Путевой датчик системы УКП СО

Путевой датчик (ПД) типа ДПЭП системы УКП СО является источником первичной информации о количестве осей подвижного состава, которые проследовали по участку пути, контролируемому датчиком занятости участка пути (РЦ). Датчик [13, 20] представляет собой электромагнитную систему с переменными параметрами, входным электрическим сигналом которой является высокочастотное переменное напряжение генератора, расположенного в аппаратуре счетного прибора (СП) [14]. Напряжение выходного сигнала ПД зависит от параметров магнитной системы, которые изменяются при появлении и проследовании колеса над датчиком.

Упрощенный чертеж, поясняющий принцип действия ПД, приведен на рис.7.5. На питающий вход ПД подается высокочастотное переменное напряжение U_ген частоты f_ген = 71,4 кГц. На рельсе 1 условно показано колесо 2 подвижного состава. Параллельно оси рельса 1 расположен индуктор 3, по которому протекает ток i_инд, создающий в пространстве около рельса 1 и колеса 2 переменное магнитное поле. Это поле создает в выходной катушке 4 напряжение U_вых, величина которого зависит от магнитного сопротивления цепи между индуктором 3 и катушкой 4. Отсутствие или наличие колеса в этом пространстве изменяет это магнитное сопротивление и взаимоиндуктивность М_и-к между индуктором 3 и катушкой 4, что вызывает изменение величины выходного напряжения датчика U_вых [47, 48].

Эквивалентная электрическая схема ПД, соответствующая рис. 24, а приведена на рис. 24, б. Здесь емкость С_Э1 эквивалентно представляет собой сумму емкостей С₁ (см. рис. 24, а) и распределенной емкости жил кабеля от ПД до СП, а емкость С_Э2 – эквивалентную емкости других жил того же кабеля. Величина взаимоиндуктивности М_и-к, как было сказано, зависит от наличия или отсутствия колеса над магнитной системой ПД [19].

Согласование уровней токов и напряжений в электрической цепи генератора и индуктора осуществляется при помощи трансформатора ТV. Он выполнен на тороидальном ферритовом сердечнике. Его первичная обмотка w₁ содержит 20 витков, вторичная w₂ – 1 виток. Для повышения эффективности работы датчика в его входную цепь включен резонансный контур, образованный индуктивностью обмотки w₁ и емкостью конденсатора С₁, настроенный на частоту f_ген.

Рисунок 24. Упрощенная конструкция и эквивалентная схема путевого датчика устройства контроля перегона методом счета осей УКП СО

Таким образом, как видно из схемы на рисунке 24, если остальные параметры схемы неизменны, то выходное напряжение U_вых датчика определяется только величиной взаимоиндуктивности М_и-к, изменения которой на величину DМ_и-к, вызванные наличием или отсутствием колеса, приводят к появлению изменения напряжения выходной катушки ПД на значение DU_вых.

Наличие высокочастотного напряжения U_ген и соответствующего ему тока i_инд в индукторе накладывает ряд особенностей на процессы работы ПД. В первую очередь это вызвано тем, что металлические массы колеса при воздействии на них переменного высокочастотного магнитного поля изменяют свои магнитные свойства за счет увеличения потерь на перемагничивание, гистерезис, проявление поверхностного эффекта и т.д. Эти изменения приводят к тому, что наличие колеса в магнитной цепи датчика становится эквивалентным внесению в нее массы, близкой по свойствам алюминиевой (или, например, медной, латунной). Поэтому имитатор колеса, используемый при технологических проверках ПД, выполнен в виде алюминиевой пластины. Снижение частоты f_ген напряжения питания датчика, при котором масса колеса будет проявлять ферромагнитные свойства, нежелательно из-за значительного снижения чувствительности датчика.

Практическая конструкция и электрическая схема путевого датчика существенно сложнее. Это обусловлено двумя обстоятельствами. Первое из них заключается в том, что изменения выходного напряжения DU_вых, обусловленные проследованием над выходной катушкой колеса, малы и не превышают нескольких сотен милливольт при наличии постоянной амплитуды переменного напряжения на выходе катушки U_вых =10…15 В. Поэтому для надежного выделения столь относительно малого значения напряжения DU_вых применен дифференциальный способ выделения полезного сигнала, что потребовало введения дополнительной выходной катушки.

Дата добавления: 2014-12-16