18

Обзор существующих систем идентификации

Рис. 1 Анемометр

Технические характеристики анемометров

Тип прибора	Габариты, см (высота-ширина-толщина)	Диапазон измерений, м/с	Дополнительные опции	Сфера применения
Портативный AR816	10,5 х 4 х 1,5	0,3 - 30	LCD экран, подсветка, автовыключение	системы отопления и кондиционирования
Цифровой AR826	17 x 16 x 5	0,3 - 45	LCD экран, подсветка, фиксация min/max показаний, автовыключение, выносной датчик	лаборатории, НИИ, метеостанции
Цифровой AR836	17 x 16 x 5	0,3 - 45	---""---	---""---
Профессиональный цифровой AR846	17 x 16 x 5	0,3 - 45	LCD экран, подсветка, выносной датчик, подключение к ПК, фиксация показаний, автовыключение	---""---
Профессиональный цифровой AR856	17 x 16 x 5	0,3 - 45	LCD экран, подсветка, выносной датчик, USB порт, программное обеспечение серийные измерения	---""---

 Таблица 1

Принцип действия

Этот прибор состоит из двух основных блоков - набора лопастей, расположенных на его верхушке, и соединенного с ними измерительного механизма.

Существует две основных конструкции измерительного механизма. Первая - более простая. Измеряется число оборотов оси, на которой закреплены лопасти. Затем, с помощью нехитрых вычислений, рассчитывается расстояние, на которое «прокатилась» ось, и делится на соответствующий промежуток времени. В результате получаем усредненную скорость ветра за интересующий промежуток времени. Преимущество такого анемометра - его компактность, поэтому он называется ручным.

Вторая система более громоздкая, но она имеет свои преимущества. Это так называемыйиндукционный анемометр, в котором к лопастям прикреплен тахометр, работающий по принципу электрической индукции. Преимущество этого прибора в том, что он может определить мгновенную скорость ветра, без излишних вычислений.

Для проведения более точных измерений используются электронные и цифровые анемометры. С их помощью можно вести детальные статистические наблюдения, которые необходимы для долгосрочного прогнозирования. Они компактны и удобны в эксплуатации.

Где используется анемометр

Этот прибор используют, прежде всего, на метеостанциях. Они также устанавливаются на предприятиях с системами кондиционирования производственных помещений, в горнодобывающей отрасли, и других видах деятельности, где необходимо замерять скорость воздушного потока.

Рис.2 Термогигрометр

Термогигрометры – приборы позволяющие измерить температуру и влажность воздуха. Влажность воздуха, содержание в воздухе водяного пара, одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата. В воздухе всегда содержится определенное количество влаги в виде водяного пара. Там, где наличие водяного пара приводит к возникновению химических, физических и биологических процессов или оказывает влияние на эти процессы, большое значение имеет постоянный контроль за влажностью воздуха. Для определения количества влаги имеются две измерительные величины. Различают абсолютную и относительную влажность.      Абсолютная влажность показывает такое количество водяного пара, которое содержится в определенном объеме воздуха. Воздух, как смесь газа и пара, всегда содержит водяной пар. Водяной пар создает определенное давление, которое называют давлением водяного пара. Оно является частью всего барометрического давления газа.      Относительная влажность воздуха это отношение фактически имеющейся, т.е. абсолютной влажности воздуха к максимально возможной влажности воздуха при данной температуре. Относительная влажность воздуха представляет собой безразмерную величину. Она является передаточным числом и указывается в %.      По измеренным параметрам температуры и влажности воздуха можно рассчитать значение температуры точки россы или определить тепловую нагрузку окружающей среды (WBGT).      Точка росы определяет относительную влажность. Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры. Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой. Точкой росы при данном давлении называется температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу.      Температура смоченного шарика термометра - индекс WBGT - эмпирический интегральный показатель, отражающий сочетательное влияние температуры воздуха, скорости его движения, влажности и теплового излучения на теплообмен с окружающей средой.

Рис.3 ПОРТАТИВНЫЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРИБОР AMI 300

Производитель: KIMO

Портативный многофункциональный прибор (измерительные модули и зонды приобретаются отдельно)

Функции Измерение температуры. Измерение давления. Измерение влажности. Измерение объемного расхода воздуха. Измерение скорости воздушного потока. Измерение качества воздуха. Измерение скорости вращения. Сохранение во внутренней памяти до 12000 измерений.   Диапазоны измерения Анемометр крыльчатка Ø70мм: от 0,3 м/с до 35 м/с; крыльчатка Ø100мм: от 0,25 м/с до 35 м/с; крыльчатка Ø14мм: от 0,8 м/с до 25 м/с; обогреваемая струна: от 0,15 м/с до 30 м/с.  

Термометр: зонд Pt 100: -50 °С до 250 °С; термопара К типа: от -200 °С до 1300 °С; термопара J типа: от -100 °С до 750 °С; термопара Т типа: от -200 °С до 400 °С.   Манометр от 0 Па до ±500 Па; от 0 Па до ±2500 Па; от 0 Па до ±1000 Па; от 0 мБар до ±500 мБар; от 0 мБар до ±2000 мБар; трубка Пито от 2 м/с до 100 м/с.   Гигрометр от 3% до 98%.   Качество воздуха (концентрация СО и СО2) от 0 до 5000 ппм.   Тахометр от 60 об./мин до 60000 об./мин (оптический способ измерения); от 30 об./мин до 20000 об./мин (контактны способ измерения).  

1.2 Цель и задачи проекта

Целью проекта является разработка системы сбора информации о климатических факторах на участке железной дороги и организация сети передачи данных от участка до ЦУС

Задачи:

• выполнить обзор существующих систем идентификации;

• произвести расстановку и нумерацию пунктов считывания;

• обосновать выбор оборудования;

• спроектировать линейную часть системы сбора информации от пунктов считывания до концентратора информации.

1.3 Выводы по главе 1

• Сделали обзор существующих систем идентификации, выбрали оборудование для разработанной системы.

• Произвели нумерацию и расстановку приборов в соответсвии с Рис.4

К

ккк

1 2

Рис.4 Расстановка и нумерация пунктов считывания

2. Разработка автоматизированной система сбора информаци о транспорных процессах

1

1 К 6 ЦУС

950

2 1000 450 3

700 500

4 250

Рис. 5 Схема организации сети передачи данных

На схеме Рис. 5 указано рассположение климатических датчиков, концентратора, а также расстояния их от ЦУС, расположение и расстояния зданий, указанных в индивидуальном задании (3, 4, 6) и их расстояние между собой

2.1 Расстановка и нумерация пунктов считывания произведена в соответствии с длиной станции (2000 м), слева и справа с целью полного контроля климатической информации всей длины её путей.

2.2 Обоснование выбора оборудования

В соответствии с обзором существующих систем идентификации была выбрана система на основе портативного многофункционального прибора AMI 300.

• Выбор прибора AMI 300 был произведен потому, что он позволяет производить одновременно :

-измерение температуры; - измерение давления; - измерение влажности; - измерение объемного расхода воздуха; - измерение скорости воздушного потока; - измерение качества воздуха; - измерение скорости вращения.

2.3 Проектирование линейной части системы сбора информации от пунктов считывания до концентратора информации.

• Кабели 1 и 2 пунктов считывания подвешиваются на опорах вдоль железнодорожных линий станции от пунктов считывания до концентратора информации.

• Концентратор, обьединяющий сигналы с пунктов считывания 1 и 2 устанавливается в шкафу рядом со вторым пунктом считывания информации

2.4 Выводы по главе 2

• Произведен рассчет, расстановка и нумераци пунктов считывания информации

• Обоснован выбор оборудования (AMI 300)

• Спроектирована линейная часть сбора информации от пунктов считывания до концентратора информации

• Проведена совместная установка датчика информации и концентратора информации в шкафу устройств автоматики

3. Проектирование линейной части сети передачи данных от концентратора до отдельно стоящих зданий

3.1 Выбор оптического кабеля , муфт, способа прокладки и крепления кабеля, вводов и выводов кабеля в зданиях

Волоконно- оптический кабель, соединяющий концентратор, ЦСУ, здания 3, 4, 6 подвешивается на опорах, находящихся между зданиями.

Наиболее надежным для прокладки оптоволоконным кабелем является кабель ОКМС - А - 4/2(2,4)СП - 16,5 - 8кН

Коммутационно-распределительные устройства. Муфты

Основными требованиями к конструкции коммутационно-распределительных устройств являются:

- надежная защита световодов оптического кабеля от механических повреждений;

- возможность закрепления концов кабеля;

- удобство размещения в корпусе технологического запаса волокна с соблюдением заданного радиуса изгиба, защитных гильз сварных соединителей и корпусов механических сплайсов (при их наличии). Потребность в таком запасе обусловлена как необходимостью выноса сращиваемых волокон за пределы корпуса муфты, например, для установки в сварочный аппарат, так и необходимостью обеспечения возможности повторного сращивания в случае обнаружения каких-либо дефектов;

- создание простого и удобного доступа к волокнам, сплайсам, розеткам и коннекторам разъемных соединителей во время ремонтных и профилактических работ;

- обеспечение удобства подключения коннекторов и розеткам разъемных оптических соединителей;

- хорошие массогабаритные показатели в сочетании с большой емкостью и высокой плотностью упаковки оптических портов.

наиболее широко распространенная и хорошо зарекомендовавшая у нас в стране современная оптическая муфта МТОК 96Т-О1-IV

Смонтированная муфта, будет помещаться в специальный шкаф, закреплённый на опоре [7].

Шкаф типа ШПМЗ для подвески муфт типа МТОК и запасов оптического кабеля. Предназначен для защиты тупиковых муфт, диаметром до 190 мм и длиной 500 мм с технологическим запасом оптического кабеля до 90 м., диаметром до 18 мм. Шкаф крепится на опорах при помощи стальной ленты с замками-фиксаторами. Технологический запас кабеля и муфта крепятся при помощи металлических стяжек

Прокладка оптического кабеля на опорах ЭЖД (электрофицированной железной дороги)

Наиболее важное отличие прокладки путем подвеса волоконно-оптических кабелей от других способов состоит в том, что места сращивания двух строительных длин должны располагаться на опоре вместе с технологическим запасом кабеля, достаточным для спуска с опоры, а также для восстановительных работ в случае аварийных ситуаций на линии. Сращивание строительных длин волоконно-оптического кабеля всегда выполняется в монтажном автомобиле или палатке. Это обуславливает необходимость резервирования больших длин технологического запаса, чем при прокладке в грунт. Кроме того, необходимо уделить внимание надежному закреплению запаса, поскольку нахождение на опоре сопряжено с постоянным воздействием ветровых нагрузок [18].

Методика независимого подвеса

Эта методика может быть применена для инсталляции самонесущих

волоконно-оптических кабелей типа ОКМС. Суть методики заключается в том, что волоконно-оптический кабель подвешивается отдельно от других кабелей, подвешенных на данной линии опор.

Применение этой методики, безусловно, сопряжено с относительным увеличением стоимости волоконно-оптического кабеля за счет конструктивных решений, направленных на сопротивление воздействиям окружающей среды.

Ввод/вывод оптического кабеля в здание/из здания

На участке оптический кабель заводится в здание ЦСУ, расположенного на расстоянии 1 000 м от шкафа ШУА. Спуск оптического кабеля выполнен с опоры ЭЖД, расположенной ближе всего к кабельному колодцу телефонной канализации, порядка 5м [11].

Оптический кабель на оконечной опоре круглого сечения На высоте 4м от уровня грунта кабель заводится в стальную оцинкованную трубу диаметром 30мм, которая тоже крепится к опоре ленточными хомутами. Стальная труба закапывается в грунт на глубину порядка 2-х метров и на конце имеет изгиб под 90 градусов, для предотвращения повреждения кабеля при возможных подвижках грунта. Изогнутый конец стальной трубы вместе с кабелем заводится в асбоцементную трубу, по которой и прокладывается в кабельный колодец. Место стыка стальной и асбестоцементной труб герметизируются цементом и специальной мастикой. Ввод а/ц трубы в кабельный колодец герметизируется цементом. В кабельном колодце делается запас оптического кабеля, уложенного кольцами, который располагается на специальных кронштейнах и крепится к ним стяжными полиэтиленовыми хомутами. В кабельном колодце кабель укладывается на консоли, маркируется бирками и с помощью устройства УЗК по выделенному каналу протягивается в следующий колодец.

Трасса оптического кабеля по выделенному каналу вводится в помещение кабельной шахты. В помещении кабельной шахты делается запас оптического кабеля 10м, уложенного кольцами, который крепится к стене шахты на металлических кронштейнах, затем кабель укладывается на консоли, крепится к ним полиэтиленовыми стяжками и маркируется. Из помещения шахты кабель проходит в здания МТС, где располагается помещение ЛАЗ. В помещении ЛАЗ кабель подводится к оптическому кроссу. После прокладки кабеля кабельные каналы герметизируются в помещении кабельной шахты и вводном кабельном колодце. Поскольку прокладываемый оптический кабель марки ОКМС - А - 4/2(2,4)Сп - 16(5) - «8 кН» не содержит металлических элементов, то не требуется выполнять заземления бронепокровов, кроме того, поскольку внешняя оболочка кабеля выполнена из негорючего трекингового полиэтилена, то его прокладывают без защитной гофрированной трубки, что снижает трудозатраты и время. Не требуется также монтаж оптической муфты для перехода с линейного кабеля на станционный, в проекте кабель подводится прямо к оптическому кроссу.