鐵路紅外軸溫1ppt課件

1、鐵路紅外軸溫第一章：紅外軸溫度簡(jiǎn)介1.1紅外線 就是在可見(jiàn)光的紅色光譜外端還有一種看不見(jiàn)的輻射線存在，而且具有熱效應(yīng)。1.2紅外軸溫系統(tǒng)的誕生1.21車(chē)輛軸溫景象車(chē)輛在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，承重軸承都會(huì)由于摩擦而產(chǎn)生熱量，軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，它所產(chǎn)生的熱量會(huì)使其外表的溫度趨于穩(wěn)定值。當(dāng)軸承內(nèi)部出現(xiàn)缺點(diǎn)時(shí)，便會(huì)使它的摩擦加劇，溫度突升，到達(dá)一定程度時(shí)，便構(gòu)成熱軸，嚴(yán)重者導(dǎo)致切軸，使運(yùn)轉(zhuǎn)中的車(chē)輛顛覆，給行車(chē)帶來(lái)了艱苦財(cái)富損失。1.22 紅外軸溫度的產(chǎn)生為了積極防止車(chē)輛軸溫景象給行車(chē)平安帶來(lái)的隱患，多年來(lái)，人們不斷努力于軸溫探測(cè)系統(tǒng)的研討中。紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)就是人們研討出來(lái)的一種利用紅外線進(jìn)展非接觸方式的軸溫探測(cè)方式

2、之一。1.3紅外軸溫度開(kāi)展 紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)展大致閱歷了兩個(gè)階段，一代機(jī)階段，限于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)紅外元件質(zhì)量和其它電子技術(shù)條件，當(dāng)時(shí)紅外探頭采用熱敏電阻和交流放大器，顯示部分采用描筆直接記錄每個(gè)軸溫信息，最后由人工判別軸溫波形并進(jìn)展熱軸預(yù)告。二代機(jī)階段，是在一代機(jī)的根底上，融入單板計(jì)算機(jī)技術(shù)為主要特點(diǎn)。1.31 二代機(jī)的開(kāi)展 目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛越開(kāi)展，二代機(jī)紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)也閱歷了多次更型，功能和探測(cè)數(shù)據(jù)上也逐漸趨于準(zhǔn)確完善。 我們哈科所研制的二代機(jī)閱歷了以下幾個(gè)產(chǎn)品階段： 一型機(jī)HTK187(87年產(chǎn)品定型) 二型機(jī)HTK289(89年產(chǎn)品定型) 三型機(jī)HTK391(91年產(chǎn)品定型) 四

3、型機(jī)HTK499(99年產(chǎn)品定型) 目前我們?nèi)嫱菩械氖荋TK499型紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)。第二章：紅外軸溫的檢測(cè)系統(tǒng)(以HTK499為例2.1系統(tǒng)概述 HTK-499型紅外熱軸探測(cè)系統(tǒng)是為順應(yīng)我國(guó)鐵路提速需求而研制的新一代探測(cè)設(shè)備。 HTK-499紅外熱軸探測(cè)系統(tǒng)可完成對(duì)高速經(jīng)過(guò)列車(chē)軸溫?cái)?shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)采集及定量丈量，實(shí)現(xiàn)熱軸智能判別。2.2 主要技術(shù)目的 自動(dòng)探測(cè)蒸汽、內(nèi)燃和電力機(jī)車(chē)牽引區(qū)段內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的各種含客、貨車(chē)輛的熱軸缺點(diǎn)，并按微熱、強(qiáng)熱、激熱分級(jí)預(yù)告 。 順應(yīng)列車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)速度5360KM/H。 存儲(chǔ)120列車(chē)的探測(cè)數(shù)據(jù)。 利用傳輸線與上位機(jī)直接通話(huà)。 系統(tǒng)提供與其它檢測(cè)設(shè)備的接口,如垂下品、熱輪等

4、可擴(kuò)展車(chē)號(hào)識(shí)別進(jìn)展熱軸準(zhǔn)確跟蹤 可配套光子探頭，順應(yīng)高速探測(cè)列車(chē)區(qū)段 系統(tǒng)是完全自動(dòng)的無(wú)人操作 自動(dòng)定量丈量軸箱的溫度 自動(dòng)判別列車(chē)上、下行運(yùn)轉(zhuǎn)方向 自動(dòng)識(shí)別和排除機(jī)車(chē) 自動(dòng)測(cè)速 自動(dòng)識(shí)別客、貨車(chē)輛 自動(dòng)計(jì)軸、計(jì)輛 系統(tǒng)內(nèi)置缺點(diǎn)自檢系統(tǒng),監(jiān)測(cè)提示系統(tǒng)缺點(diǎn) 系統(tǒng)不受經(jīng)過(guò)列車(chē)或機(jī)車(chē)的電磁干擾(EMI)的影響 自動(dòng)識(shí)別滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承 具有防震,防潮,防腐蝕措施 順應(yīng)溫濕度條件 室外設(shè)備 室內(nèi)設(shè)備 環(huán)境溫度 -40-70度 0-60度 相對(duì)濕度 0-100% 0-85% 防振性能,當(dāng)有振動(dòng)或沖擊時(shí),系統(tǒng)應(yīng)能正常任務(wù)并不受損壞 振動(dòng) 5-10HZ 2mm p-p 10-50Hz 2mm p-p 50

5、-100Hz 2.8 gp 100-200Hz 2.8 gp 沖擊 挪動(dòng)的 10 gp 固定的 10 gp 11ms2.3根本原理圖探測(cè)站主機(jī)軸溫傳感器(探頭)(接納軸承溫度信號(hào))車(chē)輪傳感器(磁鋼)(接納車(chē)輪信號(hào))車(chē)輪信號(hào)接口處置模塊軸溫信號(hào)接口處置模塊通訊接口模塊上位機(jī)主機(jī)控制模塊2.4系統(tǒng)構(gòu)成 硬件構(gòu)成圖示2.5室外設(shè)備位置 HTK-499型紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)，1號(hào)磁鋼距2號(hào)磁鋼間隔大于50m，2號(hào)、3號(hào)磁鋼間距為270mm2mm。 探頭位于探頭箱內(nèi)，探頭元件中心低于軌面160180mm，距鋼軌內(nèi)側(cè)面4155mm，與鋼軌內(nèi)側(cè)夾角為68，探頭仰角為45。 兩探頭元件中心連線與鋼軌垂直，對(duì)應(yīng)每個(gè)

6、軸頭在鋼軌上的采集間隔為450mm。室外設(shè)備位置室外設(shè)備圖掃描位置表示滑動(dòng)軸箱滑動(dòng)軸箱滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承4 1 5 位 置位 置掃描后的掃描后的軌跡軌跡客車(chē)軸承客車(chē)軸承2 6 0 位 置位 置掃描后的掃描后的軌跡軌跡滾動(dòng)軸承端蓋新型定標(biāo)器運(yùn)用方法 溫度控制誤差 0.5% 溫度控制范圍 0100 任務(wù)電源：交流22010% 50Hz 任務(wù)環(huán)境：050 相對(duì)溫度85%的無(wú)腐蝕及無(wú)強(qiáng)電磁場(chǎng)輻射的環(huán)境 輸出功率600W新型定標(biāo)架角度校正方法 假設(shè)是新卡具，置規(guī)范架于離3#磁鋼中心470mm處。(此為60公斤軌假設(shè)為75公斤軌那么放至490mm處;50公斤軌那么放至450mm處)， 翻開(kāi)校正器開(kāi)關(guān)，激光打

7、在規(guī)范架前標(biāo)靶圓里中心位置320、378半徑8mm，后靶圓心420，368，半徑10mm為掃描點(diǎn)，假設(shè)不在靶范圍，那么調(diào)整探頭位置。老卡具，2#磁鋼中心對(duì)準(zhǔn)卡具后螺栓中心 此外，假設(shè)是老夾具2#磁鋼中心對(duì)準(zhǔn)探頭箱夾具后螺栓中心的安裝方式，那么規(guī)范架的位置應(yīng)相對(duì)于新卡具尺寸提早45mm。 即60公斤軌應(yīng)放至于425mm處。50軌那么應(yīng)放至于距3#磁鋼中心405mm處。新型定標(biāo)架角度校正方法實(shí)驗(yàn)車(chē)Z字板 Z字板原理是透過(guò)隔熱板的縫隙采集黑體，從而構(gòu)成尖峰波形，并經(jīng)過(guò)尖峰的相對(duì)位置來(lái)評(píng)測(cè)探頭角度。Z字板415 260 隔熱板黑體實(shí)驗(yàn)車(chē)Z字板波形 普通的說(shuō)，一峰可以經(jīng)過(guò)調(diào)整探頭45度仰角及延時(shí)點(diǎn)來(lái)控制

8、其位置，峰峰那么可以經(jīng)過(guò)調(diào)整415尺寸及6度夾角來(lái)控制。只需按照新型定標(biāo)架仔細(xì)調(diào)整探頭角度，根本上都可以使角度滿(mǎn)足優(yōu)秀。 Z字板波形優(yōu)秀的條件是：一峰距起點(diǎn)位置610點(diǎn)，峰峰間隔為1216點(diǎn)。Z字板本卷須知 1.建議過(guò)實(shí)驗(yàn)車(chē)時(shí)盡量不要運(yùn)用391磁鋼板上三路，由于上三路抗干擾性好，但波形滯后與速度成正比，會(huì)導(dǎo)致Z字板一峰位置偏小，假設(shè)確實(shí)干擾太大，可以經(jīng)過(guò)調(diào)整整形電路電阻參數(shù)，入口匹配電阻由3.6K調(diào)整為1.8K，放大倍數(shù)電阻R？由82K調(diào)整為27K，門(mén)限電阻由10K調(diào)整為15K21K。 2.運(yùn)用499磁鋼板那么可思索運(yùn)用脈寬檢測(cè)電路，6個(gè)跨接套均跨在1、2腳，并調(diào)整電位器阻值，其阻值與抗干擾性

9、成正比，閱歷值：60K以下，否那么容易濾掉實(shí)驗(yàn)車(chē)假軸。光子探頭 光子探頭主要技術(shù)目的適用車(chē)速： 0-360km /h；探頭輸出信噪比： 有效值大于25db目的溫差為5時(shí)；靜態(tài)輸出電壓： +1.0000.010V；靜噪聲： 10mV有效值；測(cè)溫范圍： -40-150視場(chǎng): 40mm間隔為800mm時(shí)；漂移： 150mV/5min；呼應(yīng)速度： 1S；供電電源： 17V-18V；致冷電流： 810mA校零電壓： 5 V；任務(wù)溫度： -40-60；主機(jī)箱 主機(jī)箱內(nèi)由多塊功能模板組成信息處置計(jì)算機(jī)主體，各模板以其主要功能分別為主機(jī)板、磁鋼板、探頭板、控制扳、串口板、數(shù)傳板、無(wú)線擴(kuò)展板。 擔(dān)任完成信號(hào)的采

10、集和處置。 主機(jī)板 主機(jī)板是HIK-499紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)的中心，完成對(duì)磁鋼板，采集板，通訊板，控制板等的控制和管理。根據(jù)這幾塊電路板送來(lái)的信號(hào)，統(tǒng)計(jì)出當(dāng)前經(jīng)過(guò)列車(chē)的車(chē)輛數(shù)、列車(chē)速度、列車(chē)行駛方向、列車(chē)各軸的溫度等數(shù)據(jù)，及時(shí)給出熱軸告警。主要技術(shù)目的 主機(jī)板的總線接口符合STD-BUS規(guī)范。 采用486-66586-133嵌入式主機(jī)板，具有2個(gè)RS-232接口，一個(gè)打印口，具有16M字節(jié)的內(nèi)存，16M字節(jié)的電子盤(pán)。 具有一個(gè)IDE接口。 具有系統(tǒng)設(shè)置和自診斷功能。 具有兩個(gè)外部中斷。什么是JRC？ JRC實(shí)踐上是計(jì)算機(jī)BIOS的一種功能擴(kuò)展，它是一臺(tái)正在運(yùn)轉(zhuǎn)的計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)JRC軟件與另外一臺(tái)具有

11、上述BIOS功能擴(kuò)展的計(jì)算機(jī)，在系統(tǒng)上電BIOS程序運(yùn)轉(zhuǎn)及DOS引導(dǎo)之前與之相銜接，從而使客戶(hù)端可以經(jīng)過(guò)JRC軟件來(lái)到達(dá)操控另外一臺(tái)機(jī)器的目的。 我們知道499主機(jī)板只具有數(shù)碼管及撥碼開(kāi)關(guān)，因此要想對(duì)其進(jìn)展軟件下載安裝及調(diào)試及相關(guān)操控，就必需利用JRC軟件在另外一臺(tái)計(jì)算機(jī)上聯(lián)機(jī)操作。主機(jī)板JRC聯(lián)機(jī) 初次運(yùn)用的499主機(jī)板，在進(jìn)展聯(lián)機(jī)前，用戶(hù)需求預(yù)備一張軟盤(pán)或具備雙啟動(dòng)功能的U盤(pán)，其上具有兩個(gè)選擇開(kāi)關(guān)，并在軟盤(pán)上拷貝以下文件以備運(yùn)用： chkdsk.exe-磁盤(pán)修復(fù)小工具 veic.exe -499探測(cè)站主程序 viec.ini -與主程序相配套的配置文件 ce99.exe -掌上電腦聯(lián)機(jī)程序

12、(根據(jù)需求) autoexec.bat事先編輯好的自動(dòng)批處置文件JRC等待聯(lián)機(jī)界面 在軟盤(pán)上預(yù)備好上述文件以后，就可以在筆記本電腦上執(zhí)行聯(lián)機(jī)批處置程序j.bat，在屏幕會(huì)彈出兩個(gè)黑色背景的DOS窗口，其中在前臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)的DOS窗口中有一不停旋轉(zhuǎn)的小橫杠，這表示筆記本電腦在等待與499主機(jī)板聯(lián)機(jī)如圖后臺(tái)窗口前臺(tái)窗口旋轉(zhuǎn)的小橫杠等待聯(lián)機(jī)。磁鋼板 磁鋼板外接三路磁鋼信號(hào)，整個(gè)電路板包括以下幾個(gè)部分：總線接口電路、總線復(fù)位及封鎖電路、計(jì)數(shù)定時(shí)電路、中斷控制電路、磁鋼信號(hào)放大整形電路等。 探頭板 采集軸溫信號(hào) 丈量環(huán)箱溫 18V丈量 基準(zhǔn)電壓丈量 環(huán)箱溫經(jīng)過(guò)溫度傳感器送到采集電路 。 18V電源經(jīng)降壓后由采

13、集電路丈量，作為探頭電源的自檢信息。 板上設(shè)有一基準(zhǔn)電壓源，可產(chǎn)生2.48V左右電壓，與18V一同作為系統(tǒng)自檢的被測(cè)信號(hào)。 串口板 串口板為主機(jī)提供串行接口，它以RS-232C或電流環(huán)方式傳輸數(shù)據(jù)。RS-232C方式時(shí)此板可以經(jīng)過(guò)板上的串行分配電路銜接另外兩塊串行接口板。控制板 每塊控制板可控輸出5路電源，用于控制室外探頭箱維護(hù)門(mén)的開(kāi)關(guān),探頭箱風(fēng)機(jī)的開(kāi)關(guān),探頭校零，探頭箱加熱，反射鏡加熱及過(guò)車(chē)自檢等. 數(shù)傳板 此板可插入STD總線，由總線供電, 將RS-232-C口的串行數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過(guò)MC6927進(jìn)展調(diào)制解調(diào)變成音頻信號(hào),進(jìn)展二線通訊。 本板和Bell 103,Bell 202，CCITT V.

14、21,CCITT V.23,CCITT V.54協(xié)議兼容。任務(wù)過(guò)程 當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)，探測(cè)站經(jīng)過(guò)車(chē)輪傳感器完成輪對(duì)信號(hào)的采集，實(shí)現(xiàn)丈量軸距，計(jì)軸計(jì)輛和軸承熱區(qū)定位； 經(jīng)過(guò)紅外軸溫傳感器采集軸溫信號(hào)；經(jīng)過(guò)AEI天線采集車(chē)輛車(chē)號(hào)信息。 列車(chē)經(jīng)過(guò)后，探測(cè)站對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)展處置，構(gòu)成完好的經(jīng)過(guò)列車(chē)報(bào)文或經(jīng)過(guò)列車(chē)熱軸報(bào)文，經(jīng)過(guò)電務(wù)部門(mén)提供的公用通道實(shí)時(shí)上傳給分局監(jiān)測(cè)中心。 紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)可以擴(kuò)展,在現(xiàn)有軸溫探測(cè)系統(tǒng)中添加Reader卡、RF箱、地面天線，就可以實(shí)現(xiàn)車(chē)號(hào)信息的識(shí)別，使車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)勝利地運(yùn)用于紅外軸溫探測(cè)領(lǐng)域。紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)具備了識(shí)別列車(chē)的車(chē)次和車(chē)號(hào)信息的功能，使熱軸跟蹤定位更加準(zhǔn)確、方便。 設(shè)備的安裝 安裝天線 天線安裝架設(shè)備的安裝 安裝天線 室內(nèi)設(shè)備的安裝 RF箱紅外軸溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng) :監(jiān)測(cè)中心本局前置機(jī)行調(diào)終端 統(tǒng)計(jì)終端 復(fù)示終端監(jiān)控 中 心探測(cè)站復(fù)示站探測(cè)站查 詢(xún) 中 心外外 局 前 置 機(jī)局 前 置 機(jī)地面設(shè)備地面設(shè)備第三章：紅外軸溫的的檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)圖中興設(shè)備LE