности при решении стоящей задачи НУЖНО ЧТО-ТО СЧИТАТЬ, ЧЕГО ОЧЕНЬ МНОГО ПО КОЛИЧЕСТВУ. Тогда больше вероятность "обсчитаться" и забить тревогу, сформировав ложную занятость участка. Это - оси колесных пар, объекты однотипные, которых "максимально много". Соединение рельс-индуктивный датчик сейчас вдруг представилось мне едва ли не идеальным для анализа.

6. Относительно вихретоковых датчиков пока не готов сказать ничего определенного. По мере готовности обязательно отпишу.

7. Индуктивный датчик пока мне представляется более информативным чем тензодатчик. Иметь возможность дистанционно обнаруживать (хотя бы даже иногда) ЛЮБЫЕ металлические предметы на путях очень недурно. Просто нужно уметь различать эти предметы. Возможно Вы знаете, что такое МОДЕРОН. Это еще одна разновидность подвижного состава...

8. Какие еще есть возможности по конструкции датчика как устройства преобразующего неэлектрическую информацию в электрический сигнал, ее несущую?

Так как предыдущий прикрепленный файл - это доклад на конференции (и в нем не очень много информации), то даю еще и избранное из нашей монографии (ну это уж "наша классика"

В Вашем случае скорее всего будет достаточно одного (!) вихретокового датчика (габариты которого определятся по известному диапазону перемещения стыка рельса, я думаю, диаметр датчика от 20 до 50 мм, может меньше) и, естественно, сам прибор для преобразования сигнала с датчика и передачи его на дальше пульт (как там надо...). Прибор тоже может быть малогабаритный.

Так как измеряется перемещение одного рельса относительно другого (на стыке), то вопросы установки датчика на объекте не могут быть решены в лоб, без знания этого объекта.

К сожалению, у меня I-net на работе и мне пора домой (девятый час).

Уважаемый ivainc1789!
Вы, как наиболее приближенный к объекту исследования (рельсам, шпалам и т.п.) поясните нам, какую "неэлектрическую информацию" может создавать проезжающий вагон.
А мы Вам предложим виды датчиков, способные преобразовать ее в электрический сигнал.
2Vic1: вот Вам и пример удаленной работы. насколько важно полное взаимодействие между заказчиком и исполнителем: последний не может знать ряд особенностей, заказчик должен ему помочь в этом. Еще раз прошу прощения


Стук колес - это звук, мерять его надо не тензором, а микрофоном. А удары путейцев - это процесс случайный, уверен программа сможет его отсеять.

Неэлектрическая полезная информация - это кол-во прошедших осей или пролетов между вагонами, или давление на тензодатчик и т. д. Что тут непонятного? Задача : считать оси на участке пути. Сложность : очень важна надежность и достоверность счета. Это то, что мы и обсуждаем.

Обработка звуков - это более трудозатратный процесс, чем обработка сигнала индуктивного датчика. Ведь в последнем случае мы имеем дело с набором полезных сигналов, а в Вашем - сигналов и помех.

Как предлагается монтировать датчики на стык? Рельсы видели как крепятся друг с другом? Там накладки стоят! Очень тяжело будет путейцам разбирать/собирать стык, а мне все это по новой потом настраивать. Здесь индуктивный опять выигрывает, т. к. не сильно привязан к месту установки...
Его можно устанавливать в ЛЮБОМ месте рельса.

[/quote]
2. С тензодатчиками раньше не работал, поэтому возможно буду сейчас чушь нести, уж поправьте, но ведь рельс должен давить на датчик в момент прохода колеса? Во что упирается датчик? В грунт? [/quote]

Тензодатчик никуда не упирается))
Его (вернее пару для термокомпенсации) можно наклеить или прикрутить на рельс в промежуток между шпалами и измерять прогиб рельса под колесом.

Все же, не совсем понятно, что вы ходите в конечном итоге получить, что за систему? Контроля занятости участка пути? Что применяется сейчас?
Об этом знаете?
ссылка

Уважаемый ivainc1789!

1. Кол-во прошедших осей или пролетов между вагонами - это, так сказать, конечный результат, который необходимо получить от датчика. Для такой "неэлектрической информации" наилучшим датчиком будет ЧЕЛОВЕК, но с ограничением по скорости прохождения вагонов.
2. Другим видом "неэлектрической информации" (назовем лучше это первичным признаком) будет давление колеса (а не "давление на тензодатчик", это уже связь). ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ позволяет преобразовать эту первичную информацию в электрический сигнал.
3. Другим первичным признаком, как выяснили ранее, будет звук удара колеса в месте стыка двух рельс. Его можно измерить ЗВУКОСНИМАТЕЛЕМ (микрофоном).
4. Еще один признак - наличие металлического предмета (колеса) в электро-магнитном поле. Здесь соответственно ЭЛЕКТРО-МАГНИТНЫЙ ДАТЧИК.
Все из рассмотренных датчиков Вас не устраивают по тем или иным причинам.

Вот я и хочу знать, может быть есть другие первичные признаки, которые Вы назвали "и т. д."

Далее. В каждом из способов имеются и полезный сигнал и помеха, присутствующие в различных видах. Выделение сигнала на фоне помех выполняется аппартно-программным комплексом, но для каждого случая алгоритм будет разный. Уверен, что ежели применить соответсвующий математический аппарат (да под него сотворить программу обработки), то и для Вашего индукционного датчика можно (только лишь программным способом!!!) отличить колеса (оси) вагона от дрезины и прочих ненужных предметов.

Другое дело, что дополнительно Вами выдвигаются конструкционные требования (защищенность).

Я Вам предлагаю к рельсе прикрутить стальную проволоку (длина 0,5-1м). Можно и к накладке (я на рисунке по ссылке Andy Mozzhevilov'а ее рассмотрел). На конце прикрепляется звукосниматель, звукоизолируется.
И вся конструкция зарывается в землю, один раз и до слудующего тех.обслуживания (рельсы, шпал или самого устройства - не каждый же день это происходит). Вот и защита... от вандализма в том числе.
Прикручивать конечно нужно в месте стыка рельс - там наибольший по уровню полезный сигнал.
Если смущает, что нужно прикручивать, так я предлагаю рядом со стыком (тут конечно эксперимент нужен) забить в землю стальной стержень со звукоснимателем. Дистанция определяется чувствительностью. Вобщем далее дело техники.

А так я присоединяюсь к вопросу, сформулируйте четко что хотите.

" ...они говорили, говорили и, напоследок, обсудили, о чем же они говорили..."

1. О системе ЭССО я знаю, есть даже знакомый, работающий на одном предприятии, где эта система применяется. Он рассказал, что в принципе все работает замечательно, но:
а). Датчики достаточно велики и их прессует при чистке снега после затяжных метелей. Поверьте, в нашем регионе это очень существенный фактор. Его нельзя не учитывать. Очень суровые условия: то оттепель до нуля градусов, то мороз до минус двадцати пяти, то сильные механические нагрузки на путях...
б). Данная система не может отличать колесо от неколеса, о чем я уже говорил и пытался показать, что это является основной причиной ложных отказов системы, когда после уходящей дрезины остаются ложно занятые участки просто потому, что колеса подвижных единиц могут быть разными и некоторые датчики по ходу движения "схватывают" их, а некоторые нет. И далее я пытался Вам объяснить, что очевидно датчик (его конструкция и принцип действия) являются основной причиной таких отказов. Вот почему я и решил обсудить ИМЕННО УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ВСЕХ ВОЗМОЖНЫХ ДАТЧИКОВ для заданных условий эксплуатации на ж/д, для чего подробно описал их...

2. Первичный признак ("признак стыка") мне понятен и, скорее всего, удовлетворяет многим заявленным мною требованиям. Неясно только как вы себе представляете устройство звукоснимателя и как можно было бы регулировать его чувствительность? Ведь, как я уже говорил, путейцы по рельсам могут стучать, легкие дрезины и тележки для перевозки инструмента путейцев могут по рельсу ездить, есть и другая разнозвучащая техника и возможно, другие обстоятельства, могущие сформировать параметрически неопределенную звуковую волну в рельсе. Хотелось бы часть ненужных звуков отделить "аппаратно", т. к. основная задача - контроль занятости участков пути, длина которых чаще может быть меньше, чем длина состава! Как считать оси на таких участках предложенным Вами способом? Как вы расставите акустические датчики, чтобы точно знать, сколько осей вышло с одного участка и вошло на другой при прибывающем составе? По мощности звука на стыке? А соседние стыки? А выбоины на рельсах? А если вагон отцепился и тихо закатится на соседний участок пути? Ведь сила звука уже будет другой при скорости вагона, стремящейся к нулю... Пока не понимаю Вас...

3. Повторюсь, мне всего лишь хотелось убедиться, что индуктивный датчик - это действительно самый оптимальный датчик с точки зрения наших (крайнесеверных) реальных условий эксплуатации и цены. Как выяснилось, основной их недостаток - относительно большие линейные размеры, достаточные для частых механических повреждений. Другой недостаток: невозможность корректно считать оси разных объектов. Вот почему и захотелось попытаться найти возможные конкурентноспособные альтернативы.

фактически, достоверно на 100% этим типом датчиков невозможно отличить один металлический предмет от другого.



Со звуковым датчиком можете даже не пытаться, это понятно любому, кто хоть пару раз стоял на перегоне при проходе поезда.


Индуктивный датчик обладает большим недостатком - сильной зависимостью амплитуды выходного сигнала от скорости поезда. При скоростях ниже 5 км/ч амплитуда сигнала будет стремится к 0. Те датчики, что в ЭССО, не индуктивные. Скорее всего, работают либо на срыве генерации, либо на фиксации изменения частоты внутреннего контура - типа металлоискателя, что по сути почти одно и то же.

А вообще, изобретение своего датчика - дело долгое и неблагодарное.

Если на фиксации изменения частоты, то можно пробовать поставить на выходе генератора амплитудный детектор и тогда полученный аналоговый сигнал на выходе пригоден для обработки - можно даже отловить факт нахождения колеса над датчиком. На больших скоростях скорее всего будет плохо работать (инертность детектора), но это мне и не нужно.

Да, изобретать никто и не хотел бы. Просто казалось, могут быть приемлемые готовые решения...

Привязка к стыку рельсов невозможна, т. к. участки пути не кратны длинам рельсов. Места установки датчиков также зависимы от мест установки светофоров. Установка новых датчиков не должна повлечь за собой переустановку светофоров. Таким образом, датчик должен допускать установку в любом месте рельса/пути.

Тоже решила высказаться более обстоятельно.

tobias_ivan


5. Перемещение одного рельса относительно другого в месте их стыка (своего рода рычажные весы ). Эти "рычажные весы" позволяют легко определить направление движения поезда. Возможна градация перемещения в зависимости от массы объекта, вызывающее это перемещение (типы вагонов). Выбор типа первичного преобразователя не упирается только в вихретоковые (любой, который позволяет померить это перемещение, обладает хорошими динамическими характеристиками (чтобы поймать перемещение от удара каждого колеса) и устойчив к воздействию внешних факторов (низкой температуры окружающей среды, вибрации, другие помехи)).
Вопрос установки датчика на стыке (слева, справа или снизу с учетом защиты от вандализма) может быть детально проработан только при известной конструкции стыка и его геометрических размерах.

To ivainc1789

Задача нам показалась интересной (пусть даже и в "академическом" плане ), не могли бы Вы дать еще некоторые пояснения в плане сотрудничества (с Российской академией наук ). Основные вопросы - диапазон возможных перемещений в месте стыка, диапазон температур окружающей среды (нижняя граница - верхняя граница), конструктивные условия размещения датчика с микроконтроллером (например, если все-таки снизу стыка - то размер свободной области). Если уже настала пора закрыть тему, то может быть продолжить общение по e-mail?

И еще на Ваши последние короткие замечания


Какой цели служат эти требования? Нельзя ли решить ее "дискретно" (с точностью до 1/2 от длины рельса), а обработку возложить на программное обеспечение (благо координаты установки датчиков известны)? Как зависят места установок датчиков от мест установки светофоров? (телеметрическая аппаратура около светофоров размещается?)

По границам блок-участков находятся изолирующие стыки. Или какая автоблокировка у вас сейчас там используется? Так и не услышал ответ на этот вопрос, хотя задал его с самого начала.

На контролируемом участке может не быть стыков? Вы это хотели сказать?

1. На перегонах между станциями используется ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ БЛОКИРОВКА.
2. На самой станции (о чем и речь) используется система, подобная ЭССО. Рельсовые цепи, изоляция блок-участков на станции не используются. Это в прошлом. О недостатках системы, подобной ЭССО я уже говорил выше. Достоинств у этой системы гораздо больше: заметно сокращение потребления ресурсов на тех. обслуживание. Думается, что устранить указанные недостатки - это скорее вопрос совершенствования программного обеспечения устройства обработки сигнала индуктивного датчика, чем модернизации всей системы. Тем не менее, интересны возможные альтернативы...
3. Длина рельса 12.5 метров. Ориентировочное смещение в месте стыка - до 5 мм. Это для деревянных шпал при условии нахождения стыка на шпале (стык редко бывает между шпал). Который год обещана замена на ж/б шпалы. Там видимо смещение будет меньше. Температура окружающей среды -30...+25 гр. Цельсия. Снег на датчик не постесняется упасть, обледенеть...
4. Нежелательно располагать микроконтроллер на датчике. Сходы составов влекут за собой тяжелые последствия. Датчики после прессинга в 100 тонн представляют собой жалкое зрелище. Путевая коробка/ящик располагается на расстоянии 1-3 метра от края рельса.
5. Станционные пути делятся на участки для контроля целостности прохождения составов, безопасности движения и возможности формирования маршрутов (в различных допустимых сочетаниях!!!) на основе информации о свободности элементарных участков путей. Поэтому датчики всегда ограждают стрелочный перевод. Датчики всегда ограждают пару взаимозависимых стрелочных переводов называемых съездом с одного пути на другой. Датчик всегда ставится на некотором небольшом расстоянии впереди от светофора, т. к. локомотив стоит перед светофором и в случае его несанкц. проезда след. участок ДОЛЖЕН сразу же становиться занятым и все возможные маршруты с этим участком не должны иметь возможности формироваться. Таковы жесткие требования по обеспечению безопасности движения.
6. У светофора ничего не устанавливается кроме небольшой коробки на мачте, где размещены трансформаторы питания светофорных ламп.
7. Вихретоковый датчик смог бы регистрировать наличие металлических предметов (осей колес) над рельсом? Судя по описанию, да. Направление определит сдвоенный датчик. Стыки обслуживаемый путейцами компонент. В чем же принципиальный интерес к стыку?

Совершенно верно.

А в чем заключается обслуживание стыков путейцами?

Кстати, когда путейцы "дубасят по рельсам" это все равно означает что путь свободен, и по нему состав мона пустить?

"5. Считать пролеты, а не оси... Я тоже сначала так думал, но вопрос опять упирается в безопасность и максимальную достоверность счета. Паренек катается на автосцепке - как Вам это? Представьте, один вагон отцепился... Хорошо, не досчитали один пролет. А при погрузке состав вообще стоит и вдоль состава идет помощник машиниста в хвост состава - следить за безопасностью при осаживании (езда задом) состава? Если хорошо подумать, то для максимальной эффективности при решении стоящей задачи НУЖНО ЧТО-ТО СЧИТАТЬ, ЧЕГО ОЧЕНЬ МНОГО ПО КОЛИЧЕСТВУ. Тогда больше вероятность "обсчитаться" и забить тревогу, сформировав ложную занятость участка."

не понимаю, как паренёк может закрыть весь пролёт?
в счёте пролетов вижу такие плюсы:
1. пролёт он и в африке пролет, заслонить его трудно(как мне кажется). темболее ничего не мешает датчики установить с двух сторон.
2 определение скорости сводится к определению времени между срабатыванием двумх датчиков.
3. вандализм и неаккуратная работа очистителеё сводится к нулю за счет размещения датчиков на столбах (достаточно высоко).
4. столб может быть расположен и на удалении от точки, где происходит подсчет и определение присутствия вагонов.

ivainc1789


Температурные условия - нормальные для вихретоковых (и ИЦ заодно). 5 мм - просто отлично! Хотя и меньше - тоже хорошо.



Это совсем другая задача. Одновитковый вихретоковый датчик изначально проектировался под измерение перемещений (или смещений элементов конструкций). Хотя есть и другие направления применения - для дефектоскопии, измерения вибраций... Надо подумать до завтрашнего дня .



Не вижу из этого, почему нельзя установить датчик вблизи стыка.

Тут как раз тот случай, когда по ногам овец считать легче, чем по головам.
Например, пасcажирские вагоны, электропоезда и ряд спец-подвижного состава не имеют пролетов, либо они частично перекрыты конструктивно. Другой крайний случай - платформы, которые не имеют "вагона" .
И потом, какой принцип вы хотите использовать для фиксации пролета?

На ж.д одно из требований, предъявляемых к устройствам, размещаемых на ж.д. полотне - работа от -60. Маразм, но это есть.


Интересно было бы услышать мнение.



Насколько вблизи? На ж.д. станциях стрелочные и путевые секции могут быть достаточно короткими, а светофоры должны ставится по границам секций. +-2 метра может быть уже критичным. Вообще, делаются специально изостыки при использовании рельсовых цепей. Но при контроле методом счета осей - изостыки не нужны и специально резать рельс нежелательно.