ИК детекторы VIGO System для систем безопасности железнодорожного транспорта
Безопасность - важнейший аспект железнодорожного транспорта. Тем не менее каждый год на железнодорожных дорогах происходит как минимум несколько серьезных аварий. Некоторые из них вызваны дефектами подшипников колес или тормозов, а некоторые - перегревом транспортируемых материалов (например, угля, нефти), что может привести к серьезному пожару.
Мониторинг температуры - это способ минимизировать незапланированные поломки всех элементов ходовой части и предотвратить простои. Лучшее решение для измерения температуры в железнодорожной отрасли - системы, использующие инфракрасную технологию.
Компания VIGO System разработала передовые и наиболее эффективные устройства ИК детектирования, разработанные специально для железнодорожных приложений. Все эти устройства - очень чувствительные и быстрые детекторы HgCdTe. Преимущества технологии HgCdTe по сравнению с другими конкурентными решениями, используемыми в железнодорожных приложениях, представлены в таблице.
|
HgCdTe |
PbSe |
Болометрическая камера |
|
|
|
|
Бесконтактные измерения температуры
Каждый объект с температурой выше абсолютного нуля (0 Кельвина = –273,15 ° C) испускает со своей поверхности электромагнитное излучение, которое пропорционально его температуре. Часть этого излучения - инфракрасное излучение, которое можно использовать для измерения температуры объекта. Интенсивность излучения и длина волны, при которой интенсивность этого излучения имеет максимальное значение, зависят в основном от температуры объекта (закон Планка, закон смещения Вина). Оптимальный спектральный диапазон в железнодорожных системах составляет от 3,0 до 5,5 мкм.
Одноэлементные устройства VIGO System, рекомендованные для измерения температуры:
- PVI-5-1×1-TO39-NW-36
- PVI-2TE-5-1×1-TO8-wAl2O3-36
- AM03120-01/02
Рис. 1. Принцип системы обнаружения теплового излучения
С помощью входной оптики (зеркал, линз) лучи фокусируются на детекторном элементе, который генерирует электрический сигнал, пропорциональный падающему излучению.
Сигнал усиливается и с помощью последовательной цифровой обработки преобразуется в выходной сигнал, пропорциональный температуре объекта.
Измеренное значение может быть передано как аналоговый выходной сигнал, который поддерживает простое подключение к системам управления технологическим процессом.
Детектирование нагрева колеса и корпуса подшипника
Датчики, установленные на путях, позволяют отслеживать перегрев наружных и внутренних подшипников, тормозов и колес подвижного состава. Система измеряет абсолютные, относительные и дифференциальные температуры элементов в реальном времени. Технология HgCdTe позволяет проводить быстрые и точные измерения в любых условиях окружающей среды.
|
Ключевые особенности продуктов VIGO System:
|
|
Рис. 2. Система теплового сканирования ходовой части
Обнаружение пожара в поездах (система термосканирования)
Точный сканер, входящий в состав автоматизированной контрольно-измерительной системы (установлен на воротах над железнодорожными путями), выполняет термический анализ поезда. В такой системе используются самые современные многоэлементные фотоэлектрические детекторы, специально разработанные для достижения очень высокой точности измерительной системы и уменьшения количества ложных срабатываний.
Система создает тепловую карту поверхности поезда и выявляет температурные аномалии. На тепловую карту не влияет коэффициент теплового излучения материалов. Сканирование в реальном времени происходит на полной скорости поезда.
Рис. 3. Система теплового сканирования с модулями инфракрасного детектирования VIGO
Эта система инспекции гарантирует онлайн-мониторинг поездов в критических точках (например, туннели, мосты, пересечения железных дорог, границы страны) и предупреждает о потенциальных рисках. Это обеспечивает мгновенное обнаружение любых проблем безопасности (например, пожара на борту или неправильной формы поезда), снижая риски крупных аварий и повышая доступность сети. Благодаря этому решению можно измерять температуру угля или нефти, перевозимых в железнодорожных вагонах и цистернах.
Измерение температуры в сочетании с анализом газа позволяет обнаруживать утечки газов или технических жидкостей, предотвращать возгорания и взрывы. Система сканирования интегрирована с системой сигнализации, позволяющей автоматически останавливать поезда при обнаружении опасных дефектов без вмешательства оператора.
Ключевые особенности ИК детекторов VIGO:
- 2х12 двухцветных фотоэлектрических детекторов HgCdTe;
- Два разных спектральных диапазона;
- Диапазон измерения температуры объекта от 80 до 300 ° C;
- Высокая частота дискретизации каждого канала до 80 kSPS;
- Одновременная выборка по всем каналам;
- Точное аналого-цифровое преобразование;
- Быстрый вывод данных LVDS;
- Интерфейс управления RS422 / 485, полный дуплекс;
- Один источник питания 9..18 В постоянного тока;
- Короткое время запуска 40 с (типичное)
