2-1 车辆轴温智能探测系统应用

车辆轴温智能探测系统应用铁道车辆动态检修

THDS认识

车辆轴温智能探测系统(THDS)，也称红外线轴温探测系统，是利用安装在轨边的温度探测装置，采用辐射测温技术，实时检测运行状态下的列车轴承温度，发现车辆轴承故障隐患。通过配套故障智能跟踪装置，实现车次、车号跟踪和热轴货车车号的精确预报，重点探测车辆轴承温度，对热轴车辆进行跟踪报警，重点防范热切轴事故。

车辆轴温智能探测系统车辆轴温智能探测系统介绍THDS红外线探测器测温原理THDS技术规范THDS热轴预报THDS一次接车作业过程主要内容

一代机是从70年代开始研制的，采用热敏电阻，交流放大进行不定量测温，需要人工判断热轴，描笔式记录仪输出。

一、铁路车号自动识别系统介绍

THDS发展历史1

1985年后研制二代机早期产品，采用热敏电阻测温，直流放大，定量测温，计算机进行数据采集和处理，自动判别预报热轴，90年代大面积推广。2001年，利用办公网络，实现铁道部、铁路局、铁路分局的全路联网。2004年，主要干线陆续增加车号检测装置，实现智能跟踪

2010年8月，形成了统一制造标准，具备完全互换性的THDS-B型设备。2015年双探头更新为两个光子探头，形成测温精度更高的THDS-B+型。

2006年，加紧完成设备统型工作，实现网络传输、自适应标定、双探测角度等，其设备型号统一为THDS-A型。2007年，制定了双下探及统型机技术标准。

由中国国家铁路集团公司（铁道部）查询中心、路局集团公司（铁路局）监测站、行车调度复示终端、车辆段复示站、列检复示站、探测站及通信网络组成。

一、车辆轴温智能探测系统简介

THDS基本构成2

THDS红外线轴温探测系统探测站设备由轨边设备和机房内设备组成。

探测站分布在铁路沿线，每隔30公里一处，探头安装在轨边，采集和处理设备安装在轨边机房。

一、车辆轴温智能探测系统简介

THDS探测站4一、车辆轴温智能探测系统简介

THDS探测站4

探测站室内设备：

包括探测站机柜、电源防雷箱、信号防雷箱、UPS不间断电源等。探测站机柜中配置有探测站主机、键盘、鼠标、显示器、控制箱、远程管理箱、智能跟踪装置、车轮传感器智能处理装置、电源箱、通信设备箱等。一、车辆轴温智能探测系统简介

THDS探测站4

探测站轨边设备：

主要包括红外线探头、探头箱、卡轨器、车轮传感器、智能跟踪装置微波天线等。1）红外线（Infrared）是波长介于微波与可见光之间的电磁波，波长在大致在0.76~1000μm，比红光长的非可见光。2）自然界中一切高于绝对零度的物质都可以产生红外线，物体的温度越高，所发出的红外辐射能力越强。3）在日常生活中，人们利用红外线的特性，研制了好多有利于人们生活的产品，比如：红外防盗报警器、红外测温仪等等。二、THDS红外线探测器测温原理红外线基本知识1

探测红外线的一种的探测装置。

按原理一般可分为两大类：热探测器和光子探测器。

其原理是能够吸收红外线，通过不同类型传感器将红外辐射所表征出的物理参量转换成电参量，实现能量的转换。

红外线探测器2二、THDS红外线探测器测温原理THDS-A和THDS-B都采用内外两个探头，外探是热敏电阻探头，内探是碲镉汞光子探头。THDS-A内外两个探头采用的都是调制探头，工作方式为间歇式的；THDS-B内探光子探头为直流探头，测温精度更高，不间歇工作。

THDS-B+的内外双探都是碲镉汞光子探头，直流放大电路。THDS基本测温原理3二、THDS红外线探测器测温原理1）红外探头

红外探测器件为热敏电阻，当热敏电阻吸收红外线辐射而温度变化时，其电阻率也发生变化。热敏电阻的响应时间常数为毫秒级。THDS热敏电阻探头测温元件主要采用的是铂热电阻Pt100。THDS基本测温原理3二、THDS红外线探测器测温原理2）热敏探头

红外探测器件为碲镉汞，利用入射的红外线光子流与探测器材料（如碲镉汞材料）中的电子直接相互作用，而形成光电效应，其响应时间常数为微秒级。碲镉汞器件的响应率随器件温度变化，在实际应用中，需要对其进行控温处理。THDS基本测温原理3二、THDS红外线探测器测温原理3）光子探头

外探探测角度是仰角为45º,偏角为3º，在高于轨顶面535mm位置扫描器光轴中心通过距轨内侧375mm点。内探探测角度是扫描器光轴中心通过距轨内侧265mm点，仰角为45º,偏角为0ºTHDS探测方式1三、THDS技术规范1）探测角度

外探由于探头光学中心距钢轨内侧距离较远，探头光学路径主要扫描轴承端盖密封罩附近。内探由于探头光学中心距钢轨内侧距离较进，探头光学路径主要扫描轴承中隔圈附近。THDS探测方式1三、THDS技术规范2）内、外探头对比探测位置对比实际探测中以内探为主，外探为辅。THDS技术参数2三、THDS技术规范◆探测站主机存储容量：保存不少于30天的原始列车数据；保存不少于30天的设备自检故障信息；◆自动采集车号信息，准确跟踪列车，对热轴进行智能跟踪和预报；◆

可探测最大编组为400辆的列车；

轴温：THDS系统所探测到的列车动态运行时轴箱表面的温度；环温：周围环境的大气温度。温升：轴箱温度与环温之差为轴箱温升。板温：直流探头中挡板部件的温度。盘温：调制探头中调制盘的温度。THDS名词解释3THDS设备自检规范5三、THDS技术规范

THDS具有完备的自检功能，可对设备自身的工作状态进行检验，在设备出现故障时可及时进行警示。

按照故障对THDS工作影响的程度，设备故障可分为一般故障、严重故障和紧急故障三个等级。THDS探测站工作过程1四、THDS热轴预报1）当由列车通过时，系统被开机磁钢开机，系统初始化系统变量。2）确认有列车通过后，打开天线和保护门，关校零，准备采集轴温信息和车号信息。3）当列车车轮经过2#磁钢和3#磁钢时，自动识别车速、计轴计距、采集轴承温度、采集车号信息。4）当判断列车通过后，关闭保护门、开校零，关闭天线并进行数据处理。THDS探测站工作过程1四、THDS热轴预报

当列车全部通过时，THDS探测站向接收计算机口送数据信息，接收计算机若通信正常，就能收到刚通过列车的信息，再将过车所采集数据处理完成后，生成报文送往前置机（或复示中心），然后经前置机（或复示中心）送到集团公司监测中心，监测中心（或复示中心）确认后，通过前置机向探测站发送确认信息报文。THDS热轴预报2四、THDS热轴预报THDS可动态探测客车、货车的各类轴箱的温度，并智能化处理轴温信息，通过智能跟踪、结合5T信息进行热轴预报。

THDS分三个级别进行热轴预报：微热、强热、激热。

微热：监护运行。

强热：前方站停车。

激热：立即停车。1）预报标准THDS热轴预报波形3四、THDS热轴预报

普通货车滚动轴承波形特点是标准的32点梯形波。标准的货车滚动轴承波形大致上左右对称，①～②前沿部分大约为1至3个点，⑤～⑥尾部大约为3至5个点，③～④为波形平顶属轴承热区部分。五、THDS一次接车作业过程

1）接车作业（1）过车监控；（2）设备监控。3