В настоящее время большое количество грузоперевозок и пассажироперевозок приходится на железнодорожный транспорт. Общая протяженность железнодорожных путей составляет более 121 тыс. км, в процессе эксплуатации которых происходит их износ. При износе рельса уменьшается площадь соприкосновения колеса с рельсом, вследствие чего повышаются экономические затраты на топливо, а более серьезный износ может привести к аварии [1]. Для контроля за степенью износа применяют шаблоны, путевые штангенциркули и скобы [2], а также различного вида профилометры, в том числе оптические. Применение оптических профилометров позволяет значительно повысить точность производимых измерений и позволяет производить автоматическую обработку данных. Учитывая тот факт, что в России оптических рельсовых профилометров не производится, было решено разработать промышленный образец переносного рельсового профилометра. В качестве интерфейса передачи данных в разрабатываемом устройстве выбран Wi-Fi, что позволяет использовать в качестве устройства верхнего уровня планшет с предустановленным ПО. Разработанный переносной рельсовый профилометр предназначен для использования в сфере обслуживания железнодорожных путей и позволит дополнить или заменить существующие методы измерения износа. Возможность сохранения и передачи результатов для дальнейшей обработки профиля позволит создать базу измерений, которая даст возможность планировать в дальнейшем работы по содержанию пути.
Проводя анализ контактных методов измерения износа рельса и бесконтактные методы регистрации профиля рельса, было выявлено, что контактные методы определения износа значительно уступают бесконтактным в точности и эргономичности. Исходя из этого, было решено производить сравнение только для бесконтактных приборов измерения [3–5]. Для удобства сравнения бесконтактных устройств, представленных в обзоре, их основные характеристики были сведены в табл. 1, в которой также описаны проектные характеристики разрабатываемого устройства.
Для проектирования устройства необходимо определить его основные структурные части. В разрабатываемом переносном рельсовом профилометре можно выделить следующие основные модули (рис. 1).