DB Minden은 HBM의 광 스트래인 게이지를 시험 합니다.

많은 시험 및 검사가 새로운 철도 차량의 승인에 필수적입니다. 이는 바퀴와 선로 사이의 힘이 측정 가능하도록 하는 바퀴 세트로 작동하는 시험을 포함 합니다. 현재, 독일 미덴(Minden)에서 ‘DB Systemtechnik’는 독립적인 시험 권한을 가지고 있으며, 광학 스트레인 게이지를, 예를 들어 HBM의 K-OL과 같은 것, 사용하여 얻은 결과가 보여주는 가능성을 검토하고 있습니다.

시험 조건

선로 및 바퀴 사이의 수직 방향 및 측면 방향 힘 컴포넌트 모두는, 바퀴-선로 접촉 힘 측정을 할 때, 측정될 필요가 있습니다. 선로 와 바퀴사이에 영향이 있는 힘은 바퀴와 축에 변형을 유발 할 수 있는데, 이는 스트레인 게이지로 측정 되며, 복잡한 소프트웨어를 사용하여, 힘의 값으로 온라인 상으로 변환 됩니다. 전통적인 스트레인 게이지(SG)는 이러한 목적으로 현재 사용됩니다.

설치에 필요한 많은 노력

밀란에서 시험 권한에서, 스트레인 게이지는 두 개의 바퀴와 축으로 구성된 바퀴세트에 설치 됩니다. 이 설정은 바퀴 하나당(그림1) 총 48개의 스트레인 게이지를 요구 합니다. 신호 선은 속이 빈 축으로 구멍을 통해 유도 합니다. 증폭기 및 신호 전송을 포함한 완전한 전자 기기는 축의 끝에 위치 합니다.
스트레인 게이지 및 신호 선의 설치는 복잡하고 바퀴 하나당 여러 주가 걸립니다. 스트레인 게이지는 개별적으로 설치되고 연결 되어야 합니다. 시험 작동 중에, 바퀴세트는 상대적으로 높은 기계적 스트레스에 영향을 받기 때문에, 신호 선, 또한, 완전하게 묶여야 합니다.

시험대(test bench) 설정

스트레인 게이지, 신호 선, 및 전자 기기가 설치 되었을 때, 측정 바퀴세트는 교정이 필요합니다. 이러한 목적에 맞게, 완전한 바퀴세트는 특별히 개발된 시험대(그림2)로 설치 됩니다. SG 설치 구역에서 증폭기로 케이블을 집어 넣는 구멍은 바퀴세트를 측정하는 상대 안정성 영향에 중요한 구성을 이룹니다.
시험 설정의 다른 결점은 설치 장소 때문입니다. 측정 전자 기기는 – 내부에 설치된 회전 부분 및 이것의 축 상에 설치된 정지된 부분 – 바퀴세트의 영역에서 매우 높은 스트레스에 영향을 받습니다.

광 스트래인 게이지의 사용을 통한 개선

민덴(Minden)에 있는 ‘DB Systemtechnik’는 위에서 서술한 바퀴세트 측정의 결점을 제거하기 위한 방법을 극대화 하고 향후 개발하는 작업을 하고 있습니다. 지금 현재 이어지는 하나의 접근 방법은 HBM의 K-OL과 같은 광 스트레인 게이지를 사용 하는 것입니다. (그림3)

설치 노력 줄이기

광 스트레인 게이지를 사용할 때의 주요 이득은 설치 노력이 현저하게 줄어 든다는 것입니다. ‘DB Systemtechnik’에서 바퀴세트 측정의 생산의 책임자인 ‘Andreas Brodtka’는 설명합니다 “광 스트래인 게이지를 사용하는 것은 4~5주가 걸리던 설치 시간을 현재 며칠 안에 할 수 있게 해 줍니다.” 줄어든 설치 노력 및 유지보수는 시험 동안에도 물론 비용의 절감 효과를 보여줍니다. 간섭에 대한 복잡한 보정이 더 이상 필요하지 않기 때문에, 바퀴 한 개당 20개의 스트레인 게이지면 충분 합니다. 시험 엔지니어가 말합니다 “최대 20 개의 광 스트레인 게이지가 한 가닥의 섬유에 설치 될 수 있다는 사실은 매우 중요합니다.”

구멍을 뚫지 않고 신호 라인의 설치

추가로, 얇은 유리 섬유는 축에서 구멍을 뚫지 않고 구멍 없이 외부로 연결 될 수 있습니다. 구멍 하나 없이 광섬유를 설치 하는 것을 가능하게 해 주는 해결책이 현재 개발 되고 있습니다. 여전히 필요할 것인 바퀴세트 상의 회전에서 정지된 부분으로의 전이 영역에서, 광 섬유로 전송되는 신호는, 소위 광 집전환(slip-ring) 조립품을 통해 보내 집니다. 광 스트레인 게이지의 신호를 평가하는 호출기는 차량 내부에 잘 보호 되도록 설치 될 수 있고, 광 섬유를 통해 신호를 받습니다. 축에서 간섭하기 쉬운 경향이 있는 전자 기기는 더 이상 필요하지 않습니다.
현재, 광 스트래인 게이지는 연구 프로젝트의 영역에서만, ‘DB Systemtechnik’에서 사용 되고 있습니다만, 시험 결과는 광 스트래인 게이지의 가능성을 보여주고 있습니다.