CN108982132A - 一种转向架传感器的故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向架传感器的故障检测方法，包括如下步骤：获取传感器在预设时间段内的检测信号，并根据所述传感器的类别进行相应的失去连接异常判断；所述传感器为键相传感器时，所述检测信号为键相信号，所述失去连接异常判断具体为：判断所述键相信号的最大值是否大于触发值，若是，则所述键相传感器未发生失去连接异常，正常输出所述键相信号，若否，则退出检测程序。该故障检测方法根据传感器的类别对传感器的连接正常与否进行判断，以确定传感器处于正常检测状态，确保其检测信号为有效信号，从而保证传感器检测的转向架的相应工作状态的准确性。

Description

一种转向架传感器的故障检测方法

技术领域

本发明涉及转向架检测技术领域，特别是涉及一种转向架传感器的故障检测方法。

背景技术

轨道车辆在运行过程中，为获知转向架的工作状态，通常在转向架的各相关部件设有传感器，以对相关部件的运行状态进行监测。但是传感器的工作状态却无法获知，传感器若是出现故障导致检测信号失真，则会影响后续分析结果。

因此，如何对传感器进行故障检测，以识别传感器的工作状态，避免因传感器故障导致检测结果失真，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种转向架传感器的故障检测方法，该方法能够对传感器的信号进行检测，以识别传感器的故障，确保传感器检测的信号质量。

为解决上述技术问题，本发明提供一种转向架传感器的故障检测方法，包括如下步骤：

获取传感器在预设时间段内的检测信号，并根据所述传感器的类别进行相应的失去连接异常判断；

所述传感器为键相传感器时，所述检测信号为键相信号，所述失去连接异常判断具体为：判断所述键相信号的最大值是否大于触发值，若是，则所述键相传感器未发生失去连接异常，正常输出所述键相信号，若否，则退出检测程序。

本发明提供的转向架传感器的故障检测方法，根据传感器的类别对传感器的连接正常与否进行判断，以确定传感器处于正常检测状态，确保其检测信号为有效信号，从而保证传感器检测的转向架的相应工作状态的准确性。

如上所述的故障检测方法，判断所述键相传感器未发生失去连接异常后，还进一步进行信号干扰或不稳定异常判断：

根据所述键相信号计算转速，判断所述转速的差值的最大值是否小于第一设定阈值，若是，则所述键相传感器未发生信号干扰或不稳定异常，正常输出所述键相信号，若否，则退出检测程序。

如上所述的故障检测方法，判断所述键相传感器未发生信号干扰或不稳定异常后，还进一步进行转速过低异常判断：

判断所述转速的最小值是否大于第二设定阈值，若是，则所述键相传感器未发生转速过低异常，正常输出所述键相信号，若否，则退出检测程序。

如上所述的故障检测方法，所述传感器为振动传感器时，所述检测信号为振动信号，所述失去连接异常判断具体为：判断所述振动信号的有效值是否小于第一设定阈值，若是，则所述振动传感器未发生失去连接异常，正常输出所述振动信号，若否，则退出检测程序。

如上所述的故障检测方法，判断所述振动传感器未发生失去连接异常后，还进一步进行连线异常判断：

判断所述振动信号的均值是否小于第一预设阈值，若是，则所述振动传感器未发生连线异常，正常输出所述振动信号，若否，则退出检测程序。

如上所述的故障检测方法，判断所述振动传感器未发生连线异常后，还进一步进行振幅偏置异常判断：

判断所述振动信号的正负值分布是否小于第二预设阈值，若是，则所述振动传感器未发生振幅偏置异常，正常输出所述振动信号，若否，则退出检测程序。

如上所述的故障检测方法，判断所述振动传感器未发生振幅偏置后，还进一步进行响应异常判断：

判断所述振动信号的差值的均方根是否小于第三预设阈值，若是，则所述振动传感器未发生响应异常，正常输出所述振动信号，若否，则退出检测程序。

如上所述的故障检测方法，所述传感器为温度传感器时，所述检测信号为温度信号，所述失去连接异常判断具体为：判断所述温度信号差值的最大值是否不为零，若是，则所述温度传感器未发生失去连接异常，正常输出所述温度信号，若否，则退出检测程序。

如上所述的故障检测方法，判断所述温度传感器未发生失去连接异常后，还进一步进行升温过速异常判断：

判断所述温度信号差值的最大值是否小于第一预定阈值，若是，则所述温度传感器未发生升温过速异常，正常输出所述温度信号，若否，则退出检测程序。

如上所述的故障检测方法，判断所述温度传感器未发生升温过速异常后，还进一步进行超量程异常判断：

判断所述温度信号的最大值是否小于第二预定阈值，若是，则所述温度传感器未发生超量程异常，正常输出所述温度信号，若否，则退出检测程序。

附图说明

图1为具体实施例中键相传感器的故障检测方法的流程图；

图2为具体实施例中振动传感器的故障检测方法的流程图；

图3为具体实施例中温度传感器的故障检测方法的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种转向架传感器的故障检测方法，该方法能够对传感器的信号进行检测，以识别传感器的故障，确保传感器检测的信号质量。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

轨道车辆在运行过程中，为获知转向架的工作状态，通常会在转向架的相关部位设置传感器，以对相关部件的运行状态进行检测。本发明提供的故障检测方法能够对这些安装于转向架的传感器的工作状态进行检测，以确保传感器采集的信号为有效信号。

该实施例中，转向架传感器的故障检测方法包括如下步骤：

获取传感器的检测信号，根据传感器的类别对该检测信号进行相应的故障判断流程，首先进行传感器是否处于失去连接异常的判断。

可以理解，若传感器的连接异常，则传感器的任何检测信号均为失真信号，无法采用，所以在进行传感器的故障判断时，先对传感器的连接正常与否进行判断，之后在根据传感器的类别进行其他异常故障的判断。

通常，安装于转向架的传感器可分为键相传感器、振动传感器和温度传感器，下面就各类别传感器的故障检测方法进行详细说明。

请参考图1，图1为具体实施例中键相传感器的故障检测方法的流程图。

该实施例中，键相传感器的故障检测方法包括如下步骤：

S11、获取键相传感器在第一预设时间段内的键相检测信号；

S12、判断键相检测信号的最大值是否大于触发值，若是，键相传感器未发生失去连接异常，进入步骤S13，若否，进入步骤S14；

S13、正常输出该键相检测信号；

S14、退出检测程序。

如上，在键相传感器测得信号后，对其检测信号进行判断，在确定键相传感器处于正常连接状态，才输出该检测信号，以确保信号的有效性，保证后续分析的准确性和有效性。同时，当键相传感器处于失去连接的异常状态时，则不输出其检测信号，也就是说不采纳其检测信号。

可以理解，步骤S11中获取的是键相传感器在第一预设时间段内的键相检测信号，所以在第一预设时间段内可以获取多个信号，相应地，在步骤S12中判断的是这些检测信号中的最大值；其中，第一预设时间段可根据实际需求来设置，比如可以设定为20s等。

另外，在判断键相传感器处于失去连接的异常状态时，还可以发出其处于失去连接异常的故障信号，这样有助于工作人员对有故障的键相传感器进行快速定位和检查。

上述步骤S12中的触发值可根据实际键相传感器的安装位置等情况来确定。

进一步的，在步骤S12之后还包括如下步骤：

S121、根据键相检测信号计算转速，并判断转速的差值的最大值是否小于第一设定阈值，若是，则键相传感器未发生信号干扰或不稳定异常，进入步骤S13，若否，则进入步骤S14。

如上，对键相检测信号对应的转速的差值的最大值进行判断，可获知键相传感器是否处于信号干扰或不稳定异常状态，若转速的差值的最大值不小于第一设定阈值，则认为检测的转速有跳变波动，键相传感器处于信号干扰或不稳定异常状态，此时退出，不采纳该键相检测信号，反之则认为该键相检测信号有效而将其输出。

更进一步地，在步骤S121之后还包括如下步骤：

S122、判断步骤S121中计算的转速的最小值是否大于第二设定阈值，若是，则键相传感器未发生转速过低异常，进入步骤S13，若否，进入步骤S14。

如上，对键相检测信号对应的转速的最小值进行判断，可获知键相传感器是否处于转速过低异常状态，若转速的最小值不大于第二设定阈值，则认为键相传感器处于转速过低异常状态，此时退出，不采纳该键相检测信号，反之则认为该键相检测信号有效而将其输出。

这样可进一步确保键相传感器的检测有效性。

请参考图2，图2为具体实施例中振动传感器的故障检测方法的流程图。

该实施例中，振动传感器的故障检测方法包括如下步骤：

S21、获取振动传感器在第二预设时间段内的振动检测信号；

S22、判断振动检测信号的有效值是否小于第一预设阈值，若是，振动传感器未发生失去连接异常，进入步骤S23，若否，进入步骤S24；

S23、正常输出该振动检测信号；

S24、退出检测程序。

如上，在振动传感器测得信号后，对其检测信号进行判断，在确定振动传感器处正常连接状态，才输出该检测信号，以确保信号的有效性，保证后续分析的准确性和有效性。同时，当振动传感器处于失去连接的异常状态时，则不输出其检测信号，也就是说不采纳其检测信号。

其中，步骤S22中，振动检测信号的有效值指的是在第二预设时间段内振动检测信号的均方根值，当然，该第二预设时间段的具体值也可根据实际需要设置，比如20s。

另外，在判断振动传感器处于失去连接的异常状态时，还可以发出其处于失去连接异常的故障信号，以帮助工作人员对故障的振动传感器进行快速定位和检修。

进一步的，在步骤S22之后还包括如下步骤：

S221、判断振动检测信号的均值是否小于第二预设阈值，若是，则振动传感器未发生连线异常，进入步骤S23，若否，则进入步骤S24。

如上，对振动检测信号的均值进行判断，可获知振动传感器是否处于连接异常状态，若振动检测信号的均值不小于第二预设阈值，则认为发生了信号偏移或存在不平均的尖峰，振动传感器处于连线异常的状态，此时退出，不采纳该振动检测信号，反之则认为该振动检测信号有效而将其输出。

更进一步的，在步骤S221与步骤S23之间还包括如下步骤：

S222、判断振动检测信号的正负值分布是否小于第三预设阈值，若是，则振动传感器未发生振幅偏置异常，进入步骤S23，若否，进入步骤S24。

如上，对振动检测信号的正负值分布进行判断，可获知振动传感器是否处于振幅偏置异常状态，若振动检测信号的正负值分布不小于第三预设阈值，则认为振动传感器处于振幅偏置异常状态，此时退出，不采纳该振动检测信号，反之则认为该振动检测信号有效而将其输出。

更进一步的，在步骤S222之后还包括如下步骤：

S223、判断振动检测信号的差值的均方根是否小于第四预设阈值，若是，则振动传感器未发生响应异常，进入步骤S23，若否，进入步骤S24。

如上，对振动检测信号的差值的均方根进行判断，可获知振动传感器是否处于响应异常状态，若振动检测信号的差值的均方根不小于第四预设阈值，则认为振动传感器处于响应异常状态，此时退出，不采纳该振动检测信号，反之则认为该振动检测信号有效而将其输出。

这样可进一步确保键相传感器的检测有效性。

请参考图3，图3为具体实施例中温度传感器的故障检测方法的流程图。

该实施例中，温度传感器的故障检测方法包括如下步骤：

S31、获取温度传感器在第三预设时间段内的温度检测信号；

S32、判断温度检测信号的差值的最大值是否不为零，若是，温度传感器未发生失去连接异常，进入步骤S33，若否，进入步骤S34；

S33、正常输出该温度检测信号；

S34、退出检测程序。

如上，在温度传感器测得信号后，对其检测信号进行判断，在确定温度传感器处于正常连接状态，才输出该检测信号，以确保信号的有效性，保证后续分析的准确性和有效性。同时，当温度传感器处于失去连接的异常状态时，则不输出其检测信号，也就是说不采纳其检测信号。

另外，在判断温度传感器处于失去连接的异常状态时，还可以发出其处于失去连接异常的故障信号，这样有助于工作人员对有故障的温度传感器进行快速定位和检修。

进一步的，在步骤S32之后还包括如下步骤：

S321、判断温度检测信号的差值的最大值是否小于第一预定阈值，若是，则温度传感器未发生升温过速异常，进入步骤S33，若否，则进入步骤S34。

如上，对温度检测信号的差值的最大值进行判断，可获知温度传感器是否处于升温过速异常状态，若温度监测信号的差值的最大值不小于第一预定阈值，则认为温度传感器升温过速，此时退出，不采纳该温度检测信号，反之，则认为该温度检测信号有效而将其输出。

这样能够进一步确保温度检测信号的有效性，避免后续分析出现偏差。

更进一步的，在步骤S321之后还包括如下步骤：

S322、判断温度检测信号的最大值是否小于第二预定阈值，若是，则温度传感器未发生超量程异常，进入步骤S33，若否，则进入步骤S34。

如上，可以避免温度检测信号超出了量程范围而失真，进一步提高温度传感器的检测有效性。

上述各传感器的故障检测方法中涉及到的设定值或预设值或预定值等，均可根据实际情况进行设定。

以上对本发明所提供的一种转向架传感器的故障检测方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种转向架传感器的故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取传感器在预设时间段内的检测信号，并根据所述传感器的类别进行相应的失去连接异常判断；

所述传感器为键相传感器时，所述检测信号为键相信号，所述失去连接异常判断具体为：判断所述键相信号的最大值是否大于触发值，若是，则所述键相传感器未发生失去连接异常，正常输出所述键相信号，若否，则退出检测程序。

2.根据权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于，判断所述键相传感器未发生失去连接异常后，还进一步进行信号干扰或不稳定异常判断：

根据所述键相信号计算转速，判断所述转速的差值的最大值是否小于第一设定阈值，若是，则所述键相传感器未发生信号干扰或不稳定异常，正常输出所述键相信号，若否，则退出检测程序。

3.根据权利要求2所述的故障检测方法，其特征在于，判断所述键相传感器未发生信号干扰或不稳定异常后，还进一步进行转速过低异常判断：

判断所述转速的最小值是否大于第二设定阈值，若是，则所述键相传感器未发生转速过低异常，正常输出所述键相信号，若否，则退出检测程序。

4.根据权利要求1-3任一项所述的故障检测方法，其特征在于，所述传感器为振动传感器时，所述检测信号为振动信号，所述失去连接异常判断具体为：判断所述振动信号的有效值是否小于第一预设阈值，若是，则所述振动传感器未发生失去连接异常，正常输出所述振动信号，若否，则退出检测程序。

5.根据权利要求4所述的故障检测方法，其特征在于，判断所述振动传感器未发生失去连接异常后，还进一步进行连线异常判断：

判断所述振动信号的均值是否小于第二预设阈值，若是，则所述振动传感器未发生连线异常，正常输出所述振动信号，若否，则退出检测程序。

6.根据权利要求5所述的故障检测方法，其特征在于，判断所述振动传感器未发生连线异常后，还进一步进行振幅偏置异常判断：

判断所述振动信号的正负值分布是否小于第三预设阈值，若是，则所述振动传感器未发生振幅偏置异常，正常输出所述振动信号，若否，则退出检测程序。

7.根据权利要求6所述的故障检测方法，其特征在于，判断所述振动传感器未发生振幅偏置后，还进一步进行响应异常判断：

判断所述振动信号的差值的均方根是否小于第四预设阈值，若是，则所述振动传感器未发生响应异常，正常输出所述振动信号，若否，则退出检测程序。

8.根据权利要求1-3任一项所述的故障检测方法，其特征在于，所述传感器为温度传感器时，所述检测信号为温度信号，所述失去连接异常判断具体为：判断所述温度信号差值的最大值是否不为零，若是，则所述温度传感器未发生失去连接异常，正常输出所述温度信号，若否，则退出检测程序。

9.根据权利要求8所述的故障检测方法，其特征在于，判断所述温度传感器未发生失去连接异常后，还进一步进行升温过速异常判断：

判断所述温度信号差值的最大值是否小于第一预定阈值，若是，则所述温度传感器未发生升温过速异常，正常输出所述温度信号，若否，则退出检测程序。

10.根据权利要求9所述的故障检测方法，其特征在于，判断所述温度传感器未发生升温过速异常后，还进一步进行超量程异常判断：

判断所述温度信号的最大值是否小于第二预定阈值，若是，则所述温度传感器未发生超量程异常，正常输出所述温度信号，若否，则退出检测程序。