CN106353616A - 一种列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统。本发明所提供的列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统信号转换模块、与所述信号转换模块相连的信号处理模块、以及至少一个与所述信号转换模块相连的三轴磁场天线。本发明所提供的列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统，可实现对高频磁场及低频磁场的X、Y、Z三个方向的各个频点有效值的测量，满足各种标准要求及测量需要；还可以实现测量数据的全程记录，并实现对记录数据的离线分析，以解决测试现场不便进行数据分析的问题。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统。
背景技术
随着列车电气化的快速发展，城轨车辆的电磁环境日益复杂，不仅需要考虑车辆内部电气或电子设备的电磁兼容问题，还需要考虑其与轨旁设备(如，计轴器等)间的电磁兼容问题。轨道计轴器用以检测列车通过铁路上某一点(计轴点)的车轴数,以检查两个计轴点之间或轨道区段内的空间情况,或判定列车通过计轴点的时间，自动校正列车行驶里程等的设备，其在运行过程中的安全性非常重要。但是我国目前对于列车对轨旁设备的电磁干扰测定方法及相关系统，还处于一片空白的状态。因此，有必要提供一种列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统，包括：信号转换模块、与所述信号转换模块相连的信号处理模块、以及至少一个与所述信号转换模块相连的三轴磁场天线；
所述三轴磁场天线用于接收第一电磁辐射信号、第二电磁辐射信号、第三电磁辐射信号，并将接收到的所述第一电磁辐射信号、第二电磁辐射信号、第三电磁辐射信号转换为第一电压信号、第二电压信号、第三电压信号，并将所述第一电压信号、第二电压信号、第三电压信号发送至所述信号转换模块，其中，第一电磁辐射信号、第二电磁辐射信号及第三电磁辐射信号分别为磁场的X轴方向电磁辐射信号、Y轴方向电磁辐射信号及Z轴方向电磁辐射信号，所述X轴、Y轴及Z轴两两相互垂直；
所述信号转换模块用于将接收到的第一电压信号、第二电压信号及第三电压信号转换成第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号，并将所述第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号中的一种或多种发送到信号处理模块；
所述信号处理模块用于接收所述信号转换模块发送的第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号中的一种或多种，并按照预存的天线因子序列表对接收到的数字信号的电压值转换成磁场强度，并根据所得磁场强度对进行有效值积分，并显示所得有效值曲线。
在本发明一实施例中，所述三轴磁场天线包括三轴低频磁场天线和三轴高频磁场天线，其中，所述三轴低频磁场天线用于接收第一低频电磁辐射信号、第二低频电磁辐射信号、第三低频电磁辐射信号，并将接收到的所述第一低频电磁辐射信号、第二低频电磁辐射信号、第三低频电磁辐射信号转换为第一低频电压信号、第二低频电压信号、第三低频电压信号，并将所述第一低频电压信号、第二低频电压信号、第三低频电压信号发送至所述信号转换模块；
所述三轴高频磁场天线用于接收第一高频电磁辐射信号、第二高频电磁辐射信号、第三高频电磁辐射信号，并将接收到的所述第一高频电磁辐射信号、第二高频电磁辐射信号、第三高频电磁辐射信号转换为第一高频电压信号、第二高频电压信号、第三高频电压信号，并将所述第一高频电压信号、第二高频电压信号、第三高频电压信号发送至所述信号转换模块。
进一步地，所述三轴低频磁场天线包括三个输出端，所述三轴高频磁场天线包括三个输出端，所述信号转换模块包括输出端及六个输入端；
所述三轴低频磁场天线的三个输出端、所述三轴高频磁场天线的三个输出端与所述信号转换模块的六个输入端分别相连；所述信号转换模块的输出端与所述信号处理模块相连；
所述三轴低频磁场天线的三个输出端分别用于输出所述第一低频电压信号、第二低频电压信号及第三低频电压信号；
所述三轴高频磁场天线的三个输出端分别用于输出所述第一高频电压信号、第二高频电压信号及第三高频电压信号。
进一步地，所述三轴低频磁场天线的测量频率范围为10kHz-100kHz；所述三轴高频磁场天线的测量频率范围为100kHz-1.3MHz。
在本发明一实施例中，所述列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统还包括数据保存模块；所述数据保存模块的一端与所述信号转换模块相连，所述数据保存模块用于保存所述信号转换模块输出的数字信号。
在本发明一实施例中，所述信号转换模块还用于根据(用户)预设的通道参数将所述第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号中的一种或多种发送到信号处理模块。
在本发明一实施例中，所述信号处理模块包括信号分析模块、频域分析模块、显示模块，其中，
所述信号分析模块用于接收所述信号转换模块发送的第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号中的一种或多种，并根据预存的天线因子序列表将接收到的数字信号的电压值转换为磁场强度值，并根据(用户)预设的滤波参数对转换后的数字信号进行滤波处理，并将滤波处理后的数字信号发送至所述频域分析模块；
所述频域分析模块用于对接收到的滤波处理后的数字信号进行快速傅里叶变换，并根据所述预设的积分时间及采样率对所述变换后的数字信号进行有效值积分，并将所得有效值曲线发送至显示模块；
所述显示模块用于显示接收到的有效值曲线。
进一步地，在该实施例中，所述信号处理模块还包括堆叠处理模块，所述信号分析模块还用于将滤波处理后的数字信号发送至所述堆叠处理模块；
所述堆叠处理模块用于根据(用户)预设的采样率及积分时间计算窗长，并根据计算得到的窗长及(用户)预设堆叠率来计算取样间隔，并根据所述窗长及所述堆叠率对接收到的滤波处理后的数字信号进行堆叠处理，并将堆叠处理后的数字信号发送给所述频域分析模块；
所述频域分析模块还用于对接收到的堆叠处理后的数字信号进行快速傅里叶变换，并根据所述预设的积分时间及采样率对所述变换后的数字信号进行有效值积分，并将所得有效值曲线发送至显示模块。
进一步地，在该实施例中，所述信号分析模块还用于读取数据保存模块中存储的第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号中的一种或多种，并根据预存的天线因子序列表将读取到的数字信号的电压值转换为磁场强度值，并对转换后的数字信号进行滤波处理，并将滤波处理后的数字信号发送至所述堆叠处理模块；
所述堆叠处理模块用于根据(用户)预设的采样率及积分时间计算窗长，并根据计算得到的窗长及(用户)预设堆叠率来计算取样间隔，并根据所述窗长及所述堆叠率对接收到的滤波处理后的数字信号进行堆叠处理，并将堆叠处理后的数字信号发送给所述频域分析模块；
所述频域分析模块还用于对接收到的堆叠处理后的数字信号进行快速傅里叶变换，并根据所述预设的积分时间及采样率对所述变换后的数字信号进行有效值积分，并将所得有效值发送至显示模块。
具体地，在该实施例中，所述信号分析模块具体用于根据预设频率范围读取数据保存模块中存储的第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号中的一种或多种，并根据预存的天线因子序列表将读取到的数字信号的电压值转换为磁场强度值，采用二阶低频带通滤波器和/或二阶高频带通滤波器对转换后的数字信号进行滤波处理，并将滤波处理后的数字信号发送至堆叠处理模块，其中，所述预设频率范围为10kHz-100kHz和/或100kHz-1.3MHz；所述二阶低频带通滤波器的截止频率为3dB，解析度宽带为10kHz-100kHz；所述二阶高频带通滤波器的截止频率为3dB，解析度宽带为100kHz-1.3MHz。
所述堆叠处理模块用于根据(用户)预设的采样率及积分时间计算窗长，并根据计算得到的窗长及(用户)预设堆叠率来计算取样间隔，并根据所述窗长及所述堆叠率对接收到的滤波处理后的数字信号进行堆叠处理，并将堆叠处理后的数字信号发送给所述频域分析模块；
所述频域分析模块用于对接收到的堆叠处理后的数字信号进行快速傅里叶变换，并根据所述预设的积分时间及采样率对变换后的数字信号进行有效值积分，并将所得有效值曲线发送至显示模块；
所述显示模块用于显示接收到的有效值曲线。
具体地，所述信号处理模块还存储有至少一个型号计轴器的预设参数列表，所述参数列表中存储有计轴器型号及与所述计轴器型号相匹配的预设参数，其中，与所述计轴器型号相匹配的预设参数包括计轴器的工作频率、第一积分时间、第二积分时间，其中，所述第二积分时间为第一积分时间的0.25-0.5倍；
则所述信号分析模块具体用于按照(用户的)选择指令，读取某一型号计轴器的预设参数列表中第一积分时间和第二积分时间中的一种、计轴器的工作频率，并根据读取到的工作频率读取所述数据保存模块中存储的第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号中的一种或多种，并根据预存的天线因子序列表将读取到的数字信号的电压值转换为磁场强度值，采用预设阶数的butterworth型滤波器进行滤波处理，并将读取到的积分时间及滤波处理后的数字信号发送至堆叠处理模块，其中，所述预设阶数的butterworth型滤波器的截止频率为-3dB；
所述堆叠处理模块具体用于根据(用户)预设的采样率及接收到的积分时间计算窗长，并根据计算得到的窗长及(用户)预设堆叠率来计算取样间隔，并根据所述窗长及所述堆叠率对接收到的滤波处理后的数字信号进行堆叠处理，并将接收到的积分时间及堆叠处理后的数字信号发送给所述频域分析模块；
所述频域分析模块具体用于对接收到的堆叠处理后的数字信号进行快速傅里叶变换，所述频域分析模块还用于根据所述接收到的积分时间及所述预设采样率对所述变换后的数字信号进行有效值积分，并将所得有效值曲线发送至显示模块；
所述显示模块用于显示接收到的有效值曲线。
在本发明一实施例中，所述列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统还包括波形保存模块；所述波形保存模块与所述显示模块相连，所述波形保存模块用于保存所述显示模块显示的曲线。
在本发明一实施例中，所述频域分析模块还用于将所述有效值曲线中的最大幅值发送给所述显示模块；则所述显示模块还用于显示所述最大幅值。
在本发明一实施例中，所述显示模块还预存有限值曲线；所述显示模块还用于在显示所述有效值曲线时，同时显示所述限值曲线。
所述显示模块还用于显示所述有效值曲线的最大幅值。
在本发明一实施例中，所述显示模块还预存有限值曲线；所述显示模块还用于在显示所述有效值曲线时，同时显示所述限值曲线。
在本发明一实施例中，所述信号处理模块还包括波形保存模块；
其中，所述波形保存模块与所示显示模块相连；所述波形保存模块用于保存所述显示模块显示的曲线。
在本发明一实施例中，所述信号处理模块还包括信号预分析模块，所述信号预分析模块用于接收所述信号转换模块发送的数字信号，并据预存的天线因子序列表将接收到的数字信号的电压值转换为磁场强度，并将转换后的数字信号发送至频域分析模块；
所述频域分析模块还用于对接收到的转换后的数字信号进行快速傅里叶变换，并根据(用户)预设的积分时间及采样率对所述变换后的数字信号进行有效值积分，并将所得有效值曲线发送至所述显示模块。
在本发明一实施例中，所述列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统还包括历史数据分析模块，所述历史数据分析模块与所述数据保存模块相连；
所述历史数据分析模块包括数据获取模块，所述数据获取模块用于获取所述数据保存模块保存的N个历史测试周期的测试数据；
其中，所述测试数据为连续的信号数据，其横坐标为测试时间，纵坐标为信号幅值；第K个历史测试周期的测试数据记为第K测试数据，所述第K测试数据包括在第K个历史测试周期中测得的有效值曲线；其中，N为不小于1的自然数，K∈N。
进一步地，在该实施例中，所述历史数据分析模块还包括幅值比较模块、离散比较模块，所述数据获取模块还用于将第K测试数据分成QK个测试数据段；所述数据获取模块还用于将所述QK个测试数据段发送给所述幅值比较模块,其中，QK为不小于1的自然数；
所述幅值比较模块预设有标准限值，所述幅值比较模块用于获取QK个测试数据段中每个测试数据段的最大幅值，并将所述最大幅值分别与所述预设标准限值进行比较，并将所述最大幅值小于所述标准限值的所述测试数据段记为第TK数据段；所述幅值比较模块还用于将所述第TK数据段发送给所述离散比较模块，其中，所述x不大于QK。
更进一步地，在该实施例中，所述历史数据分析模块还包括同比模块；所述离散比较模块预设有离散率，所述离散比较模块用于分别计算第K历史周期的第TK数据段的信号幅值方差，并将所述幅值方差与所述离散率进行比较，并将所述幅值方差小于所述离散率的第TK数据段记为第RK数据段；所述离散比较模块还用于将第K历史周期的第RK数据段发送给所述同比模块。
更进一步地，在该实施例中，所述历史数据分析模块还包括测试控制模块；所述同比模块预设有预设误差，所述同比模块用于获取各历史周期中各RK数据段的横坐标区间；并分别计算各个所得横坐标区间中各相同横坐标的RK数据段的信号幅值方差，当将所得各方差均小于所述预设误差的横坐标区间发送给所述测试控制模块。
在本发明一实施例中，所述测试控制模块用于将所接收到的横坐标区间进行标记，并将所述标记的横坐标区间发送给所述信号分析模块和/或所述数据保存模块。
在本发明一实施例中，当进行新的测试时，所述信号分析模块还用于在标记的横坐标区间内切换当前工作状态。
在本发明一实施例中，当进行新的测试时，所述数据保存模块还用于在标记的横坐标区间内切换当前工作状态。
本发明的有益效果如下：
1)本发明所提供的列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统，可实现对低频磁场及高频磁场的X、Y、Z三个方向的各个频点有效值的测量，满足各种标准要求及测量需要；
2)可以实现测量数据的全程记录，并实现对记录数据的离线分析，以解决测试现场不便进行数据分析的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是本发明实施例所提供的列车对轨旁计轴器磁场干扰测量系统的结构示意图；
图2是本发明实施例所提供的信号处理模块300的结构示意图；
图3是本发明实施例所提供的历史数据分析模块500的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
图1是本发明实施例提供的列车对轨旁计轴器磁场干扰测量系统的示意图。
如图1所示，一种列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统，包括：三轴磁场天线100、信号转换模块200、信号处理模块300，其中，所述的三轴磁场天线100、所述信号转换模块200、信号处理模块300依次相连；
所述三轴磁场天线100用于接收第一电磁辐射信号、第二电磁辐射信号、第三电磁辐射信号，并将接收到的所述第一电磁辐射信号、第二电磁辐射信号、第三电磁辐射信号转换为第一电压信号、第二电压信号、第三电压信号，并将所述第一电压信号、第二电压信号、第三电压信号发送至所述信号转换模块，其中，第一电磁辐射信号、第二电磁辐射信号及第三电磁辐射信号分别为磁场的X轴方向电磁辐射信号、Y轴方向电磁辐射信号及Z轴方向电磁辐射信号，所述X轴、Y轴及Z轴两两相互垂直；
所述信号转换模块200用于将接收到的第一电压信号、第二电压信号及第三电压信号转换成第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号，并根据(用户)预设的通道参数选择将所述第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号中的一种或多种发送到信号处理模块300及数据保存模块400；
所述信号处理模块300用于接收所述信号转换模块200发送的第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号中的一种或多种，并按照预存的天线因子序列表对接收到的数字信号的电压值转换成磁场强度，并对转换后的数字信号的磁场强度进行有效值积分，并显示所得有效值曲线。
在本发明一实施例中，所述三轴磁场天线100包括三轴低频磁场天线110和三轴高频磁场天线120；其中，所述三轴低频磁场天线110用于第一低频电磁辐射信号、第二低频电磁辐射信号、第三低频电磁辐射信号，并将接收到的所述第一低频电磁辐射信号、第二低频电磁辐射信号、第三低频电磁辐射信号转换为第一低频电压信号、第二低频电压信号、第三低频电压信号，并将所述第一低频电压信号、第二低频电压信号、第三低频电压信号发送至所述信号转换模块200；
所述三轴高频磁场天线120用于第一高频电磁辐射信号、第二高频电磁辐射信号、第三高频电磁辐射信号，并将接收到的所述第一高频电磁辐射信号、第二高频电磁辐射信号、第三高频电磁辐射信号转换为第一高频电压信号、第二高频电压信号、第三高频电压信号，并将所述第一高频电压信号、第二高频电压信号、第三高频电压信号发送至所述信号转换模块200。
进一步地，在该实施例中，所述三轴低频磁场天线110包括三个输出端，所述三轴高频磁场天线120包括三个输出端，所述信号转换模块200包括输出端及六个输入端；
所述三轴低频磁场天线110的三个输出端、所述三轴高频磁场天线120的三个输出端与所述信号转换模块200的六个输入端分别相连；所述信号转换模块200的输出端与所述信号处理模块300相连；
所述三轴低频磁场天线110的三个输出端分别用于输出所述第一低频电压信号、第二低频电压信号及第三低频电压信号；
所述三轴高频磁场天线120的三个输出端分别用于输出所述第一高频电压信号、第二高频电压信号及第三高频电压信号。
进一步地，在该实施例中，所述三轴低频磁场天线110的测量频率范围为10kHz-100kHz；所述三轴高频磁场天线120的测量频率范围为100kHz-1.3MHz。
在本发明一实施例中，所述列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统还包括数据保存模块400；所述数据保存模块400的一端与所述信号转换模块200相连，所述数据保存模400用于保存所述信号转换模块200输出的数字信号。
进一步地，所述数据保存模块400还用于在用户激活时，将接收到的数字信号保存到本体存储设备中。
在本发明一实施例中，如图2所示，所述信号处理模块300包括信号分析模块310、堆叠处理模块320、频域分析模块330、显示模块340，其中，
所述信号分析模块310用于接收所述信号转换模块200发送的第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号中的一种或多种，并根据预存的天线因子序列表将接收到的数字信号的电压值转换为磁场强度，并根据(用户)预设的滤波参数对转换后的数字信号进行滤波处理，并将滤波处理后的数字信号发送至所述堆叠处理模块320；
所述堆叠处理模块320用于根据(用户)预设的采样率及积分时间计算窗长，并根据计算得到的窗长及(用户)预设堆叠率来计算取样间隔，并根据所述窗长及所述堆叠率对接收到的滤波处理后的数字信号进行堆叠处理，并将堆叠处理后的数字信号发送给所述频域分析模块330；
所述频域分析模块330用于对接收到的堆叠处理后的数字信号进行快速傅里叶变换，并根据所述预设的积分时间及采样率对所述变换后的数字信号进行有效值积分，并将所得有效值曲线发送至显示模块340；
所述显示模块340用于显示接收到的有效值曲线。
进一步地，在该实施例中，所述信号分析模块310还用于读取数据保存模块400中存储的数字信号，并根据预存的天线因子序列表将读取到的数字信号的电压值转换为磁场强度，并根据(用户)预设的滤波参数对转换后的数字信号进行滤波处理，并将滤波处理后的数字信号发送至所述堆叠处理模块320；
所述堆叠处理模块320用于根据(用户)预设的采样率及积分时间计算窗长，并根据计算得到的窗长及(用户)预设堆叠率来计算取样间隔，并根据所述窗长及所述堆叠率对接收到的滤波处理后的数字信号进行堆叠处理，并将堆叠处理后的数字信号发送给所述频域分析模块330；
所述频域分析模块330用于对接收到的堆叠处理后的数字信号进行快速傅里叶变换，并根据所述预设的积分时间及采样率对所述变换后的数字信号进行有效值积分，并将所得有效值曲线发送至显示模块340；
所述显示模块340用于显示接收到的有效值曲线。
具体地，在该实施例中，所述信号分析模块310具体用于根据预设频率范围读取数据保存模块中存储的数字信号，并根据预存的天线因子序列表将读取到的数字信号的电压值转换为磁场强度值，采用二阶低频带通滤波器和/或二阶高频带通滤波器对转换后的数字信号进行滤波处理，并将滤波处理后的数字信号发送至堆叠处理模块320，其中，所述预设频率范围为10kHz-100kHz和/或100kHz-1.3MHz；所述二阶低频带通滤波器的截止频率为3dB，解析度宽带为10kHz-100kHz；所述二阶高频带通滤波器的截止频率为3dB，解析度宽带为100kHz-1.3MHz；
所述堆叠处理模块320用于根据(用户)预设的采样率及积分时间计算窗长，并根据计算得到的窗长及(用户)预设堆叠率来计算取样间隔，并根据所述窗长及所述堆叠率对接收到的滤波处理后的数字信号进行堆叠处理，并将堆叠处理后的数字信号发送给所述频域分析模块330；
所述频域分析模块330用于对接收到的堆叠处理后的数字信号进行快速傅里叶变换，并根据所述预设的积分时间及采样率对所述变换后的数字信号进行有效值积分，并将所得有效值曲线发送至显示模块340；
所述显示模块340用于显示接收到有效值曲线。
具体地，所述信号处理模块300还存储有至少一个型号计轴器的预设参数列表，所述参数列表中存储有计轴器型号及与所述计轴器型号相匹配的预设参数，所述预设参数包括计轴器的工作频率、第一积分时间、第二积分时间，其中，所述第二积分时间为第一积分时间的0.25-0.5倍；
则所述信号分析模块310具体用于按照(用户的)选择指令，读取某一型号计轴器的预设参数列表中第一积分时间和第二积分时间中的一种、计轴器的工作频率，并根据读取到的工作频率读取所述数据保存模块400中存储的数字信号，并根据预存的天线因子序列表将读取到的数字信号的电压值转换为磁场强度值，采用预设阶数的butterworth型滤波器进行滤波处理，并将读取到的积分时间及滤波处理后的数字信号发送至堆叠处理模块320，其中，所述预设阶数的butterworth型滤波器的截止频率为-3dB；
所述堆叠处理模块320具体用于根据(用户)预设的采样率及接收到的积分时间计算窗长，并根据计算得到的窗长及(用户)预设堆叠率来计算取样间隔，并根据所述窗长及所述堆叠率对接收到的滤波处理后的数字信号进行堆叠处理，并将接收到的积分时间及堆叠处理后的数字信号发送给所述频域分析模块330
所述频域分析模块330具体用于对接收到的堆叠处理后的数字信号进行快速傅里叶变换，所述频域分析模块330还用于根据接收到的积分时间及所述预设的采样率对所述变换后的数字信号进行有效值积分，并将所得有效值曲线发送至显示模块340；
所述显示模块340用于显示接收到有效值曲线。
进一步地，在该实施例中，所述信号处理模块300还包括波形保存模块350；所述波形保存模块350与所述显示模块340相连，所述波形保存模块350用于保存所述显示模块340显示的波形。
进一步地，在该实施例中，所述显示模块340还用于读取并显示所述有效值中的最大幅值。
进一步地，在该实施例中，频域分析模块310还用于将所述有效值曲线的最大幅值发送给显示模块340；则所述显示模块340还用于在对应频域波形中显示并标注出所述最大幅值。
进一步地，在该实施例中，所述信号处理模块300还包括信号预分析模块360，所述信号预分析模块360用于接收所述信号转换模块200发送的数字信号，并据预存的天线因子序列表将接收到的数字信号转换为磁场强度值，并将转换后的数字信号发送至所述频域分析模块330；
所述频域分析模块330还用于对接收到的转换后的数字信号进行快速傅里叶变换，并根据积分时间计算所述变换后的数字信号的有效值，并将所得有效值发送至所述显示模块340。
在本发明一具体应用场景中，在使用本发明所提供的列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统进行测试时，所述信号处理模块300及数据保存模块400集成在用户的上位机中；在进行测试时，测试人员可以按照CLC/TS EN 50238-3等标准要求在上位机中设置预设参数(如，积分时间、采样率、堆叠率)，并将信号处理模块400设置为离线分析模式；
在测试时，信号转换模块200将接收到的X轴方向、Y轴方向及Z轴方向的电压信号，以数字信号的形式发送给信号处理模块300，信号处理模块300对接收到的信号只进行时域显示，不进行频域分析；数据保存模块400为激活状态，数据保存模块400号将接收到的所述信号转换模块200发送的X轴方向、Y轴方向及Z轴方向的电压信号均保存到上位机的存储设备中；
在测试结束后，信号处理模块300读取数据保存模块400中存储数据，并将存储数据的电压值转换为磁场强度，对转换后的数据进行滤波处理、快速傅里叶变换及有效值积分，其中，按照CLC/TS EN 50238-3等标准要求，所述有效值的计算公式如下：
其中，u为磁场强度；Integration_Time为积分时间；Sampling_frequency为采样率。
在本发明一实施例中，如图1和3所示，本发明实施例所提供的列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统还包括历史数据分析模块500，所述历史数据分析模块500与所述信号处理模块300和数据保存模块400相连；
所述历史数据分析模块500用于获取同一测试对象的N个历史测试周期的测试包数据，并根据预设参数对所述N个历史测试周期的测试数据进行分析，并根据分析结果生成测试控制周期，并将所述测试控制周期发送给所述信号处理模块300和数据保存模块400；
所述信号处理模块300和数据保存模块400用于在所述测试控制周期内改变自身的工作状态；
其中，所述测试数据为连续的信号数据，其横坐标为测试时间，纵坐标为信号幅值；第K个历史测试周期的测试数据记为第K测试数据，所述第K测试数据包括在第K个历史测试周期中测得的有效值曲线；其中，N、Q均为不小于1的自然数，K∈N。
具体地，在该实施例中，如图3所示，所述历史数据分析模块500包括数据获取模块510、幅值比较模块520、离散比较模块530、同比模块540及测试控制模块550；
其中，所述数据获取模块510用于获取同一测试对象的N个历史测试周期的测试数据，所述数据获取模块510还用于将第K测试数据分成Qx个测试数据段，并将每个所述历史测试周期的Qx个测试数据段发送给幅值比较模块520，其中，QK为不小于1的自然数；
所述幅值比较模块520中预设有标准限值，分别计算每个所述历史周期的QK个测试数据段中每个测试数据段的最大幅值，并将所述最大幅值分别与所述标准限值进行比较，并将所述最大幅值小于所述标准限值的所述测试数据段记为第TX数据段；所述幅值比较模块520还用于将所述第TX数据段发送给所述离散比较模块530，其中，所述x不大于QK；
所述离散比较模块530中预设有离散率，所述离散比较模块530用于分别计算第K历史周期的第TX数据段的幅值方差，并将所述幅值方差与所述离散率进行比较，并将所述幅值方差小于所述离散率的第TX数据段记为第RX数据段；所述离散比较模块530还用于将第K历史周期的第RX数据段发送给所述同比模块540；
所述同比模块540中预设有预设误差，所述同比模块540用于获取所述各历史周期的各RX数据段的横坐标，并分别计算各个所得横坐标区间中各相同横坐标的RX数据段的信号幅值方差，并将所得各方差均小于所述预设误差的横坐标区间发送给所述测试控制模块550；
所述测试控制模块550用于将接收到的横坐标区间标记为切换时间，并将所述切换时间发送给所述信号处理模块300和/或数据保存模块400。
在本发明一实施例中，所述信号处理模块300在所述测试控制周期时，对接收到的数字信号不进行分析；所述数据保存模块400在所述测试控制周期时，对接收到的所述数字信号不进行保存。
进一步地，在该实施例中，在所述测试控制周期时，信号处理模块300计算接收到的数字信号的磁场强度有效值，并将所述有效值与所述标准限值进行比对，当所述有效值大于所述标准限值时，所述信号处理模块生成数据保存指令，所述数据保存模块在接收到所述数据保存指令后，对接收到的数字信号进行保存。
在本发明一具体应用场景中，对同一计轴器进行周期性测试，每次测试时间为12min，在进行第四次周期测试时，测试人员向历史数据分析模块500输入前3个历史测试周期的测试数据，并设置分段参数为1min；
所述数据获取模块510将每个历史测试周期的测试数据分成12个测试数据段，并发送给幅值比较模块520；
所述幅值比较模块520计算这36个测试数据段的最大幅值，并与预设参数中的标准限值进行比较；其中，第一历史测试周期的第1、3、5、6、12测试数据段的最大幅值小于所述标准限值，第二历史测试周期的第3、5、12测试数据段的最大幅值小于所述标准限值，第三历史测试周期的第1、4、5、6、11测试数据段的最大幅值小于所述标准限值，幅值比较模块520将上述测试数据段发送给离散比较模块530；
所述离散比较模块530计算上述各个数据段的方差，并与预设参数中的离散率进行比较；其中，第一历史测试周期的第1、3、5、12测试数据段、第二历史测试周期的第3、5、12测试数据段、第三历史测试周期的第1、4、5、6、11测试数据段的方差小于所述离散率，离散比较模块530将上述数据段发送到同比模块540中；
所述同比模块540获取上述测试数据段中横坐标相同的数据段，即第一历史测试、第二历史测试周期及第三历史测试周期的第5测试数据段；同比模块540对逐一对比上述三个历史测试周期的第5测试数据段中同一横坐标的数据的幅值；当所有数据的幅值对比均不超过预设误差时，同比模块540获取第5测试段的起始横坐标及结束横坐标，并发送给测试控制模块550；
所述测试控制模块550根据接收到的起始横坐标及结束横坐标生成测试控制周期，即测试时间为12min，并将所述测试控制周期发送到信号处理模块300及数据保存模块400中；
当进行测试时，信号处理模块300及数据保存模块400对之后2min中内获得的测试数据不予分析及保存；
由此，减少本发明对信号处理模块300的的运算能力及数据保存模块400的存储空间要求。
显然，上述实施例仅仅是为了更清楚的表达本发明技术方案所作的举例，而非对本发明实施方式的限定。对于本领域技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，在不脱离本发明构思的前提下，这些都属于本发明的保护范围。因此本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统，其特征在于，包括：信号转换模块、与所述信号转换模块相连的信号处理模块、以及至少一个与所述信号转换模块相连的三轴磁场天线；
所述三轴磁场天线用于接收第一电磁辐射信号、第二电磁辐射信号、第三电磁辐射信号，并将接收到的所述第一电磁辐射信号、第二电磁辐射信号、第三电磁辐射信号转换为第一电压信号、第二电压信号、第三电压信号，并将所述第一电压信号、第二电压信号、第三电压信号发送至所述信号转换模块，其中，第一电磁辐射信号、第二电磁辐射信号及第三电磁辐射信号分别为磁场的X轴方向电磁辐射信号、Y轴方向电磁辐射信号及Z轴方向电磁辐射信号，所述X轴、Y轴及Z轴两两相互垂直；
所述信号转换模块用于将接收到的第一电压信号、第二电压信号及第三电压信号转换成第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号，并将所述第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号中的一种或多种发送到信号处理模块；
所述信号处理模块用于接收所述信号转换模块发送的第一数字信号、第二数字信号及第三数字信号中的一种或多种，并按照预存的天线因子序列表对接收到的数字信号的电压值转换成磁场强度，并根据所得磁场强度进行有效值积分，并显示所得有效值曲线。
2.如权利要求1所述的列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统，其特征在于，所述三轴磁场天线包括三轴低频磁场天线和三轴高频磁场天线；其中，所述三轴低频磁场天线用于接收第一低频电磁辐射信号、第二低频电磁辐射信号、第三低频电磁辐射信号，并将接收到的所述第一低频电磁辐射信号、第二低频电磁辐射信号、第三低频电磁辐射信号转换为第一低频电压信号、第二低频电压信号、第三低频电压信号，并将所述第一低频电压信号、第二低频电压信号、第三低频电压信号发送至所述信号转换模块；
所述三轴高频磁场天线用于接收第一高频电磁辐射信号、第二高频电磁辐射信号、第三高频电磁辐射信号，并将接收到的所述第一高频电磁辐射信号、第二高频电磁辐射信号、第三高频电磁辐射信号转换为第一高频电压信号、第二高频电压信号、第三高频电压信号，并将所述第一高频电压信号、第二高频电压信号、第三高频电压信号发送至所述信号转换模块。
3.如权利要求2所述的列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统，其特征在于，所述三轴低频磁场天线包括三个输出端，所述三轴高频磁场天线包括三个输出端，所述信号转换模块包括输出端及六个输入端；
所述三轴低频磁场天线的三个输出端、所述三轴高频磁场天线的三个输出端与所述信号转换模块的六个输入端分别相连；所述信号转换模块的输出端与所述信号处理模块相连；
所述三轴低频磁场天线的三个输出端分别用于输出所述第一低频电压信号、第二低频电压信号及第三低频电压信号；
所述三轴高频磁场天线的三个输出端分别用于输出所述第一高频电压信号、第二高频电压信号及第三高频电压信号。
4.如权利要求1所述的列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统，其特征在于，所述信号处理模块包括信号分析模块、频域分析模块、显示模块，其中，
所述信号分析模块用于接收所述信号转换模块发送的数字信号，并根据预存的天线因子序列表将接收到的数字信号的电压值转换为磁场强度值，并根据预设的滤波参数对转换后的数字信号进行滤波处理，并将滤波处理后的数字信号发送至所述频域分析模块；
所述频域分析模块用于对接收到的滤波处理后的数字信号进行快速傅里叶变换，并根据所述预设的积分时间及采样率对所述变换后的数字信号进行有效值积分，并将所得有效值曲线发送至显示模块；
所述显示模块用于显示接收到的有效值曲线。
5.如权利要求4所述的列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统，其特征在于，所述信号处理模块还包括堆叠处理模块，
所述信号分析模块还用于将滤波处理后的数字信号发送至所述堆叠处理模块；
则所述堆叠处理模块用于根据预设的采样率及积分时间计算窗长，并根据计算得到的窗长及预设堆叠率来计算取样间隔，并根据所述窗长及所述堆叠率对接收到的滤波处理后的数字信号进行堆叠处理，并将堆叠处理后的数字信号发送给所述频域分析模块；
所述频域分析模块还用于对接收到的堆叠处理后的数字信号进行快速傅里叶变换，并根据所述预设的积分时间及采样率对所述变换后的数字信号进行有效值积分，并将所得有效值曲线发送至显示模块。
6.如权利要求4所述的列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统，其特征在于，所述列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统还包括波形保存模块；所述波形保存模块与所述显示模块相连，所述波形保存模块用于保存所述显示模块显示的波形。
7.如权利要求4所述的列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统，其特征在于，所述频域分析模块还用于将所述有效值曲线中的最大幅值发送给所述显示模块；则所述显示模块还用于显示所述最大幅值。
8.如权利要求4所述的列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统，其特征在于，所述信号处理模块还包括信号预分析模块，所述信号预分析模块用于接收所述信号转换模块发送的数字信号，并据预存的天线因子序列表将接收到的数字信号的电压值转换为磁场强度，并将转换后的数字信号发送至频域分析模块；
所述频域分析模块还用于对接收到的转换后的数字信号进行快速傅里叶变换，并根据积分时间及采样率对所述变换后的数字信号进行有效值积分，并将所得有效值曲线发送至所述显示模块。
9.如权利要求1所述的列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统，其特征在于，所述列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统还包括数据保存模块；所述数据保存模块的一端与所述信号转换模块相连所述数据保存模块用于保存所述信号转换模块输出的数字信号。
10.如权利要求9所述的列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统，其特征在于，所述列车对轨旁计轴器的磁场干扰测量系统还包括历史数据分析模块，所述历史数据分析模块与所述数据保存模块相连；
所述历史数据分析模块包括数据获取模块，所述数据获取模块用于获取所述数据保存模块保存的N个历史测试周期的测试数据；
其中，所述测试数据为连续的信号数据，其横坐标为测试时间，纵坐标为信号幅值；第K个历史测试周期的测试数据记为第K测试数据，所述第K测试数据包括在第K个历史测试周期中测得的有效值；其中，N为不小于1的自然数，K∈N。
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