紅外線軸溫探測系統(tǒng)

關(guān)于紅外線軸溫探測系統(tǒng)第1頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三7.1紅外技術(shù)概述

紅外技術(shù)是在最近幾十年發(fā)展起來的一門新興技術(shù)。它已在科技、國防和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。紅外技術(shù)應(yīng)用可分為以下幾方面：

①紅外輻射計，用于輻射和光譜輻射測量；

②搜索和跟蹤系統(tǒng)，用于搜索和跟蹤紅外目標，確定其空間位置并對它的運動進行跟蹤；③熱成像系統(tǒng)，可產(chǎn)生整個目標紅外輻射的分布圖像，如紅外圖像儀、多光譜掃描儀等；

④紅外測距和通信系統(tǒng)；

⑤混合系統(tǒng)，是指以上各類系統(tǒng)中的兩個或多個的組合。第2頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三7.1.1紅外輻射的基本知識

紅外輻射俗稱紅外線，它是一種不可見光，由于是位于可見光中紅色光以外的光線，故稱紅外線。它的波長范圍大致在0.76~1000mm，紅外線在電磁波譜中的位置如圖所示。工程上又把紅外線所占據(jù)的波段分為四部分，即近紅外、中紅外、遠紅外和極遠紅外。第3頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三

紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射，一個熾熱物體向外輻射的能量大部分是通過紅外線輻射出來的。物體的溫度越高，輻射出來的紅外線越多，輻射的能量就越強。 紅外線的本質(zhì)與可見光或電磁波一樣，具有反射、折射、散射、干涉、吸收等特性，它在真空中也以光速傳播，并具有明顯的波粒二象性。紅外輻射和所有電磁波一樣，是以波的形式在空間直線傳播的。它在大氣中傳播時，大氣層對不同波長的紅外線存在不同的吸收帶，紅外線氣體分析器就是利用該特性工作的，空氣中對稱的雙原子氣體，如N2、O2、H2等不吸收紅外線。7.1.1紅外輻射的基本知識第4頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三紅外線在通過大氣層時，有三個波段透過率高，它們是0.3~2.6mm、3~5mm和8~14mm，統(tǒng)稱為“大氣窗口”。如圖所示，為通過一海里長度的大氣透過率曲線。7.1.1紅外輻射的基本知識第5頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三

這三個波段對紅外探測技術(shù)特別重要，因此紅外探測器一般都工作在這三個波段（大氣窗口）之內(nèi)。

能全部吸收投射到它表面的紅外輻射物體稱為黑體；能全部反射的物體稱為鏡體；能全部透過的物體稱為透明體；能部分反射、部分吸收的物體稱為灰體。嚴格地講，在自然界中，不存在黑體、鏡體與透明體。7.1.1紅外輻射的基本知識第6頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三1.基爾霍夫定律

基爾霍夫定律指出，一個物體向周圍輻射熱能的同時也吸收周圍物體的輻射能。如果幾個物體處于同一溫度場中，各物體的熱發(fā)射本領(lǐng)正比于它的吸收本領(lǐng)，這就是基爾霍夫定律，可由下式表示式中，Er為物體在單位面積和單位時間內(nèi)發(fā)射出的輻射能；

a為物體的吸收系數(shù)；

E0為常數(shù)，其值等于黑體在相同條件下發(fā)射出的輻射能，它是常數(shù)。4.2紅外輻射的基本定律第7頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三2.斯忒藩-玻爾茲曼定律

物體溫度越高，發(fā)射的紅外輻射能越多，在單位時間內(nèi)其單位面積輻射的總能量E為

式中，T為物體的絕對溫度，單位為K；

s=5.67×10-8W/(m2·K4)為斯忒藩-玻爾茲曼常數(shù)；

e為比輻射率，即物體表面輻射本領(lǐng)與黑體輻射本領(lǐng)的比值，黑體的e=1。4.2紅外輻射的基本定律第8頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三

3.維恩位移定律

熱輻射發(fā)射的電磁波中包含各種波長。實驗證明物體峰值輻射波長lm與物體自身的絕對溫度T成反比。即lm=2897/T(mm)4.2紅外輻射的基本定律第9頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三如圖所示給出了不同溫度的光譜輻射分布曲線，圖中虛線表示了由上式描述的峰值波長與溫度的關(guān)系曲線。由圖可知，峰值輻射波長隨溫度升高向短波方向偏移。當溫度不很高時，峰值輻射波長在紅外區(qū)域。如人體溫度為36~37℃，所輻射的紅外線波長為9~10mm。4.2紅外輻射的基本定律第10頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三7.1紅外技術(shù)概述

我們都知道，車輛在運行時，承重軸承都會由于摩擦而產(chǎn)生熱量，軸承正常運轉(zhuǎn)時，它所產(chǎn)生的熱量會使其表面的溫度趨于穩(wěn)定值。 當軸承內(nèi)部出現(xiàn)故障時，便會使它的摩擦加劇，溫度突升，達到一定程度時，便形成熱軸，嚴重者導致切軸，使運行中的車輛顛覆，給行車帶來了重大財產(chǎn)損失。第11頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三紅外軸溫探測系統(tǒng)的誕生

熱軸現(xiàn)象的產(chǎn)生，無疑給鐵路行車安全帶來很大安全隱患。 為了積極避免這一現(xiàn)象給行車安全帶來的隱患，多年來，人們一直致力于軸溫探測系統(tǒng)的研究中。 紅外軸溫探測系統(tǒng)就是人們研究出來的一種利用紅外線進行非接觸式的軸溫探測方式之一。第12頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三什么是紅外線？紅外線：就是在可見光的紅色光譜外端還有一種看不見的輻射線存在，而且具有熱效應(yīng)，人們習慣稱之為紅外線。它不象紫外線，X射線那樣，它是一種很常見輻射線，在自然界當中，只要不是低于絕對零點溫度(-273℃)以下的物體，就具有紅外線。在日常生活中，人們利用紅外線的特性，研制了好多有利于人們生活的產(chǎn)品，比如：紅外防盜報警器、紅外測溫儀等等。第13頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三紅外軸溫探測系統(tǒng)的發(fā)展紅外軸溫探測系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了兩個階段，一代機階段，限于當時國內(nèi)紅外元件質(zhì)量和其它電子技術(shù)條件，當時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軸溫信息，最后由人工判別軸溫波形并進行熱軸預報。二代機階段，是在一代機的基礎(chǔ)上，融入單板計算機技術(shù)為主要特點。第14頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三二代機的發(fā)展目前，隨著計算機技術(shù)的飛越發(fā)展，二代機紅外軸溫探測系統(tǒng)也經(jīng)歷了多次更型，功能和探測數(shù)據(jù)上也逐漸趨于準確完善。我們哈科所研制的二代機經(jīng)歷了以下幾個產(chǎn)品階段：一型機HTK187(87年產(chǎn)品定型) 二型機HTK289(89年產(chǎn)品定型) 三型機HTK391(91年產(chǎn)品定型) 四型機HTK499(99年產(chǎn)品定型)目前我們?nèi)嫱茝V的是HTK499型紅外軸溫探測系統(tǒng)。第15頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)：紅外軸溫度簡介

1.1紅外線就是在可見光的紅色光譜外端還有一種看不見的輻射線存在，而且具有熱效應(yīng)。第16頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三1.2紅外軸溫系統(tǒng)的誕生

1.21車輛軸溫現(xiàn)象車輛在運行時，承重軸承都會由于摩擦而產(chǎn)生熱量，軸承正常運轉(zhuǎn)時，它所產(chǎn)生的熱量會使其表面的溫度趨于穩(wěn)定值。 當軸承內(nèi)部出現(xiàn)故障時，便會使它的摩擦加劇，溫度突升，達到一定程度時，便形成熱軸，嚴重者導致切軸，使運行中的車輛顛覆，給行車帶來了重大財產(chǎn)損失。第17頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三1.22紅外軸溫度的產(chǎn)生為了積極避免車輛軸溫現(xiàn)象給行車安全帶來的隱患，多年來，人們一直致力于軸溫探測系統(tǒng)的研究中。 紅外軸溫探測系統(tǒng)就是人們研究出來的一種利用紅外線進行非接觸方式的軸溫探測方式之一。第18頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三1.3紅外軸溫度發(fā)展紅外軸溫探測系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了兩個階段，一代機階段，限于當時國內(nèi)紅外元件質(zhì)量和其它電子技術(shù)條件，當時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軸溫信息，最后由人工判別軸溫波形并進行熱軸預報。二代機階段，是在一代機的基礎(chǔ)上，融入單板計算機技術(shù)為主要特點。第19頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三1.31二代機的發(fā)展目前，隨著計算機技術(shù)的飛越發(fā)展，二代機紅外軸溫探測系統(tǒng)也經(jīng)歷了多次更型，功能和探測數(shù)據(jù)上也逐漸趨于準確完善。我們哈科所研制的二代機經(jīng)歷了以下幾個產(chǎn)品階段：一型機HTK187(87年產(chǎn)品定型) 二型機HTK289(89年產(chǎn)品定型) 三型機HTK391(91年產(chǎn)品定型) 四型機HTK499(99年產(chǎn)品定型)目前我們?nèi)嫱茝V的是HTK499型紅外軸溫探測系統(tǒng)。第20頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三系統(tǒng)概述HTK-499型紅外熱軸探測系統(tǒng)是為適應(yīng)我國鐵路提速需求而研制的新一代探測設(shè)備。HTK-499紅外熱軸探測系統(tǒng)可完成對高速通過列車軸溫數(shù)據(jù)的動態(tài)采集及定量測量，實現(xiàn)熱軸智能判別。第二節(jié)HTK-499型紅外軸溫探測系統(tǒng)

第21頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三主要技術(shù)指標

系統(tǒng)是完全自動的無人操作自動定量測量軸箱的溫度自動判別列車（上、下行）運行方向自動識別和排除機車自動測速自動識別客、貨車輛自動計軸、計輛系統(tǒng)內(nèi)置故障自檢系統(tǒng),監(jiān)測提示系統(tǒng)故障系統(tǒng)不受通過列車或機車的電磁干擾(EMI)的影響自動識別滾動軸承和滑動軸承第22頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三主要技術(shù)指標自動探測蒸汽、內(nèi)燃和電力機車牽引區(qū)段內(nèi)運行的各種（含客、貨）車輛的熱軸故障，并按微熱、強熱、激熱分級預報。適應(yīng)列車運行速度5～360KM/H。存儲120列車的探測數(shù)據(jù)。利用傳輸線與上位機直接通話。系統(tǒng)提供與其它檢測設(shè)備的接口,如垂下品、熱輪等可擴展車號識別進行熱軸準確跟蹤可配套光子探頭，適應(yīng)高速探測列車區(qū)段第23頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三主要技術(shù)指標具有防震,防潮,防腐蝕措施適應(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度相對濕度0-100%0-85%防振性能,當有振動或沖擊時,系統(tǒng)應(yīng)能正常工作并不受損壞振動5-10HZ2mmp-p

10-50Hz2mmp-p50-100Hz2.8gp100-200Hz2.8gp

沖擊移動的10gp

固定的10gp11ms第24頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三基本原理圖探測站主機軸溫傳感器(探頭)(接收軸承溫度信號)車輪傳感器(磁鋼)(接收車輪信號)車輪信號接口處理模塊軸溫信號接口處理模塊通訊接口模塊上位機主機控制模塊第25頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三系統(tǒng)構(gòu)成硬件構(gòu)成圖示第26頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三室外設(shè)備位置

HTK-499型紅外軸溫探測系統(tǒng)，1號磁鋼距2號磁鋼距離大于50m，2號、3號磁鋼間距為270mm±2mm。探頭位于探頭箱內(nèi)，探頭元件中心低于軌面160～180mm，距鋼軌內(nèi)側(cè)面415±5mm，與鋼軌內(nèi)側(cè)夾角為6°～8°，探頭仰角為45°。兩探頭元件中心連線與鋼軌垂直，對應(yīng)每個軸頭在鋼軌上的采集距離為450mm。第27頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三室外設(shè)備位置第28頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三室外設(shè)備圖第29頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三掃描位置示意滑動軸箱滾動軸承415位置掃描后的軌跡客車軸承260位置掃描后的軌跡滾動軸承端蓋第30頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三新型定標器使用方法溫度控制誤差±0.5%溫度控制范圍0~100℃工作電源：交流220±10%50Hz工作環(huán)境：0~50℃相對溫度≤85%的無腐蝕及無強電磁場輻射的環(huán)境輸出功率≤600W第31頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三新型定標架角度校正方法若是新卡具，置標準架于離3#磁鋼中心470mm處。(此為60公斤軌如果為75公斤軌則放至490mm處;50公斤軌則放至450mm處)，打開校正器開關(guān)，激光打在標準架前標靶圓里中心位置（320、378）半徑8mm，后靶圓心（420，368），半徑10mm為掃描點，若不在靶范圍，則調(diào)整探頭位置。老卡具，2#磁鋼中心對準卡具后螺栓中心第32頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三此外，如果是老夾具（2#磁鋼中心對準探頭箱夾具后螺栓中心的安裝方式），則標準架的位置應(yīng)相對于新卡具尺寸提前45mm。即60公斤軌應(yīng)放至于425mm處。50軌則應(yīng)放至于距3#磁鋼中心405mm處。新型定標架角度校正方法第33頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三實驗車Z字板Z字板原理是透過隔熱板的縫隙采集黑體，從而形成尖峰波形，并通過尖峰的相對位置來評測探頭角度。Z字板415260隔熱板黑體第34頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三實驗車Z字板波形一般的說，一峰可以通過調(diào)整探頭45度仰角及延時點來控制其位置，峰峰則可以通過調(diào)整415尺寸及6度夾角來控制。只要按照新型定標架認真調(diào)整探頭角度，基本上都可以使角度滿足優(yōu)秀。Z字板波形優(yōu)秀的條件是：一峰距起點位置6~10點，峰峰間隔為12~16點。第35頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三Z字板注意事項1.建議過實驗車時盡量不要使用391磁鋼板上三路，因為上三路抗干擾性好，但波形滯后與速度成正比，會導致Z字板一峰位置偏小，如果確實干擾太大，可以通過調(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，門限電阻由10K調(diào)整為15K~21K。2.使用499磁鋼板則可考慮使用脈寬檢測電路，6個跨接套均跨在1、2腳，并調(diào)整電位器阻值，其阻值與抗干擾性成正比，經(jīng)驗值：60K以下，否則容易濾掉實驗車假軸。第36頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三光子探頭第37頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三光子探頭主要技術(shù)指標適用車速：0-360km/h；探頭輸出信噪比：有效值大于25db（目標溫差為5℃時）；靜態(tài)輸出電壓：+1.000±0.010V；靜噪聲：≤10mV（有效值）；測溫范圍：-40℃-150℃視場:Φ40mm（距離為800mm時）； 漂移：150mV/5min；響應(yīng)速度：<1μS；供電電源：±17V-±18V；致冷電流：810mA 校零電壓：5V；工作溫度：-40℃-60℃；第38頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三主機箱

主機箱內(nèi)由多塊功能模板組成信息處理計算機主體，各模板以其主要功能分別為主機板、磁鋼板、探頭板、控制扳、串口板、數(shù)傳板、無線擴展板。負責完成信號的采集和處理。第39頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三主機板

主機板是HIK-499紅外軸溫探測系統(tǒng)的核心，完成對磁鋼板，采集板，通訊板，控制板等的控制和管理。根據(jù)這幾塊電路板送來的信號，統(tǒng)計出當前通過列車的車輛數(shù)、列車速度、列車行駛方向、列車各軸的溫度等數(shù)據(jù)，及時給出熱軸告警。第40頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三主要技術(shù)指標主機板的總線接口符合STD-BUS標準。采用486-66（586-133）嵌入式主機板，具有2個RS-232接口，一個打印口，具有16M字節(jié)的內(nèi)存，16M字節(jié)的電子盤。具有一個IDE接口。具有系統(tǒng)設(shè)置和自診斷功能。具有兩個外部中斷。第41頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三什么是JRC？JRC實際上是計算機BIOS的一種功能擴展，它是一臺正在運行的計算機通過JRC軟件與另外一臺具有上述BIOS功能擴展的計算機，在系統(tǒng)上電BIOS程序運行及DOS引導之前與之相連接，從而使客戶端可以通過JRC軟件來達到操控另外一臺機器的目的。我們知道499主機板只具有數(shù)碼管及撥碼開關(guān)，因此要想對其進行軟件下載安裝及調(diào)試及相關(guān)操控，就必須利用JRC軟件在另外一臺計算機上聯(lián)機操作。第42頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三主機板JRC聯(lián)機初次使用的499主機板，在進行聯(lián)機前，用戶需要準備一張軟盤（或具備雙啟動功能的U盤，其上具有兩個選擇開關(guān)），并在軟盤上拷貝以下文件以備使用：chkdsk.exe------------磁盤修復小工具veic.exe----------499探測站主程序viec.ini---與主程序相配套的配置文件ce99.exe-掌上電腦聯(lián)機程序(根據(jù)需要)autoexec.bat事先編輯好的自動批處理文件第43頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三JRC等待聯(lián)機界面在軟盤上準備好上述文件以后，就可以在筆記本電腦上執(zhí)行聯(lián)機批處理程序j.bat，在屏幕會彈出兩個黑色背景的DOS窗口，其中在前臺運行的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主機板聯(lián)機如圖后臺窗口前臺窗口旋轉(zhuǎn)的小橫杠等待聯(lián)機。第44頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三JRC聯(lián)機成功標志這時按一下499主機板的復位鍵或撥動電源開關(guān)使之重新上電一次，稍候屏幕上旋轉(zhuǎn)的小橫杠會消失并有相應(yīng)的提示信息在屏幕上閃過，表示與499主機板建立連接成功，下一步則應(yīng)在出現(xiàn)StartingMS－DOS………的時候或之前要及時的按一下功能鍵F5，使之中止執(zhí)行自動批處理文件AUTOEXEC.BAT中的命令內(nèi)容，進入到DOS提示符“C:\>”下（如圖）如果沒有按下或沒有及時按下F5鍵，則系統(tǒng)會自動執(zhí)行自動批處理文件里的命令內(nèi)容，我們的VEIC.EXE程序就會被系統(tǒng)執(zhí)行，窗口屏幕則不會再響應(yīng)我們的鍵盤操作，若此時想要進行操作則只能關(guān)閉這兩個窗口，重新按上述步驟進行聯(lián)機。

第45頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三JRC聯(lián)機成功界面值得提醒的是此時屏幕上窗口里顯示的DOS提示符“C:\>”已經(jīng)不代表筆記本電腦的C盤了，它所指示的是499主機板的電子C盤，也就是說在這個窗口里聯(lián)機程序成功連接后，它就把筆記本的軟驅(qū)、屏幕、鍵盤都映射給499主機板使用了，所以在這個窗口里的所有DOS操作都是對499主機板的操作。C大于號提示符出現(xiàn)，代表聯(lián)機成功跳過自動批處理命令和開機配置文件。第46頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三檢測電子盤中的錯誤（一）檢測電子盤是否有錯誤當499主機板在使用中正在讀寫電子盤而發(fā)生掉電或復位時，會在電子盤中形成丟失文件簇，這屬于一種邏輯上的損壞，在電子盤中會存儲一些非法文件并占用空間，當這些錯誤文件在電子盤中形成過多時容易造成主機板死機，所以我們認為這時候有必要利用DOS的一個外部命令chkdsk，來修復這些文件以收回有效空間，首先把DOS的這個外部命令文件利用事先準備好的軟盤，拷到499主機板中（對于這個文件用戶可以從DOS6.22版本的系統(tǒng)中獲得），命令格式如下：c:\>copya:chkdsk.exe第47頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三檢測中發(fā)現(xiàn)錯誤接下來執(zhí)行主機板電子盤中的chkdsk.exe來檢查一下電子盤中是否有損壞文件，命令格式為：

c:\>chkdskc:/f其中/f參數(shù)代表修復硬盤中的錯誤文件。該命令執(zhí)行之后會有英文提示建議你使用SCANDISK效果更好，但這里使用CHKDSK就足夠了，需按y(代表yes)確認進行硬盤錯誤檢查(如圖)檢查中發(fā)現(xiàn)丟失了3個分配單元在3個鏈中，問是否將這些錯誤轉(zhuǎn)換成文件，我們選擇Yes就行。第48頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三垃圾文件處理如果正常按一遍yes就結(jié)束，如果電子盤有錯誤則需要按第二遍yes確認來把電子盤中的錯誤恢復成文件，則會電子盤中恢復成一個或多個名FILE000x.chk(多個文件x從0開始，如圖4)的文件后，再把這些錯誤文件刪掉，命令格式為：c:\>del*.chk如果沒有錯誤則不會形成恢復文件，也就不用操作上一步。瞧，Chkdsk已經(jīng)把錯誤恢復成文件啦，那么下面我們可以刪掉它了！第49頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三磁鋼板

磁鋼板外接三路磁鋼信號，整個電路板包括以下幾個部分：總線接口電路、總線復位及封鎖電路、計數(shù)定時電路、中斷控制電路、磁鋼信號放大整形電路等。第50頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三探頭板

采集軸溫信號測量環(huán)箱溫±18V測量基準電壓測量

環(huán)箱溫通過溫度傳感器送到采集電路。±18V電源經(jīng)降壓后由采集電路測量，作為探頭電源的自檢信息。板上設(shè)有一基準電壓源，可產(chǎn)生2.48V左右電壓，與±18V一起作為系統(tǒng)自檢的被測信號。第51頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三串口板

串口板為主機提供串行接口，它以RS-232C或電流環(huán)方式傳輸數(shù)據(jù)。RS-232C方式時此板可以通過板上的串行分配電路連接另外兩塊串行接口板。第52頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三控制板

每塊控制板可控輸出5路電源，用于控制室外探頭箱保護門的開關(guān),探頭箱風機的開關(guān),探頭校零，探頭箱加熱，反射鏡加熱及過車自檢等.第53頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三數(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)信號經(jīng)過MC6927進行調(diào)制解調(diào)變成音頻信號,進行二線通信。本板和Bell103,Bell202，CCITTV.21,CCITTV.23,CCITTV.54協(xié)議兼容。第54頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三工作過程當列車通過時，探測站通過車輪傳感器完成輪對信號的采集，實現(xiàn)測量軸距，計軸計輛和軸承熱區(qū)定位；通過紅外軸溫傳感器采集軸溫信號；通過AEI天線采集車輛車號信息。列車通過后，探測站對采集的數(shù)據(jù)進行處理，形成完整的通過列車報文或通過列車熱軸報文，通過電務(wù)部門提供的專用通道實時上傳給分局監(jiān)測中心。第55頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三紅外線配套車號智能跟蹤裝置紅外軸溫探測系統(tǒng)可以擴展,在現(xiàn)有軸溫探測系統(tǒng)中增加Reader卡、RF箱、地面天線，就可以實現(xiàn)車號信息的識別，使車號自動識別系統(tǒng)成功地應(yīng)用于紅外軸溫探測領(lǐng)域。紅外軸溫探測系統(tǒng)具備了識別列車的車次和車號信息的功能，使熱軸跟蹤定位更加準確、方便。第56頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三紅外軸溫監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)

:監(jiān)測中心本局前置機行調(diào)終端

統(tǒng)計終端

復示終端監(jiān)控中心探測站復示站探測站查詢中心外外局前置機局前置機地面設(shè)備地面設(shè)備

…

第57頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三紅外線配套AEI設(shè)備組成室外部分--標簽--地面天線--同軸電纜分線箱室內(nèi)部分--RF射頻裝置--READ卡第58頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三關(guān)鍵技術(shù)在現(xiàn)有的紅外軸溫探測設(shè)備中經(jīng)過改進配套車號自動識別關(guān)鍵設(shè)備。使紅外線探測站能夠采集車號信息。在現(xiàn)有的紅外軸溫探測網(wǎng)絡(luò)中制定相應(yīng)的協(xié)議、研究利用車號及車次進行熱軸跟蹤、大值跟蹤的數(shù)學模型第59頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三解決方法硬件：HTK紅外軸溫監(jiān)測系統(tǒng)探測站STD總線槽中插入一塊READ卡，并通過總線將中斷信號引入到磁鋼板8259中斷輸入端。用以接收標簽反射的信息并完成與主機系統(tǒng)的信息交換。外接一個RF機箱，該裝置裝置是微波發(fā)射、接收、解調(diào)裝置。室外配一套天線接收裝置,用以發(fā)射微波和接收標簽反射回來的調(diào)制信號。第60頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三軟件:紅外軸溫探測站模塊化編寫：采集中斷服務(wù)模塊程序的編寫控制模塊程序的編寫標簽處理模塊程序的編寫通訊模塊程序的編寫第61頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三系統(tǒng)工作過程當由列車通過時，系統(tǒng)被開機磁鋼開機，系統(tǒng)初始化系統(tǒng)變量；確認有列車通過后，打開天線和保護門,關(guān)校零準備采集軸溫信息和車號信息；當列車車輪經(jīng)過2#磁鋼和3#磁鋼時，自動識別車速、計軸計距、采集軸承溫度、采集車號信息；當判斷列車通過后，關(guān)閉保護門、開校零，關(guān)閉天線并進行數(shù)據(jù)處理。第62頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三設(shè)備的安裝

安裝天線

天線安裝架第63頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三設(shè)備的安裝

安裝天線高壓膠管護板第64頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三設(shè)備的安裝

安裝天線

第65頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三室內(nèi)設(shè)備的安裝

RF箱第66頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三監(jiān)測中心硬件環(huán)境：1.品牌PC機，128M以上內(nèi)存（推薦256M以上）；顯示卡需支持真彩色（24位）并可到達1024*768分辨率。2.由于本系統(tǒng)需要往硬盤備份數(shù)據(jù)，所以對硬盤磁盤容量有要求，大致容量為“探測站的站數(shù)（上、下行分開算）*60M+160M”；而且加上Windows系統(tǒng)運行的要求，在本系統(tǒng)運行后，剩余磁盤空間不少于500M，建議硬盤容量大于10G。3.因為本系統(tǒng)具有語音報警的功能，故需要有聲卡的支持，但對聲卡型號不做要求。第67頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三系統(tǒng)環(huán)境：Windows98、Windows2000、WindowsXP操作系統(tǒng)。本系統(tǒng)共有九個菜單項“系統(tǒng)設(shè)置”、“探測站操作”“數(shù)據(jù)分析”、“行調(diào)終端”“自檢信息”、“報表”、“窗口”“幫助”、“查詢車號信息”

第68頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三系統(tǒng)菜單預報等級:（微1，微2，微3，強熱，激熱）模式識別:（開啟，關(guān)閉）下探類型:（普通，客探）。信息級別:（普通，車站）最小軸數(shù):（一個正整數(shù)）故障累計:（一個正整數(shù)）在崗確認:（開啟，關(guān)閉）日報表時間:（一個從1－24的正整數(shù)，表示某小時）月報統(tǒng)計:（單獨統(tǒng)計，不統(tǒng)計）實驗車預報:（是，否）時鐘基準:（本地時鐘，遠端時鐘）通訊自檢：“彈出”和“關(guān)閉”故障提示：（開啟，關(guān)閉）第69頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三探測站操作菜單對探測站所存儲的各類數(shù)據(jù)進行調(diào)取、分析。通過此項操作，操作人員可以得到一些探測站的數(shù)據(jù)信息，并且根據(jù)這些信息，結(jié)合其它的一些數(shù)據(jù)可以判斷探測站的運行狀態(tài)。第70頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三“數(shù)據(jù)分析”菜單可以對硬盤所存儲的數(shù)據(jù)進行分析。點擊“數(shù)據(jù)分析”菜單項，該項共有兩個子菜單項：“探測站存盤數(shù)據(jù)”，“熱軸車存盤數(shù)據(jù)”。第71頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三行調(diào)終端行調(diào)終端是中心與行調(diào)臺之間最好最迅速的聯(lián)系手段，考慮到中心與行調(diào)臺連接傳送信息的重要性，實時掌握中心與行調(diào)終端設(shè)備之間的連接情況是很重要的，所提供的這兩項操作就是一種很好的手段。它包含兩個子菜單項，“模擬試驗”和“試驗記錄”。第72頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三自檢信息包括三個子菜單項，分為“設(shè)備自檢信息”、“通訊自檢信息”和“正在檢修標記”，它們是用來檢查系統(tǒng)中設(shè)備運行狀態(tài)的。第73頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三車號信息查詢功能的設(shè)計與實現(xiàn)本地查詢跟蹤查詢第74頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三本地查詢界面第75頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三跟蹤查詢界面第76頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三工作過程監(jiān)測中心接收探測站的通過車報文或通過車熱軸報文，完成顯示、存儲、打印等功能，并結(jié)合前方站數(shù)據(jù)進行熱軸跟蹤，參照列車運轉(zhuǎn)規(guī)律和經(jīng)驗，進行熱軸預報。分局紅外線監(jiān)測中心接到熱軸預報的同時列車調(diào)度臺也將出現(xiàn)熱軸報警；列車調(diào)度員和紅外線值班員共同確認后由列車調(diào)度員安排停車、甩車；分局車輛調(diào)度負責安排有關(guān)車輛段派人處理熱軸車輛。第77頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三工作過程鐵路局監(jiān)控中心同步接收列車數(shù)據(jù)和探測站狀態(tài)信息，實時監(jiān)控所屬各分局的熱軸預報情況和探測站的狀態(tài)，同時將實時監(jiān)控信息利用TMIS主干網(wǎng)同步轉(zhuǎn)發(fā)給鐵道部查詢中心計算機；部查詢中心對全路各紅外線探測站的狀態(tài)實時監(jiān)控，定時形成統(tǒng)計報表，并可隨時調(diào)取歷史數(shù)據(jù)，對熱軸預報、設(shè)備故障進行階段統(tǒng)計。第78頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成第79頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三HTK-391設(shè)備異常軸溫波形的識別

HTK-499設(shè)備針對貨車的軸溫探測基本上相同的下探探測角度。滾動軸承密封罩直徑大約在165mm左右?；瑒虞S承和客車軸承外形尺寸決定了掃描熱區(qū)的范圍一定比165mm大。該掃描方式結(jié)合HTK-391的采集設(shè)計可以肯定的是真正熱軸的熱區(qū)掃描點應(yīng)該在12個點左右。由于熱的傳導熱軸的熱區(qū)在劇烈時會比12點多但決不會比12點少。鐵道部動態(tài)檢測車Z字板的檢測結(jié)果，滾動軸承的32點波形中：前部平臺4點、后部平臺6點、前后上升下降點各5個點合計10個點、中間軸溫平臺12個點。該波形分布對不同的軸承類型可能有所差別但軸承所表現(xiàn)出來的高溫一定分布在32點波形的中部時肯定的。由此可以斷定象陽光干擾所形成的兩端非常高中間和其它軸溫差不多的波形一定不是熱軸波形。判斷某個波形是否是茶爐車的干擾首先要知道茶爐的位置在客車的第一軸或第四軸值得注意的是客車茶爐可能會影響到后續(xù)軸。判斷探頭故障時用戶一定要觀察設(shè)備提供的全部數(shù)據(jù)，包括改探頭所在側(cè)的波形和幅值，一般來講探頭故障時對該側(cè)數(shù)據(jù)肯定有其他影響。

第80頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三故障波形示例第81頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三故障波形示例第82頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三熱軸預報的基本原理車輛運行時，不同的車型、轉(zhuǎn)向架型號及軸承型號和類別，由于軸承（箱）外部結(jié)構(gòu)與內(nèi)部軸承接觸方式、外部散熱條件、運行條件的差異都會影響到軸箱表面溫度的差異，產(chǎn)生不同的熱分布。二代機正是利用軸箱熱分布得不同根據(jù)測得得軸溫波形自動區(qū)分滾動及滑動軸承?！都t規(guī)》規(guī)定了熱軸預報得“規(guī)范標準為微熱、強熱、激熱散檔。微熱跟蹤、強熱前方站停車，激熱立即停車。微熱設(shè)置微多級，預報微熱跟蹤時，如果熱級有升級，按強熱對待”

第83頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三HTK-391+熱判模型根據(jù)鐵道部運輸局運裝貨車[1999]274號文件要求，現(xiàn)將HTK-391+熱判模型描述如下：熱判模型中所提及的量化值除特殊聲明均為溫升值。絕對溫度預報的前提：是HTK直流探頭設(shè)備；下探兩個箱溫差值小于20℃；背景溫度與箱溫差值小于20℃；保護門A/D與天空A/D值相差大于16。該四條前提任一條不滿足時，都不進行絕對溫度預報。下探在軸承類型前二大值中預報。上探前五大值參與預報須在下探前五大值中，下探無輸出時除外。不同模型預報同一熱軸，則取級別高者。熱軸最多報4個。第84頁，講稿共94頁，2023年5月2日，星期三HTK-391+熱判模型相關(guān)術(shù)語定義：AD值：熱判模型中所提及的AD值為溫升*16.3。絕對溫度：設(shè)備采集到的列車軸承的溫度。背景溫度：設(shè)備采集到的車輛底架的溫度。溫升：絕對溫度相