CN114485515A - 一种转辙机动接点转换故障的检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种转辙机动接点转换故障的检测方法和装置，它通过对转辙机转换过程中动作杆或者锁闭机构主动零件运动到规定位移，或转动到规定角位移，至动接点轴转动到设定角位移的时长监测，并与设定的时长阈值进行比较，当实际消耗时长超过阈值时进行报警或预警，并且根据转辙机特点，在计时到极限时长后，及时检查动接点轴是否转动到规定角位移，对于转动角位移不满足要求的情况及时产生卡阻故障报警信息，实现了对转辙机动接点轴转动是否发生迟滞的监测，在动接点轴转动卡阻发生前进行警示及维护指导，在无表示故障发生后，对动接点轴没有转动到位这一故障因素可以立即确认或排除，可以提高转辙机的可靠性，并缩短无表示故障排查时间。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通领域中的道岔转换设备的监视测量方法，特别是关于一种道岔转辙机（以下简称转辙机）动接点转换故障的检测方法及装置。
背景技术
转辙机属于远程控制设备，其转换、锁闭功能是否实现是通过转辙机内部的接点转换（断开和接通规定的接点），断开和接通连接至机械室的电路来向操作人员传递对应信息的，如果转辙机内部的接点转换发生迟滞或者卡阻，则信息的传递也会发生迟滞，或者不能传递信息，或者传递错误信息。
转辙机接点传递的信息用于指示道岔的状态信息，涉及行车安全和行车效率，接点转换迟滞虽然不影响行车安全，但极大的影响了行车效率，尤其是发生接点转换卡阻之后，由于不能得到道岔状态信息，若列车运行路径必须通过此位置道岔，则必须停用道岔并安排人员尽快排除故障。由于此故障现象对应的故障原因极多，维护人员需要从电路连接的室内相关设备开始进行排查，因此故障处理耗时较长，这样列车的等待时间较长，且可能会影响多趟列车，导致旅客抱怨，产生负面的社会影响。
若能对转辙机动接点的转换过程进行监测，在动接点发生转换迟滞时及时安排维护、维修，则可避免发生动接点转换卡阻，或者在卡阻发生时也能及时判明道岔失去状态表示的故障原因在于接点转换卡阻，指导维护人员直接至转辙机处进行处理，减少故障排查和处理时间，缩短列车等待时间，减少受影响列车数量。可见，对转辙机动接点转换有无迟滞的监测具有重要意义，既具有经济效益，也具有社会效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种转辙机动接点转换故障的检测方法及装置，以便能对转辙机动接点的转动是否迟滞进行监测，在其转换发生迟滞时进行预警报警，降低转辙机动接点转换故障，改善转辙机的可靠性。
本发明的技术方案是：涉及一种转辙机动接点转换故障的检测方法及装置，它包括：数据采集处理模块，位移监测模块，位移监测模块是由测量件和读数头组成的非接触位置检测装置，测量件通常有光栅、磁栅、磁柱等等，读数头是能将测量件位置或角度变化转换为电信号或者数字量的器件，两者构成线性位移或角位移传感器，称为位移监测模块。
所述的数据采集处理模块与位移监测模块中的读数头之间有信息传输，连接形式为有线或者无线，各模块分别由电源供电或者电源供入数据采集处理模块后由其分配至位移监测模块。
所述的转辙机通常有两组动接点（本发明中分别称为左侧动接点及右侧动接点），每组动接点对应两组静接点，动接点在相关零件和弹簧控制下转动一定角度，断开一组静接点后又接通另一组静接点，在左侧动接点轴和右侧动接点轴端头分别固定安装角位移测量件，随左侧动接点轴和右侧动接点轴转动，角位移读数头固定安装在角位移测量件同侧，与角位移测量件转动轴线对齐，测量动接点角位移。
另外设置一组位移检测模块，对转辙机动作杆或者其锁闭机构的主动零件进行检测，对动作杆进行检测时，线性位移测量件沿动作杆运动方向固定在动作杆上并随其运动，线位移读数头固定安装在线性位移测量件同侧，且与线性位移测量件的运动路径对齐,对锁闭机构的主动零件进行检测时，若此主动零件做线性运动，在其表面沿线性运动方向固定线性位移测量件并随其运动，在线性位移测量件同侧固定线性位移读数头，并与线性位移测量件的运动路径对齐，若此主动零件做旋转运动，在其转轴端头固定安装角位移测量件随其转动，两者转轴对齐，角位移读数头固定安装在角位移测量件同侧，并与角位移测量件转轴对齐。
所述的左侧动接点和右侧动接点对应的两个角位移监测模块分别测量各自对应的转辙机动接点转动角位移并传输至数据采集处理模块进行计算处理，动作杆或者锁闭机构主动零件对应的位移传感器测量动作杆或者锁闭机构主动零件位移或者转动的角位移，并传输至数据采集处理模块进行计算处理，数据进行对比处理可以计算得出动作杆运动到设定位移至接点转换速度最大值或者转换至某角位移所消耗的时间或者采样周期数，或者计算得出锁闭机构主动零件运动到设定位移或转动到设定角位移至接点转换速度最大值或者转换至某角位移所消耗的时间或者采样周期数，将其与设定的阈值进行对比，当超出阈值时进行预警或者报警。
进行转辙机接点转换是否迟滞或卡阻判断之前需设定阈值，阈值有预警阈值及报警阈值,转辙机拉入和伸出过程的预警、报警阈值可以是不同的数值，为描述简洁，本文件中转辙机拉入和伸出过程的预警、报警阈值以相同数值进行描述。
不失一般性，以动作杆右伸转辙机拉入锁闭状态，动作杆、锁闭机构主动零件等运动至极限位置作为各自零位，则运动至伸出锁闭状态极限位置为其最大位移，转辙机转换过程中，两组动接点均会转动，以转辙机转换至中间状态，各组动接点分别可靠接通对应静接点组时所处角度作为角位移的零位，分别向另一侧静接点转动时为角位移增大，确定零位之后，动作杆或者锁闭机构主动零件的位移检测数值记为L，转辙机动作杆锁闭后，迅速转动的动接点轴角位移检测数值记为θ，根据之前动作杆运动方向，确定是哪一个动接点轴迅速转动。
做以下定义：L拉是转辙机拉入锁闭过程，右侧动接点轴转换时长计时起始时间的判断值，L伸是转辙机伸出锁闭过程，左侧动接点轴转换时长计时起始时间的判断值，将动作杆的位移数值或者主轴的转角数值L与L拉和L伸比较，判断是否开始计时，θ拉是转辙机拉入锁闭过程中，右侧动接点轴转换时长计时结束时间判断值，θ伸是转辙机伸出锁闭过程中，左侧动接点轴转换时长计时结束时间判断值，将右侧动接点轴的角位移数值与θ拉比较或者将左侧动接点轴的转角数值与θ伸比较，判断是否结束计时，θ拉1是转辙机拉入锁闭过程中，右侧动接点轴转动，使其控制的动接点脱开原来接通的静接点组的角位移判断值，θ拉2是转辙机拉入锁闭过程中，右侧动接点轴转动，使其控制的动接点接通新的静接点组的角位移判断值，θ伸1是转辙机伸出锁闭过程中，左侧动接点轴转动，使其控制的动接点脱开原来接通的静接点组的角位移判断值，θ伸2是转辙机伸出锁闭过程中，左侧动接点轴转动，使其控制的动接点接通新的静接点组的角位移判断值，用测得的动接点轴转角值θ与θ拉1、θ拉2、θ伸1、θ伸2比较进行判断，tmax是动接点转换极限时长，动接点轴转动时长超过tmax时认为动接点轴转动卡阻，Δt预是判断动接点转换迟滞的时长预警阈值，Δt报是判断动接点转换迟滞的时长报警阈值；
用t1表示动接点轴转动时长计时起始时间，用t2表示动接点轴转动时长计时结束时间，则Δt=t2-t1表示动接点轴转动计时时长，用Δt和Δt预及Δt报进行比较就可以对动接点转换发生的迟滞进行预警或报警，若发生卡阻，用θ值和θ拉1、θ拉2、θ伸1、θ伸2进行比较就可以判断动接点轴卡阻的位置。
具体判断动接点转换有无迟滞并进行预警、报警的报警模块按照如下步骤进行：
步骤一：程序开始，读入L拉、L伸 、θ拉、θ伸、θ拉1、θ拉2、θ伸1、θ伸2、tmax、Δt预、Δt报数值，各数值均为预先确定数值，参见前文定义。
步骤二：读入动作杆或者锁闭机构主动零件位移数据L，将其值赋予L1，延时规定时间。
步骤三：读入动作杆或者锁闭机构主动零件位移数据L，将其值赋予L2。
步骤四：计算ΔL=L2-L1，当ΔL=0时，动作杆没有运动或者转辙机静止，令L1=L2，返回步骤三。
步骤五：清空当前动接点转换迟滞预警或报警信息。
步骤六：当ΔL＞0时，转辙机向伸出转换，若L2≥L伸，将L2对应的时间值赋予t1，否则，令L1=L2，返回步骤三，当ΔL＜0时，转辙机向拉入转换，若L2≤L拉，将L2对应的时间值赋予t1，否则，令L1=L2，返回步骤三。
步骤七：启动计时器开始计时。
步骤八：若转辙机向伸出转换时，读入第一位移监测模块角位移数值赋予θ，若转辙机向拉入转换时，读入第二位移监测模块角位移数值赋予θ；
步骤九：若θ≥θ拉或者θ≥θ伸，将θ对应的时间值赋予t2，计数器清零，否则，检查计数器数值是否超过tmax，若没有，返回步骤八；
步骤十：当计数器数值超过tmax时，计数器值清零，若转辙机向拉入转换，当θ≤θ拉1时，输出右侧动接点轴卡阻，未能使其控制的动接点脱离原来接通的静接点组的报警信息，当θ拉1＜θ≤θ拉2时，输出右侧动接点轴卡阻，使动接点脱离了原来接通的静接点组，但没有接通新的静接点组的报警信息，
若转辙机向伸出转换，当θ≤θ伸1时，输出左侧动接点轴卡阻，未能使其控制的动接点脱离原来接通的静接点组的报警信息，当θ伸1＜θ≤θ伸2时，输出左侧动接点轴卡阻，使动接点脱离了原来接通的静接点组，但没有接通新的静接点组的报警信息，
当计数器数值没有超过tmax时，计算Δt=t2-t1，若Δt＞Δt报，输出转换迟滞报警信息，若Δt＞Δt预，输出转换迟滞预警信息；
步骤十一：L1=L2，返回步骤三。
转辙机动接点转换迟滞的预警或报警信息是在转辙机转换过程产生的，具有时效性，因此在动作杆转换开始后应清除当前预警、报警信息。
本发明的优点是：
通过对转辙机转换过程中动作杆或者锁闭机构主动零件运动到规定位移，或转动到规定角位移，至动接点轴转动到设定角位移的时长监测，并与设定的时长阈值进行比较，当实际消耗时长超过阈值时进行报警或预警，并且根据转辙机特点，在计时到极限时长后，及时检查动接点轴是否转动到规定角位移，对于转动角位移不满足要求的情况及时产生卡阻故障报警信息，根据转辙机的工作原理，用非接触的检测方法，在不影响转辙机安全性、可靠性的前提下，实现了对转辙机动接点轴转动是否发生迟滞的监测，在动接点轴转动卡阻发生前进行警示及维护指导，在无表示故障发生后，对动接点轴没有转动到位这一故障因素可以立即确认或排除，可以提高转辙机的可靠性，并缩短无表示故障排查时间。
下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。
附图说明
图1是本发明应用在ZD9/ZDJ9转辙机中，以动作杆位移判断动接点轴转动时长计时开始时间的系统结构示意图；
图2是本发明应用在ZD9/ZDJ9转辙机中，以动作板位移判断动接点轴转动时长计时开始时间的系统结构示意图；
图3是本发明应用在ZD6转辙机中，以动作杆位移判断动接点轴转动时长计时开始时间的系统结构示意图；
图4是本发明应用在ZD6转辙机中，以锁闭齿轮或者主轴角位移判断动接点轴转动时长计时开始时间的系统结构示意图；
图5是转辙机动接点轴转动迟滞及卡阻预警、报警信息产生流程图。
图中：1、数据采集处理模块；2、第一位移监测模块2-1；第一测量件；2-2、第一读数头；3、第二位移监测模块；3-1、第二测量件；3-2、第二读数头；4、第三位移监测模块；4-1、第三测量件；4-2、第三读数头；5、4排静接点组（ZD9/ZDJ9）；6、右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）；7、3排静接点组（ZD9/ZDJ9）；8、2排静接点组（ZD9/ZDJ9）；9、左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）；10、1排静接点组（ZD9/ZDJ9）；11、动作杆（ZD9/ZDJ9）；12、推板套；13、动作板；14、ZD6的1排静接点组；15、ZD6的2排静接点组；16、ZD6的右侧动接点轴；17、ZD6的3排静接点组；18、ZD6的4排静接点组；19、ZD6的左侧动接点轴；20、ZD6的动作杆；21、齿条块；22、锁闭齿轮；23、主轴。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及方法，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其方法，详细说明如下。
实施例1
本发明涉及一种转辙机动接点转换故障的检测方法及装置，以ZD9/ZDJ9转辙机为实施对象，该型转辙机中，推板套12为锁闭机构中的主动零件，其上固定安装动作板13，推板套12推动动作杆（ZD9/ZDJ9）11，动作板13及弹簧控制左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9及右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6的转动，以动作杆右伸转辙机为例，当动作杆（ZD9/ZDJ9）11拉入到终端位置后，推板套12继续运动，直至右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6不受约束，在弹簧作用下迅速转动，断开4排静接点组（ZD9/ZDJ9）5并接通3排静接点组（ZD9/ZDJ9）7，动作杆（ZD9/ZDJ9）11伸出到终端位置后，推板套12继续运动，直至左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9不受约束，在弹簧作用下迅速转动，断开1排静接点组（ZD9/ZDJ9）10并接通2排静接点组（ZD9/ZDJ9）8。
该型转辙机的转换锁闭机构将动作杆（ZD9/ZDJ9）11转换到位并锁闭之后，根据动作杆（ZD9/ZDJ9）11的拉入或伸出状态，左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9或者右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6在弹簧作用下迅速转动，且转动终止位置角位移达到设计数值，使其控制的动接点断开规定的静接点组并接通规定的静接点组，动接点转换过程中可能的故障如下：
1.驱动力不足，动接点卡阻，不能脱离原静接点组。
2.检查柱不能落入检查缺口，或者相关零件运动中卡阻，动接点不能接通新的静接点组。
3.驱动力降低或者阻力增大，动接点转换过程缓慢、迟滞。
如图1所示，检测装置包括数据采集处理模块1，由第一测量件2-1和第一读数头2-2组成的第一位移监测模块2，由第二测量件3-1和第二读数头3-2组成的第二位移监测模块3，由第三测量件4-1和第三读数头4-2组成的第三位移监测模块4。
第一位移监测模块2和第二位移监测模块3是非接触的角位移测量模块，第三位移监测模块4是非接触的线位移测量模块，第一测量件2-1固定安装在左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9端头，第二量件3-1固定安装在右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6端头，第三测量件4-1固定安装在动作杆（ZD9/ZDJ9）11表面，第一测量件2-1和第二测量件3-1是径向磁化的磁体，第一测量件2-1安装后N极和S极的界面与左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9的轴心重合，第二测量件3-1安装后N极和S极的界面与右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6的轴心重合，第三测量件4-1是磁栅，安装后磁栅长度方向与动作杆（ZD9/ZDJ9）11运动方向一致，第一读数头2-2、第二读数头3-2是能将磁场变化转换为电信号或者数字量的磁电转换装置，分别固定安装，第一读数头2-2的检测中心在左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9的转动轴线上，且与第一测量件2-1在同侧，第二读数头3-2的检测中心在右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6的转动轴线上，且与第二测量件3-1在同侧；第三读数头4-2是能将磁场变化转换为电信号或者数字量的磁电转换装置，固定安装在第三测量件4-1同侧，且与磁栅的运动路径对齐。
数据采集处理模块1与第一读数头2-2、第二读数头3-2及第三读数头4-2之间导线连接，传输电力及信息，数据采集处理模块1将接收到的信息进行处理得到左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9及右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6的角位移及动作杆（ZD9/ZDJ9）11的线性位移数据，并计算转辙机动作杆（ZD9/ZDJ9）11运动到规定位置（位移量）至右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6转换接通3排静接点组（ZD9/ZDJ9）7或者左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9转换接通2排静接点组（ZD9/ZDJ9）8时刻的时长是否超出规定阈值，或者是否发生了右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6或者左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9转动卡阻现象，根据结果进行预警、报警。
进行转辙机动接点轴转动是否迟滞或卡阻判断之前需设定相关阈值及其他参数，阈值有预警阈值及报警阈值。转辙机拉入和伸出过程的预警、报警阈值可以是不同的数值，为描述简洁，本文件中转辙机拉入和伸出过程的预警、报警阈值以相同数值进行描述。
不失一般性，以动作杆（ZD9/ZDJ9）11右伸转辙机拉入锁闭状态，动作杆（ZD9/ZDJ9）11及随推板套12运动的动作板13所在的极限位置作为各自零位，则各件运动至伸出锁闭状态极限位置为其最大位移，定义使4排静接点组（ZD9/ZDJ9）5可靠接通为右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6的零位，向3排静接点组（ZD9/ZDJ9）7转动为右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6的角位移正向，使1排静接点组（ZD9/ZDJ9）10可靠接通为左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9的零位，向2排静接点组（ZD9/ZDJ9）8转动为左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9的角位移正向。
确定零位之后，动作杆（ZD9/ZDJ9）11位移的检测数值记为L，转辙机动作杆（ZD9/ZDJ9）11锁闭后，迅速转动的动接点轴角位移检测数值记为θ，对于右伸转辙机，动作杆（ZD9/ZDJ9）11拉入锁闭后，θ是右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6角位移，动作杆（ZD9/ZDJ9）11伸出锁闭后，θ是左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9角位移。
做以下定义：
L拉是转辙机动作杆（ZD9/ZDJ9）11拉入锁闭过程，右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6转动时长计时起始时间的判断值，L伸是转辙机动作杆（ZD9/ZDJ9）11伸出锁闭过程，左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9转动时长计时起始时间的判断值，将动作杆（ZD9/ZDJ9）11的位移数值L与L拉和L伸比较，判断是否开始计时，θ拉是转辙机动作杆（ZD9/ZDJ9）11拉入锁闭过程中，右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6转动时长计时结束时间判断值，θ伸是转辙机动作杆（ZD9/ZDJ9）11伸出锁闭过程中，左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9转动时长计时结束时间判断值，将右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6的角位移数值θ与θ拉比较或者将左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9的角位移数值θ与θ伸比较，判断是否结束计时，θ拉1是转辙机动作杆（ZD9/ZDJ9）11拉入锁闭后，右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6转动，使其控制的动接点脱开4排静接点组（ZD9/ZDJ9）5的角位移判断值，θ拉2是转辙机动作杆（ZD9/ZDJ9）11拉入锁闭后，右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6转动，使其控制的动接点接通3排静接点组（ZD9/ZDJ9）7的角位移判断值，θ伸1是转辙机动作杆（ZD9/ZDJ9）11伸出锁闭后，左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9转动，使其控制的动接点脱开1排静接点组（ZD9/ZDJ9）10的角位移判断值，θ伸2是转辙机动作杆（ZD9/ZDJ9）11伸出锁闭后，左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9转动，使其控制的动接点接通2排静接点组（ZD9/ZDJ9）8的角位移判断值，用测得的动接点轴角位移值θ与θ拉1、θ拉2、θ伸1、θ伸2比较进行判断，tmax是动接点轴转动极限时长，动接点轴转动时长超过tmax时判断动接点轴转动卡阻，Δt预是判断动接点轴转动迟滞的时长预警阈值，Δt报是判断动接点轴转动迟滞的时长报警阈值；
具体判断动接点转换有无迟滞并进行预警、报警的方法按照如下步骤进行：
步骤一：程序开始，读入L拉、L伸 、θ拉max、θ伸max、θ卡1、θ卡2、θ伸1、θ伸2、tmax、Δt预、Δt报数值，各数值均为预先确定数值，参见前文定义。
步骤二：读入动作杆（ZD9/ZDJ9）11位移数据L，将其值赋予L1，延时设定时间。
步骤三：读入动作杆（ZD9/ZDJ9）11位移数据L，将其值赋予L2。
步骤四：计算ΔL=L2-L1，当ΔL=0时，动作杆（ZD9/ZDJ9）11没有运动，令L1=L2，返回步骤三。
步骤五：清空当前动接点转换迟滞预警或报警信息及卡阻报警信息。
步骤六：当ΔL＞0时，转辙机向伸出转换，若L2≥L伸，将L2对应的时间值赋予t1，否则，令L1=L2，返回步骤三，当ΔL＜0时，转辙机向拉入转换，若L2≤L拉，将L2对应的时间值赋予t1，否则，令L1=L2，返回步骤三。
步骤七：启动计时器开始计时。
步骤八：转辙机向伸出转换时，读入左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9角位移θ，转辙机向拉入转换时，读入右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6角位移θ。
步骤九：转辙机向拉入转换时，若θ≥θ拉，将θ对应的时间值赋予t2，计数值清零，转辙机向伸出转换时，若θ≥θ伸，将θ对应的时间值赋予t2，计数值清零，否则，检查计数器数值是否超过tmax，若没有，返回步骤八，
步骤十：当计数器数值超过tmax时，计数器值清零，
若转辙机向拉入转换，当θ≤θ拉1时，输出右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6转角未使动接点脱离4排静接点组（ZD9/ZDJ9）5的卡阻报警信息，当θ拉1＜θ≤θ拉2时，输出右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6转角使动接点脱离4排静接点组（ZD9/ZDJ9）5但没有接通3排静接点组（ZD9/ZDJ9）7的卡阻报警信息，
若转辙机向伸出转换，当θ≤θ伸1时，输出左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9转角未使动接点脱离1排静接点组（ZD9/ZDJ9）10的卡阻报警信息，当θ伸1＜θ≤θ伸2时，输出左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9转角使动接点脱离1排静接点组（ZD9/ZDJ9）10但没有接通2排静接点组（ZD9/ZDJ9）8的卡阻报警信息，
当计数器数值没有超过tmax，计算Δt=t2-t1，若Δt＞Δt报，输出转换迟滞报警信息，若Δt＞Δt预，输出转换迟滞预警信息；
步骤十一：L1=L2，返回步骤三。
实施例2
以ZD9/ZDJ9转辙机为实施对象，除监测左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）9及右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）6外，对和锁闭机构主动零件推板套12固定连接的动作板13进行监测，第三测量件4-1固定安装在动作板13表面，第三测量件4-1是磁栅，安装后其长度方向与动作板13运动方向一致，第三读数头4-2是能将磁场变化转换为电信号或者数字量的磁电转换装置，与第三测量件4-1固定安装在同侧，且与磁栅的运动路径对齐，除动作杆（ZD9/ZDJ9）11处不安装测量件和检测头外，其余结构与实施例1相同。
在动作板13位移值范围内确定L拉和L伸数值，此后以动作板13位移值代替实施例1中动作杆（ZD9/ZDJ9）11位移值，按照实施例1中的方法和步骤进行实施，不再详细描述。
实施例3
以ZD6转辙机为实施对象，该型转辙机中，固定安装在主轴23上的锁闭齿轮22是主动零件，锁闭齿轮22与齿条块21啮合传动，使与齿条块21连接的ZD6的动作杆20拉入或者伸出，并在ZD6的动作杆20和齿条块21运动到终端位置后，锁闭齿轮22继续转动一定角度，与主轴23连接的其他零件控制ZD6的右侧动接点轴16及ZD6的左侧动接点轴19的转动。
如图3所示，监测装置包括数据采集处理模块1，由第一测量件2-1和第一读数头2-2组成的第一位移监测模块2，由第二测量件3-1和第二读数头3-2组成的第二位移监测模块3，由第三测量件4-1和第三读数头4-2组成的第三位移监测模块4。
第一位移监测模块2和第二位移监测模块3是非接触的角位移测量模块，第三位移监测模块4是非接触的线位移测量模块，第一测量件2-1固定安装在ZD6的左侧动接点轴19端头，第二测量件3-1固定安装在ZD6的右侧动接点轴16端头，第三测量件4-1，固定安装在ZD6的动作杆20表面，第一测量件2-1和第二测量件3-1是径向磁化的磁体，第一测量件2-1安装后N极和S极的界面与ZD6的左侧动接点轴19的轴心重合，第二测量件3-1安装后N极和S极的界面与ZD6的右侧动接点轴16的轴心重合，第三测量件4-1是磁栅，安装后其长度方向与ZD6的动作杆20运动方向一致，第一读数头2-2、第二读数头3-2是能将磁场变化转换为电信号或者数字量的磁电转换装置，第一读数头2-2固定安装在第一测量件2-1同侧，且第一读数头2-2的检测中心与第一测量件2-1的轴心对齐，第二读数头3-2固定安装在第二测量件3-1同侧，且第二读数头3-2的检测中心与第二测量件3-1的轴心对齐，第三读数头4-2是能将磁场变化转换为电信号或者数字量的磁电转换装置，固定安装在第三测量件4-1同侧，且与磁栅的运动路径对齐。
数据采集处理模块1与第一读数头2-2、第二读数头3-2及第三读数头4-2之间导线连接，传输电力及信息，数据采集处理模块1将接收到的信息进行处理得到ZD6的左侧动接点轴19及ZD6的右侧动接点轴16的角位移及ZD6的动作杆20的线性位移数据，并计算转辙机ZD6的动作杆20运动到规定位置（位移量）至ZD6的右侧动接点轴16转动接通ZD6的2排静接点组15或者ZD6的左侧动接点轴19转动接通ZD6的3排静接点组17时刻的时长是否超出规定阈值，或者是否发生了接点转换卡阻现象，根据结果进行预警、报警。
不失一般性，以动作杆右伸转辙机拉入锁闭状态，ZD6的动作杆20所在的极限位置作为零位，则其运动至伸出锁闭状态极限位置为最大位移，定义使ZD6的1排静接点组14可靠接通为ZD6的右侧动接点轴16的零位，向ZD6的2排静接点组15转动为ZD6的右侧动接点轴16的角位移正向，使ZD6的4排静接点组18可靠接通为ZD6的左侧动接点轴19的零位，向ZD6的3排静接点组17转动为ZD6的左侧动接点轴19的角位移正向。
确定零位之后，ZD6的动作杆20位移的检测数值记为L，ZD6的动作杆20锁闭后，迅速转动的动接点轴角位移检测数值记为θ，对于右伸转辙机，ZD6的动作杆20拉入锁闭后，θ是ZD6的左侧动接点轴19角位移，ZD6的动作杆20伸出锁闭后，θ是ZD6的右侧动接点轴16角位移。
做以下定义：
L拉是ZD6的动作杆20拉入锁闭过程，ZD6的左侧动接点轴19转动时长计时起始时间的判断值，L伸是ZD6的动作杆20伸出锁闭过程，ZD6的右侧动接点轴16转动时长计时起始时间的判断值，将ZD6的动作杆20的位移数值L与L拉和L伸比较，判断是否开始计时，θ拉是ZD6的动作杆20拉入锁闭过程中，ZD6的左侧动接点轴19转动时长计时结束时间判断值，θ伸是ZD6的动作杆20伸出锁闭过程中，ZD6的右侧动接点轴16转动时长计时结束时间判断值，将ZD6的左侧动接点轴19的角位移数值θ与θ拉比较或者将ZD6的右侧动接点轴16的角位移数值θ与θ伸比较，判断是否结束计时，θ拉1是ZD6的动作杆20拉入锁闭后，ZD6的左侧动接点轴19转动，使其控制的动接点脱开ZD6的4排静接点组18的角位移判断值，θ拉2是ZD6的动作杆20拉入锁闭后，ZD6的左侧动接点轴19转动，使其控制的动接点接通ZD6的3排静接点组17的角位移判断值，θ伸1是ZD6的动作杆20伸出锁闭后，ZD6的右侧动接点轴16转动，使其控制的动接点脱开ZD6的1排静接点组14的角位移判断值，θ伸2是ZD6的动作杆20伸出锁闭后，ZD6的右侧动接点轴16转动，使其控制的动接点接通ZD6的2排静接点组15的角位移判断值，用测得的动接点轴角位移值θ与θ拉1、θ拉2、θ伸1、θ伸2比较进行判断，tmax是动接点轴转动极限时长，动接点轴转动时长超过tmax时判断动接点轴转动卡阻，Δt预是判断动接点轴转动迟滞的时长预警阈值，Δt报是判断动接点轴转动迟滞的时长报警阈值；
具体判断动接点转换有无迟滞并进行预警、报警的方法按照如下步骤进行：
步骤一：程序开始，读入L拉、L伸 、θ拉max、θ伸max、θ卡1、θ卡2、θ伸1、θ伸2、tmax、Δt预、Δt报数值，各数值均为预先确定数值，参见前文定义。
步骤二：读入ZD6的动作杆20位移数据L，将其值赋予L1，延时设定时间。
步骤三：读入ZD6的动作杆20位移数据L，将其值赋予L2。
步骤四：计算ΔL=L2-L1，当ΔL=0时，ZD6的动作杆20没有运动，令L1=L2，返回步骤三。
步骤五：清空当前动接点转换迟滞预警或报警信息及卡阻报警信息。
步骤六：当ΔL＞0时，转辙机向伸出转换，若L2≥L伸，将L2对应的时间值赋予t1，否则，令L1=L2，返回步骤三，当ΔL＜0时，转辙机向拉入转换，若L2≤L拉，将L2对应的时间值赋予t1，否则，令L1=L2，返回步骤三。
步骤七：启动计时器开始计时。
步骤八：转辙机向伸出转换时，读入ZD6的右侧动接点轴16角位移θ，转辙机向拉入转换时，读入ZD6的左侧动接点轴19角位移θ。
步骤九：转辙机向拉入转换时，若θ≥θ拉，将θ对应的时间值赋予t2，计数值清零，转辙机向伸出转换时，若θ≥θ伸，将θ对应的时间值赋予t2，计数值清零，否则，检查计数器数值是否超过tmax，若没有，返回步骤八，
步骤十：当计数器数值超过tmax时，计数器值清零，
若转辙机向拉入转换，当θ≤θ拉1时，输出ZD6的左侧动接点轴19转角未使动接点脱离ZD6的4排静接点组18的卡阻报警信息，当θ拉1＜θ≤θ拉2时，输出ZD6的左侧动接点轴19转角使动接点脱离ZD6的4排静接点组18但没有接通ZD6的3排静接点组17的卡阻报警信息，
若转辙机向伸出转换，当θ≤θ伸1时，输出ZD6的右侧动接点轴16转角未使动接点脱离ZD6的1排静接点组14的卡阻报警信息，当θ伸1＜θ≤θ伸2时，输出ZD6的右侧动接点轴16转角使动接点脱离ZD6的1排静接点组14但没有接通ZD6的2排静接点组15的卡阻报警信息，
当计数器数值没有超过tmax，计算Δt=t2-t1，若Δt＞Δt报，输出转换迟滞报警信息，若Δt＞Δt预，输出转换迟滞预警信息；
步骤十一：L1=L2，返回步骤三。
实施例4
在ZD6转辙机中进行实施，第三位移监测模块4是非接触的角位移测量模块，第三测量件4-1是径向磁化的磁体，固定安装在主轴23端头，安装后其N极和S极的界面与主轴23的轴心重合，第三读数头4-2是能将磁场变化转换为电信号或者数字量的磁电转换装置，固定安装在第三测量件4-1同侧，第三读数头4-2的检测中心与第三测量件4-1转动轴心对齐，除ZD6的动作杆20上不安装测量件，同侧无对应检测头外，其余与实施例3相同。
在主轴角位移数值范围内按照前述原则预先确定L拉和L伸数值。此后以主轴23角位移监测值代替ZD6的动作杆20位移监测值，按照实施例3的方法和步骤进行实施，其余与实施例3相同，不再详细描述。
本发明中的非接触第一角位移监测模块2和非接触第二角位移监测模块3均由测量件和读数头组成，测量件的转动轴心和读数头的检测中心对齐，且两者之间保持一定距离，测量件是径向磁化的磁柱，读数头是能将磁柱角位移转换为电信号或者数字量的IC或电路，非接触第三角位移或线位移监测模块4也是由测量件和读数头组成，用于测量角位移时，使用和非接触第一角位移监测模块2或非接触第二角位移监测模块3相同的测量件和读数头，用于测量线位移时，测量件使用磁栅，读数头是能将磁栅线位移转换为电信号或者数字量的IC或电路，安装后，读数头与磁栅的运动路径对齐，且两者之间保持一定距离，在检测范围内，读数头的正投影在磁栅上。
本发明中，转辙机通常有两组动接点轴（本发明中分别称为左侧动接点轴及右侧动接点轴）分别带动一组动接点转动，每组动接点对应两个静接点组，动接点在相关零件和弹簧控制下转动一定角度，断开一个静接点组后又接通另一个静接点组，在左侧动接点轴和右侧动接点轴端头分别固定安装角位移测量件，随左侧动接点轴和右侧动接点轴转动，角位移读数头固定安装在角位移测量件同侧，与角位移测量件转动轴线对齐，测量动接点角位移。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种转辙机动接点转换故障的检测装置，其特征是，它包括：数据采集处理模块（1），第一位移监测模块（2），第二位移监测模块（3），第三位移监测模块（4），第一位移监测模块（2）由第一测量件（2-1）和第一读数头（2-2）构成，第二位移监测模块（3）由第二测量件（3-1）和第二读数头（3-2）构成，第三位移监测模块（4）由第三测量件（4-1）和第三读数头（4-2）构成，各测量件和对应读数头均保持一定距离，为非接触状态，第一位移监测模块（2）和第二位移监测模块（3）是非接触角位移测量器件，第三位移监测模块（4）是非接触角位移测量器件或者是非接触线位移测量器件，数据采集处理模块（1）与各读数头之间有信息传输，连接形式为有线或者无线，各位移监测模块及数据采集处理模块分别由电源供电或者电源供入数据采集处理模块（1）后由其分配至各位移监测模块，第一测量件（2-1）固定安装在左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（9）或ZD6的左侧动接点轴（19）端头，第二测量件（3-1）固定安装在右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（6）或ZD6的右侧动接点轴（16）端头，第一读数头（2-2）固定在第一测量件（2-1）同侧，且第一读数头（2-2）的检测中心和第一测量件（2-1）的轴心对齐，第二读数头（3-2）固定在第二测量件（3-1）同侧，且第二读数头（3-2）的检测中心和第二测量件（3-1）的轴心对齐，第三位移监测模块（4）是非接触线位移测量器件时，第三测量件（4-1）固定安装在动作杆（ZD9/ZDJ9）（11）或ZD6的动作杆（20）表面或者固定安装在动作板（13）表面，第三读数头（4-2）固定在第三测量件（4-1）同侧，且测量范围内第三读数头（4-2）的正投影在第三测量件（4-1）上，第三位移监测模块（4）是非接触角位移测量器件时，第三测量件（4-1）固定安装在主轴（23）端头，第三读数头（4-2）固定在第三测量件（4-1）同侧，且第三读数头（4-2）的检测中心和第三测量件（4-1）的轴心对齐，数据采集处理模块（1）对检测到的信息数据处理计算，并对动接点转换迟滞进行预警报警，对转换卡阻的故障进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种转辙机动接点转换故障的检测装置，其特征是，第一测量件（2-1）和第二测量件（3-1）是径向磁化的磁柱，安装后各自N极和S极的界面与各自转动轴的轴心对齐，第三测量件（4-1）是径向磁化的磁柱，安装后其N极和S极的界面与其转动轴的轴心对齐，或者第三测量件（4-1）是磁栅，固定安装在线性运动零件表面上时其长度方向和运动方向平行。
3.根据权利要求1所述的一种转辙机动接点转换故障的检测装置，其特征是，第一读数头（2-2）和第二读数头（3-2）是能将径向磁化磁柱角位移转换为电信号或者数字量的IC或电路，第三读数头（4-2）是能将径向磁化磁柱角位移转换为电信号或者数字量的IC或电路，或者第三读数头（4-2）是能将磁栅线位移转换为电信号或者数字量的IC或电路。
4.一种转辙机动接点转换故障的检测方法，其特征是：方法按照如下步骤进行：
步骤一：程序开始，读入根据转辙机结构参数特点预先确定的数值：L拉、L伸 、θ拉、θ伸、θ拉1、θ拉2、θ伸1、θ伸2、tmax、Δt预、Δt报，其中：L拉是转辙机拉入锁闭过程，右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（6）或者ZD6的左侧动接点轴（19）转换时长计时起始时间的判断值，L伸是转辙机伸出锁闭过程，左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（9）或者ZD6的右侧动接点轴（16）转换时长计时起始时间的判断值，将动作杆（ZD9/ZDJ9）（11）或动作板（13）或ZD6的动作杆（20）的位移数值或者主轴（23）的转角数值与L拉和L伸比较，判断是否开始计时，θ拉是转辙机拉入锁闭过程中，右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（6）或者ZD6的左侧动接点轴（19）转换时长计时结束时间判断值，θ伸是转辙机伸出锁闭过程中，左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（9）或者ZD6的右侧动接点轴（16）转换时长计时结束时间判断值，将右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（6）或者ZD6的左侧动接点轴（19）的角位移数值与θ拉比较或者将左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（9）或者ZD6的右侧动接点轴（16）的转角数值与θ伸比较，判断是否结束计时，θ拉1是转辙机拉入锁闭过程中，右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（6）转动，使动接点脱开4排静接点组（ZD9/ZDJ9）（5）的角位移判断值，或者ZD6的左侧动接点轴（19）转动，使动接点脱开ZD6的4排静接点组（18）的角位移判断值，θ拉2是转辙机拉入锁闭过程中，右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（6）转动，使动接点接通3排静接点组（ZD9/ZDJ9）（7）的角位移判断值，或者ZD6的左侧动接点轴（19）转动，使动接点接通ZD6的3排静接点组（17）的角位移判断值，θ伸1是转辙机伸出锁闭过程中，左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（9）转动，使动接点脱开1排静接点组（ZD9/ZDJ9）（10）的角位移判断值，或者ZD6的右侧动接点轴（16）转动，使动接点脱开ZD6的1排静接点组（14）的角位移判断值，θ伸2是转辙机伸出锁闭过程中，左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（9）转动，使动接点接通2排静接点组（ZD9/ZDJ9）（8）的角位移判断值，或者ZD6的右侧动接点轴（16）转动，使动接点接通ZD6的2排静接点组（15）的角位移判断值，tmax是动接点转换极限时长，Δt预是判断动接点转换迟滞的时长预警阈值，Δt报是判断动接点转换迟滞的时长报警阈值；
步骤二：读入第三位移监测模块（4）的位移数据L，将其值赋予L1，延时规定的时间；
步骤三：读入第三位移监测模块（4）的位移数据L，将其值赋予L2；
步骤四：计算ΔL=L2-L1，当ΔL=0时，转辙机静止，令L1=L2，返回步骤三；
步骤五：清空当前动接点转换迟滞预警或报警信息；
步骤六：当ΔL＞0时，转辙机向伸出转换，若L2≥L伸，将L2对应的时间值赋予t1，否则，令L1=L2，返回步骤三，当ΔL＜0时，转辙机向拉入转换，若L2≤L拉，将L2对应的时间值赋予t1，否则，令L1=L2，返回步骤三；
步骤七：启动计时器开始计时；
步骤八：若转辙机向伸出转换时，读入第一位移监测模块（2）角位移数值赋予θ，若转辙机向拉入转换时，读入第二位移监测模块（3）角位移数值赋予θ；
步骤九：若θ≥θ拉或者θ≥θ伸，将θ对应的时间值赋予t2，计数器清零，否则，检查计数器数值是否超过tmax，若没有，返回步骤八；
步骤十：当计数器数值超过tmax时，计数器值清零，
若转辙机向拉入转换，当θ≤θ拉1时，输出右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（6）转角未使动接点脱离4排静接点组（ZD9/ZDJ9）（5）的卡阻报警信息，当θ拉1＜θ≤θ拉2时，输出右侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（6）转角使动接点脱离4排静接点组（ZD9/ZDJ9）（5）但没有接通3排静接点组（ZD9/ZDJ9）（7）的卡阻报警信息，
若转辙机向伸出转换，当θ≤θ伸1时，输出左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（9）转角未使动接点脱离1排静接点组（ZD9/ZDJ9）（10）的卡阻报警信息，当θ伸1＜θ≤θ伸2时，输出左侧动接点轴（ZD9/ZDJ9）（9）转角使动接点脱离1排静接点组（ZD9/ZDJ9）（10）但没有接通2排静接点组（ZD9/ZDJ9）（8）的卡阻报警信息，
或者，
若转辙机向拉入转换，当θ≤θ拉1时，输出ZD6的左侧动接点轴（19）转角未使动接点脱离ZD6的4排静接点组（18）的卡阻报警信息，当θ拉1＜θ≤θ拉2时，输出ZD6的左侧动接点轴（19）转角使动接点脱离ZD6的4排静接点组（18）但没有接通ZD6的3排静接点组（17）的卡阻报警信息，
若转辙机向伸出转换，当θ≤θ伸1时，输出ZD6的右侧动接点轴（16）转角未使动接点脱离ZD6的1排静接点组（14）的卡阻报警信息，当θ伸1＜θ≤θ伸2时，输出ZD6的右侧动接点轴（16）转角使动接点脱离ZD6的1排静接点组（14）但没有接通ZD6的2排静接点组（15）的卡阻报警信息，
当计数器数值没有超过tmax，计算Δt=t2-t1，若Δt＞Δt报，输出转换迟滞报警信息，若Δt＞Δt预，输出转换迟滞预警信息；
步骤十一：L1=L2，返回步骤三。
5.根据权利要求4所述的一种转辙机动接点转换故障的检测方法，其特征是：所述的动接点转换迟滞进行预警报警是根据预先定义，满足一定条件时开始计时，计时至规定时间后，读取动接点轴角位移，与规定角度值进行比较，判断规定动接点轴所处位置，对动接点转换卡阻报警并输出卡阻位置。
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