CN1456873A

CN1456873A - 冲动检测仪

Info

Publication number: CN1456873A
Application number: CN 03128131
Authority: CN
Inventors: 莫易敏; 肖峻; 牛炜; 潘运平
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE; Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2003-11-19

Abstract

本发明涉及一种列车冲动检测装置。冲动检测仪，其特征在于它主要由传感器、模拟数字转换器、USB数据采集器和数据分析处理机组成，模拟数字转换器分别与传感器和USB数据采集器连接，USB数据采集器与数据分析处理机连接；模拟数字转换器将传感器检测到的加速度模拟信号转换成数字信号，USB数据采集器采集所述数字信号，然后再将数据通过USB数据采集器总线发送给数据分析处理机。实现了对列车冲动实时测量、且测量精度高、数据存储量大、传输速度快。本发明同时还能自动生成测试报表、实时在线显示冲动曲线。特别适合通过检测列车冲动来监视列车运行状况和考核列车司机驾驶情况；通过大量实验给予评判标准，对每次测试打出分数。

Description

冲动检测仪

技术领域

本发明涉及一种冲动检测装置，特别是列车冲动检测装置。

背景技术

而传统列车冲动检测采用的是“木棒测试法”，即用5根长度相同，截面积(为正方形)不同的实心木棒，通过检测不同粗细木棒倾倒的次数来标定列车冲动的等级和次数。这种方法具有以下缺点：木棒倾倒的干扰因素太多，不能准确检测列车冲动；不能量化列车冲动；延误测试时机。

发明内容

为克服传统列车冲动检测装置的上述不足，本发明的目的在于提供一种冲动检测仪，它对列车冲动实现实时测量、且测量精度高、数据存储量大、传输速度快。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：冲动检测仪，其特征在于它主要由传感器、模拟数字转换器、USB数据采集器和数据分析处理机组成，模拟数字转换器分别与传感器和USB数据采集器连接，USB数据采集器与数据分析处理机连接；模拟数字转换器将传感器检测到的加速度模拟信号转换成数字信号，USB数据采集器采集所述数字信号，然后再将数据通过USB数据采集器总线发送给数据分析处理机。

所述的数据分析处理机采集的加速度数据在存入数据库时，同时计算加速度变化率J值来表征冲动。

本发明与传统列车冲动检测相比，由于采用了传感器、模拟数字转换器、USB数据采集器和数据分析处理机，实现了对列车冲动实时测量、且测量精度高。而本发明采用USB数据采集器，它具有数据存储量大、传输速度快的特点。本发明同时还能自动生成测试报表、实时在线显示冲动曲线。特别适合通过检测列车冲动来监视列车运行状况和考核列车司机驾驶情况；通过大量实验给予评判标准，对每次测试打出分数。

附图说明

图1是本发明的结构方框图。

图2是本发明机械本体的纵剖面图。

图3是本发明数据采集流程图。

图4是本发明数据处理流程图。

图5是加速度a值图

图6加速度变化率J值对比图。

具体实施方式

如图1所示，冲动检测仪，主要由传感器、模拟数字转换器、USB数据采集器和数据分析处理机组成，模拟数字转换器分别与传感器和USB数据采集器连接，USB数据采集器与数据分析处理机连接；模拟数字转换器将传感器检测到的加速度模拟信号转换成数字信号，USB数据采集器采集所述数字信号，然后再将数据通过USB数据采集器总线发送给数据分析处理机。

所述的USB数据采集器由USB通信器件和单片机组成，单片机为带有A/D转换器的单片机ADUC812，为使USB通信器件将数字信号通过USB总线传送到数据分析处理机，该单片机执行如下步骤：

a)读取数字信号；

b)对所述数字信号进行滤波处理；

c)存储已被滤波处理的数字信号；

d)将存储的数字信号传送到USB总线上；

e)数据正常则返回到步骤a)，否则返回到步骤d)。

如图2所示，传感器置于相对水平的水平面上，通过USB数据采集器采集加速度信号，然后再将数据发送给数据分析处理机(上位机)，由数据分析处理机(上位机)完成数据处理、生成测试报表等任务。

传感器选用美国ADANLOG DEVICE公司的加速度计ADXL105，ADXL105为单轴加速度测量系统，其内部包含一个多硅表面的微处理器和BIMOS信号控制电路，形成开环加速度测量结构。由于加速度的产生使得该结构内部的差动电容器失去平衡，产生一个幅度与加速度成正比的方波电压输出，同时采用相位解调技术校正信号，确定出加速度的方向，这样就可以获得完整的加速度信息。

因加速度计ADXL105为单轴测量，为保证所检测加速度方向与列车前进方向在同一水平面，将速度计ADXL105设在机械本体内。如图2，机械本体具有水平调平功能，以水泡为基准，通过三个调节悬钮来调节水平。调平后，应尽量保证传感器轴向与列车前进方向一致。机械本体由金属材料构成，将传感器和USB数据采集器封闭在机械本体内，可屏蔽电磁干扰，信号通过屏蔽线引出。

USB数据采集器由以下两部分组成：USB通信器件和单片机。其中USB通信器件选用PHLIPIS公司的PDIUSBD12，为集成需要，选用AD公司的带有A/D转换器的单片机ADUC812。模拟数字转换器将传感器端的模拟信号转换为数字信号，由单片机读取后进行一次数字滤波后，然后通过USB通信器件PDIUSBD12传送给上位机。数据采集程序流程图如图3所示。ADUC812自带12位A/D转换器，每隔1/100秒转换一次数据，采集得20个数据后进行一次均值滤波，将此均值作为有效数据保留。然后调用USB通信程序将该数据发送给数据分析处理机。上位机每隔1秒读取一次缓冲区的所有数据，并清除缓冲区。若数据分析处理机检验数据传送有误，将会要求重发。

数据分析处理机(如PC机)为现有技术，主要采用动态数据库管理技术，将采集得的数据按照时间顺序排列存储在动态数据库里，然后按照冲动级别予以管理。数据处理程序流程图如图4所示。首先，在测试前，数据分析处理机会检测数据采集系统；进入主界面输入司机姓名等必填项后，系统会自动创建数据库。待测试开始后，数据处理主程序每隔1秒会去接收缓冲区中的数据，并将缓冲区清空，以备下次接收数据。采集的加速度数据在存入数据库时，同时计算加速度变化率J值，并按照时间顺序也存入数据库。加速度变化率J值的计算采用差分技术，即取相邻的两个加速度数据之差作为该时刻的加速度变化率J值。同时，测试人员可以实时观测到加速度变化曲线。测试完毕后，系统会根据数据自动判别冲动纪录，生成测试报表，并予以保存。

Claims

1、冲动检测仪，其特征在于它主要由传感器、模拟数字转换器、USB数据采集器和数据分析处理机组成，模拟数字转换器分别与传感器和USB数据采集器连接，USB数据采集器与数据分析处理机连接；模拟数字转换器将传感器检测到的加速度模拟信号转换成数字信号，USB数据采集器采集所述数字信号，然后再将数据通过USB数据采集器总线发送给数据分析处理机。

2、根据权利要求1所述的冲动检测仪，其特征在于所述的USB数据采集器由USB通信器件和单片机组成。

3、根据权利要求1所述的冲动检测仪，其特征在于所述的传感器位于具有水平调平功能的机械本体内，信号通过屏蔽线引出。

4、根据权利要求1所述的冲动检测仪，其特征在于所述机械本体为金属本体，传感器和USB数据采集器封闭在具有水平调平功能的机械本体内，信号通过屏蔽线引出。

5、根据权利要求1所述的冲动检测仪，其特征在于所述的数据分析处理机采集的加速度数据在存入数据库时，同时计算加速度变化率J值来表征冲动。