CN204758152U - 一种钢轨测温系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种钢轨测温系统。所述系统包括传感单元，信号处理单元，数据转换单元，温度计算单元以及显示单元。本申请实施例提供的一种钢轨测温系统，通过传感单元获取钢轨的温度信息，并且通过信号处理单元对温度信息进行优化处理，然后通过数据转换单元快速地将模拟信号转换为数字信号并根据温度值与电阻值之间的线性关系，通过温度计算模块计算出钢轨的温度值，最终将计算所得的温度值通过显示单元显示出来。本申请实施例提供的一种钢轨测温系统，能够有效地减少测温的响应时间并且提高测温精度。

Description

一种钢轨测温系统

技术领域

本申请涉及温度测试技术领域，特别涉及一种钢轨测温系统。

背景技术

随着轨道交通的高速发展，保障其安全的要求也越来越高。如果钢轨出现故障，那么很有可能引发严重的贵到交通事故。目前，可以通过对钢轨的温度进行测试来判断钢轨是否出现了故障。其原理是：如果钢轨内部出现伤痕，当高速列车通过时，内部的伤痕会导致钢轨温度急剧地升高。通过测试钢轨的温度变化，从而可以获知钢轨内部是否存在伤痕。从而可以保障轨道交通的安全。

现有技术中的钢轨测温系统，测温达到最大值所需时间普遍需30至40秒，精度一般都在+/-1.5％之间。这样的钢轨测温系统已经不能很好地对高速列车行驶的钢轨进行及时地检测，无法适应目前高速情况下对事故隐患提前发现、提前处理的要求。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种钢轨测温系统，以减少测温的响应时间并且提高测温精度。

本申请实施例提供的一种钢轨测温系统是这样实现的：

一种钢轨测温系统，包括传感单元，信号处理单元，数据转换单元，温度计算单元以及显示单元，其中：

所述传感单元，用来获取钢轨的温度信息，并将所述温度信息发送至数据加速处理单元；

所述信号处理单元，用来提取所述温度信息中的信号，并对所述信号进行加速和滤波处理，并将处理后的信号发送至数据转换单元；

所述数据转换单元，用来将所述处理后的信号转换为数字信号，并将所述数字信号发送至温度计算单元；

所述温度计算单元，用来根据预设规则对所述数字信号进行计算，得到计算后的温度值，并将所述温度值发送至显示单元；

所述显示单元，用来显示所述计算的温度值。

优选地，所述传感单元具体为PT100温度传感器。

优选地，所述信号处理单元具体包括：

加速模块，用来将所述温度信息中的信号转化为电荷信号；

电荷放大模块，用来将所述电荷信号放大并转化为相应的电压信号；

增益控制模块，用来控制所述电压信号的增益；

滤波模块，用来将所述控制增益后的电压信号滤波，并将滤波后的电压信号输入数据转换单元。

优选地，所述数据转换单元具体为AD7793模数转换器。

优选地，所述数据转换单元与温度计算单元通过串行外设接口进行数据交互。

本申请实施例提供的一种钢轨测温系统，能够有效地减少测温的响应时间并且提高测温精度。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种钢轨测温系统的功能模块图；

图2为本申请一优选实施例中信号处理单元的功能模块图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种钢轨测温系统。为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种钢轨测温系统的功能模块图。如图1所示，所述钢轨测温系统包括：传感单元100，信号处理单元200，数据转换单元300，温度计算单元400以及显示单元500，其中：

所述传感单元100，用来获取钢轨的温度信息，并将所述温度信息发送至数据加速处理单元；

所述信号处理单元200，用来提取所述温度信息中的信号，并对所述信号进行加速和滤波处理，并将处理后的信号发送至数据转换单元；

所述数据转换单元300，用来将所述处理后的信号转换为数字信号，并将所述数字信号发送至温度计算单元；

所述温度计算单元400，用来根据预设规则对所述数字信号进行计算，得到计算后的温度值，并将所述温度值发送至显示单元；

所述显示单元500，用来显示所述计算的温度值。

具体地，本申请实施例可以采用PT100温度传感器作为所述传感单元100，从待测钢轨上采集温度信息。PT100温度传感器可以根据感应的温度的变化，引起自身热敏电阻的变化，从而通过变化的电阻值来表征钢轨温度值的变化。进一步地，PT100温度传感器获取的电阻值可以通过电压值来表示，这样，通过传感单元100提供的温度信息中的电压信号的变化，便可以获知钢轨温度的变化。

传感单元100获取钢轨的温度信息后，可以将该信息发送至信号处理单元200。信号处理单元200可以提取该信息中的电压信号。由于所述温度信息中的电压信号一般都比较微弱，因此，信号处理单元200需要对提取的电压信号进行进一步的处理。具体地，信号处理单元200可以对所述信号进行加速和滤波处理。图2为本申请一优选实施例中信号处理单元的功能模块图。如图2所示，所述信号处理单元200可以包括：

加速模块201，用来将所述温度信息中的信号转化为电荷信号；

电荷放大模块202，用来将所述电荷信号放大并转化为相应的电压信号；

增益控制模块203，用来控制所述电压信号的增益；

滤波模块204，用来将所述控制增益后的电压信号滤波，并将滤波后的电压信号输入数据转换单元。

具体地，信号处理单元200提取的电压信号一般为冲击信号。加速模块201可以将该冲击信号转化为电荷信号，并将该电荷信号发送至电荷放大模块202。电荷放大模块202接收到该电荷信号后，可以将该电荷信号进行放大，并将放大后的电荷信号转化为相应的电压信号。这样处理的目的在于可以去除冲击信号中的噪音。电荷放大模块2接着可以将转化的电压信号发送至增益控制模块203。所述增益控制模块203可以控制转化的电压信号的增益。选择一个合适的增益可以将电压信号中的有效信号与噪音信号相区分，并且不至于将噪音信号放大。经过增益控制模块203处理后的电压信号可以被发送至滤波模块204。滤波模块204可以过滤所述增益控制后的电压信号中的纹波，使得电压信号能够更加精确地表征温度的变化。经过滤波的电压信号可以被发送至数据转换单元300。经过滤波的电压信号为模拟信号，若要经过数字电路的计算，则需要将电压信号转换为数字信号。数据转换单元300则可以将所述电压信号转换为数字信号，并将所述数字信号发送至温度计算单元400。在本申请一优选实施例中，所述数据转换单元300可以为AD7793模数转换器。采用该模数转换器可以加快模数转换的效率，从而可以相应地减少钢轨测温系统的响应时间。

温度计算单元400接收到所述转换后的数字信号后，可以按照预设规则，对该数字信号进行计算，从而可以得到钢轨的温度值。具体地，温度计算单元400首先可以根据电压与电流的关系，计算得出PT100温度传感器的热敏电阻的阻值，然后可以根据下述公式，计算得出电阻值对应的温度值：

R＝Ro(1+αT)

其中，R代表计算所得的电阻值，Ro为热敏电阻在0℃的电阻值，在本申请实施例中，Ro可以取值100，另外α为调和系数，在本申请实施例中可以取值0.00392，T为电阻值对应的温度值。利用上式可以根据电阻值得到对应的温度值。由于计算的公式中电阻值与温度值呈线性关系，因此计算的过程也比较简便，从而能够减少钢轨测温系统的响应时间。在本申请一优选实施例中，所述所述数据转换单元300与温度计算单元400可以通过串行外设接口进行数据交互。

最终，温度计算单元400可以将计算所得的温度值发送至显示单元500。显示单元500可以为液晶显示器，将计算所得温度值显示出来。

本申请实施例提供的一种钢轨测温系统，通过传感单元获取钢轨的温度信息，并且通过信号处理单元对温度信息进行优化处理，然后通过数据转换单元快速地将模拟信号转换为数字信号并根据温度值与电阻值之间的线性关系，通过温度计算模块计算出钢轨的温度值，最终将计算所得的温度值通过显示单元显示出来。本申请实施例提供的一种钢轨测温系统，能够有效地减少测温的响应时间并且提高测温精度。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来。该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

Claims (5)

1.一种钢轨测温系统，其特征在于，包括传感单元，信号处理单元，数据转换单元，温度计算单元以及显示单元，其中：

所述传感单元，用来获取钢轨的温度信息，并将所述温度信息发送至数据加速处理单元；

所述信号处理单元，用来提取所述温度信息中的信号，并对所述信号进行加速和滤波处理，并将处理后的信号发送至数据转换单元；

所述数据转换单元，用来将所述处理后的信号转换为数字信号，并将所述数字信号发送至温度计算单元；

所述温度计算单元，用来根据预设规则对所述数字信号进行计算，得到计算后的温度值，并将所述温度值发送至显示单元；

所述显示单元，用来显示所述计算的温度值。

2.如权利要求1所述的一种钢轨测温系统，其特征在于，所述传感单元具体为PT100温度传感器。

3.如权利要求1所述的一种钢轨测温系统，其特征在于，所述信号处理单元具体包括：

加速模块，用来将所述温度信息中的信号转化为电荷信号；

电荷放大模块，用来将所述电荷信号放大并转化为相应的电压信号；

增益控制模块，用来控制所述电压信号的增益；

滤波模块，用来将所述控制增益后的电压信号滤波，并将滤波后的电压信号输入数据转换单元。

4.如权利要求1所述的一种钢轨测温系统，其特征在于，所述数据转换单元具体为AD7793模数转换器。

5.如权利要求1所述的一种钢轨测温系统，其特征在于，所述数据转换单元与温度计算单元通过串行外设接口进行数据交互。