CN106585663A - 一种铁路货车轴温检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铁路货车轴温检测系统，包括机车显示终端和地面监控中心，其特征在于：在每个铁路货车车厢底部设有两个轴温检测装置和一个车厢轴温采集单元，所述两个轴温检测装置分别对应两个转向架上的轴温检测，所述各轴温检测装置结构为：包括分别用于测量安装在所对应转向架上四个车轴轴承温度的无线轴温传感器，所述四个无线轴温传感器与一个近距无线通讯单元无线连接；所述车厢轴温采集单元与该车厢底部的两个轴温检测装置中的近距无线通讯单元有线通讯连接；车厢轴温采集单元与机车显示终端和地面监控中心进行无线通讯连接。它具有安全可靠、便于检修等特点。

Description

一种铁路货车轴温检测系统
技术领域
本发明涉及一种铁路货车轴温检测系统。
背景技术
提高轴重，以增加载重是世界铁路货车发展的趋势。我国铁路货车近年来不断提高其运行速度，提高轴重，以提高运能满足国民经济快速发展运输要求。随着速度的提升及轴重的不断增加，对铁路货车运行的安全性能要求越来越高。
热轴和切轴故障一直是影响铁路货车安全运行的突出问题，而避免该问题出现的最有效方法是对轴承温度进行实时监控。在轴承异常时，摩擦力增大会使轴温急速升高。在获知轴温异常升高时，根据具体情况应实施前方站停车或紧急停车等紧急处理措施，以避免铁路货车出现热轴和切轴故障。目前运行的铁路货车车厢轴温，是依靠铁路上定位定点安装的THDS 红外线非接触式装置进行检测，该装置以30 公里的间隔设置在铁路线上，对车轴温度不能进行实时监测，其报警间隔大约为半个小时，若铁路货车运行至两监控点之间时，出现车轴温度异常升高情况，将不会被铁路货车驾驶员及铁路调度员及时发现，也就无法采取相应措施，存在切轴、脱轨等重大安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种铁路货车轴温检测系统，它具有安全可靠、便于检修等特点。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种铁路货车轴温检测系统，包括机车显示终端和地面监控中心，在每个铁路货车车厢底部设有两个轴温检测装置和一个车厢轴温采集单元，两个轴温检测装置分别对应两个转向架上的轴温检测，各轴温检测装置结构为：包括分别用于测量安装在所对应转向架上四个车轴轴承温度的无线轴温传感器，四个无线轴温传感器与一个近距无线通讯单元无线连接；车厢轴温采集单元与该车厢底部的两个轴温检测装置中的近距无线通讯单元有线通讯连接；
无线轴温传感器包括红外传感器、处理器CPU和无线通讯模块，红外传感器所输出的温度电信号经处理器CPU的I/O接口由处理器CPU读取，处理器CPU将读取的该温度电信号附加一个用于识别该无线轴温传感器的地址识别信息并进行协议转换，形成适配于无线通讯模块通讯协议的调制信号，该调制信号经处理器CPU的I/O接口输出至无线通讯模块信号输入端，无线通讯模块将接收的调制信号转换成无线通讯信号发送至近距无线通讯单元；
近距无线通讯单元包括无线通讯模块和处理器CPU，无线通讯模块将接收于无线轴温传感器的无线通讯信号输出至处理器CPU的I/O接口由处理器CPU读取，处理器CPU将无线通讯信号进行有线协议调制信号协议转换，形成适配于有线通讯模块通讯协议的总线信号，总线信号经处理器CPU的I/O接口传输至车厢轴温采集单元；
车厢轴温采集单元包括处理器CPU和远程无线通讯模块，处理器CPU分别设有接收近距无线通讯单元所输出的总线信号的I/O接口和与RFID读卡器连接的I/O接口，RFID读卡器用于读取所处车厢的ID信息，处理器CPU将总线信号附加RFID读卡器读取的车厢ID信息进行无线协议调制信号协议转换，形成适配于远程无线通讯模块通讯协议的调制信号，远程无线通讯模块将接收的调制信号转换成无线通讯信号发送至机车显示终端和地面监控中心。
本发明进一步改进在于：
无线轴温传感器测量车轴轴承温度的测量结构为：在轴承的轴箱设有贯穿轴箱且对准轴承圆周面的无线轴温传感器螺纹安装孔；无线轴温传感器安装于不锈钢柱形壳体内，在柱形壳体外表面设有螺纹，在柱形壳体一端设有透明材质，红外传感器的红外线接收部朝向透明材质并对准轴承，红外传感器的无线通讯模块位于柱形壳体另一端，柱形壳体旋接于无线轴温传感器螺纹安装孔内。
无线轴温传感器、近距无线通讯单元及车厢轴温采集单元均采用锂电池供电。
无线轴温传感器及近距无线通讯单元的无线通讯模块为EL1432D模块。
近距无线通讯单元与车厢轴温采集单元的有线通讯连接采用CAN 2.0A通讯协议。
车厢轴温采集单元与机车显示终端和地面监控中心之间采用MG301(ZIF)模块，通讯协议为 TCP/IP协议。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明通过对车轴轴承温度的实时监测，有效地解决了之前由铁路上定位定点安装的THDS 红外线非接触式装置进行轴温检测所存在的不能对轴温进行实时监测的问题，消除了轴温检测时间盲点，从而消除了在铁路货车运行至两监控点之间时，如果出现车轴温度异常升高情况，因不会被铁路货车驾驶员及铁路调度员及时发现而不能采取相应措施所存在切轴、脱轨等重大安全隐患；车厢轴温采集单元中处理器CPU设有与RFID读卡器连接的I/O接口，RFID读卡器用于读取所处车厢的ID信息，由于整列车车厢顺序不固定，途中某些车厢会被其它车厢所替换，替换的车厢依然能通过采集到的车厢的ID信息，判断所属列车车次，从而保证该列车所有车厢轴温不漏检，提高了轴温检测的便利性及可靠性；轴温检测装置中的四个无线轴温传感器与一个近距无线通讯单元无线连接；避免了红外传感器采用有线连接时，其转向架与车厢之间复杂的导线影响车辆维修的问题，避免了拆接导线的繁琐工作，以避免了由此可能出现的导线错接问题；无线轴温传感器、近距无线通讯单元及车厢轴温采集单元均采用锂电池供电，避免了当采用电源线供电时，车厢调配或检修时电源线的拆接所带来的不便；选择合适的锂电池，可连续对设备供电4年以上，保证一个维修周期不用充电。它具有安全可靠、便于检修等特点。
附图说明
图1是本发明的电路模块结构示意图；
图2是图1中轴温检测装置的结构示意图；
图3是图1中车厢轴温采集单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
由图1-3所示的实施例可知，本实施例包括机车显示终端和地面监控中心，在每个铁路货车车厢底部设有两个轴温检测装置和一个车厢轴温采集单元，两个轴温检测装置分别对应两个转向架上的轴温检测，各轴温检测装置结构为：包括分别用于测量安装在所对应转向架上四个车轴轴承温度的无线轴温传感器，四个无线轴温传感器与一个近距无线通讯单元无线连接；车厢轴温采集单元与该车厢底部的两个轴温检测装置中的近距无线通讯单元有线通讯连接；
无线轴温传感器包括红外传感器（型号：普恩科技 LHi 874）、处理器CPU（型号：ATMEL公司 Atmega16L）和无线通讯模块（型号：福州易联的EL1432D模块），红外传感器所输出的温度电信号（温度的检测范围在-55℃～ 125℃之间），经处理器CPU的I/O接口由处理器CPU读取，处理器CPU将读取的该温度电信号附加一个用于识别该无线轴温传感器的地址识别信息并进行协议转换，形成适配于无线通讯模块通讯协议的调制信号，该调制信号经处理器CPU的I/O接口输出至无线通讯模块信号输入端，无线通讯模块将接收的调制信号转换成无线通讯信号发送至近距无线通讯单元；
近距无线通讯单元包括无线通讯模块（型号：福州易联EL1432D模块）和处理器CPU（型号：ATMEL公司 Atmega16L），无线通讯模块将接收于无线轴温传感器的无线通讯信号输出至处理器CPU的I/O接口由处理器CPU读取，处理器CPU将无线通讯信号进行有线协议调制信号协议转换（转换为CAN 2.0A 协议），形成适配于有线通讯模块通讯协议的总线信号，总线信号经处理器CPU的I/O接口传输至车厢轴温采集单元；
车厢轴温采集单元包括处理器CPU（型号：ATMEL公司 AT91RM9200）和远程无线通讯模块（型号：华为公司 MG301(ZIF)），处理器CPU分别设有接收近距无线通讯单元所输出的总线信号的I/O接口和与RFID读卡器连接的I/O接口（RS232串口），RFID读卡器用于读取所处车厢的ID信息，在出厂之前一次性读取车厢ID信息并存储于内部非易失性存储器内。处理器CPU对接收到的温度数据进行判断处理，去除瞬态影响，判断轴温是否异常（当车轮轴的温度大于85℃，或车轮轴温度与环境温度相差35℃～ 40℃时，生成报警信息，处理器CPU将接收的总线信号（轴温信号）及运算生成的报警信息附加RFID读卡器读取的车厢ID信息进行无线协议调制信号协议转换（转换通讯协议为 TCP/IP协议），形成适配于远程无线通讯模块通讯协议的调制信号，远程无线通讯模块将接收的调制信号转换成无线通讯信号发送至机车显示终端和地面监控中心。
无线轴温传感器测量车轴轴承温度的测量结构为：在轴承的轴箱设有贯穿轴箱且对准轴承圆周面的无线轴温传感器螺纹安装孔；无线轴温传感器安装于不锈钢柱形壳体内，在柱形壳体外表面设有螺纹，在柱形壳体一端设有透明材质，红外传感器的红外线接收部朝向透明材质并对准轴承，红外传感器的无线通讯模块位于柱形壳体另一端，柱形壳体旋接于无线轴温传感器螺纹安装孔内。
无线轴温传感器、近距无线通讯单元及车厢轴温采集单元均采用锂电池供电。

Claims (6)

1.一种铁路货车轴温检测系统，包括机车显示终端和地面监控中心，其特征在于：在每个铁路货车车厢底部设有两个轴温检测装置和一个车厢轴温采集单元，所述两个轴温检测装置分别对应两个转向架上的轴温检测，所述各轴温检测装置结构为：包括分别用于测量安装在所对应转向架上四个车轴轴承温度的无线轴温传感器，所述四个无线轴温传感器与一个近距无线通讯单元无线连接；所述车厢轴温采集单元与该车厢底部的两个轴温检测装置中的近距无线通讯单元有线通讯连接；
所述无线轴温传感器包括红外传感器、处理器CPU和无线通讯模块，所述红外传感器所输出的温度电信号经处理器CPU的I/O接口由处理器CPU读取，所述处理器CPU将读取的该温度电信号附加一个用于识别该无线轴温传感器的地址识别信息并进行协议转换，形成适配于无线通讯模块通讯协议的调制信号，该调制信号经处理器CPU的I/O接口输出至无线通讯模块信号输入端，所述无线通讯模块将接收的所述调制信号转换成无线通讯信号发送至近距无线通讯单元；
所述近距无线通讯单元包括无线通讯模块和处理器CPU，所述无线通讯模块将接收于无线轴温传感器的无线通讯信号输出至处理器CPU的I/O接口由处理器CPU读取，所述处理器CPU将无线通讯信号进行有线协议调制信号协议转换，形成适配于有线通讯模块通讯协议的总线信号，所述总线信号经处理器CPU的I/O接口传输至车厢轴温采集单元；
所述车厢轴温采集单元包括处理器CPU和远程无线通讯模块，所述处理器CPU分别设有接收所述近距无线通讯单元所输出的总线信号的I/O接口和与RFID读卡器连接的I/O接口，所述RFID读卡器用于读取所处车厢的ID信息，所述处理器CPU将总线信号附加RFID读卡器读取的车厢ID信息进行无线协议调制信号协议转换，形成适配于远程无线通讯模块通讯协议的调制信号，所述远程无线通讯模块将接收的所述调制信号转换成无线通讯信号发送至机车显示终端和地面监控中心。
2.根据权利要求１所述的一种铁路货车轴温检测系统，其特征在于：所述无线轴温传感器测量车轴轴承温度的测量结构为：在所述轴承的轴箱设有贯穿轴箱且对准轴承圆周面的无线轴温传感器螺纹安装孔；所述无线轴温传感器安装于不锈钢柱形壳体内，在所述柱形壳体外表面设有螺纹，在所述柱形壳体一端设有透明材质，所述红外传感器的红外线接收部朝向透明材质并对准轴承，所述红外传感器的无线通讯模块位于柱形壳体另一端，所述柱形壳体旋接于无线轴温传感器螺纹安装孔内。
3.根据权利要求１所述的一种铁路货车轴温检测系统，其特征在于：所述无线轴温传感器、近距无线通讯单元及车厢轴温采集单元均采用锂电池供电。
4.根据权利要求１所述的一种铁路货车轴温检测系统，其特征在于：所述所述无线轴温传感器及近距无线通讯单元的无线通讯模块为EL1432D模块。
5.根据权利要求１所述的一种铁路货车轴温检测系统，其特征在于：所述近距无线通讯单元与所述车厢轴温采集单元的有线通讯连接采用CAN 2.0A通讯协议。
6.根据权利要求１所述的一种铁路货车轴温检测系统，其特征在于：所述车厢轴温采集单元与机车显示终端和地面监控中心之间采用MG301(ZIF)模块，通讯协议为 TCP/IP协议。
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