CN108645534B - 基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明的一种基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统涉及一种温度测量装置，具体涉及用于列车车轮和车轴的温度监测系统。目的是为了克服传统的列车轮温轴温监测系统结构复杂、易受到电磁辐射和干扰，非接触式的红外测温方式容易受到干扰以及电子式轴温传感器测温范围有限的问题，包括光纤光栅轮温传感器，光纤光栅轴温传感器，光纤光栅外部环境温度传感器和光纤光栅轮温轴温数据采集模块，本发明测温范围宽，抗干扰，精度高，防风、防水能力强，长期使用稳定性好；传感器结构简单，令列车轮温轴温监测系统的结构精简、便于安装；可以对车轮和车轴的温度状态实时监测，提前对故障分析预判，提高列车运行的安全性。

Description

基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统

技术领域

本发明涉及一种温度测量装置，具体涉及用于列车车轮和车轴的温度监测系统。

背景技术

近年来，随着科技的进步，铁路列车的速度越来越快，载重越来越重，用以满足国民经济的快速发展的需要，随着速度的提升和载重的增加，列车的安全性能要求也越来越高。

车轴和车轮是保证车辆运行的重要部件，当列车正常行驶时，刹车片和车轮处于打开状态，如果刹车片和车轮处于闭合状态就会引起相互摩擦，会导致车轮的严重磨损，引起摩擦生热，当磨损严重时，会产生大量非正常发热，轻则导致车轮变形，重则造成列车出轨现象；当车轴与轴承之间相互摩擦增加，会导致车轴和轴承的严重磨损，同时会导致摩擦生热。当磨损严重时，会产生大量非正常发热，轻则导致车体变形，重则造成切轴、燃轴，导致列车出轨现象。因此如果不能及时对故障发出警告及检修，甚至会导致列车脱轨等重大事故，危及旅客的生命和财产安全。

目前传统的接触式电子测温传感器，在测量轮温时无法安装在高速旋转的车轮上，而采用非接触式的红外测温方式又容易受到灰尘风沙等因素的干扰，影响测温效果，甚至不能正常工作；同时，电子式轴温传感器测温范围有限。

并且传统的列车轮温轴温监测系统结构复杂，电子式传感器容易受到外界环境因素的影响，导致测温不准确，引起误报，如列车快速运行时产生的电磁辐射和干扰，高速气流吹在传感器表面使测得温度低于实际温度等，同时高低温交替变化、防水和抗震等导致传感器使用寿命短。

发明内容

本发明的目的是为了克服传统的列车轮温轴温监测系统易受到电磁辐射和干扰的问题，提供了一种基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统。

本发明的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统，包括

正整数个光纤光栅轮温传感器安装在车轴处，用于实时采集车轴的温度；

正整数个光纤光栅轴温传感器安装在车厢上且朝向车轮，用于实时采集车轮的温度；

光纤光栅外部环境温度传感器安装在车厢的外部，用于实时采集外部环境温度；

和光纤光栅轮温轴温数据采集模块，用于提供光纤光栅轮温传感器、光纤光栅轴温传感器和光纤光栅外部环境温度传感器的工作光源；接收光纤光栅轮温传感器、光纤光栅轴温传感器和光纤光栅外部环境温度传感器反射的车轮温度光信号、车轴温度光信号和外部环境温度光信号；并处理和解调车轮温度光信号、车轴温度光信号和外部环境温度光信号得到光纤光栅轮温传感器、光纤光栅轴温传感器和光纤光栅外部环境温度传感器当前对应的中心波长。

本发明的有益效果是：

1)光纤光栅轮温传感器、光纤光栅轴温传感器和光纤光栅外部环境温度传感器均采用光纤光栅作为测温元件，测温范围宽，抗干扰，精度高，防风、防水能力强，长期使用稳定性好；

2)传感器结构简单，令列车轮温轴温监测系统的结构精简、便于安装；

3)光纤光栅温度传感器安装列车车厢外，用于测量环境温度，对轮温传感器和轴温传感器进行实时温度补偿，增加整个系统的测量精度，并且可以对车轮和车轴的温度状态实时监测，提前对车轮和车轴发热类故障分析预判准确率达到近100％，提高列车运行的安全性。

附图说明

图1为本发明的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统模块结构示意图；

图2为本发明的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统的光纤光栅轮温传感器的结构示意图；

图3为本发明的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统的光纤光栅轮温传感器的侧视剖视结构示意图；

图4为本发明的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统的光纤光栅轴温传感器的结构示意图；

图5为本发明的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统的光纤光栅轴温传感器的侧视剖视结构示意图；

图6为本发明的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统的位于单个车厢上的整体布局示意图；

图7为本发明的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统的在各个转向架上的布局示意图；

图8为本发明的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统的温度控制电路的电路图；

图9为本发明的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统的恒流驱动电路的电路图；

图10为本发明的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统的光电转换电路的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一

如图1所示，本发明的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统，包括

正整数个光纤光栅轮温传感器1安装在车轴处，用于实时采集车轴的温度；

正整数个光纤光栅轴温传感器2安装在车厢上且朝向车轮，用于实时采集车轮的温度；

光纤光栅外部环境温度传感器3安装在车厢的外部，用于实时采集外部环境温度；

和光纤光栅轮温轴温数据采集模块4，用于提供光纤光栅轮温传感器1、光纤光栅轴温传感器2和光纤光栅外部环境温度传感器3的工作光源；接收光纤光栅轮温传感器1、光纤光栅轴温传感器2和光纤光栅外部环境温度传感器3反射的车轮温度光信号、车轴温度光信号和外部环境温度光信号；并处理和解调车轮温度光信号、车轴温度光信号和外部环境温度光信号得到光纤光栅轮温传感器1、光纤光栅轴温传感器2和光纤光栅外部环境温度传感器3当前对应的中心波长。

光纤传感技术自70年代问世起，受到业界的广泛关注，光纤光栅传感器具有体积小，精度高，抗腐蚀，灵敏度高，使用寿命长，抗电磁干扰，不需供电等优点，广泛用于石油化工、隧道火灾、桥梁结构、铁路安全监测等领域。光纤光栅传感器的解调原理是光纤光栅的中心波长受外界因素的影响发生变化，只需知道光纤光栅的中心波长的变化量即可知道外界因素的变化，因此光纤光栅解调系统是光纤光栅传感技术的关键。

光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜。当一束宽光谱光经过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条件的波长将产生反射，其余的波长透过光纤光栅继续传输。

光纤光栅轮温传感器1、光纤光栅轴温传感器2和光纤光栅外部环境温度传感器3中均采用光纤光栅结构，反射的中心波长能够根据外界的温度灵敏变化，最终通过光纤光栅轮温轴温数据采集模块4解调得到各个光信号的中心波长，从而得出所测得的温度。

具体实施方式二

本具体实施方式二与具体实施方式一的区别在于，光纤光栅轮温传感器1包括轮温传感器壳体5、玻璃窗体6、车轮测温光纤光栅7和黑体结构8；

轮温传感器壳体5的一个侧壁密封设有玻璃窗体6；轮温传感器壳体5内横向设有片状的金属基体9，该金属基体9的其中一面朝向玻璃窗体6、且与玻璃窗体6之间填充有黑体结构8；金属基体9的另一面固定有车轮测温光纤光栅7，该车轮测温光纤光栅7位于轮温传感器壳体5内、且车轮测温光纤光栅7的车轮温度光信号输出端通过光缆与光纤光栅轮温轴温数据采集模块4的光信号输入输出端连接。

其中，如图2和图3所示，车轮测温光纤光栅7封装在金属基体9上并通过光缆引出，铠装光缆前端安装密封胶塞，金属基体9上表面紧紧贴在黑体结构8上，并在两者接触面涂抹导热硅脂，轮温传感器壳体5的表面开一个窗口，并将玻璃窗体6安装在窗口上。轮温传感器壳体5还设有一个盖板26用于遮盖，可以先将固定好的车轮测温光纤光栅7，黑体结构8和金属基体9安装在车轮测温光纤光栅7内，然后再将盖板26通过紧固螺丝固定安装在轮温传感器壳体5上。

车轮测温光纤光栅7封装在金属基体9上，金属基体9对光纤光栅不仅起到保护作用，而且对光纤光栅轮温传感器1起到增敏作用，提高测量精度。金属基体9可以使用薄铜板制成，不仅可以车轮测温光纤光栅7不会轻易弯折和震动，同时比热容小，温度平衡快。

玻璃窗体6使用高红外透射晶体制成，安装在轮温传感器壳体5上时可以使用密封胶密封，不仅可以保护内部结构，防风防水防尘，还可以高效透射红外辐射，不影响热量的传输。

黑体结构8基于光热转换薄膜，是一种可将外部辐射近乎全部吸收的接近理想结构，可以看做没有辐射的透射和反射现象发生，能够将玻璃窗体6透射的红外辐射全部转换成热量，增加测温精度。

光缆可以采用铠装光缆，铠装光缆通过固定件安装在轮温传感器壳体5侧方，且铠装光缆的前端即位于轮温传感器壳体5的出线口处安装密封胶塞并通过密封胶密封，保证传感器密封防水。铠装光缆具体采用螺旋钢带铠装、芳纶纤维和金属编制网，抗拉、抗拉、防碾压和鼠咬，保证安装使用时不会发生断裂、弯折现象。

具体实施方式三

本具体实施方式三与具体实施方式二的区别在于，金属基体9的另一面与轮温传感器壳体5内壁之间填充有保温结构10。

如图3所示，金属基体9的下表面被保温结构10包围，保温结构10采用厚度为10mm～12mm的耐高温硅酸铝陶瓷纤维棉将车轮测温光纤光栅7和金属基体9包围上，可以避免热量的流失，将黑体结构8转换的热量全部作用在光纤光栅上，保证测量精度。

具体实施方式四

本具体实施方式四与具体实施方式二或三的区别在于，如图6和图7所示，光纤光栅轮温传感器1固定在车厢的转向架上、且光纤光栅轮温传感器1的玻璃窗体6正对车轮，可以设置在正对车轮与刹车片接触的位置；光纤光栅轮温传感器1与车轮一一对应。一般每个车厢下方设有两个转向架，每个转向架上设有四个车轮，所以光纤光栅轮温传感器1的数量为8个。所有光纤光栅轮温传感器1的车轮温度光信号输出端均汇集在附近的光纤接线盒28，再由多芯的铠装光缆传输到光纤光栅轮温轴温数据采集模块4。

如图2所示，盖板26上设有安装孔，用于传感器的安装固定，光纤光栅轮温传感器1采用非接触式测温方式，通过盖板26的安装孔安装在车轮附近正对车轮处，其原理是采用红外辐射发热的原理，利用黑体结构8将采集到的红外辐射转变成热量，再作用到车轮测温光纤光栅7上。

具体实施方式五

本具体实施方式五与具体实施方式一的区别在于，如图4和图5所示，光纤光栅轴温传感器2包括探头11、保温壳12、导热柱13、导热基体14和车轴测温光纤光栅15；

柱状的探头11的外壁设有螺纹、内部设有空腔，该探头11的空腔端与柱状的保温壳12密封固定构成轴温传感器壳体；轴温传感器壳体中设有导热柱13、导热柱13中设有导热基体14、导热基体14中封装有车轴测温光纤光栅15，该车轴测温光纤光栅15的车轴温度信号光输出端通过光缆与光纤光栅轮温轴温数据采集模块4的光信号输入输出端连接。

车轴测温光纤光栅15封装在导热基体14中并通过光缆引出，光缆前端即位于轴温传感器壳体的出线口处安装密封胶塞；导热基体14安装在导热柱13中，两者之间的间隙填充导热硅脂；导热柱13一端插入保温壳12并通过固定件固定，另一端外侧安装探头11，探头11和导热柱13间隙填充导热硅脂；并且探头11和保温壳12通过固定螺丝27固定。

车轴测温光纤光栅15封装在导热基体14中，导热基体14对车轴测温光纤光栅15不仅起到保护作用，而且对光纤光栅轴温传感器2起到增敏作用。

探头11的两端带有螺纹、中间为六角形的结构，前端的螺纹用于将整个车轴测温光纤光栅15安装在列车的车轴上，后端的螺纹用于通过固定螺丝27的内螺纹和保温壳12连接固定，同时固定螺丝27外壁采用六角形结构便于利用扳手等工具将整个光纤光栅轴温传感器2锁紧在车轴上。

导热柱13、探头11、固定螺丝27和保温壳12均采用端面相抵紧贴的柱状结构，导热柱13、探头11和固定螺丝27均可采用铜材质，端面接触严密，导热性能好。

上述光缆可以采用铠装光缆，铠装光缆通过固定件安装在保温壳12侧方，侧方出线方式可以减小安装空间。且铠装光缆的前端即位于保温壳12的出线口处安装密封胶塞并通过密封胶密封，保证传感器密封防水。铠装光缆具体采用螺旋钢带铠装、芳纶纤维和金属编制网，抗拉、抗拉、防碾压和鼠咬，保证安装使用时不会发生断裂、弯折现象。

具体实施方式六

本具体实施方式六与具体实施方式五的区别在于，如图6和图7所示，每根车轴上均安装有两个光纤光栅轴温传感器2，两个光纤光栅轴温传感器2分别通过探头11的螺纹安装在车轴的两端，可以安装在每个轴承附近的车轴两端。

一般每个车厢下方设有两个转向架，每个转向架上设有两根车轴，所以光纤光栅轴温传感器2的数量也为8个。光纤光栅轴温传感器2的车轴温度光信号输出端均汇集在光纤光栅轴温传感器2附近的光纤接线盒28中，再由多芯的铠装光缆传输到光纤光栅轮温轴温数据采集模块4中。

光纤光栅轴温传感器2采用接触式测温方式，通过探头11的螺纹安装在车轴易发热处，车轴测温光纤光栅15封装在在轴温传感器壳体内部，通过导热柱13将车轴的热量传导到车轴测温光纤光栅15处，光纤光栅轴温传感器2采用侧方出线方式，减小安装空间，使用保温壳12防护，避免受自然环境因素干扰，影响测量精度。

具体实施方式七

本具体实施方式七与具体实施方式一的区别在于，光纤光栅外部环境温度传感器3的外部环境温度光信号输出端与光纤光栅轮温轴温数据采集模块4的光信号输入输出端连接。

光纤光栅轮温传感器1和光纤光栅轴温传感器2的测量结果都会受到环境因素的影响，如列车快速行驶，会使测得的温度比实际温度低，夏季太阳光照会使测得的温度比实际温度高等，因此需要使用光纤光栅外部环境温度传感器3对测量结果补偿，将光纤光栅外部环境温度传感器3置于自然环境中，实时测量环境的温度，光纤光栅轮温传感器1和光纤光栅轴温传感器2测量的结果扣除光纤光栅轮温传感器1测量的环境温度就是所要测得的真实温度值。

具体实施方式八

本具体实施方式八与具体实施方式一、二、五或七其中一项的区别在于，如图1所示，光纤光栅轮温轴温数据采集模块4包括处理器16、温度控制电路17、恒流驱动电路18、DFB(分布式反馈)激光器19、TEC(半导体致冷器)制冷片20、散热器21、光纤耦合器22、光电转换电路23和ADC(模数转换器)放大电路24；

处理器16的温控信号输出端与温度控制电路17的温控信号输入端电气连接、温度控制电路17的温控电压输出端与TEC制冷片20的温控电压输入端电气连接；

处理器16的恒流控制信号输出端与恒流驱动电路18的恒流控制信号输入端电气连接、恒流驱动电路18的恒定电流输出端与DFB激光器19的恒定电流输入端电气连接；

TEC制冷片20的冷端于DFB激光器19紧贴、TEC制冷片20的热端设有散热器21；

DFB激光器19的激光输出端通过光纤与光纤耦合器22光信号输入端连接；其中DFB激光器型号可以采用DFB-1550-I-N-I-SM型激光器。

光纤耦合器22的光信号输出端与光电转换电路23的光信号输入端连接，光电转换电路23的电信号输出端与ADC放大电路24的电信号输入端连接，ADC放大电路24的电信号输出端与处理器16的电信号输入端连接。

处理器16输出两路DAC信号，电流信号DAC1(恒流控制信号)和电压信号DAC2(温控信号)，DAC1进入恒流驱动电路18，为DFB激光器19提供正常工作所需的恒定电流，DFB激光器19输出光功率随着电流信号变化而变化，可以根据实际情况需要调节DFB激光器19的输出功率，实现输出光功率可控。

同时处理器16控制温度控制电路17为TEC制冷片20输出一个随时间变化的电压信号DAC2，DAC2是一个周边变化的三角波，为温度控制电路17提供一个参考电压，根据参考电压的大小，设置TEC制冷片20的冷端温度，保证DFB激光器的温度变化是周期性的规律变化。并且通过温度控制电路17中的ADN8831温控芯片和PID控制电路，使用TEC制冷片20的冷端温度快速稳定达到设定的温度。

如图8所示，温度控制电路17中的PID温控补偿电路是由C7、C9、C10和R14、R19、R20构成，作用是实现控制电路和热负载之间的特性匹配，实现最快的相应速度和温度控制稳定性，上述的PID补偿电路分别由比例放大KP、积分TI和微分TD电路组成：

T_I＝C₉R₁₉+C₇R₂₀

其中比例作用是依据温度偏差的大小来调节的，在系统中起着快速调节的作用；积分作用是依据温度偏差是否存在来调节的，在系统中起着消除偏差的作用；微分作用是依据温度偏差变化速度来动作的，在系统中起着提前调节的作用。

当实际温度和设定温度发生偏差时，PID温控补偿电路会为ADN8831温控芯片返回一个信号，ADN8831温控芯片会根据返回的信号作出判断，为TEC制冷片20提供一个相应的电流，驱动TEC制冷片20进行加热或制冷，PID温控补偿电路会根据实时温度返回不同大小的信号，通过ADN8831温控芯片调整驱动TEC制冷片20的电流大小，以保证温度能够快速平稳的维持在设定温度。

上述的PID温度控制方法在现有技术中均有公开。

TEC制冷片20的冷端紧紧贴在DFB激光器19上，减小两者间的距离，，使温度能够快速达到稳定，当TEC制冷片20的温度发生变化时，DFB激光器19内部核心的温度会快速达到设定的温度点，同时TEC制冷片20热端紧紧贴有散热器21，中间涂抹导热硅脂，保证散热良好，使TEC制冷片20产生的热量可以快速散发出去，防止热量堆积引起温度失控。

在温度控制电路17和恒流驱动电路18作用下，DFB激光器19输出一个中心波长随温度变化而变化的激光，这个激光通过光纤耦合器22输出到各个传感通道进入光纤光栅轮温传感器1、光纤光栅轴温传感器2和光纤光栅外部环境温度传感器3，当遇到某个与输出激光中心波长相同的传感器时，就会反射回一个光信号，如果传感器的中心波长与输出激光的中心波长不同，则不会反射光信号，反射的光信号通过光纤耦合器22耦合到对应的光电转换电路23，然后经过ADC放大电路24变成数字电压信号输送给处理器16，处理器16根据算法即可解调出传感器的中心波长，解调后的各传感器的中心波长在处理器16处打包，可以通过以太网、RS232或RS485等传输模式送到上位机进行进一步的处理和保存。

光电转换电路23可以选用InGaAs PIN型光电二极管，该器件响应速度快，响应度峰高，可以将光功率信号转换为微弱的电流信号，光功率与电流大小成正比。

ADC放大电路24将微弱的电流信号放大并转变成电压信号，通过采用得到数字信号上传给处理器16。

具体实施方式九

本具体实施方式九与具体实施方式八的区别在于，处理器16为STM32系列处理器。可以选用的是ALIENTEK探索者STM32F4开发板，STM32型号是STM32F407ZET6。

具体实施方式十

本具体实施方式十与具体实施方式一或九的区别在于，还包括通讯模块25，用于将光纤光栅轮温传感器1、光纤光栅轴温传感器2和光纤光栅外部环境温度传感器3当前对应的中心波长传输到上位机。

Claims (9)

1.基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统，包括

正整数个光纤光栅轴温传感器(2)安装在车轴处，用于实时采集车轴的温度；

正整数个光纤光栅轮温传感器(1)安装在车厢上且朝向车轮，用于实时采集车轮的温度；

光纤光栅外部环境温度传感器(3)安装在车厢的外部，用于实时采集外部环境温度；

和光纤光栅轮温轴温数据采集模块(4)，用于提供光纤光栅轮温传感器(1)、光纤光栅轴温传感器(2)和光纤光栅外部环境温度传感器(3)的工作光源；接收光纤光栅轮温传感器(1)、光纤光栅轴温传感器(2)和光纤光栅外部环境温度传感器(3)反射的车轮温度光信号、车轴温度光信号和外部环境温度光信号；并处理和解调车轮温度光信号、车轴温度光信号和外部环境温度光信号得到光纤光栅轮温传感器(1)、光纤光栅轴温传感器(2)和光纤光栅外部环境温度传感器(3)当前对应的中心波长；

其特征在于，光纤光栅轮温传感器(1)包括轮温传感器壳体(5)、玻璃窗体(6)、车轮测温光纤光栅(7)和黑体结构(8)；

轮温传感器壳体(5)的一个侧壁密封设有玻璃窗体(6)；轮温传感器壳体(5)内横向设有片状的金属基体(9)，该金属基体(9)的其中一面朝向玻璃窗体(6)、且与玻璃窗体(6)之间填充有黑体结构(8)；金属基体(9)的另一面固定有车轮测温光纤光栅(7)，该车轮测温光纤光栅(7)位于轮温传感器壳体(5)内、且车轮测温光纤光栅(7)的车轮温度光信号输出端通过光缆与光纤光栅轮温轴温数据采集模块(4)的光信号输入输出端连接。

2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统，其特征在于，金属基体(9)的另一面与轮温传感器壳体(5)内壁之间填充有保温结构(10)。

3.根据权利要求1或2所述的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统，其特征在于，光纤光栅轮温传感器(1)固定在车厢的转向架上、且光纤光栅轮温传感器(1)的玻璃窗体(6)正对车轮；光纤光栅轮温传感器(1)与车轮一一对应。

4.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统，其特征在于，光纤光栅轴温传感器(2)包括探头(11)、保温壳(12)、导热柱(13)、导热基体(14)和车轴测温光纤光栅(15)；

柱状的探头(11)的外壁设有螺纹、内部设有空腔，该探头(11)的空腔端与柱状的保温壳(12)密封固定构成轴温传感器壳体；轴温传感器壳体中设有导热柱(13)、导热柱(13)中设有导热基体(14)、导热基体(14)中封装有车轴测温光纤光栅(15)，该车轴测温光纤光栅(15)的车轴温度信号光输出端通过光缆与光纤光栅轮温轴温数据采集模块(4)的光信号输入输出端连接。

5.根据权利要求4所述的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统，其特征在于，每根车轴上均安装有两个光纤光栅轴温传感器(2)，两个光纤光栅轴温传感器(2)分别通过探头(11)的螺纹安装在车轴的两端。

6.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统，其特征在于，光纤光栅外部环境温度传感器(3)的外部环境温度光信号输出端与光纤光栅轮温轴温数据采集模块(4)的光信号输入输出端连接。

7.根据权利要求1、4或6其一所述的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统，其特征在于，光纤光栅轮温轴温数据采集模块(4)包括处理器(16)、温度控制电路(17)、恒流驱动电路(18)、DFB(分布式反馈)激光器(19)、TEC(半导体致冷器)制冷片(20)、散热器(21)、光纤耦合器(22)、光电转换电路(23)和ADC(模数转换器)放大电路(24)；

处理器(16)的温控信号输出端与温度控制电路(17)的温控信号输入端电气连接、温度控制电路(17)的温控电压输出端与TEC制冷片(20)的温控电压输入端电气连接；

处理器(16)的恒流控制信号输出端与恒流驱动电路(18)的恒流控制信号输入端电气连接、恒流驱动电路(18)的恒定电流输出端与DFB激光器(19)的恒定电流输入端电气连接；

TEC制冷片(20)的冷端于DFB激光器(19)紧贴、TEC制冷片(20)的热端设有散热器(21)；

DFB激光器(19)的激光输出端通过光纤与光纤耦合器(22)光信号输入端连接；

光纤耦合器(22)的光信号输出端与光电转换电路(23)的光信号输入端连接，光电转换电路(23)的电信号输出端与ADC放大电路(24)的电信号输入端连接，ADC放大电路(24)的电信号输出端与处理器(16)的电信号输入端连接。

8.根据权利要求7所述的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统，其特征在于，处理器(16)为STM32系列处理器。

9.根据权利要求1或8所述的基于光纤光栅的列车轴温轮温在线监测系统的，其特征在于，还包括通讯模块(25)，用于将光纤光栅轮温传感器(1)、光纤光栅轴温传感器(2)和光纤光栅外部环境温度传感器(3)当前对应的中心波长传输到上位机。

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