車輛滾動(dòng)軸承故障軌旁聲學(xué)診斷系統(tǒng)（TADS）-TADS系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

目錄CATALOGPART

01TADS系統(tǒng)介紹PART

02TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成PART

03TADS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)PART

04TADS探測(cè)站的安裝TADS系統(tǒng)介紹Part

01車輛檢測(cè)技術(shù)TADS系統(tǒng)介紹一、TADS系統(tǒng)介紹TADS采用聲學(xué)診斷技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)對(duì)運(yùn)行中貨車軸承噪聲信號(hào)的采集和分析，識(shí)別軸承的工作狀態(tài)，可提供有效的軸承內(nèi)部早期故障診斷結(jié)果，在熱軸之前發(fā)現(xiàn)故障。與紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合，能更加有效地防止切軸和脫軌事故，提高軸承故障的防范水平，使列檢對(duì)滾動(dòng)軸承的檢查，從人判為主逐步過(guò)渡到人機(jī)結(jié)合、機(jī)判為主的階段。TADS增強(qiáng)了軸承的預(yù)警能力，將防范關(guān)口前移，體現(xiàn)了“預(yù)防為主”的安全指導(dǎo)思想，確保行車安全。TADS系統(tǒng)介紹80年代，以美國(guó)TTCI研究院為代表的幾家國(guó)外公司，開(kāi)始研究利用聲學(xué)診斷原理，檢測(cè)運(yùn)行中車輛的滾動(dòng)軸承故障在90年代TTCI對(duì)傳感器進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了多個(gè)傳感器的聲學(xué)陣列各個(gè)國(guó)家發(fā)展情況12000年后，TADS的預(yù)報(bào)已達(dá)到實(shí)用程度TTCI首先把這一產(chǎn)品在美國(guó)、澳大利亞、南非三個(gè)國(guó)家進(jìn)行了推廣使用BNSFRailway美國(guó)運(yùn)輸公司澳大利亞QueenslandRailTADS系統(tǒng)介紹南非鐵路TADS系統(tǒng)介紹北美鐵路發(fā)現(xiàn)的部分故障軸承TADS系統(tǒng)介紹中國(guó)哈爾濱鐵路科研所在2003年與TTCI合作，引進(jìn)了其產(chǎn)品，安裝在大秦線進(jìn)行試驗(yàn)。

2005年，由鐵道部在全路推廣安裝,目前為止全路共安裝90余套TADS設(shè)備。大秦線運(yùn)用試驗(yàn)TADS系統(tǒng)介紹哈局成高子探測(cè)站TADS系統(tǒng)介紹鄭州謝莊探測(cè)站TADS系統(tǒng)介紹上海局探測(cè)站TADS系統(tǒng)介紹青藏線TADS系統(tǒng)介紹中國(guó)鐵路發(fā)現(xiàn)的外圈故障實(shí)例TADS系統(tǒng)介紹中國(guó)鐵路發(fā)現(xiàn)的內(nèi)圈故障實(shí)例TADS系統(tǒng)介紹中國(guó)鐵路發(fā)現(xiàn)的部分滾子故障TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成Part

02車輛動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)通過(guò)列車滾動(dòng)軸承的滾子、內(nèi)圈、外圈等故障。預(yù)報(bào)等級(jí)：3級(jí)，1級(jí)最高。（故障由高到低分別用紅、橙、黃三種顏色表示）適應(yīng)車速：30～110km/h（最好30～65km/h）。檢測(cè)精度：預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率≥97%。自動(dòng)計(jì)軸、計(jì)輛和測(cè)速。預(yù)報(bào)的故障軸承的車號(hào)和軸位的自動(dòng)定位。自動(dòng)識(shí)別列車車次、車號(hào)信息。自動(dòng)跟蹤故障軸承的發(fā)展趨勢(shì)。TADS探測(cè)站能夠存儲(chǔ)至少1個(gè)月的過(guò)車數(shù)據(jù)二、TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成TADS功能及主要技術(shù)指標(biāo)1TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成TADS系統(tǒng)組成2TADS系統(tǒng)主要由地面探測(cè)站、鐵路局服務(wù)器、鐵路總公司服務(wù)器和復(fù)示終端組成。其中探測(cè)站是TADS的核心，分為室內(nèi)和室外兩大部分。TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成室外部分室外部分主要由TADS軌邊設(shè)備和AEI設(shè)備組成，該部分主要是對(duì)通過(guò)的列車進(jìn)行計(jì)軸、計(jì)輛、采集車號(hào)、采集軸承聲音的功能。室內(nèi)部分室內(nèi)部分主要由機(jī)柜和UPS電源組成探測(cè)站TADS系統(tǒng)設(shè)備可以分為室外、室內(nèi)兩大部分TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成TADS探測(cè)站的室外設(shè)備主要包括保護(hù)箱（聲音傳感器陣列），聲學(xué)傳感器，AEI地面天線及車輪傳感器等設(shè)備。室外部分TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成保護(hù)箱保護(hù)箱主要是保護(hù)聲學(xué)傳感器，保護(hù)箱是具有抗震性的箱體，設(shè)有保護(hù)門，只有在列車通過(guò)時(shí)才打開(kāi)，可適應(yīng)軌邊環(huán)境。保護(hù)箱安裝在鋼軌的兩側(cè)，每側(cè)有三個(gè)，每個(gè)保護(hù)箱內(nèi)有兩個(gè)聲學(xué)傳感器。TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成聲學(xué)傳感器每側(cè)有6個(gè)聲學(xué)傳感器，用于采集車輛軸承運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的聲音信號(hào)。它采用指向性設(shè)計(jì)，具有很好的聲學(xué)波瓣圖，直接朝向軸承，能夠減少噪聲影響。TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成保護(hù)門傳感器對(duì)保護(hù)門開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。通常當(dāng)沒(méi)有列車通過(guò)時(shí)，保護(hù)門傳感器使保護(hù)門處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)有列車通過(guò)時(shí)，保護(hù)門傳感器打開(kāi)保護(hù)門，使其處于打開(kāi)狀態(tài)，這時(shí)聲學(xué)傳感器將對(duì)通過(guò)的列車進(jìn)行聲音采集工作。列車通過(guò)后，保護(hù)門傳感器將關(guān)閉保護(hù)門，使保護(hù)門處于關(guān)閉狀態(tài)。TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成聲學(xué)車輪傳感器聲學(xué)車輪傳感器用磁鋼卡具固定在鋼軌上。當(dāng)列車接近時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)TADS系統(tǒng)，用于軸承的定位、計(jì)軸和測(cè)速等。TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成AEI設(shè)備包括AEI車輪傳感器、分線箱和天線，主要是對(duì)通過(guò)的列車進(jìn)行車次、車號(hào)、車速等車輛信息進(jìn)行采集，給聲學(xué)設(shè)備提供所需要的車輛信息。TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成室內(nèi)部分①

MACOMPTER②FSCOMPTER③NSCOMPTER④SIPS箱⑤遠(yuǎn)程電源控制箱⑥HUB箱⑦KVM箱⑧FS放大器⑨NS放大器⑩AEI主機(jī)?

防雷箱?

溫控箱TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成它是與兩臺(tái)遠(yuǎn)、近端信號(hào)，采集處理工業(yè)控制機(jī)協(xié)同同步工作，接收遠(yuǎn)、近端信號(hào)采集處理工業(yè)控制機(jī)采集的數(shù)據(jù)、接收AEI數(shù)據(jù)，并對(duì)判別的軸承故障數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷分析。主處理計(jì)算機(jī)是用來(lái)采集聲音信號(hào)，并對(duì)采集上來(lái)的信號(hào)進(jìn)行判斷處理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是TADS系統(tǒng)中重要的組成部分。遠(yuǎn)、近端信號(hào)采集處理工業(yè)控制機(jī)機(jī)柜內(nèi)包括：TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成簡(jiǎn)稱SIPS箱，是對(duì)各種信號(hào)提供接口電路的機(jī)箱，通過(guò)SIPS箱對(duì)室外設(shè)備進(jìn)行控制信號(hào)分配，并且控制聲學(xué)傳感器陣列箱保護(hù)門開(kāi)啟或關(guān)閉以及室外風(fēng)扇的開(kāi)、關(guān)。電源信號(hào)分配箱是向車號(hào)地面AEI主機(jī)、探測(cè)站主計(jì)算機(jī)、NS、FS數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)、SIPS箱、HUB箱、NS、FS放大器箱等設(shè)備提供電源輸出。遠(yuǎn)程電源控制箱TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成將主、從三臺(tái)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化連接，提高軌邊設(shè)備綜合處理數(shù)據(jù)能力，及數(shù)據(jù)的高速交換能力，并且提供向上傳輸數(shù)據(jù)的通道。是提供三臺(tái)計(jì)算機(jī)的顯示界面和控制操作的顯示器，通過(guò)它可以方便的操作任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)，可以提供快捷方便的顯示操作工作。HUB箱KVM轉(zhuǎn)換器箱TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成包括遠(yuǎn)、近端放大器組。每組6個(gè)通道，接收聲學(xué)傳感器陣列信號(hào)，并對(duì)室外聲學(xué)傳感器陣列信號(hào)進(jìn)行濾波和高保真放大處理，是采集軸承聲音的重要組成部分。FS、NS放大器TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成TADS探測(cè)原理3基本結(jié)構(gòu)：外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體和保持架四部分內(nèi)圈、外圈之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，滾動(dòng)體繞軸心自轉(zhuǎn)，沿內(nèi)、外圈滾動(dòng)軸承滾動(dòng)面出現(xiàn)缺陷時(shí)，滾動(dòng)體碾壓到缺陷部位，就產(chǎn)生沖擊振動(dòng)，從而產(chǎn)生異常聲音振動(dòng)特點(diǎn)，作用時(shí)間短，時(shí)域能量不大，但頻率豐富且具有周期性TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成1每側(cè)陣列有6個(gè)聲音傳感器2345每個(gè)聲音傳感器的探測(cè)范圍是1.2米，總7.2米每個(gè)滾子沿外圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周回到原點(diǎn)，車輪轉(zhuǎn)2.5圈運(yùn)行距離：2.5圈×0.84米×3.14＝6.594米陣列的探測(cè)范圍要大于6.6米MC1MC2MC3MC4MC5MC6MC1MC2MC3MC4MC5MC6TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成聲學(xué)傳感器采集范圍TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成故障特征獲取外圈故障的聲音圖譜TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成內(nèi)圈故障的聲音圖譜TADS系統(tǒng)功能及設(shè)備構(gòu)成滾子故障的聲音圖譜TADS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)Part

03車輛檢測(cè)技術(shù)三、TADS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)TADS系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)檢測(cè)，數(shù)據(jù)集中，聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，遠(yuǎn)程監(jiān)控，信息共享的運(yùn)行模式。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由數(shù)據(jù)信息采集級(jí)和兩個(gè)應(yīng)用級(jí)（鐵路局應(yīng)用級(jí)、鐵道部應(yīng)用級(jí)）組成，設(shè)立TADS列檢所復(fù)示終端、車輛段復(fù)示終端、路局紅外中心監(jiān)控終端、路局車輛處查詢終端和鐵道部查詢終端，通過(guò)WEB方式實(shí)現(xiàn)對(duì)貨車滾動(dòng)軸承運(yùn)行狀況的多級(jí)監(jiān)控。TADS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)TADS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖1TADS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)TADS數(shù)據(jù)傳輸流程2TADS探測(cè)站的安裝Part

04車輛檢測(cè)技術(shù)信號(hào)機(jī)外500m1直線區(qū)段，軌邊設(shè)備前200m、后50m線路為直線，下坡度不大于4‰，上坡不限2可以適應(yīng)30～110km/h的車速，選址應(yīng)為30～60km/h區(qū)段3無(wú)空氣制動(dòng)區(qū)段4四、