CN205725772U - Btm在线检测装置 - Google Patents

Abstract

一种BTM在线检测装置，包括检测主机、显示单元、信号模拟器、频谱分析仪、射频功率计、电源和检测车等；主要实现在动车所车库内检修时，无需对BTM设备拆卸直接进行BTM天线、电缆、主机等组成部件的全面检测,并能够将每次检测的结果进行分析诊断、输出检测报告；另外，BTM在线检测装置能够以设备为对象建立历史检测台账，以数值、曲线图示等多种方式进行统计分析，用于跟踪分析每一台BTM设备的性能变化过程；对BTM设备在线检测类似进行定期定点体检，能够有效协助检修单位及时发现设备性能隐患，及时采取措施防患于未然。

Description

BTM在线检测装置

技术领域

本实用新型属于铁路信号设备检测应用领域，具体涉及一种在动车所车库内对动车组应答器报文传输模块设备进行在线检测装置。

背景技术

应答器报文传输模块(简称BTM)，包含BTM主机和BTM天线，主要作用向地面发送激活应答器的功率载波、接收应答器发送的报文并传送至列控车载计算机，是动车组CTCS2/3列控系统的重要组成部分，BTM设备性能及状态的好坏直接影响着动车组的运行安全，因此对BTM设备的定期检测及维修,是各列控设备维护单位重要的工作内容之一。目前，对于BTM设备的现场检修仅能进行设备外观检查和功能试验，只能发现可见的外观破损和影响运用功能的部件故障，无法对BTM设备的电气特性及应答器报文传输性能进行量化评定，无法发现设备存在的隐性故障。

BTM在线检测装置运用射频频谱分析、射频功率测量、模拟应答器(应答器组)等技术手段，通过巧妙的结构设计，实现在动车组列车库内检修时无需对BTM设备拆卸，直接进行BTM天线、电缆、主机等组成部件的全面检测,并能够将每次检测的结果进行分析诊断、输出检测报告。另外，BTM在线检测装置能够以设备为对象建立历史检测台账，以数值、曲线图示等多种方式进行统计分析，用于跟踪分析每一台BTM设备的性能变化过程。对BTM设备在线检测类似进行定期定点体检，能够有效协助检修单位及时发现设备性能隐患，及时采取措施防患于未然。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种BTM在线检测装置，实现在动车所车库内检修时无需对BTM设备拆卸，直接进行BTM天线、电缆、主机等组成部件的全面检测,并能够将每次检测的结果进行分析诊断、输出检测报告；另外，BTM在线检测装置能够以设备为对象建立历史检测台账，以数值、曲线图示等多种方式进行统计分析，用于跟踪分析每一台BTM设备的性能变化过程；对BTM设备在线检测类似进行定期定点体检，能够有效协助检修单位及时发现设备性能隐患，及时采取措施防患于未然。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种BTM在线检测装置，它包括检测主机、显示单元、信号模拟器、频谱分析仪、射频功率计、电源和检测车；其中显示单元、信号模拟器、频谱分析仪、射频功率计与检测主机电连接；信号模拟器与外部BTM天线通过无线相连接，射频功率计分别与外部BTM主机、BTM天线电连接，检测主机与BTM主机电连接；

所述检测主机，用于对检测数据的解析、实时处理，检测数据图形处理、数据统计、数据趋势预警分析、设备故障告警分析、分析报告输出、信息储存及回放；

所述显示单元，用于提供人机操作界面接口，并实时显示检测主机处理后数据；

所述信号模拟器，一是用于接收BTM天线发射信号；二是用于模拟出200km/h,250km/h,300km/h,350km/h不同车速产生理论上发送的应答器报文包数并发送至外部BTM天线；三是用于动车组车底图像信息采集；四是用于检测车位置定位；

所述频谱分析仪，用于检测BTM天线发射信号的强度、频谱；

所述射频功率计，用于检测BTM主机输出接口信号的正向功率、反向功率、驻波比；

所述电源，用于输入电源转换、电池充放电管理及设备供电；

所述检测车，用于设备集成、移动、存放及检测用。

所述检测主机，采用低功耗处理板；所述显示单元，采用三合一LCD KVM切换器，即键盘、鼠标、显示器为一体；所述检测主机与外部BTM主机设备通过RS422进行通信连接。

所述信号模拟器，包含检测天线、模拟应答器、摄像头、定位仪组成；

所述检测天线，主要完成对BTM天线发射信号的接收，并将接收信号传输给频谱分析仪；所述检测天线与频谱分析仪通过天线线缆相连接；

所述模拟应答器，用于模拟200km/h,250km/h,300km/h,350km/h不同车速产生理论上发送的应答器报文，并发送至外部BTM天线；所述模拟应答器与检测主机通过RS485进行通信连接；

所述摄像头，用于动车组车底图像信息采集；所述摄像头与检测主机通过USB接口相连接；

所述定位仪，采用红外激光模组，用于信号模拟器与外部BTM天线位置之间相对位置垂直对位。

所述频谱分析仪，采用模块式；所述频谱分析仪通过网口或USB口与检测主机相连接。

所述射频功率计，采用通过式射频功率计，通过RS232串口或网络接口与检测主机相连接。

所述电源，包括电池组、电源管理模块、电源指示；所述电池组，用于设备电源供电；所述电源管理模块，用于电池充放电管理；所述电源指示，用于指示设备电池电量、电池充放电状态及电源输入状态；

所述电源，在设备检测过程中无需外接电源，由设备自带电池组提供电源；

所述电源输入，采用交流220V输入，电源输入接口采用标准品字形电脑电源插座，安装在检测车前面板。

所述检测车，包括移动结构车、机械传动装置、状态指示及接口；所述移动结构车采用铝合金结构，外设两个定向轮和两个带制动装置万向轮；所述检测设备安装在检测车内；

所述机械传动装置，采用双层托盘结构，托盘与托盘之间、机械传动装置与结构车主体之间采用高强度移动阻尼滑轨；所述机械传动装置，能够自由伸缩，设备使用完毕能够伸缩至检测车内；

所述机械传动装置上设备与结构车内部设备之间的设备配线，安装在塑料拖链内；所述塑料拖链通过螺钉固定在托盘与托盘之间、机械传动装置与结构车主体之间；

所述状态指示及接口，能够提供设备电池电压显示、充放电状态显示、检测主机复位、数据导出接口、电源开关及电源输入接口。

采用上述技术方案的本实用新型，它具有以下优点：

(1)本实用新型采用射频检测技术、传感技术，能够测量BTM设备发射模块27.095MHz能量信号的发射功率及通过BTM电缆、天线发射的正向功率、反向功率、驻波比等指标。

(2)本实用新型采用射频检测技术、频谱分析技术，通过频谱测量分析BTM使用环境的干扰情况及对BTM功能的影响。

(3)本实用新型采用程控模拟应答器技术，能够模拟列车运行各种速度条件、列车运行各种速度条件、同组内应答器数量条件、连续多组应答器条件及特殊报文条件下，测试BTM的报文传输性能。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构图。

图2为本实用新型的频谱测试流程图。

图3为本实用新型的BTM主机输出测试流程图。

图4为本实用新型的BTM报文传输性能测试流程图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行描述，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种BTM在线检测装置，它包括检测主机、显示单元、信号模拟器、频谱分析仪、射频功率计、电源和检测车；其中显示单元、信号模拟器、频谱分析仪、射频功率计与检测主机电连接；信号模拟器与外部BTM天线通过无线相连接，射频功率计分别与外部BTM主机、BTM天线电连接，检测主机与BTM主机电连接；

如图2所示，频谱测试时，将信号模拟器移动到BTM天线正下方，由信号模拟器内的检测天线接收BTM车载天线发射的射频信号并传入频谱分析仪，经频谱分析仪采集、计算处理后，通过USB接口或网络接口将采集的射频信号传输到检测主机，检测主机经过解析、处理后，实时显示被测信号的幅值、频率及频谱曲线等；

如图3所示，BTM主机输出功率检测；检测时，首先关闭BTM主机电源，将射频功率计串入到BTM主机与BTM天线之间；打开BTM主机电源，射频功率计采集BTM主机输出功率信号并通过串口将采集信息传输至检测主机，经检测主机解析、处理后，由显示单元实时显示被测信号的正向功率、反向功率、驻波比等；

如图4所示，BTM报文传输性能检测，通过检测主机控制信号模拟器，模拟发送不同车速、不同应答器间距、多个应答器报文，经BTM设备接收、解析处理后，由检测主机读取BTM主机接收报文信息，并进行分析、判断，输出BTM设备在模拟不同车速下应答器报文传输情况；

所述检测主机，用于对检测数据的解析、实时处理，检测数据图形处理、数据统计、数据趋势预警分析、设备故障告警分析、分析报告输出、信息储存及回放；

所述显示单元，用于提供人机操作界面接口，并实时显示检测主机处理后数据；

所述信号模拟器，一是用于接收BTM天线发射信号；二是用于模拟出200km/h,250km/h,300km/h,350km/h不同车速产生理论上发送的应答器报文包数并发送至外部BTM天线；三是用于动车组车底图像信息采集；四是用于检测车位置定位；

所述频谱分析仪，用于检测BTM天线发射信号的强度、频谱；

所述射频功率计，用于检测BTM主机输出接口信号的正向功率、反向功率、驻波比；

所述电源，用于输入电源转换、电池充放电管理及设备供电；

所述检测车，用于设备集成、移动、存放及检测用。

所述检测主机，采用低功耗处理板；所述显示单元，采用三合一LCD KVM切换器，即键盘、鼠标、显示器为一体；所述检测主机与外部BTM主机设备通过RS422进行通信连接。

所述信号模拟器，包含检测天线、模拟应答器、摄像头、定位仪组成；

所述检测天线，主要完成对BTM天线发射信号的接收，并将接收信号传输给频谱分析仪；所述检测天线与频谱分析仪通过天线线缆相连接；

所述模拟应答器，用于模拟200km/h,250km/h,300km/h,350km/h不同车速产生理论上发送的应答器报文，并发送至外部BTM天线；所述模拟应答器与检测主机通过RS485进行通信连接；

所述摄像头，用于动车组车底图像信息采集；所述摄像头与检测主机通过USB接口相连接；

所述定位仪，采用红外激光模组，用于信号模拟器与外部BTM天线位置之间相对位置垂直对位。

所述频谱分析仪，采用模块式；所述频谱分析仪通过网口或USB口与检测主机相连接。

所述射频功率计，采用通过式射频功率计，通过RS232串口或网络接口与检测主机相连接。

所述电源，包括电池组、电源管理模块、电源指示；所述电池组，用于设备电源供电；所述电源管理模块，用于电池充放电管理；所述电源指示，用于指示设备电池电量、电池充放电状态及电源输入状态；

所述电源，在设备检测过程中无需外接电源，由设备自带电池组提供电源；

所述电源输入，采用交流220V输入，电源输入接口采用标准品字形电脑电源插座，安装在检测车前面板。

所述检测车，包括移动结构车、机械传动装置、状态指示及接口；所述移动结构车采用铝合金结构，外设两个定向轮和两个带制动装置万向轮；所述检测设备安装在检测车内；

所述机械传动装置，采用双层托盘结构，托盘与托盘之间、机械传动装置与结构车主体之间采用高强度移动阻尼滑轨；所述机械传动装置，能够自由伸缩，设备使用完毕能够伸缩至检测车内；

所述机械传动装置上设备与结构车内部设备之间的设备配线，安装在塑料拖链内；所述塑料拖链通过螺钉固定在托盘与托盘之间、机械传动装置与结构车主体之间；

所述状态指示及接口，能够提供设备电池电压显示、充放电状态显示、检测主机复位、数据导出接口、电源开关及电源输入接口。

一种BTM在线检测方法，包括如下步骤：

①、根据不同检测模式，将检测设备与被检测设备进行连接，并打开设备电源开关；

②、进行测试，并选择设备、检测人员及检测等级；

③、信号模拟器定位，并确认各通信接口通信正常；

④、频谱分析仪采集BTM设备和信号模拟器发送的射频信息，经处理后传输至检测主机；射频功率计采集BTM输出功率，经处理后传输至检测主机；信号模拟发送模拟应答器信号报文至BTM设备；

⑤、检测主机接收频谱分析仪、射频功率计及BTM设备传输的信号信息，经处理后以数值、图形方式进行实时显示；同时检测主机对检测数据进行趋势分析、数据存储和管理。

步骤1中，所述不同检测模式，按等级分为一级检测、二级检测、三级检测；

所述一级检测，只对BTM设备发射27.095Mhz射频信号的频谱进行检测；一级检测时不需要进行设备之间电连接；

所述二级检测，对BTM设备发射27.095Mhz射频信号和BTM主机输出功率进行检测；检测前，射频功率计串接在BTM主机与BTM天线之间；

所述三级检测，对BTM设备发射27.095Mhz射频信号、BTM主机输出功率及报文传输性能进行检测；检测前，射频功率计串接在BTM主机与BTM天线之间，同时检测主机与外部BTM主机通信接口进行连接；

所述设备电源开关，设置在检测车前面板电源开关，按下电源开关，电源接通。

步骤2中，所述设备信息，为动车组BTM设备厂家、型号、编号及线缆长度信息，检测时能够通过软件进行设备类型选择；

所述检测人员，为检测操作人员工号、姓名、单位名称信息，检测时能够通过软件进行人员选择；

所述设备类型信息及检测人员信息，在设备使用前，通过软件录入接口将相关动车组设备信息、检测人员信息输入到数据库中；

所述检测等级，与步骤1中检测等级一致。

步骤3中，所述信号模拟器定位，通过信号模拟器上摄像头采集动车组车下图像信息并传输至检测主机，检测主机实时显示动车组车下图像信息，检测人员通过检测软件视频观察信号模拟器与动车组BTM天线相对位置并调整检测车位置，同时观察信号模拟器定位仪发出激光点是否准确照射到BTM天线四角；如果不准确，调整检测车位置，使信号模拟发出激光点准确照射到BTM天线四个角，信号模拟器定位完成；

所述各通信接口，包括检测主机与频谱分析仪之间接口，检测主机与射频功率计之间接口，检测主机与BTM主机之间通信接口；

所述接口通信正常判别，通过检测主机向频谱分析仪、射频功率计、BTM主机串口发送连接状态指令及回执信息，判别通信接口状态十分正常。

步骤4中，所述频谱分析仪，能够采集BTM天线发送的27.095Mhz射频信息和信号模拟器发送的4.234Mhz射频信息，射频信息包括信号频率、幅值；

所述射频功率计，采集BTM主机输出信号正向功率、反向功率、峰值功率、驻波比；

所述信号模拟器，模拟应答器发送应答器信号报文至BTM天线。

步骤5中，所述检测主机，通过检测BTM主机输出射频功率及频谱特性，能够分析诊断BTM发射单元、电缆、天线的状态及性能；

所述检测主机，能够控制信号模拟器，模拟发送不同车速、不同应答器间距、多个应答器报文，经BTM设备接收解析后，由检测系统主机通过串口接口读取BTM主机接收报文并对进行分析、判断，输出BTM设备在模拟不同车速下应答器报文传输情况；

所述检测主机，每次检测完毕能够输出单次检测报告，结合历史检测数据能够输出BTM设备性能变化趋势报告。

本实用新型采用射频检测技术、传感技术，能够测量BTM设备发射模块27.095MHz能量信号的发射功率及通过BTM电缆、天线发射的正向功率、反向功率、驻波比等指标。

本实用新型采用射频检测技术、频谱分析技术，通过频谱测量分析BTM使用环境的干扰情况及对BTM功能的影响。

本实用新型采用程控模拟应答器技术，能够模拟列车运行各种速度条件、列车运行各种速度条件、同组内应答器数量条件、连续多组应答器条件及特殊报文条件下，测试BTM的报文传输性能。

Claims (7)

1.一种BTM在线检测装置，其特征在于，它包括检测主机、显示单元、信号模拟器、频谱分析仪、射频功率计、电源和检测车；其中显示单元、信号模拟器、频谱分析仪、射频功率计与检测主机电连接；信号模拟器与外部BTM天线通过无线相连接，射频功率计分别与外部BTM主机、BTM天线电连接，检测主机与BTM主机电连接；

所述检测主机，用于对检测数据的解析、实时处理，检测数据图形处理、数据统计、数据趋势预警分析、设备故障告警分析、分析报告输出、信息储存及回放；

所述显示单元，用于提供人机操作界面接口，并实时显示检测主机处理后数据；

所述信号模拟器，一是用于接收BTM天线发射信号；二是用于模拟出200km/h,250km/h,300km/h,350km/h不同车速产生理论上发送的应答器报文包数并发送至外部BTM天线；三是用于动车组车底图像信息采集；四是用于检测车位置定位；

所述频谱分析仪，用于检测BTM天线发射信号的强度、频谱；

所述射频功率计，用于检测BTM主机输出接口信号的正向功率、反向功率、驻波比；

所述电源，用于输入电源转换、电池充放电管理及设备供电；

所述检测车，用于设备集成、移动、存放及检测用。

2.根据权利要求1所述BTM在线检测装置，其特征在于：所述检测主机，采用低功耗处理板；所述显示单元，采用三合一LCD KVM切换器，即键盘、鼠标、显示器为一体；所述检测主机与外部BTM主机设备通过RS422进行通信连接。

3.根据权利要求1所述BTM在线检测装置，其特征在于：所述信号模拟器，包含检测天线、模拟应答器、摄像头、定位仪组成；

所述检测天线，主要完成对BTM天线发射信号的接收，并将接收信号传输给频谱分析仪；所述检测天线与频谱分析仪通过天线线缆相连接；

所述模拟应答器，用于模拟200km/h,250km/h,300km/h,350km/h不同车速产生理论上发送的应答器报文，并发送至外部BTM天线；所述模拟应答器与检测主机通过RS485进行通信连接；

所述摄像头，用于动车组车底图像信息采集；所述摄像头与检测主机通过USB接口相连接；

所述定位仪，采用红外激光模组，用于信号模拟器与外部BTM天线位置之间相对位置垂直对位。

4.根据权利要求1所述BTM在线检测装置，其特征在于：所述频谱分析仪，采用模块式；所述频谱分析仪通过网口或USB口与检测主机相连接。

5.根据权利要求1所述BTM在线检测装置，其特征在于：所述射频功率计，采用通过式射频功率计，通过RS232串口或网络接口与检测主机相连接。

6.根据权利要求1所述BTM在线检测装置，其特征在于：所述电源，包括电池组、电源管理模块、电源指示；所述电池组，用于设备电源供电；所述电源管理模块，用于电池充放电管理；所述电源指示，用于指示设备电池电量、电池充放电状态及电源输入状态；

所述电源，在设备检测过程中无需外接电源，由设备自带电池组提供电源；

所述电源输入，采用交流220V输入，电源输入接口采用标准品字形电脑电源插座，安装在检测车前面板。

7.根据权利要求1所述BTM在线检测装置，其特征在于：所述检测车，包括移动结构车、机械传动装置、状态指示及接口；所述移动结构车采用铝合金结构，外设两个定向轮和两个带制动装置万向轮；所述检测设备安装在检测车内；

所述机械传动装置，采用双层托盘结构，托盘与托盘之间、机械传动装置与结构车主体之间采用高强度移动阻尼滑轨；所述机械传动装置，能够自由伸缩，设备使用完毕能够伸缩至检测车内；

所述机械传动装置上设备与结构车内部设备之间的设备配线，安装在塑料拖链内；所述塑料拖链通过螺钉固定在托盘与托盘之间、机械传动装置与结构车主体之间；

所述状态指示及接口，能够提供设备电池电压显示、充放电状态显示、检测主机复位、数据导出接口、电源开关及电源输入接口。