《铁路红外轴温》课件.ppt

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1、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

2、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

3、)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5360KM/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

4、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 5-10HZ 2mm p-p 10-50Hz 2mm p-p 50-100

5、Hz 2.8 gp 100-200Hz 2.8 gp 冲击 移动的 10 gp 固定的 10 gp 11ms,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270mm2mm。探头位于探头箱内，探头元件中心低于轨面160180mm，距钢轨内侧面4155mm，与钢轨内侧夹角为68，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 0100工作电源：交流2

6、2010%50Hz工作环境：050 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425m

7、m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610点，峰峰间隔为1216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

8、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15K21K。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：+1.0000.010V；静噪声：10mV（有效值）；测温范围：-40-150视场:40mm（距离为800mm时）；漂移：150

9、mV/5min；响应速度：1S；供电电源：17V-18V；致冷电流：810mA校零电压：5 V；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（586-13

10、3）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

11、，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

12、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

13、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Bell 103,Bell 202，CCITT V.21,CCITT V.23,CCITT V.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

14、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,ZXMPA10-ONU,二/四音频线输出,TUP,AUDB2/4线音频板,ODT,V5接口,V5DTB板,ZXMPS390,E1电口板,STM16,STM16,E1电口板,HTK499,第三章：红外轴温的的检测网络图华为设备,LE,DDF,华为OLT,DDF,OPTIX2500,ODF,ODF,DDF,ONU-512A,VBF,光接口板,音频线专线,OPTIX2500,PD1板,PQ1板,S16,S16,用户接口单元,E1接口单元,HTK499,