Aparato para la medición sin contacto de las temperaturas de un vagón ferroviario.

Aparato (100, 200) para la medición sin contacto de la radiación infrarroja de al menos una región de un vagón ferroviario, en donde el aparato se adapta para disponerse en un lecho de la vía con al menos un riel

(14a, 14b) y comprende un montaje (104, 204) con un elemento óptico y un módulo de medición (1000) con un sensor de infrarrojos (1012a, 1012b, 1012c, 1012d) que tiene una región de detección dirigida (108, 208) de tal manera que el montaje y el módulo de medición (1000) forman un unidad instalable, donde dicho módulo de medición (1000) está conectado de manera pivotante al montaje alrededor de un eje de pivote (210), y en donde el módulo de medición está también conectado al montaje alrededor de un arco interior de un primer elemento circular (116, 216) y un arco exterior de un segundo elemento circular (118, 218), en donde el arco interior del primer elemento circular y el arco exterior del segundo elemento circular son concéntricos, y un radio exterior del arco exterior del primer elemento circular corresponde a un radio interior del arco interior del segundo elemento circular, en donde el módulo de medición y el elemento óptico del montaje están adaptados para tener una geometría fija entre sí, y en donde un ángulo entre la región de detección dirigida (108, 208) y el montaje es ajustable con un mecanismo de ajuste de ángulo (116, 118, 210, 216, 218) que comprende el primer elemento circular (116, 216), el segundo elemento circular (118, 218) y el eje de pivote (210) de tal manera que, si se ajusta un ajuste del ángulo deseado, el arco interior del primer elemento circular (116, 216) y el arco exterior del segundo elemento circular (118, 218) se fijan entre sí, de tal manera que no pueden moverse uno con respecto a otro, en donde, en particular, un intervalo angular continuo entre la región de detección dirigida (108, 208) y el montaje (104, 204) es ajustable

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08170598.

Solicitante: PROGRESS RAIL SERVICES CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1600 PROGRESS DRIVE ALBERTVILLE, AL 35950 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: KONRAD,ANDREAS, HESSER,PETER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE LA INTENSIDAD, DE LA VELOCIDAD, DEL ESPECTRO,... > Pirometría de las radiaciones > G01J5/08 (Particularidades ópticas)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE LA INTENSIDAD, DE LA VELOCIDAD, DEL ESPECTRO,... > G01J5/00 (Pirometría de las radiaciones)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE LA INTENSIDAD, DE LA VELOCIDAD, DEL ESPECTRO,... > Pirometría de las radiaciones > G01J5/02 (Detalles)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE LA INTENSIDAD, DE LA VELOCIDAD, DEL ESPECTRO,... > Pirometría de las radiaciones > G01J5/04 (Carcasas)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FERROCARRILES > OTROS EQUIPOS AUXILIARES PARA FERROCARRILES (frenos... > Gálibos de perfiles de vehículos ferroviarios;... > B61K9/04 (Detectores para indicar el calentamiento excesivo de cojinetes de ejes y órganos similares, p. ej. conjugados al sistema de frenado para accionar los frenos en el caso de un defecto)

PDF original: ES-2459021_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Aparato para la medición sin contacto de las temperaturas de un vagón ferroviario

Antecedentes La invención se refiere a un aparato para la medición sin contacto de la radiación infrarroja de al menos una región de un vagón ferroviario.

En el tráfico ferroviario rodante, las temperaturas excesivas en el cojinete de los ejes o en los frenos de disco o de zapata pueden afectar a la inspección técnica de los vagones o locomotoras. En particular, un sobrecalentamiento en un área de cojinete puede causar un descarrilamiento.

Por lo tanto, se utilizan detectores de cajas calientes y detectores de ruedas calientes. Estos dispositivos incluyen un detector de infrarrojos para la detección de una temperatura en la rueda, el freno, o en el cojinete. Una medición de temperatura se ejecuta solamente si un eje (por ejemplo, de un árbol) pasa por el aparato. El aparato para la medición de temperatura se fija generalmente a una traviesa. Un sensor de rueda en el lecho de la vía activa los momentos de muestra para medir las temperaturas de modo que solo en los momentos deseados se realice la medición de temperatura.

Un detector de cajas calientes o un detector de ruedas calientes es extremadamente importante en el tráfico de mercancías. Adicionalmente, en el tráfico de pasajeros o en el tráfico de alta velocidad, la velocidad se debe reducir si no hay un detector de cajas calientes o un detector de ruedas calientes.

En el sistema ferroviario europeo, se utilizan principalmente dos sistemas de freno diferentes, en concreto, frenos de zapata que actúan sobre la superficie de rodadura de las ruedas y frenos de disco que actúan sobre los lados de las ruedas o en discos de freno separados. Por lo tanto, al menos dos regiones separadas de la rueda se deben controlar, es decir, una región cerca del eje, donde se disponen los frenos de disco y una región cerca de la llanta de la rueda para los frenos de zapata. Si una medición de temperatura no se puede asignar a un freno de zapata o a un freno de disco, se pueden producir falsas alarmas debido a las zapatas de freno calientes que están calientes debido al frenado.

También en la región de los cojinetes, dos regiones distintas separadas entre sí tienen que controlarse en el tráfico ferroviario Europeo.

El detector de cajas calientes y el detector de ruedas calientes se disponen, como ya se ha explicado, en el lecho de la vía, en particular, en una traviesa. Los detectores infrarrojos deben calibrar exactamente, ajustar y fijar amortiguadamente en la traviesa (es decir, fijarse en posición de manera que eviten o al menos reduzcan el movimiento del detector debido al paso del tráfico ferroviario o de otra manera) . Una calibración de este tipo requiere una gran cantidad de tiempo, durante el cual la vía en la que se dispone el detector de cajas calientes o el detector de ruedas calientes no se puede utilizar por un tren, ya que el personal de mantenimiento está en o cerca de la vía. Estas largas horas de calibración conducen a largos periodos de inactividad de la vía y por lo tanto a una menor rentabilidad del operario de una vía.

Wetzler GR et al: "Innovative Sensorik und Auswerteverfahren zur Lösung komplexer Überwachungsaufgaben", Signal+Draht, Telzlaff Verlag GmbH, Darmstadt, DE, vol. 89, no. 6, 1 junio de 1997, páginas 5-8, XP000779901, ISSN: 0037-4997 devela un sistema de detección de cajas calientes y zapatas de frenos para ferrocarriles que utilizan sensores y tecnologías de software avanzados.

El documento US 5 331 311 A desvela un conjunto sensor de temperatura para supervisar las ruedas de vagones de ferrocarriles que incluye un conjunto de detectores de temperatura dispuestos para generar un perfil de temperatura de la rueda. El conjunto se puede disponer para supervisar la rueda ya sea transversalmente o en paralelo a la dirección de movimiento de la rueda.

El documento FR 2 752 806 A1 desvela un sensor para supervisar la temperatura de las cajas de grasas de un tren en movimiento que comprende un bloque óptico que incluye una barra de elementos infrarrojos y un bloque electrónico para el procesamiento de señales de temperatura.

El documento US 3 545 005 A desvela un detector de cajas calientes por infrarrojos que utiliza un escáner detector que se puede transportar por una vía. El detector incluye un alojamiento de detector montado de forma fija entre dos traviesas de la vía.

Breve descripción 65 Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es mejorar el aparato conocido de tal manera que se superen los inconvenientes del estado de la técnica, en particular, de tal manera que el aparato proporcione resultados fiables y concisos de medición con una complejidad técnica reducida.

El objetivo se consigue mediante un aparato para la medición sin contacto de la radiación infrarroja como se desvela en la reivindicación 1.

Si todos los elementos ópticos son geométricamente fijos unos respecto a los otros en una sola unidad, dichos elementos se pueden calibrar y alinear en dicha unidad, y se pueden insertar más tarde en el lecho de la vía. Por lo tanto, los tiempos de bloqueo del lecho de la vía que generan altos costes para el operario se reducen.

Sin embargo, puede estar previsto que el módulo de medición se conecte elásticamente por un cojinete elástico con el montaje. Por tanto, las vibraciones de un vagón ferroviario de conducción sobre el riel se pueden absorber, lo que de otro modo habría influido en la electrónica y/o el resultado de la medición.

Además, en una realización puede estar previsto que el elemento óptico del montaje sea un obturador para interrumpir la radiación infrarroja entre el objeto que se tiene que medir y el módulo de medición, en el que el obturador comprende en la dirección del módulo de medición un elemento calefactor de referencia. Sin embargo, un desplazamiento del elemento calefactor de referencia con respecto al módulo de medición se puede evitar, de manera que el aparato se puede calibrar fuera del lecho de la vía y se puede crear de acuerdo con una curva característica, antes de que la vía se bloquee para el tráfico.

Sin embargo, el montaje puede ser una cubierta para cubrir un espacio de instalación del aparato. Por lo tanto, con la cubierta, todo el aparato se retira del lecho de la vía, lo que a su vez conduce a un ahorro de tiempo. Por lo tanto, la cubierta se debe disponer de manera estacionaria en el lecho de la vía, por ejemplo en una traviesa.

En una realización típica del aparato, el obturador cierra una abertura en la cubierta. Por lo tanto, el módulo de medición queda protegido de los efectos de la intemperie.

Una realización típica del aparato incluye un espejo, en particular un espejo plano, en el que el espejo se conecta al módulo de medición, de tal manera que el espejo, el módulo de medición, y el elemento óptico del montaje tienen una geometría fija uno con respecto a otro, y tienen para su funcionamiento una relación predeterminada entre sí que es configurable antes de su instalación.

Sin embargo, puede estar previsto que un ángulo entre la región de detección dirigida y el montaje es ajustable con un mecanismo de ajuste de ángulo, en el que, en particular, se puede ajustar un intervalo angular continuo entre la región de detección dirigida y el montaje. Sin embargo, el módulo de medición se puede conectar de manera pivotante al montaje alrededor de un eje de pivote.

En una realización adicional del aparato, el módulo de medición se conecta al montaje alrededor de un arco interior de un elemento circular y de un arco exterior de un elemento circular, en el que el arco interior de un elemento circular y el arco exterior de un elemento circular son concéntricos,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Aparato (100, 200) para la medición sin contacto de la radiación infrarroja de al menos una región de un vagón ferroviario, en donde el aparato se adapta para disponerse en un lecho de la vía con al menos un riel (14a, 14b) y 5 comprende un montaje (104, 204) con un elemento óptico y un módulo de medición (1000) con un sensor de infrarrojos (1012a, 1012b, 1012c, 1012d) que tiene una región de detección dirigida (108, 208) de tal manera que el montaje y el módulo de medición (1000) forman un unidad instalable, donde dicho módulo de medición (1000) está conectado de manera pivotante al montaje alrededor de un eje de pivote (210) , y en donde el módulo de medición está también conectado al montaje alrededor de un arco interior de un primer elemento circular (116, 216) y un arco 10 exterior de un segundo elemento circular (118, 218) , en donde el arco interior del primer elemento circular y el arco exterior del segundo elemento circular son concéntricos, y un radio exterior del arco exterior del primer elemento circular corresponde a un radio interior del arco interior del segundo elemento circular, en donde el módulo de medición y el elemento óptico del montaje están adaptados para tener una geometría fija entre sí, y en donde un ángulo entre la región de detección dirigida (108, 208) y el montaje es ajustable con un mecanismo de ajuste de ángulo (116, 118, 210, 216, 218) que comprende el primer elemento circular (116, 216) , el segundo elemento circular (118, 218) y el eje de pivote (210) de tal manera que, si se ajusta un ajuste del ángulo deseado, el arco interior del primer elemento circular (116, 216) y el arco exterior del segundo elemento circular (118, 218) se fijan entre sí, de tal manera que no pueden moverse uno con respecto a otro, en donde, en particular, un intervalo angular continuo entre la región de detección dirigida (108, 208) y el montaje (104, 204) es ajustable.

2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el módulo de medición (1000) está elásticamente conectado mediante un cojinete elástico (130, 132, 230, 232) con el montaje (104, 204) .

3. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el elemento óptico del montaje es un

obturador (106, 206) para la interrupción de la radiación infrarroja entre el objeto (20, 22, 24, 30, 32) que se tiene que medir y el módulo de medición (1000) , en donde el obturador comprende en la dirección del módulo de medición un elemento calefactor de referencia.

4. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende un espejo, en particular un espejo plano, en el que el espejo está conectado al módulo de medición, de tal manera que el espejo, el módulo de medición y el elemento óptico del montaje están adaptados para tener una geometría fija en relación unos con otros.