CN205273500U - 城轨道岔高频振动信号采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了城轨道岔高频振动信号采集装置，包括一宽带宽振动传感器，用以采集列车通过城轨道岔时铁轨上的振动信号；一与所述宽带宽振动传感器连接的嵌入式主机；所述嵌入式主机包括FPGA核心模块，其包括FPGA芯片，所述FPGA芯片为并行工作的双软核架构，且其中一个软核用于快速采集根据所述振动信号获得的数字信号，另一个软核用于所述数字信号的高速网络传输、控制与协调。本实用新型的采集装置网络通信速度快、采集的速率高采、集针对性强，可实时采集城轨道岔实时监测系统所需频段的高频信号。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种信号采集装置,尤其涉及一种城轨道岔高频振动信号采集装置，其应用于城轨道实时检测系统。
背景技术
目前，城市轨道交通中的城轨搭载着大量的市民，如果运营线上的铁轨出现断裂，将严重威胁广大市民的人身安全，而轨道道岔部位的铁轨又相对其他部位容易易发生故障。
为此，我国各城市的城轨部门，都制定有相应的运营安全措施，其中就包括日常的轨道维护检修来防止铁轨的断裂。
其中，道岔部位的铁轨，由于其轨道形体厚度的渐变性，使其难于用一般轨道超声探伤的仪器设备来进行维护检修。
现有技术中，一般的是靠具有长期工作经历且经验丰富的维护技术人员，根据目测及低准确率的仪器探伤的方式，凭经验去判断维护检修，判断标准不统一、无预测性、漏判几率高，存在极高的安全隐患。
为了解决上述问题，亟需建立一种城轨道岔实时监测系统。其中，城轨道岔高频振动信号采集装置，就是城轨道岔实时监测系统的“眼睛”。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供城轨道岔高频振动信号采集装置，该采集装置网络通信速度快、采集的速率高采、集针对性强，可实时采集城轨道岔实时监测系统所需频段的高频信号。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
城轨道岔高频振动信号采集装置，包括一宽带宽振动传感器，用以采集列车通过城轨道岔时铁轨上的振动信号；一与所述宽带宽振动传感器连接的嵌入式主机。
所述嵌入式主机包括FPGA核心模块，其包括FPGA芯片，所述FPGA芯片为并行工作的双软核架构，且其中一个软核用于快速采集根据所述振动信号获得的数字信号，另一个软核用于所述数字信号的高速网络传输、控制与协调。
在一些具体的实施例中，在所述两个软核之间，还配置有FIFO存储器，用以使信号采集的速度与网络传输的速度协调匹配。
进一步地，所述FIFO存储器的容量为1K*32BIT。
在一些具体的实施例中，所述嵌入式主机还包括带通滤波模块，用以所述振动信号进行带通滤波、幅值适配。
进一步地，所述带通滤波模块的通带为80KHZ-400KHZ。
在一些具体的实施例中，所述嵌入式主机还包括A/D转换模块，用以将经带通滤波、幅值适配后的振动信号转换成数字信号。
在一些具体的实施例中，所述嵌入式主机还包括网络通讯模块，其中一个软核快速采集所述数字信号并将该数字信号现场暂存在FIFO存储器上；另一个软核并行工作，且在FIFO存储器内获取所述数字信号，通过网络通讯模块远程将该数字信号传输至城轨道岔实时监测系统。
在一些具体的实施例中，所述嵌入式主机还包括存储器模块，其包括静态随机存储器、FLASH芯片；其中一个软核的程序运行空间配置在所述静态随机存储器上，其中一个软核的程序存储空间配置在所述FLASH芯片上。
在一些具体的实施例中，所述嵌入式主机还包括电源模块，用以提供与所述带通滤波模块、A/D转换模块、FPGA核心模块、网络通讯模块和存储器模块适配的电流电压。
在一些具体的实施例中，所述嵌入式主机还包括电源接口，用以与220V交流市电连接。
本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：
本实用新型的城轨道岔高频振动信号采集装置，采用宽带宽振动传感器、FPGA核心模块，并在所述FPGA核心模块的FPGA芯片上采用双软核并行处理模式，其中，一个软核只负责信号采集，另一个负责网络通讯及其他操控，极大的提高了网络通信的速度及采集的速率，不仅符合城轨道岔实时监测系统对采集信号带宽的要求，也达到了对信号采集实时性的要求。进一步，本实用新型采用通带为80KHZ-400KHZ的带通滤波模块，只采集城轨道岔实时监测系统所需频段的高频信号，提高了信号采集的针对性。
附图说明
图1是本实用新型的城轨道岔高频振动信号采集装置的结构示意图。
具体实施方式
为了充分地了解本实用新型的目的、特征和效果，以下将结合附图1对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明。
实施例1
如图1所示，为本实施例的城轨道岔高频振动信号采集装置，其应用于城轨道岔实时监测系统的信号采集部分。
其包括有一个嵌入式主机100、一个与所述嵌入式主机100信号连接的宽带宽振动传感器200。
其中，所述的嵌入式主机100包括有电源接口101、电源模块102、带通滤波模块103、A/D转换模块104、FPGA核心模块105、网络通讯模块106和存储器模块107。
其中，所述电源接口101，用以与220V交流市电连接。
所述电源模块102，其输入端与所述电源接口101连接，输出端分别与所述带通滤波模块103、A/D转换模块104、FPGA核心模块105、网络通讯模块106和存储器模块107连接，以提供与带通滤波模块、A/D转换模块、FPGA核心模块、网络通讯模块和存储器模块适配的电流电压。
所述带通滤波模块103，其输入端与一个宽带宽振动传感器200连接，输出端与所述A/D转换模块104连接，用以对宽带宽振动传感器200采集到的振动信号进行带通滤波、幅值适配。所述带通滤波模块103的通带为80KHZ-400KHZ。
所述A/D转换模块104，其输入端的信号接入部分与带通滤波模块103连接，输入端的控制接入部分与FPGA核心模块105连接，输出端与FPGA核心模块105连接，用以将经带通滤波、幅值适配后的振动信号转换成数字信号。
所述FPGA核心模块105，用以采集信号和数据传输，在本实用新型中，将FPGA核心模块105上的FPGA芯片配置为并行工作的双软核架构，并且在双软核之间配置了FIFO存储器，用以协调恒速信号采样与网络传输速度非恒定之间的速度匹配问题。所述FIFO存储器的容量为1K*32BIT。
其中，一个软核与A/D转换模块104连接，负责数字信号的快速采集；另一个软核与网络通讯模块106、存储器模块107连接，负责所述数字信号的高速网络传输、控制与协调。
所述网络通讯模块106，用以将获取到的数字信号远程传输至城轨道岔实时监测系统300。
所述存储器模块107，包括静态随机存储器SRAM、FLASH芯片；其中，FPGA芯片内的一个软核程序运行空间配置在所述FPGA芯片的内置RAM上，另一个软核程序运行空间配置在存储器模块107的静态随机存储器SRAM上，兼顾了软核的运行速度及FPGA芯片内的有限资源。
FPGA芯片的两个软核，其程序存储空间分别位于存储器模块107的FLASH芯片及FPGA核心模块105的配置芯片上。
具体实施方法为：
A、在城轨道岔轨体上安装宽带宽振动传感器200；
B、所述宽带宽振动传感器200采集城轨列车通过城轨道岔时铁轨上的振动信号；
C、将所述振动信号经过带通滤波模块103过滤、幅值放大后，由A/D转换模块104转换为数字信号；
D、FPGA核心模块105的FPGA芯片内配置有两个软核及FIFO存储器，所述数字信号由一个软核负责在FIFO存储器上进行现场暂存，另一个软核并行工作，在FIFO存储器内获取所述数字信号，通过网络通讯模块远程传输至城轨道岔实时监测系统。
本实用新型的城轨道岔高频振动信号采集装置，采用宽带宽振动传感器、FPGA核心模块，并在所述FPGA核心模块的FPGA芯片上采用双软核并行处理模式，其中，一个软核只负责信号采集，另一个负责网络通讯及其他操控，极大的提高了网络通信的速度及采集的速率，不仅符合城轨道岔实时监测系统对采集信号带宽的要求，也达到了对信号采集实时性的要求。进一步，本实用新型采用通带为80KHZ-400KHZ的带通滤波模块，只采集城轨道岔实时监测系统所需频段的高频信号，提高了信号采集的针对性。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，故凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.城轨道岔高频振动信号采集装置，其特征在于，包括：
一宽带宽振动传感器，用以采集列车通过城轨道岔时铁轨上的振动信号；
一与所述宽带宽振动传感器连接的嵌入式主机；
所述嵌入式主机包括FPGA核心模块，其包括FPGA芯片，所述FPGA芯片为并行工作的双软核架构，且其中一个软核用于快速采集根据所述振动信号获得的数字信号，另一个软核用于所述数字信号的高速网络传输、控制与协调。
2.根据权利要求1所述的城轨道岔高频振动信号采集装置，其特征在于：
在所述两个软核之间，还配置有FIFO存储器，用以使信号采集的速度与网络传输的速度协调匹配。
3.根据权利要求2所述的城轨道岔高频振动信号采集装置，其特征在于：
所述嵌入式主机还包括带通滤波模块，用以所述振动信号进行带通滤波、幅值适配。
4.根据权利要求3所述的城轨道岔高频振动信号采集装置，其特征在于：
所述嵌入式主机还包括A/D转换模块，用以将经带通滤波、幅值适配后的振动信号转换成数字信号。
5.根据权利要求4所述的城轨道岔高频振动信号采集装置，其特征在于：
所述嵌入式主机还包括网络通讯模块，其中一个软核快速采集所述数字信号并将该数字信号现场暂存在FIFO存储器上；另一个软核并行工作，且在FIFO存储器内获取所述数字信号，通过网络通讯模块远程将该数字信号传输至城轨道岔实时监测系统。
6.根据权利要求5所述的城轨道岔高频振动信号采集装置，其特征在于：
所述嵌入式主机还包括存储器模块，其包括静态随机存储器、FLASH芯片；其中一个软核的程序运行空间配置在所述静态随机存储器上，其中一个软核的程序存储空间配置在所述FLASH芯片上。
7.根据权利要求6所述的城轨道岔高频振动信号采集装置，其特征在于：
所述嵌入式主机还包括电源模块，用以提供与所述带通滤波模块、A/D转换模块、FPGA核心模块、网络通讯模块和存储器模块适配的电流电压。
8.根据权利要求1或7所述的城轨道岔高频振动信号采集装置，其特征在于：
所述嵌入式主机还包括电源接口，用以与220V交流市电连接。
9.根据权利要求2所述的城轨道岔高频振动信号采集装置，其特征在于：
所述FIFO存储器的容量为1K*32BIT。
10.根据权利要求3所述的城轨道岔高频振动信号采集装置，其特征在于：
所述带通滤波模块的通带为80KHZ-400KHZ。
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| CN201521133080.4U CN205273500U (zh) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | 城轨道岔高频振动信号采集装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107702934A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-02-16 | 广州市光机电技术研究院 | 基于fpga的道岔转辙机工作状态参数采集装置及方法 |
| CN109367569A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-02-22 | 广州大铁锐威科技有限公司 | 用于轨道几何参数测量的检测数据同步采集系统和方法 |
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2015
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| CN109367569B (zh) * | 2018-09-10 | 2021-03-12 | 广州大铁锐威科技有限公司 | 用于轨道几何参数测量的检测数据同步采集系统和方法 |
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