Adquisición y evaluación de datos en recorridos de prueba de vagones de ferrocarril (tren)
A medida que el mundo avanza hacia esfuerzos para reducir las emisiones de carbono, se ha puesto más atención en el transporte público. Una de las formas de transporte público con menos emisiones de carbono es el ferrocarril. Es por eso que la investigación y el desarrollo y las pruebas de trenes nuevos y viejos no están experimentando una demanda continua sino una especie de renacimiento bajo el velo de la sostenibilidad y el ambientalismo.
En esta nota de aplicación, veremos el proceso de adquisición de datos durante una prueba de un vagón de ferrocarril y el equipo adecuado para esta aplicación.
Aspectos clave de la adquisición de datos para pruebas de vagones de ferrocarril
Dado que los trenes circulan sobre raíles, los fabricantes y las empresas ferroviarias no necesitan probar la dirección tradicional, sino que pueden centrarse en las pruebas en dos condiciones: aceleración y desaceleración. Para la aceleración, la eficiencia es el foco de las pruebas, mientras que para la desaceleración, es la seguridad y la eficacia del frenado. Además, se prueba el control de vibraciones en ambas condiciones para mejorar y mantener la durabilidad del automóvil y la comodidad de los pasajeros. Estas cosas se prueban durante “pruebas” en rutas ferroviarias reales después de la producción por parte de los fabricantes y las compañías ferroviarias antes de comenzar la operación comercial.
En las pruebas, se verifican los siguientes aspectos y los datos de medición se mantienen para registro.
- 1. ¿Cumplirá el vagón todas las especificaciones de rendimiento en las rutas reales de la compañía ferroviaria?
- 2. ¿Existe alguna anomalía en la operación en las rutas de prueba?
- 3. ¿Es posible detenerse dentro de una distancia predeterminada mientras se conduce con seguridad y se controla la velocidad del tren?
Propósitos y tipos de datos adquiridos durante la prueba
Tanto los fabricantes de trenes como las empresas ferroviarias realizarán las siguientes pruebas antes de iniciar la operación comercial. La figura 1 ilustra una prueba de recorrido desde la estación A a la B (que varía de varios minutos a 20 minutos y de varios kilómetros a 50 kilómetros). La Tabla 1 proporciona un ejemplo de los parámetros que se están verificando y sus respectivos propósitos.
Fig. 1 Prueba de funcionamiento desde la estación A a la B
Tabla 1: Tipos de datos adquiridos y finalidades
| Qué comprobar | Parámetros de medición |
|---|---|
| Operación segura del freno | Presión de freno, velocidad (RPM) |
| Vibraciones anormales | En cada situación Registre las vibraciones en tres direcciones, como de ida y vuelta, de lado a lado y de arriba a abajo, utilizando un sensor acelerómetro triaxial. |
| Cumplimiento de los requisitos de energía | Voltaje, corriente y potencia proporcionada al motor de accionamiento. |
La ruta que toma el tren desde la estación A hasta la estación B debe proporcionar una variación significativa en la distancia, la duración del viaje y la altura del camino.
Factores considerados al adquirir datos en pruebas de vagones de ferrocarril
Una prueba tiene muchos factores que deben considerarse cuando se realiza:
- Dado que las pruebas deben realizarse en vías entre el intenso tráfico de trenes comerciales, es una carrera con tiempo para terminar correctamente la prueba sin problemas. Debido a esto, cada prueba no se puede repetir muchas veces, por lo que es necesario registrar muchos parámetros simultáneamente.
- El vagón de ferrocarril en sí es esencialmente un recinto grande; se deben medir múltiples puntos con respecto a la dirección de viaje, como el asiento delantero, el asiento trasero y la sección de conexión.
- Para medir los sistemas de energía, el técnico necesita medir múltiples puntos que tienen diferentes potenciales a tierra. Para ello, es necesario aislar cada entrada del instrumento. Esto también tiene el beneficio adicional de ser más seguro tanto para el instrumento como para el usuario.
- Para comprender en detalle las condiciones de vibración durante la prueba, también es importante utilizar equipos con una alta resolución de entrada para que los niveles de vibración débiles puedan medirse con alta precisión.
- Para la medición de vibraciones, se requiere un muestreo de alta velocidad (aproximadamente 10.000 puntos por segundo) y un registro a largo plazo.
- Para medir cantidades físicas como la vibración, se necesitan sensores y cableado para recopilar los datos.
Soluciones Adquisidor de datos de HIOKI
Para fines de adquisición de datos en esta aplicación, HIOKI recomienda el grabador de memoria, MR6000. MR6000 es un instrumento de adquisición de datos que le permite ver y registrar varios tipos de señales y datos simultáneamente. Ofrece una extensa línea de módulos (o unidades) para detectar una amplia gama de fenómenos. Estas son las tres razones por las que Adquisidor de Hioki es la opción ideal para pruebas de prueba.
- 1. Variedad de parámetros de medición.
- 2. Más fácil y seguro con el aislamiento Hioki
- 3. Manejo avanzado de datos
1. Variedad de parámetros de medición.
Elija de forma flexible entre varias unidades (o módulos) para fenómenos eléctricos y físicos. A continuación se muestran algunos ejemplos de unidades (o módulos) que son ideales para esta aplicación.
| Unidad | Objetivo |
|---|---|
| Medición de voltaje y corriente desde el inversor VVVF al motor para accionamiento. | |
| U8979 Unidad de carga | Medición de vibraciones |
| U8969 Unidad de deformación | Medición de deformación, presión y tensión. |
| 8970 Unidad de frecuencia | Velocidad |
Incluso para parámetros no mencionados anteriormente, existen otras unidades, como la unidad de temperatura. Sin mencionar que la grabación multicanal se puede realizar simultáneamente con una resolución que coincida con la alta velocidad de muestreo (hasta 200 MS/s) y la precisión necesaria. Esto le permite capturar múltiples flujos de datos con precisión y eficiencia, lo que potencialmente ahorra tiempo y garantiza la precisión de los datos al adquirir datos para una prueba de un vagón de ferrocarril.
2. Más fácil y seguro con el aislamiento Hioki
Las conexiones entre los canales de entrada analógica y entre el canal de entrada y la unidad principal están completamente aisladas, lo que garantiza la máxima comodidad. Este diseño elimina la necesidad de ecualización de voltaje a tierra entre las entradas. El aislamiento entre las entradas le da a Hioki la ventaja en mediciones seguras, ya que protege tanto a los instrumentos como a los técnicos de altos voltajes imprevistos.
3. Manejo avanzado de datos
El MR6000, con su impresionante capacidad de almacenamiento de 1 Gword, es ideal para mediciones de vibraciones con alta resolución y períodos de monitoreo prolongados. Gracias a este amplio almacenamiento, puede recopilar datos fácilmente durante períodos de tiempo prolongados. Además, el instrumento también le permite transferir datos de medición directamente a su PC utilizando la función de envío FTP junto con la función de guardado en tiempo real. Esto facilita la observación de los datos después del proceso de medición.
La Fig.2 muestra un ejemplo de datos registrados con el MR6000.
Fig.2 Ejemplo de datos registrados con el MR6000
Finalmente
Los trenes no solo seguirán siendo una parte importante de la vida, sino que se espera que su importancia crezca a medida que el mundo se centra en la sostenibilidad y la descarbonización. Esto también significa que aumentarán las pruebas de trenes, al igual que la importancia de contar con instrumentos de medición que permitan una adquisición de datos más precisa y eficaz. Esperamos que nuestro resumen de las pruebas de vagones de ferrocarril haya sido informativo y que hayamos podido convencer al lector de considerar el Memory Adquisidor de Hioki como un instrumento ideal para el trabajo. Para obtener más información sobre Adquisidor, consulte la página del producto MR6000 o no dude en comunicarse con uno de nuestros especialistas para obtener más información sobre el producto. En Hioki esperamos trabajar con usted para lograr un futuro más sostenible y rentable.
