CN115524647B - 一种车轮传感器表面剩磁测量系统及存储介质 - Google Patents

一种车轮传感器表面剩磁测量系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

一种车轮传感器表面剩磁测量系统及存储介质，本发明涉及车轮传感器表面剩磁测量系统及存储介质。本发明的目的是为了解决现有磁钢安装在钢轨后处于露天状态，使用时间的长短和特殊天气会导致磁钢表面剩磁强度会逐渐降低，导致车辆过车时无法准确计数车轮；以及现有磁钢无法判断磁钢性能是否处于正常工作状态要求的问题。系统包括：车轮传感器表面剩磁测量装置和遥控器；遥控器通过无线通信对测量装置进行操作，对已经连接通信的测量装置进行单独或群发指令，控制测量装置进行测试。测试完成后测量装置通过无线通信将数据回传输至遥控器进行查看，并根据测量数值进行磁钢的性能状态确认。本发明用于车轮传感器表面剩磁测量领域。

Description

一种车轮传感器表面剩磁测量系统及存储介质
技术领域
本发明涉及车轮传感器表面剩磁测量系统及存储介质。
背景技术
车轮传感器(以下简称磁钢)是利用磁钢内部永磁材料的特点，在车轮经过或远离永磁材料时，会扰动该材料周围的磁场，并通过相关的设计电路输出一个正弦信号的工作模式给后级检测设备提供触发信号。
既有磁钢安装在钢轨后处于露天状态，使用时间的长短和特殊天气会导致磁钢表面剩磁强度会逐渐降低，影响磁钢的性能，从而影响磁钢内部的输出信号。导致车辆过车时无法准确计数车轮。
既有磁钢在安装至钢轨处后无法进行表面剩磁强度测量，导致无法判断磁钢性能是否处于正常工作状态要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有磁钢安装在钢轨后处于露天状态，使用时间的长短和特殊天气会导致磁钢表面剩磁强度会逐渐降低，影响磁钢的性能，从而影响磁钢内部的输出信号，导致车辆过车时无法准确计数车轮；以及现有磁钢在安装至钢轨处后无法进行表面剩磁强度测量，导致无法判断磁钢性能是否处于正常工作状态要求的问题，而提出一种车轮传感器表面剩磁测量系统及存储介质。
一种车轮传感器表面剩磁测量系统包括：车轮传感器表面剩磁测量装置和遥控器；
遥控器通过无线通信对车轮传感器表面剩磁测量装置进行操作，对已经连接通信的车轮传感器表面剩磁测量装置进行单独或群发指令，控制车轮传感器表面剩磁测量装置进行测试；
车轮传感器表面剩磁测量装置用于测量车轮传感器表面剩磁；
测试完成后车轮传感器表面剩磁测量装置通过无线通信将数据回传输至遥控器进行查看，并根据测量数值确定磁钢是否处于正常工作；
遥控器还包含语音播报功能，播报被查看的车轮传感器表面剩磁测量装置工作状态；
优选地，车轮传感器表面剩磁测量装置包括AD采样模块、第一主控模块、第一显示模块、第一无线模块、第一开关控制模块、第一供电模块、第一防遗落蜂鸣器模块及两个测量模块；
AD采样模块用于完成对测量模块测得的输出进行采样，并传输至主控模块；
第一主控模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置中各个模块的控制；
第一显示模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置的相关参数的显示，相关参数包括但不限于电量、连接信号质量、车轮传感器表面剩磁测量装置编号、表面剩磁测试界面；
第一无线模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置的通信功能；
第一开关控制模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置的开关机操作；
第一供电模块用于保证车轮传感器表面剩磁测量装置正常工作的电源；
第一防遗落蜂鸣器模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置在开机状态下三分钟内未工作时进行状态确认提示，以及在车轮传感器表面剩磁测量装置未关机时，遥控器无法关机并语音提示测量装置未关机；
测量模块用于测量车轮传感器表面剩磁。
优选地，遥控器包括第二主控模块、第二显示模块、第二无线模块、第二开关控制模块、第二供电模块和第二防遗落蜂鸣器模块；
第二主控模块用于完成遥控器中各个模块的控制；
第二显示模块用于完成遥控器的相关参数的显示，包括但不限于电量、连接信号质量、设备编号、表面剩磁测试界面；
第二无线模块用于完成遥控器的通信功能，遥控器可通过第二无线模块对车轮传感器表面剩磁测量装置进行工作状态监测及测量表面剩磁；
第二开关控制模块用于完成遥控器的开关机操作；
第二供电模块用于保证遥控器正常工作的电源；
第二防遗落蜂鸣器模块用于完成若连续三分钟内未收到测量装置的工作状态回复时，遥控器界面会弹出窗口并语音播报提醒使用人员确定测量装置的工作状态；以及在车轮传感器表面剩磁测量装置未关机时，遥控器无法关机并语音提示测量装置未关机。
优选地，每个测量模块内的测量单元数量通过被测磁钢的尺寸大小进行配置；
磁钢表面每单位面积设置一个测量单元，多出部分若小于一个单位面积设置一个测量单元。
优选地，测量单元用于计算磁钢表面的剩磁参数值，将磁钢表面的剩磁参数值与标准产品出厂时内部配置的表面剩磁参数值进行对比，确定磁钢是否处于正常工作范围；
具体过程为：
车轮传感器表面剩磁测量装置内部将出厂时内部配置的表面剩磁参数值标记为：A:[A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9]；
将车轮传感器表面剩磁测量装置测得磁钢表面的剩磁参数值记录为B:[B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8,B9]；
则磁钢表面的剩磁参数样本量n＝9，然后计算两组数据之间的离差统计量t；
根据两组数据之间的离差统计量t，确定磁钢是否处于正常工作范围。
优选地，计算两组数据之间的离差统计量t；具体过程为：
其中t为两组数据之间的离差统计量；为B组数据的样本平均数；μ为A组数据的总体平均数；σx为A组数据的样本标准差；n为样本量。
优选地，根据两组数据之间的离差统计量t，确定磁钢是否处于正常工作范围；具体过程为：
当检验度P＝0.05时，t＝2.262，若t<2.262时，则认为当前检测表面剩磁参数值与标准产品表面剩磁参数值没有显著性差异，磁钢仍处于正常工作范围；
当检验度P＝0.01时，t＝3.25，若t>3.250时，则认为当前检测表面剩磁参数值与标准产品表面剩磁参数值有显著性差异，建议更换磁钢；
当2.262≤t≤3.250时，则认为当前检测表面剩磁参数值与标准产品表面剩磁参数值存在一定差异，代表磁钢性能退化，但仍然可用使用，建议磁钢在使用过程中测量，避免计数错误。
优选地，遥控器还包含语音播报功能，播报被查看的车轮传感器表面剩磁测量装置工作状态。
一种存储介质，存储介质中存储有至少一条指令，至少一条指令由处理器加载并执行以实现一种车轮传感器表面剩磁测量系统。
本发明的有益效果：
1.本发明可同时测量多个磁钢表面剩磁：
本发明的一种车轮传感器表面剩磁测量方法，可通过遥控器无线传输控制多个测量设备，每个测量设备包含两个测量模块，可测量一组磁钢的表面剩磁，能够满足同一时间测量多组磁钢的表面剩磁，节省了人力、物力，提高工作效率；
2.本发明可测量不同尺寸磁钢的表面剩磁：
本发明的一种车轮传感器表面剩磁测量方法，可通过搭载可定义数量的测量单元，能够兼容测量任意磁钢的表面剩磁分布；
3.本发明可测量不同安装间距的磁钢表面剩磁：
本发明的一种车轮传感器表面剩磁测量方法，可调节测量设备中两个测量模块之间的间距，从而测量不同安装间距的成组磁钢；
4.本发明可判断磁钢的正常工作状态：
本发明的一种车轮传感器表面剩磁测量方法，可以测量磁钢表面剩磁参数并统计，预估磁钢的性能状态，从而判断磁钢是否处于正常工作状态。
附图说明
图1为车轮传感器表面剩磁测量模块；
图2为多组车轮传感器表面剩磁测量系统；
图3为车轮传感器表面剩磁测量系统。
具体实施方式
需要特别说明的是，在不冲突的情况下，本申请公开的各个实施方式之间可以相互组合。
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式一种车轮传感器表面剩磁测量系统包括：
车轮传感器表面剩磁测量装置和遥控器；
遥控器通过无线通信对车轮传感器表面剩磁测量装置进行操作，对已经连接通信的车轮传感器表面剩磁测量装置进行单独或群发指令，控制车轮传感器表面剩磁测量装置进行测试；
车轮传感器表面剩磁测量装置用于测量车轮传感器表面剩磁；
测试完成后车轮传感器表面剩磁测量装置通过无线通信将数据回传输至遥控器进行查看，并根据测量数值确定磁钢是否处于正常工作。
本实施例图3为由1个遥控器和1个测量装置组成的车轮传感器表面剩磁测量系统。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，车轮传感器表面剩磁测量装置包括AD采样模块、第一主控模块、第一显示模块、第一无线模块、第一开关控制模块、第一供电模块、第一防遗落蜂鸣器模块及两个测量模块；
每个车轮传感器表面剩磁测量装置含有两个测量模块。
AD采样模块用于完成对测量模块测得的输出进行采样，并传输至主控模块；
第一主控模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置中各个模块的控制；
第一显示模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置的相关参数的显示，相关参数包括但不限于电量、连接信号质量、车轮传感器表面剩磁测量装置编号、表面剩磁测试界面等；
第一无线模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置的通信功能；
第一开关控制模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置的开关机操作；
第一供电模块用于保证车轮传感器表面剩磁测量装置正常工作的电源；
第一防遗落蜂鸣器模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置在开机状态下三分钟内未工作时进行状态确认提示，以及在车轮传感器表面剩磁测量装置未关机时，遥控器无法关机并语音提示测量装置未关机；
测量模块用于测量车轮传感器表面剩磁。
其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是，遥控器包括第二主控模块、第二显示模块、第二无线模块、第二开关控制模块、第二供电模块和第二防遗落蜂鸣器模块；
第二主控模块用于完成遥控器中各个模块的控制；
第二显示模块用于完成遥控器的相关参数的显示，包括但不限于电量、连接信号质量、设备编号、表面剩磁测试界面等；
第二无线模块用于完成遥控器的通信功能，遥控器可通过第二无线模块对车轮传感器表面剩磁测量装置进行工作状态监测及测量表面剩磁；
第二开关控制模块用于完成遥控器的开关机操作；
第二供电模块用于保证遥控器正常工作的电源；
第二防遗落蜂鸣器模块用于完成若连续三分钟内未收到测量装置的工作状态回复时，遥控器界面会弹出窗口并语音播报提醒使用人员确定测量装置的工作状态；以及在车轮传感器表面剩磁测量装置未关机时，遥控器无法关机并语音提示测量装置未关机。
遥控器通过无线通信模块2与多个测量装置进行连接，连接完成后控制多个测量装置进行测量；遥控器可实时监测测量装置状态以及测得的表面剩磁参数。以LoRa通信为例，遥控器与测量装置进行组网，组网完成后控制测量装置进行测量(无线通信包括但不限于WIFI、蓝牙、LoRa等方式)。并将测量参数发送回遥控器进行查看。
磁钢在安装时，不同磁钢组安装在钢轨的位置可能较远，导致工作人员在测量时需携带设备前往安装地进行测量，本发明中遥控器可同时连接多个测量装置，将测量装置放置在磁钢位置后，能够满足同时对多个磁钢进行表面剩磁参数的测量，节省人力物力，提高工作效率。
其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是，每个测量模块内的测量单元数量通过被测磁钢的尺寸大小进行配置；
磁钢表面每单位面积设置一个测量单元，多出部分若小于一个单位面积设置一个测量单元，单位面积根据测量需求和测量精度可自行定义大小；
以单位面积为3cm*3cm为例，若磁钢表面积为9cm*9cm，则设置9个测量单元；若磁钢表面积为10cm*10cm，则设置16个测量单元，依次类推。
其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是，测量单元用于计算磁钢表面的剩磁参数值(通过多个测量单元可有效计算磁钢表面的的剩磁参数)，将磁钢表面的剩磁参数值与标准产品出厂时内部配置的表面剩磁参数值进行对比，确定磁钢是否处于正常工作范围；
该功能可提醒工作人员磁钢是否处于正常工作范围，可以避免磁钢性能下降却无法发现，导致无法准确识别车轮计数，从而后级设备无法正确识别过车信息。
具体过程为：
标准产品出厂时内部配置的表面剩磁参数值的个数及车轮传感器表面剩磁测量装置测得磁钢表面的剩磁参数值的个数，均由磁钢表面剩磁测量装置根据实际情况配置的测量单元数量决定，三者数量一致，该数量决定了计算离差统计量的样本量n。
车轮传感器表面剩磁测量装置内部将出厂时内部配置的表面剩磁参数值标记为：A:[A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9]；
将车轮传感器表面剩磁测量装置测得磁钢表面的剩磁参数值记录为B:[B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8,B9]；
则磁钢表面的剩磁参数样本量n＝9，然后计算两组数据之间的离差统计量t；
根据两组数据之间的离差统计量t，确定磁钢是否处于正常工作范围。
其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是，计算两组数据之间的离差统计量t；具体过程为：
其中t为两组数据之间的离差统计量；为B组数据的样本平均数；μ为A组数据的总体平均数；σx为A组数据的样本标准差；n为样本量。
其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是，根据两组数据之间的离差统计量t，确定磁钢是否处于正常工作范围；具体过程为：
检验度按照95％进行计算，得出当检验度P＝0.05时，t＝2.262，因此我们可以得出结论，若t<2.262时，则认为当前检测表面剩磁参数值与标准产品表面剩磁参数值没有显著性差异，磁钢仍处于正常工作范围；
检验度按照99％进行计算，得出当检验度P＝0.01时，t＝3.25，因此我们可以得出结论，若t>3.250时，则认为当前检测表面剩磁参数值与标准产品表面剩磁参数值有显著性差异，建议更换磁钢；
当2.262≤t≤3.250时，则认为当前检测表面剩磁参数值与标准产品表面剩磁参数值存在一定差异，代表磁钢性能退化，但仍然可用使用，建议磁钢在使用过程中多次测量，避免计数错误。
其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是，遥控器还包含语音播报功能，播报被查看的车轮传感器表面剩磁测量装置工作状态。
其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式为一种存储介质，存储介质中存储有至少一条指令，至少一条指令由处理器加载并执行以实现一种车轮传感器表面剩磁测量系统。
应当理解，包括本发明描述的任何方法对应的可以被提供为计算机程序产品、软件或计算机化方法，其可以包括其上存储有指令的非暂时性机器可读介质，指令可以用于编程计算机系统，或其他电子装置。存储介质可以包括但不限于磁存储介质，光存储介质；磁光存储介质包括：只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、可擦除可编程存储器(例如，EPROM和EEPROM)以及闪存层；或者适合于存储电子指令的其他类型的介质。
本实施例图1的车轮传感器表面剩磁测量装置由可定义数量的测量单元组成。
本实施例图2的多组车轮传感器表面剩磁测量系统由1个遥控器和n个测量装置组成。
本发明的上述算例仅为详细地说明本发明的计算模型和计算流程，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，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，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种车轮传感器表面剩磁测量系统，其特征在于：所述系统包括：车轮传感器表面剩磁测量装置和遥控器；
车轮传感器表面剩磁测量装置用于测量车轮传感器表面剩磁；
遥控器通过无线通信对车轮传感器表面剩磁测量装置进行操作，对已经连接通信的车轮传感器表面剩磁测量装置进行单独或群发指令，控制车轮传感器表面剩磁测量装置进行测试；
测试完成后车轮传感器表面剩磁测量装置通过无线通信将数据回传输至遥控器进行查看，并根据测量数值确定磁钢是否处于正常工作状态；
所述遥控器包括第二主控模块、第二显示模块、第二无线模块、第二开关控制模块、第二供电模块和第二防遗落蜂鸣器模块；
所述第二主控模块用于完成遥控器中各个模块的控制；
所述第二显示模块用于完成遥控器的相关参数的显示，包括电量、连接信号质量、设备编号、表面剩磁测试界面；
所述第二无线模块用于完成遥控器的通信功能，遥控器可通过第二无线模块对车轮传感器表面剩磁测量装置进行工作状态监测及测量表面剩磁；
所述第二开关控制模块用于完成遥控器的开关机操作；
所述第二供电模块用于保证遥控器正常工作的电源；
所述第二防遗落蜂鸣器模块用于完成若连续三分钟内未收到测量装置的工作状态回复时，遥控器界面会弹出窗口并语音播报提醒使用人员确定测量装置的工作状态；以及在车轮传感器表面剩磁测量装置未关机时，遥控器无法关机并语音提示测量装置未关机。
2.根据权利要求1所述一种车轮传感器表面剩磁测量系统，其特征在于：所述车轮传感器表面剩磁测量装置包括AD采样模块、第一主控模块、第一显示模块、第一无线模块、第一开关控制模块、第一供电模块、第一防遗落蜂鸣器模块及两个测量模块；
所述AD采样模块用于完成对测量模块测得的输出进行采样，并传输至主控模块；
所述第一主控模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置中各个模块的控制；
所述第一显示模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置的相关参数的显示，相关参数包括电量、连接信号质量、车轮传感器表面剩磁测量装置编号、表面剩磁测试界面；
所述第一无线模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置的通信功能；
所述第一开关控制模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置的开关机操作；
所述第一供电模块用于保证车轮传感器表面剩磁测量装置正常工作的电源；
所述第一防遗落蜂鸣器模块用于完成车轮传感器表面剩磁测量装置在开机状态下三分钟内未工作时进行状态确认提示，以及在车轮传感器表面剩磁测量装置未关机时，遥控器无法关机并语音提示测量装置未关机；
所述测量模块用于测量车轮传感器表面剩磁。
3.根据权利要求2所述一种车轮传感器表面剩磁测量系统，其特征在于：每个所述测量模块内的测量单元数量通过被测磁钢的尺寸大小进行配置；
磁钢表面每单位面积设置一个测量单元，多出部分若小于一个单位面积设置一个测量单元。
4.根据权利要求3所述一种车轮传感器表面剩磁测量系统，其特征在于：所述测量单元用于计算磁钢表面的剩磁参数值，将磁钢表面的剩磁参数值与标准产品出厂时内部配置的表面剩磁参数值进行对比，确定磁钢是否处于正常工作范围；具体过程为：
车轮传感器表面剩磁测量装置内部将出厂时内部配置的表面剩磁参数值标记为：A:[A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9]；
将车轮传感器表面剩磁测量装置测得磁钢表面的剩磁参数值记录为B:[B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8,B9]；
则磁钢表面的剩磁参数样本量n＝9，然后计算两组数据之间的离差统计量t；
根据两组数据之间的离差统计量t，确定磁钢是否处于正常工作范围。
5.根据权利要求4所述一种车轮传感器表面剩磁测量系统，其特征在于：所述计算两组数据之间的离差统计量t；具体过程为：
Figure FDA0004159683790000021
其中t为两组数据之间的离差统计量；
Figure FDA0004159683790000022
为B组数据的样本平均数；μ为A组数据的总体平均数；σx为A组数据的样本标准差；n为样本量。
6.根据权利要求5所述一种车轮传感器表面剩磁测量系统，其特征在于：所述根据两组数据之间的离差统计量t，确定磁钢是否处于正常工作范围；具体过程为：
当检验度P＝0.05时，t＝2.262，若t<2.262时，则认为当前检测表面剩磁参数值与标准产品表面剩磁参数值没有显著性差异，磁钢仍处于正常工作范围；
当检验度P＝0.01时，t＝3.25，若t>3.250时，则认为当前检测表面剩磁参数值与标准产品表面剩磁参数值有显著性差异，建议更换磁钢；
当2.262≤t≤3.250时，则认为当前检测表面剩磁参数值与标准产品表面剩磁参数值存在一定差异，代表磁钢性能退化，但仍然可用使用，建议磁钢在使用过程中测量，避免计数错误。
7.根据权利要求6所述一种车轮传感器表面剩磁测量系统，其特征在于：所述遥控器还包含语音播报功能，播报被查看的车轮传感器表面剩磁测量装置工作状态。
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