鉄道モニタリングと鉄道事故防止
鉄道は人と物資の重要な輸送手段である。そのため、事故や遅延を防ぐためには、鉄道線路の状態を良好に保つことが重要です。鉄道線路の状態を監視する最良の方法のひとつは、傾斜センサーを使用することです。
電解式チルトセンサーとは？
電解式傾斜センサーは、傾斜を測定するために導電性流体を使用する角度測定センサーの一種である。電気的に絶縁された電極（またはピン）が流体中に伸びており、その間を電圧が印加される。センサーの位置が変化すると、各ピンにおける流体の高さが変化し、各ピン間の抵抗が変化する。抵抗の変化は、各ピンにおける電圧の変化として測定することができ、それを角度の測定に変換することができる。
理想的なソリューション
鉄道モニタリング用の最も一般的な電解チルトセンサは、当社の0703-1602-99単軸ミッドレンジチルトセンサです。このセンサの測定範囲は±25°で、繰り返し精度は±0.005°と高精度です。0703-1602-99は、最も過酷な環境にも耐えられる金属製の工業用グレードです。
鉄道モニタリング用に推奨されるもう1つの電解式傾斜センサは、当社の0703-0711-99単軸狭範囲傾斜センサです。このセンサの測定範囲は±3°で、繰り返し精度は±0.001°とさらに高精度です。また、0703-0711-99は、最も過酷な環境にも耐えられるように設計された金属製の工業用グレードです。
電解式傾斜センサーには制御回路が必要ですが、弊社ではこれを傾斜計と呼ぶパッケージソリューションとして提供しています。当社の電解式傾斜センサー技術により、これらの傾斜計は、MEMS傾斜計と比較して長期ドリフトがなく、非常に安定しており、すべて統合が簡単なパッケージになっています。
鉄道モニタリング用電解式傾斜センサーの利点
- 精度
鉄道モニタリングに電解式傾斜センサを使用する主な利点の1つは、その精度です。電解式傾斜センサは高精度で、最高精度のモデルで±0.001°から、低精度の（そして低価格の）モデルで±0.1°の精度で角度を測定することができます。これにより、鉄道システムにおいて、安全性に重大な影響を及ぼす可能性のあるわずかな位置や角度の変化も検出することができます。
- 信頼性
電解式傾斜センサーのもう一つの利点は、その信頼性です。これらのセンサーは過酷な環境に耐えるように設計されており、極端な温度（ほとんどのモデルで動作温度-40℃～85℃、保存温度は125℃まで）でも動作可能で、衝撃や振動にも耐えるように設計されています。そのため、鉄道モニタリングのような屋外アプリケーションに最適です。フレデリックス電解傾斜センサが使用されるほとんどのアプリケーションでは、10年以上のフィールド寿命が要求されますが、当社のセンサは300年以上のMTTFを提供します。
- 安全性の向上
鉄道モニタリングにおける電解傾斜センサーの使用は、モニタリングが実施されている業界ではすでに安全性を向上させている。これらのセンサーは、過度の位置変化など、列車や線路の動きの異常を検出することができ、線路に問題があることを示す可能性があります。異常を早期に検知することで、事故を未然に防ぎ、脱線のリスクを低減することができます。
- ドリフトなし
ドリフトは、センサーが動いていないときでも、センサーの出力が時間とともに変化するときに発生します。電解式傾斜センサはドリフトを示さないため、時間経過に伴う測定値の予想される変化は、精度と再現性の仕様に含まれます。ドリフトは、MEMSベースの製品のような他の傾斜測定技術でよく見られる問題です。特にターンオンバイアスを持つ他の技術に多く見られ、デバイスの電源が投入されると測定値が変化します。このため、短時間でも角度測定に大きな誤差が生じますが、電解式チルトセンシング技術では可動部品がないため、このような誤差は生じません。
- 低消費電力
電解式傾斜センサーは消費電力も低いため、電力が制限される遠隔地での使用に最適です。これらのセンサーは非常に低い電力で動作し、交換の必要なく長期間動作するように設計することができます。
- 統合が容易
電解チルトセンサはパッシブコンポーネントであり、既存のマイクロコントローラと共に電子コンポーネントを追加するだけで簡単に統合できます。フレデリックスでは、回路図、PCBレイアウト、ファームウェアを提供し、最小限のエンジニアリング時間で電解傾斜センサを動作させることができます。また、当社独自の回路や、最大IP66の環境保護を備えた密閉型傾斜計も提供しており、プロセスをさらに簡素化することができます。
- 費用対効果
最後に、電解式傾斜センサーはコスト効率が高い。他の傾斜測定技術、特にMEMSのようなシリコンベースの製品に使われるような複雑な製造技術を必要としないため、比較的安価に製造できる。低コストであるため、鉄道モニタリングのコストを大幅に増加させることなく、大規模な設置が可能である。このため、費用対効果の高い線路監視を目指す鉄道会社にとって、魅力的な選択肢となっている。
電解式傾斜センサーの鉄道モニタリングへの応用
- トラックモニタリング
鉄道モニタリングにおける電解傾斜センサーの主な用途の1つは、鉄道事故防止のための軌道モニタリングです。これらのセンサは、線路の角度と位置を監視し、損傷や摩耗を示す可能性のある変化を検出するために使用できます。この情報は、線路が危険な状態になる前に、保守や修理のスケジュールを立てるために使用されます。
- 列車モニタリング
電解式傾斜センサは、列車自体の監視にも使用できる。これは、列車の問題や脱線を示す可能性のある異常な動きや振動を検出するのに役立ちます。この情報は、問題が深刻化する前にメンテナンスや修理のスケジュールを立てるために使用することができます。
- 橋梁および一般構造物のモニタリング
最後に、電解傾斜センサーは、鉄道橋やその他の鉄道構造物の角度を監視するために使用することができます。これらのセンサーは、橋や構造物の角度や位置の変化を検出することができ、構造物の損傷や摩耗を示す可能性があります。この情報は、安全性を確保するための保守・補修作業のスケジューリングに利用できる。