Nowy ultradźwiękowy czujnik może poprawić monitorowanie i smarowania torów kolejowych i ich konserwację, oferując niższe koszty i większe bezpieczeństwo.
Badacze opracowują ultradźwiękowy czujnik do pociągów, który jest w stanie wykrywać, czy pomiędzy kołami pociągu a torami znajduje się odpowiednia ilość smaru. Inicjatywa ta jest częścią finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu PIVOT2, którego celem jest opracowanie technologii zwiększających niezawodność operacyjną pociągów.„Niewiele osób niemających związku z koleją wie, że w przypadku zakrzywionych torów pomiędzy kołem a szyną stosuje się specjalny rodzaj smaru”, stwierdza prof. Paul Allen z Instytutu Badań Kolejowych na Uniwersytecie w Huddersfield w informacji prasowej opublikowanej na stronie internetowej „The Engineer”. „Smar ten nakłada się, by ograniczyć zużycie, ale także by zmniejszyć ryzyko wykolejenia się – w niektórych przypadkach koło może przejechać nad górą szyny”, wyjaśnia prof. Allen.
Wiodący naukowiec zajmujący się koleją opracował koncepcję ultradźwiękowego czujnika wbudowanego w koła pociągu już na kilka lat przed tym, jak Instytut rozpoczął współpracę nad tym przedsięwzięciem z partnerem projektu PIVOT2, firmą Network Rail (NR) ze Zjednoczonego Królestwa. Obecnie do smarowania setek lokalizacji na torach w całym Zjednoczonym Królestwie stosuje się proste urządzenia mechaniczne lub elektromechaniczne. Jednakże urządzenia te mogą czasem się zepsuć lub może się w nich skończyć smar.
Dodatkowo NR polega obecnie na ręcznych kontrolach obecności smaru w całej sieci połączeń kolejowych. „Ręczne kontrole są czasochłonne i wymagają, by personel udał się na tory, dlatego też NR stara się ograniczyć ich liczbę, mając na uwadze względy bezpieczeństwa. Ponadto wyniki ręcznych kontroli mogą być subiektywne, w końcu opierają się one na dość prostej zasadzie zdroworozsądkowego podejścia do badania szyn”, zauważa prof. Allen w wywiadzie opublikowanym na stronie internetowej „AZoSensors”. Uzyskując w czasie rzeczywistym informacje na temat poziomów nasmarowania dzięki ultradźwiękowym czujnikom, NR będzie w stanie wyeliminować wady ręcznej kontroli, a tym samym ograniczyć koszty konserwacji i poprawić bezpieczeństwo kolejowe.Prof. Allen wyjaśnia w wywiadzie: „Czujnik ultradźwiękowy wyposażony jest w nadajnik i odbiornik. Emitowane fale ultradźwiękowe przechodzą przez kołnierz koła i trafiają do narożnego miernika na szynie, gdzie stosowany jest środek smarny”. Czujnik wykorzystuje zasadę czasu przelotu, która stanowi, że odległość pomiędzy czujnikiem a obiektem jest mierzona na podstawie czasu, który upłynął pomiędzy wyemitowaniem sygnału a jego powrotem do czujnika pod tym, jak został odbyty przez obiekt. „Bardzo niewielkie różnice w czasie przelotu odbitych sygnałów są wykrywane i analizowane, by można było odróżnić suche (nienasmarowane) szyny od szyn odpowiednio nasmarowanych. Jestem jest też w stanie odróżniać smar od wody, co jest kluczowym wymogiem dla jego skuteczności”, zauważa prof. Allen.
Naukowcy przeprowadzą badania eksperymentalne w warunkach rzeczywistych, przy obciążeniach osi do 25 t oraz docelowej prędkości roboczej 200 km/h. Jak stwierdził starszy inżynier NR James Lineton w „The Engineer”, czujnik ten „może zmodernizować sposób zarządzania infrastrukturą kolejową na całym świecie”. Realizacja projektu PIVOT2 (Performance Improvement for Vehicles on Track 2) zakończy się w marcu 2023 roku.
Więcej informacji:
poleca:
Studentnews.pl