Aquisição e avaliação de dados em testes de vagões ferroviários (trem)
À medida que o mundo avança nos esforços para reduzir as emissões de carbono, mais foco tem sido colocado no transporte público. Uma das formas de transporte público com menor teor de carbono é a ferrovia. É por isso que a I&D e os testes de comboios novos e antigos não registam uma procura contínua, mas sim uma espécie de renascimento sob o véu da sustentabilidade e do ambientalismo.
Nesta nota de aplicação, daremos uma olhada no processo de aquisição de dados durante um teste de vagão e no equipamento adequado para esta aplicação.
Aspectos-chave da aquisição de dados para testes de vagões ferroviários
Como os trens circulam sobre trilhos, os fabricantes e as empresas ferroviárias não precisam testar a direção tradicional, mas podem se concentrar nos testes em duas condições: aceleração e desaceleração. Para a aceleração, a eficiência é o foco dos testes, enquanto para a desaceleração, é a segurança e a eficácia da frenagem. Além disso, o controle de vibração em ambas as condições é testado para melhorar e manter a durabilidade do carro, bem como o conforto dos passageiros. Essas coisas são testadas durante “testes” em rotas ferroviárias reais após a produção pelos fabricantes e pelas empresas ferroviárias antes de iniciar a operação comercial.
Nas execuções de teste, as seguintes preocupações são verificadas e os dados de medição são mantidos para registro.
- 1. O vagão atenderá a todas as especificações de desempenho nas rotas reais da empresa ferroviária?
- 2. Existe alguma anormalidade na operação nas rotas de teste?
- 3. É possível parar dentro de uma distância predeterminada enquanto dirige com segurança e controla a velocidade do trem?
Finalidades e tipos de dados adquiridos durante o teste
Os fabricantes de trens e as empresas ferroviárias realizarão os seguintes testes antes de iniciarem a operação comercial. A Figura 1 ilustra um teste da estação A para B (variando de vários minutos a 20 minutos e de vários quilômetros a 50 quilômetros). A Tabela 1 fornece um exemplo dos parâmetros que estão sendo verificados e suas respectivas finalidades.
Fig. 1 Teste da estação A para B
Tabela 1: Tipos de dados adquiridos e finalidades
| O que verificar | Parâmetros de medição |
|---|---|
| Operação segura do freio | Pressão do freio, velocidade (RPM) |
| Vibrações anormais | Em todas as situações Registre as vibrações em três direções, como para frente e para trás, lado a lado e para cima e para baixo, usando um sensor acelerômetro triaxial |
| Conformidade com os requisitos de energia | Tensão, corrente e potência fornecida ao motor de acionamento |
A rota que o trem segue da estação A para a estação B deve fornecer variação significativa na distância, duração da viagem e altura da estrada.
Fatores considerados na aquisição de dados em testes de vagões ferroviários
Uma execução de teste tem muitos fatores que precisam ser considerados quando executado:
- Como os testes devem ser feitos em trilhos entre o tráfego intenso de trens comerciais, é uma corrida com tempo para terminar o teste corretamente e sem problemas. Por isso, cada teste não pode ser repetido muitas vezes, sendo necessário registrar vários parâmetros simultaneamente.
- O vagão em si é essencialmente um grande recinto, vários pontos devem ser medidos em relação à direção de deslocamento, como o banco dianteiro, o banco traseiro e a seção de conexão.
- Para medir os sistemas de potência, o técnico precisa medir múltiplos pontos que possuem diferentes potenciais de aterramento. Para fazer isso, cada entrada do instrumento precisa ser isolada. Isto também tem o benefício adicional de ser mais seguro tanto para o instrumento quanto para o usuário.
- Para compreender detalhadamente a condição de agitação durante o teste, também é importante usar equipamento com alta resolução de entrada para que níveis de vibração fracos possam ser medidos com alta precisão.
- Para medição de vibração, são necessárias amostragem de alta velocidade (cerca de 10.000 pontos por segundo) e registro de longo prazo.
- Para medir grandezas físicas, como vibração, são necessários sensores e fiação para coletar os dados.
Soluções de aquisição de dados da HIOKI
Para fins de aquisição de dados nesta aplicação, HIOKI recomenda o gravador de memória MR6000. O MR6000 é um instrumento de aquisição de dados que permite visualizar e registrar vários tipos de sinais e dados simultaneamente. Oferece uma extensa linha de módulos (ou unidades) para detecção de uma ampla gama de fenômenos. Aqui estão as três razões pelas quais Aquisitor da Hioki é a escolha ideal para testes de teste.
- 1. Variedade de parâmetros de medição
- 2. Mais fácil e seguro com isolamento Hioki
- 3. Tratamento avançado de dados
1. Variedade de parâmetros de medição
Escolha com flexibilidade entre diversas unidades (ou módulos) para fenômenos elétricos e físicos. Aqui estão alguns exemplos de unidades (ou módulos) ideais para esta aplicação.
| Unidade | Propósito |
|---|---|
| Medição de tensão e corrente do inversor VVVF ao motor para acionamento | |
| Unidade de carga U8979 | Medição de vibração |
| Unidade de tensão U8969 | Medição de tensão, pressão e estresse |
| Unidade de frequência 8970 | Velocidade |
Mesmo para parâmetros não mencionados acima, existem outras unidades, como unidade de temperatura. Sem mencionar que a gravação multicanal pode ser feita simultaneamente com uma resolução que corresponde à alta velocidade de amostragem (até 200 MS/s) e à precisão necessária. Isso permite capturar vários fluxos de dados com precisão e eficiência, potencialmente economizando tempo e garantindo a precisão dos dados ao adquirir dados para um teste de vagão ferroviário.
2. Mais fácil e seguro com isolamento Hioki
As conexões entre os canais de entrada analógica e entre o canal de entrada e a unidade principal são totalmente isoladas, garantindo a máxima comodidade. Este projeto elimina a necessidade de equalização tensão-terra entre as entradas. O isolamento entre as entradas dá Hioki vantagem em medições seguras, pois protege os instrumentos e os técnicos contra altas tensões imprevistas.
3. Tratamento avançado de dados
O MR6000, com sua impressionante capacidade de armazenamento de 1 Gword, é ideal para medições de vibração com alta resolução e longos períodos de monitoramento. Graças a esse amplo armazenamento, você pode coletar dados facilmente em intervalos de tempo prolongados. Além disso, o instrumento também permite transferir dados de medição diretamente para o seu PC usando a função de envio FTP juntamente com a função de salvamento em tempo real. Isso facilita a observação dos dados após o processo de medição.
A Fig.2 mostra um exemplo de dados registrados com o MR6000.
Fig.2 Exemplo de dados registrados com o MR6000
Finalmente
Os comboios não só continuarão a ser uma parte importante da vida, mas espera-se que ganhem destaque à medida que o mundo se concentra na sustentabilidade e na descarbonização. Isto também significa que os testes de comboios aumentarão, assim como a importância de instrumentos de medição que apoiem uma aquisição de dados mais precisa e eficaz. Esperamos que nosso esboço dos testes de vagões ferroviários tenha sido informativo e que tenhamos conseguido convencer o leitor a considerar o Memory Aquisitor da Hioki como um instrumento ideal para o trabalho. Para mais informações sobre o Aquisitor, confira a página do produto do MR6000 ou entre em contato com um de nossos especialistas para saber mais sobre o produto. Nós da Hioki esperamos trabalhar com você para um futuro mais sustentável e lucrativo.
