CN105606208A - 一种基于虚拟仪器的轨道振动状态测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于虚拟仪器的轨道振动状态测试系统，包括下位机单元以及上位机单元；下位机单元包括若干传感器、信号调理模块、若干数据采集卡以及以太网机箱，信号调理模块将每一传感器采集到的轨道振动数据进行信号调理，数据采集卡分别采集经过信号调理的轨道振动数据；上位机单元包括DAQ数据采集模块、DAQ数据处理模块以及DAQ数据记录/保存模块，DAQ数据采集模块采集数据采集卡上的轨道振动数据，DAQ数据处理模块对轨道振动数据进行分析处理，DAQ数据记录/保存模块记录/保存轨道振动数据以及DAQ数据处理模块的处理结果。

Description

一种基于虚拟仪器的轨道振动状态测试系统

技术领域

本发明涉及一种轨道测试设备，具体说，是涉及一种基于虚拟仪器的轨道振动状态测试系统，属于测量设备领域。

背景技术

振动与噪声测试技术是关系到轨道交通运营安全的关键技术之一，它为轨道设计合理的减振降噪方案提供方向性指导，为轨道振动的理论研究提供实测数据，为高速铁路系统的设计和改进提供科学的依据。

列车在线路上运行时，轮轨间的冲击作用将引起轨道振动，既影响列车的正常运行，也对周边的居民和建筑物造成了二次振动和噪声污染通过道砟和路基的传播还将引起轨道线路周边建筑物的强烈振动和结构噪声。过量的噪声和振动将影响人们正常的工作和休息、损害身心健康、降低工作效率，还会使振动物体产生疲劳损坏，缩短使用寿命。针对轨道振动由于轨道振动测试普遍采用通用型数据采集仪，这些振动测试系统大多功能单一、专用、灵活性较差、大大的制约了振动测试的范围，难以满足轨道振动多样化的特殊测试需求并且价格昂贵。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种基于虚拟仪器的轨道振动状态测试系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于虚拟仪器的轨道振动状态测试系统，包括下位机单元以及上位机单元；

所述下位机单元包括若干传感器、信号调理模块、若干数据采集卡以及以太网机箱，所述信号调理模块的输入端与所述传感器连接，用以分别将每一所述传感器采集到的轨道振动数据进行信号调理，所述数据采集卡设置在所述以太网机箱上并与所述信号调理模块的输出端相连，所述数据采集卡分别采集经过信号调理的轨道振动数据；

所述上位机单元包括DAQ数据采集模块、DAQ数据处理模块以及DAQ数据记录/保存模块，所述DAQ数据采集模块与所述以太网机箱的网络接口相连接，用以采集所述数据采集卡上的轨道振动数据，所述DAQ数据处理模块与所述DAQ数据采集模块相连，用以对轨道振动数据进行分析处理，所述DAQ数据记录/保存模块与所述DAQ数据处理模块相连接，用以记录/保存轨道振动数据以及所述DAQ数据处理模块的处理结果。

作为一种实施方式，所述下位机单元还包括电源模块，所述电源模块与所述以太网机箱相连接。

作为一种实施方式，所述传感器为加速度传感器。

相较于现有技术，本发明的有益技术效果在于：

本发明提供的基于虚拟仪器的轨道振动状态测试系统利用下位机单元和上位机单元构建出一套体积小、可按需配置的轨道振动状态测试系统，该测试系统设备简单，体积小，携带方便，可以随时随地的在轨道旁监测采集信号。也可以在实验室里做一些简单的数据分析，在教学上可以演示给学生如何更好的理解轨道振动信号，具有很大的实用价值。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于虚拟仪器的轨道振动状态测试系统的结构示意图；

图中标号示意如下：1-下位机单元；101-传感器；102-信号调理模块；103-数据采集卡；104-以太网机箱；105-网络接口；106-电源模块；2-上位机单元；201-DAQ数据采集模块；202-DAQ数据处理模块；203-DAQ数据记录/保存模块；204-用户登入模块。

具体实施方式

以下结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1所示，本实施例提供的一种基于虚拟仪器的轨道振动状态测试系统包括下位机单元1以及上位机单元2两部分。

下位机单元1主要功能是现实高速度、高精度的数据采集，包括若干个传感器101、信号调理模块102、若干数据采集卡103以及以太网机箱104。传感器101采用单向量程为100g，灵敏度为50mV/g的加速度传感器，分别将传感器101粘贴在测试点上采集轨道振动数据。信号调理模块102的输入端分别连接每一传感器101，对接收到的轨道振动数据进行信号调理。以太网机箱10采用48槽NICompactDAQ——NIcDAQ-9188XT以太网机箱，专为应对极端环境下的分布式或远程测量；数据采集卡103采用NI9234，它作为4通道C系列动态信号采集模块，能针对配备NICompactDAQ或NICompactRIO系统集成电路压电式(IEPE)与非集成电路压电式(IEPE)传感器进行高精度音频测量。八个数据采集卡103设置在以太网机箱104上并与信号调理模块102的输出端相连，分别采集经过信号处理的轨道振动数据。为了保证下位机单元1时刻有效工作，下位机单元1还配备了电源模块106，为太网机箱相104供电。

上位机单元2用来提供友好的人机交互界面，实时显示所测的轨道振动数据，通过现有的分析手段对采集到的轨道振动数据进行分析，并保存采集到的轨道振动数据和分析结果。上位机单元2包括DAQ数据采集模块201、DAQ数据处理模块202、DAQ数据记录/保存模块203以及用户登入模块204。DAQ是DataAcquisition(数据采集)的缩写，是一套现有的一种数据采集、处理产品。DAQ数据采集模块201与以太网机箱104的网络接口105相连接，实现与下位机单元1之间的通信，并接收下位机单元1所采集到的轨道振动数据。DAQ数据处理模块202与DAQ数据采集模块201相连，通过现有的分析手段对轨道振动数据进行所需的分析处理。DAQ数据记录/保存模块203与DAQ数据处理模块202相连接，用以记录/保存轨道振动数据以及DAQ数据处理模块202的处理结果。用户登入模块204用来防止非法用户进入，以保护测试和其它一些操作，如查看数据等，进而提高测试系统的安全性。DAQ数据处理模块202对数据的分析包括目前常规的分析方法：时域分析、频域分析以及谐波失真测量，本发明对这些分析方法不做赘述。

采用DAQ数据记录/保存模块203可将数据记录/保存于txt文本、电子表格文件、TDMS等格式。它可以减少使用者花费在文件读写上的时间，提升存储数据的价值。TDMS有其专门的为存储数据而设计的数据模型、可用于读写数据的稳定的API(ApplicationProgramInterface，即应用程序界面)以及自配置数据管理工具，用于辅助访问数据。

最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于虚拟仪器的轨道振动状态测试系统，其特征在于：包括下位机单元以及上位机单元；

所述下位机单元包括若干传感器、信号调理模块、若干数据采集卡以及以太网机箱，所述信号调理模块的输入端与所述传感器连接，用以分别将每一所述传感器采集到的轨道振动数据进行信号调理，所述数据采集卡设置在所述以太网机箱上并与所述信号调理模块的输出端相连，所述数据采集卡分别采集经过信号调理的轨道振动数据；

所述上位机单元包括DAQ数据采集模块、DAQ数据处理模块以及DAQ数据记录/保存模块，所述DAQ数据采集模块与所述以太网机箱的网络接口相连接，用以采集所述数据采集卡上的轨道振动数据，所述DAQ数据处理模块与所述DAQ数据采集模块相连，用以对轨道振动数据进行分析处理，所述DAQ数据记录/保存模块与所述DAQ数据处理模块相连接，用以记录/保存轨道振动数据以及所述DAQ数据处理模块的处理结果。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器的轨道振动状态测试系统，其特征在于：所述下位机单元还包括电源模块，所述电源模块与所述以太网机箱相连接。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器的轨道振动状态测试系统，其特征在于：所述传感器为加速度传感器。