CN109204377A - 一种地铁列车车轴检测***装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种地铁列车车轴监测***装置，包括装置壳体和检测***，所述装置壳体固定在车轴轴箱外侧；所述检测***包括轴温检测装置、车轴热损伤检测装置、车轴残余应力检测装置和控制模块；所述轴温检测装置包括红外线轴温探测器及温度传感器；所述车轴热损伤检测装置包括超声波探伤器、磁粉探伤器以及热损伤传感器；所述车轴残余应力检测装置包括X射线衍生器及残余应力传感器；所述温度传感器、热损伤传感器、残余应力传感器分别与所述控制模块电性连接。该***装置能够全面监测车轴的运行状态，确保列车运行的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及地铁列车运行安全监测领域，特别是一种地铁列车车轴检测***装置。
背景技术
近年来，由于地铁列车运量大、准时性、速达性、舒适性、无污染的特点，国内各城市开始大力发展地铁，地铁列车载重量和运营速度不断提高，这就对列车运行安全性提出了更高的要求，列车车轴的安全监测显得尤为必要。
目前的列车车轴监测技术主要是轴温探测技术，分为直接接触式的车载轴温探测***和红外线轴温探测***。前者在轴箱部位安装温度传感器对温度检测，对于车轴应力及热损伤不能进行检测；后者按照一定距离安装在正线间轨道两侧，通过红外线进行轴温测量，易受地铁隧道内环境的影响，使测量错误率高，而且也不能进行车轴应力及热损伤的测量。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种地铁列车车轴检测***装置，该***装置能够全面监测车轴的运行状态，确保列车运行的安全性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种地铁列车车轴监测***装置，包括装置壳体和检测***，所述装置壳体固定在车轴轴箱外侧；所述检测***包括轴温检测装置、车轴热损伤检测装置、车轴残余应力检测装置和控制模块；所述轴温检测装置包括红外线轴温探测器及温度传感器；所述车轴热损伤检测装置包括超声波探伤器、磁粉探伤器以及热损伤传感器；所述车轴残余应力检测装置包括X射线衍生器及残余应力传感器；所述控制模块用于处理轴温数据、车轴热损伤数据及车轴残余应力数据；所述红外线轴温探测器安装在轴箱轴承的***中；所述温度传感器、车轴热损伤检测装置、残余应力检测装置和控制模块均安装在装置壳体内；所述温度传感器、热损伤传感器、残余应力传感器分别与所述控制模块电性连接。
上述一种地铁列车车轴监测***装置，优选的方案是，该车轴检测***装置还包括无线射频发射模块、接收装置、电源模块、电量检测模块、显示器和报警器。
上述一种地铁列车车轴监测***装置，优选的方案是，所述无线射频发射模块与所述控制模块相连，用于通过无线的形式将所述控制模块处理后的轴温数据、热损伤数据、残余应力数据向外发送至接收装置。
上述一种地铁列车车轴监测***装置，优选的方案是，所述无线射频发射模块还用于通过无线的形式向车检中心发送列车ID信息。
上述一种地铁列车车轴监测***装置，优选的方案是，所述接收装置为安装在轨道两边的多个阅读器。
上述一种地铁列车车轴监测***装置，优选的方案是，所述电源模块为整个检测***供电，所述电源模块可以为蓄电池。
上述一种地铁列车车轴监测***装置，优选的方案是，所述显示器、报警器分别与所述控制模块的输出端电性连接。
上述一种地铁列车车轴监测***装置，优选的方案是，所述轴温检测装置还包括用于放大所述温度传感器数据的运放电路，所述运放电路分别与所述控制模块及温度传感器连接。
上述一种地铁列车车轴监测***装置，优选的方案是，所述控制模块为低功耗MCU。
上述一种地铁列车车轴监测***装置，优选的方案是，所述箱体的外表面进行隔热防潮的喷涂处理。
本发明具有的有益效果为：
（1）本发明提供的车轴检测***装置能够快速准确的检测轴温数据、热损伤数据、残余应力数据，准确及时的获取列车运行时的车轴运行状态，提高了列车运行的安全性。
（2）本发明中，接收装置采用多个阅读器，能够在接收各种检测数据的同时，有效避免信息的丢失，确保了检测数据的安全性；
（3）本发明提供的车轴检测***装置表面进行隔热防潮的喷涂处理，提高了列车车轴监测***的抗干扰性，延长了使用寿命。
（4）本发明结构设计合理，操作方便，检测灵敏度和数据安全性高，便于推广应用。
附图说明
图1是本发明检测***的结构示意图。
图2是本发明中运放电路的电路图。
图中：U—电源；ZD—稳压管；A—运算放大器；R—电阻；VD—硅二极管；VT—三极管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例1：一种地铁列车车轴监测***装置，包括装置壳体和检测***，所述装置壳体固定在车轴轴箱外侧；所述检测***（结构如图1所示）包括轴温检测装置、车轴热损伤检测装置、车轴残余应力检测装置和控制模块；所述轴温检测装置包括红外线轴温探测器及温度传感器，其中红外线轴温探测器与温度传感器电性连接；所述车轴热损伤检测装置包括超声波探伤器、磁粉探伤器以及热损伤传感器，其中超声波探伤器和磁粉探伤器分别与热损伤传感器相连；所述车轴残余应力检测装置包括X射线衍生器及残余应力传感器，其中X射线衍生器与残余应力传感器相连；所述控制模块用于处理轴温数据、车轴热损伤数据及车轴残余应力数据；所述红外线轴温探测器安装在轴箱轴承的***中，监测精度高；所述红外线传感器、车轴热损伤检测装置、残余应力检测装置和控制模块均安装在装置壳体内；所述温度传感器、热损伤传感器、应力传感器分别于所述控制模块电性连接；所述控制模块为低功耗MCU。
上述实施例中，具体地，该车轴检测***装置还包括无线射频发射模块、接收装置、电源模块、电量检测模块、显示器和报警器。
具体地，所述无线射频发射模块与所述控制模块相连，用于通过无线的形式将所述控制模块处理后的轴温数据、热损伤数据、残余应力数据向外发送至接收装置。在本实施例中，所述无线射频发射模块可以采用2.4G射频芯片。
上述实施例中，具体地，所述无线射频发射模块还用于通过无线的形式向车检中心发送列车ID信息。
上述实施例中，具体地，所述接收装置为安装在轨道两边的多个阅读器。通过多个阅读器同时接收无线射频发射模块发送的轴温数据、热损伤数据及残余应力数据，有效避免了信息的丢失。
具体地，所述电源模块为整个检测***供电，所述电源模块可以为蓄电池。
具体地，所述显示器、报警器分别与所述控制模块的输出端电性连接；作为一种实施方式，所述显示器及报警器可设置于乘务员室，以方便乘务员随时掌握列车的运行状态及列车车轴的运行状况信息，当所述地铁列车车轴监测***装置检测到的轴温、热损伤残余应力的任一数据超出预先设定的范围值时，所述报警器通过语音提醒乘务员采取相应的措施，进一步提高列车运行的安全性。
所述轴温检测装置还包括用于放大所述温度传感器数据的运放电路，所述运放电路分别与所述控制模块及温度传感器连接。其中运放电路的工作原理如图2所示。具体为：温度传感器采集到的模拟数据经过电路的放大作用，在输出端获得一个能量较大的信号。由最终输出的电压可以根据硅二极管的温度特性，反过来推算出当时所处的温度的大小，从而实现测量温度的目的。
上述实施例中，具体地，所述设备外壳采用工程塑料制作，具有防尘、防水、防腐的功能；装置壳体的外表面进行隔热防潮的喷涂处理；该装置壳体与轴箱之间有一条通路，便于红外线轴温探测器进行探测。
本发明具体工作时，首先，通过温度传感器将红外线轴温探测器检测到的数据经运放电路处理，然后反馈到控制模块中；热损伤传感器负责将超声波探测和磁粉探测的数据采集并反馈到控制模块中；残余应力传感器负责将X射线衍生器采集到的残余应力数据反馈到控制模块中。
接着，控制模块处理所述温度传感器反馈到的轴温数据，热损伤传感器反馈的车轴热损伤数据及应力传感器反馈的车轴残余应力数据；无线射频发射模块通过无线的形式将所述控制模块处理后的轴温数据、热损伤数据、残余应力数据向外发送至接收装置；所述温度传感器、热损伤传感器、应力传感器及无线射频发射模块分别与所述控制模块连接，能准确检测列车运行时的车轴运行状态，提高列车运行的安全性。
此外，本发明中，接收装置采用多个阅读器，能够在接收各种检测数据的同时，有效避免信息的丢失，确保了检测数据的安全性；本发明提供的车轴检测***装置表面进行隔热防潮的喷涂处理，提高了列车车轴监测***的抗干扰性，延长了使用寿命。本发明结构设计合理，操作方便，检测灵敏度和数据安全性高，便于推广应用。
以上显示和描述了本发明的主要结构、基本原理和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述实施的细节，而且在不背离本发明的基本结构与或控制流程的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种地铁列车车轴监测***装置，包括装置壳体和检测***，其特征在于，所述装置壳体固定在车轴轴箱外侧；所述检测***包括轴温检测装置、车轴热损伤检测装置、车轴残余应力检测装置和控制模块；所述轴温检测装置包括红外线轴温探测器及温度传感器；所述车轴热损伤检测装置包括超声波探伤器、磁粉探伤器以及热损伤传感器；所述车轴残余应力检测装置包括X射线衍生器及残余应力传感器；所述控制模块用于处理轴温数据、车轴热损伤数据及车轴残余应力数据；所述红外线轴温探测器安装在轴箱轴承的***中；所述红外线传感器、车轴热损伤检测装置、残余应力检测装置和控制模块均安装在装置壳体内；所述温度传感器、热损伤传感器、残余应力传感器分别与所述控制模块电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种地铁列车车轴监测***装置，其特征在于，该车轴检测***装置还包括无线射频发射模块、接收装置、电源模块、电量检测模块、显示器和报警器。
3.根据权利要求2所述的一种地铁列车车轴监测***装置，其特征在于，所述无线射频发射模块与所述控制模块相连，用于通过无线的形式将所述控制模块处理后的轴温数据、热损伤数据、残余应力数据向外发送至接收装置。
4.根据权利要求2所述的一种地铁列车车轴监测***装置，其特征在于，所述无线射频发射模块还用于通过无线的形式向车检中心发送列车ID信息。
5.根据权利要求3所述的一种地铁列车车轴监测***装置，其特征在于，所述接收装置为安装在轨道两边的多个阅读器。
6.根据权利要求2所述的一种地铁列车车轴监测***装置，其特征在于，所述电源模块为整个检测***供电，所述电源模块可以为蓄电池。
7.根据权利要求2所述的一种地铁列车车轴监测***装置，其特征在于，所述显示器、报警器分别与所述控制模块的输出端电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种地铁列车车轴监测***装置，其特征在于，所述轴温检测装置还包括用于放大所述温度传感器数据的运放电路，所述运放电路分别与所述控制模块及温度传感器连接。
9.根据权利要求1所述的一种地铁列车车轴监测***装置，其特征在于，所述控制模块为低功耗MCU。
10.根据权利要求1所述的一种地铁列车车轴监测***装置，其特征在于，所述装置壳体的外表面进行隔热防潮的喷涂处理。
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