《铁路红外轴温》课件.ppt

铁路红外轴温 第一章 红外轴温度简介1 1红外线 就是在可见光的红色光谱外端还有一种看不见的辐射线存在 而且具有热效应 1 2红外轴温系统的诞生1 21车辆轴温现象 车辆在运行时 承重轴承都会由于摩擦而产生热量 轴承正常运转时 它所产生的热量会使其表面的温度趋于稳定值 当轴承内部出现故障时 便会使它的摩擦加剧 温度突升 达到一定程度时 便形成热轴 严重者导致切轴 使运行中的车辆颠覆 给行车带来了重大财产损失 1 22红外轴温度的产生 为了积极避免车辆轴温现象给行车安全带来的隐患 多年来 人们一直致力于轴温探测系统的研究中 红外轴温探测系统就是人们研究出来的一种利用红外线进行非接触方式的轴温探测方式之一 1 3红外轴温度发展 红外轴温探测系统的发展大致经历了两个阶段 一代机阶段 限于当时国内红外元件质量和其它电子技术条件 当时红外探头采用热敏电阻和交流放大器 显示部分采用描笔直接记录每个轴温信息 最后由人工判别轴温波形并进行热轴预报 二代机阶段 是在一代机的基础上 融入单板计算机技术为主要特点 1 31二代机的发展 目前 随着计算机技术的飞越发展 二代机红外轴温探测系统也经历了多次更型 功能和探测数据上也逐渐趋于准确完善 我们哈科所研制的二代机经历了以下几个产品阶段 一型机HTK187 87年产品定型 二型机HTK289 89年产品定型 三型机HTK391 91年产品定型 四型机HTK499 99年产品定型 目前我们全面推广的是HTK499型红外轴温探测系统 第二章 红外轴温的检测系统 以HTK499为例 2 1系统概述 HTK 499型红外热轴探测系统是为适应我国铁路提速需求而研制的新一代探测设备 HTK 499红外热轴探测系统可完成对高速通过列车轴温数据的动态采集及定量测量 实现热轴智能判别 2 2主要技术指标 自动探测蒸汽 内燃和电力机车牵引区段内运行的各种 含客 货 车辆的热轴故障 并按微热 强热 激热分级预报 适应列车运行速度5 360KM H 存储120列车的探测数据 利用传输线与上位机直接通话 系统提供与其它检测设备的接口 如垂下品 热轮等可扩展车号识别进行热轴准确跟踪可配套光子探头 适应高速探测列车区段 系统是完全自动的无人操作自动定量测量轴箱的温度自动判别列车 上 下行 运行方向自动识别和排除机车自动测速自动识别客 货车辆自动计轴 计辆系统内置故障自检系统 监测提示系统故障系统不受通过列车或机车的电磁干扰 EMI 的影响自动识别滚动轴承和滑动轴承 具有防震 防潮 防腐蚀措施适应温湿度条件室外设备室内设备环境温度 40 70度0 60度相对湿度0 100 0 85 防振性能 当有振动或冲击时 系统应能正常工作并不受损坏振动5 10HZ2mmp p10 50Hz2mmp p50 100Hz2 8gp100 200Hz2 8gp冲击移动的10gp固定的10gp11ms 2 3基本原理图 2 4系统构成 硬件构成图示 2 5室外设备位置 HTK 499型红外轴温探测系统 1号磁钢距2号磁钢距离大于50m 2号 3号磁钢间距为270mm 2mm 探头位于探头箱内 探头元件中心低于轨面160 180mm 距钢轨内侧面415 5mm 与钢轨内侧夹角为6 8 探头仰角为45 两探头元件中心连线与钢轨垂直 对应每个轴头在钢轨上的采集距离为450mm 室外设备位置 室外设备图 扫描位置示意 新型定标器使用方法 温度控制误差 0 5 温度控制范围0 100 工作电源 交流220 10 50Hz工作环境 0 50 相对温度 85 的无腐蚀及无强电磁场辐射的环境输出功率 600W 新型定标架角度校正方法 若是新卡具 置标准架于离3 磁钢中心470mm处 此为60公斤轨如果为75公斤轨则放至490mm处 50公斤轨则放至450mm处 打开校正器开关 激光打在标准架前标靶圆里中心位置 320 378 半径8mm 后靶圆心 420 368 半径10mm为扫描点 若不在靶范围 则调整探头位置 老卡具 2 磁钢中心对准卡具后螺栓中心 此外 如果是老夹具 2 磁钢中心对准探头箱夹具后螺栓中心的安装方式 则标准架的位置应相对于新卡具尺寸提前45mm 即60公斤轨应放至于425mm处 50轨则应放至于距3 磁钢中心405mm处 新型定标架角度校正方法 实验车Z字板 Z字板原理是透过隔热板的缝隙采集黑体 从而形成尖峰波形 并通过尖峰的相对位置来评测探头角度 Z字板 415 260 隔热板 黑体 实验车Z字板波形 一般的说 一峰可以通过调整探头45度仰角及延时点来控制其位置 峰峰则可以通过调整415尺寸及6度夹角来控制 只要按照新型定标架认真调整探头角度 基本上都可以使角度满足优秀 Z字板波形优秀的条件是 一峰距起点位置6 10点 峰峰间隔为12 16点 Z字板注意事项 1 建议过实验车时尽量不要使用391磁钢板上三路 因为上三路抗干扰性好 但波形滞后与速度成正比 会导致Z字板一峰位置偏小 如果确实干扰太大 可以通过调整整形电路电阻参数 入口匹配电阻由3 6K调整为1 8K 放大倍数电阻R 由82K调整为27K 门限电阻由10K调整为15K 21K 2 使用499磁钢板则可考虑使用脉宽检测电路 6个跨接套均跨在1 2脚 并调整电位器阻值 其阻值与抗干扰性成正比 经验值 60K以下 否则容易滤掉实验车假轴 光子探头 光子探头主要技术指标 适用车速 0 360km h 探头输出信噪比 有效值大于25db 目标温差为5 时 静态输出电压 1 000 0 010V 静噪声 10mV 有效值 测温范围 40 150 视场 40mm 距离为800mm时 漂移 150mV 5min 响应速度 1 S 供电电源 17V 18V 致冷电流 810mA校零电压 5V 工作温度 40 60 主机箱 主机箱内由多块功能模板组成信息处理计算机主体 各模板以其主要功能分别为主机板 磁钢板 探头板 控制扳 串口板 数传板 无线扩展板 负责完成信号的采集和处理 主机板 主机板是HIK 499红外轴温探测系统的核心 完成对磁钢板 采集板 通讯板 控制板等的控制和管理 根据这几块电路板送来的信号 统计出当前通过列车的车辆数 列车速度 列车行驶方向 列车各轴的温度等数据 及时给出热轴告警 主要技术指标 主机板的总线接口符合STD BUS标准 采用486 66 586 133 嵌入式主机板 具有2个RS 232接口 一个打印口 具有16M字节的内存 16M字节的电子盘 具有一个IDE接口 具有系统设置和自诊断功能 具有两个外部中断 什么是JRC JRC实际上是计算机BIOS的一种功能扩展 它是一台正在运行的计算机通过JRC软件与另外一台具有上述BIOS功能扩展的计算机 在系统上电BIOS程序运行及DOS引导之前与之相连接 从而使客户端可以通过JRC软件来达到操控另外一台机器的目的 我们知道499主机板只具有数码管及拨码开关 因此要想对其进行软件下载安装及调试及相关操控 就必须利用JRC软件在另外一台计算机上联机操作 主机板JRC联机 初次使用的499主机板 在进行联机前 用户需要准备一张软盘 或具备双启动功能的U盘 其上具有两个选择开关 并在软盘上拷贝以下文件以备使用 chkdsk exe 磁盘修复小工具veic exe 499探测站主程序viec ini 与主程序相配套的配置文件ce99 exe 掌上电脑联机程序 根据需要 autoexec bat事先编辑好的自动批处理文件 JRC等待联机界面 在软盘上准备好上述文件以后 就可以在笔记本电脑上执行联机批处理程序j bat 在屏幕会弹出两个黑色背景的DOS窗口 其中在前台运行的DOS窗口中有一不停旋转的小横杠 这表示笔记本电脑在等待与499主机板联机如图 后台窗口 前台窗口 旋转的小横杠等待联机 磁钢板 磁钢板外接三路磁钢信号 整个电路板包括以下几个部分 总线接口电路 总线复位及封锁电路 计数定时电路 中断控制电路 磁钢信号放大整形电路等 探头板 采集轴温信号测量环箱温 18V测量基准电压测量 环箱温通过温度传感器送到采集电路 18V电源经降压后由采集电路测量 作为探头电源的自检信息 板上设有一基准电压源 可产生2 48V左右电压 与 18V一起作为系统自检的被测信号 串口板 串口板为主机提供串行接口 它以RS 232C或电流环方式传输数据 RS 232C方式时此板可以通过板上的串行分配电路连接另外两块串行接口板 控制板 每块控制板可控输出5路电源 用于控制室外探头箱保护门的开关 探头箱风机的开关 探头校零 探头箱加热 反射镜加热及过车自检等 数传板 此板可插入STD总线 由总线供电 将RS 232 C口的串行数据信号经过MC6927进行调制解调变成音频信号 进行二线通信 本板和Bell103 Bell202 CCITTV 21 CCITTV 23 CCITTV 54协议兼容 工作过程 当列车通过时 探测站通过车轮传感器完成轮对信号的采集 实现测量轴距 计轴计辆和轴承热区定位 通过红外轴温传感器采集轴温信号 通过AEI天线采集车辆车号信息 列车通过后 探测站对采集的数据进行处理 形成完整的通过列车报文或通过列车热轴报文 通过电务部门提供的专用通道实时上传给分局监测中心 红外线配套车号智能跟踪装置 红外轴温探测系统可以扩展 在现有轴温探测系统中增加Reader卡 RF箱 地面天线 就可以实现车号信息的识别 使车号自动识别系统成功地应用于红外轴温探测领域 红外轴温探测系统具备了识别列车的车次和车号信息的功能 使热轴跟踪定位更加准确 方便 设备的安装 安装天线 天线安装架 设备的安装 安装天线 室内设备的安装 RF箱 红外轴温监测系统组网 监测中心 本局前置机 行调终端 统计终端 复示终端 监控中心 探测站 复示站 探测站 查询中心 外外局前置机局前置机 地面设备 地面设备 第三章 红外轴温的的检测网络图中兴设备 LE DDF ZXMPA10 OLTB DDF ZXMPS390 ODF ODF DDF ZXMPA