鐵路紅外軸溫 1課件

鐵路紅外軸溫第一章：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。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。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，是在一代機的基礎上，融入單板計算機技術為主要特點。1.31二代機的發(fā)展目前，隨著計算機技術的飛越發(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)。第二章：紅外軸溫的檢測系統(tǒng)

(以HTK499為例）

2.1系統(tǒng)概述HTK-499型紅外熱軸探測系統(tǒng)是為適應我國鐵路提速需求而研制的新一代探測設備。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。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具有防震,防潮,防腐蝕措施適應溫濕度條件室外設備室內(nèi)設備環(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)應能正常工作并不受損壞振動5-10HZ2mmp-p10-50Hz2mmp-p50-100Hz2.8gp100-200Hz2.8gp沖擊移動的10gp固定的10gp11ms2.3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2.5室外設備位置

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，對應每個軸頭在鋼軌上的采集距離為450mm。室外設備位置室外設備圖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，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），則標準架的位置應相對于新卡具尺寸提前45mm。即60公斤軌應放至于425mm處。50軌則應放至于距3#磁鋼中心405mm處。新型定標架角度校正方法實驗車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。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。光子探頭主機箱

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。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。主要技術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)設置和自診斷功能。具有兩個外部中斷。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），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。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。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。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?？刂瓢?/p>

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,探頭箱風機的開關,探頭校零，探頭箱加熱，反射鏡加熱及過車自檢等.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。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，通過電務部門提供的專用通道實時上傳給分局監(jiān)測中心。

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)成功地應用于紅外軸溫探測領域。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。設備的安裝

安裝天線

天線安裝架設備的安裝

安裝天線

室內(nèi)設備的安裝

RF箱紅外軸溫監(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備地面設備

…

第三章：紅外軸溫的的檢測網(wǎng)絡圖

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