CN208579937U - 一种高铁动车组车载轴箱振动监测系统 - Google Patents
一种高铁动车组车载轴箱振动监测系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种高铁动车组车载轴箱振动监测系统，其包括用于采集轴箱的横向及径向振动、轴箱轴承温度信号的振动温度复合传感器；与所述振动温度复合传感器连接的信号调理模块；与所述信号调理模块连接并对振动、温度信号进行A/D转换的信号采集模块；与所述信号采集模块相连并对信号进行处理分析的综合诊断模块；与所述综合诊断模块相连接的通信接口及存储器模块。本实用新型所提供的高铁动车组车载轴箱振动监测系统，其设计新颖，结构简单，能够有效监测高铁动车组轴箱的运行状态，评估动车组的运行状态，预防故障的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种监测系统，具体涉及一种高铁动车组车载轴箱振动监测系统。
背景技术
高铁动车组是指构造速度很快的动车组列车，其运营速度一般要达到250km/h及以上，属于高速列车中级别更高的类型。高铁动车组可以满足长距离、大运量、高密度、旅行时间短等运输需求。
目前高铁动车组还没有装配轴箱振动监测系统，而振动监测系统对高速动车组的安全运行举行重要的意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种设计新颖，结构合理，能够对高铁动车组轴箱振动进行监测的系统。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种高铁动车组车载轴箱振动监测系统，其包括：
用于采集轴箱的横向及径向振动、轴箱轴承温度信号的振动温度复合传感器；
与所述振动温度复合传感器连接的信号调理模块；
与所述信号调理模块连接并对振动、温度信号进行A/D转换的信号采集模块；
与所述信号采集模块相连并对信号进行处理分析的综合诊断模块；
与所述综合诊断模块相连接的通信接口及存储器模块。
作为优选，所述综合诊断模块是进行时域/频域分析、特征参数提取、多传感器数据融合和模式匹配的综合诊断模块。
作为优选，所述振动温度复合传感器是具有自检功能的双振动双温度复合传感器。
作为优选，所述振动温度复合传感器安装在高铁动车组前后转向器轴箱体上。
作为优选，所述通信接口为以太网接口。
本实用新型所提供的高铁动车组车载轴箱振动监测系统，其设计新颖，结构简单，能够有效监测高铁动车组轴箱的运行状态，评估动车组的运行状态，预防故障的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的高铁动车组车载轴箱振动监测系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的高铁动车组车载轴箱振动监测系统在一节车厢上的使用状态图；
图3为本实用新型实施例提供的高铁动车组车载轴箱振动监测系统在一列车上的使用状态图。
附图标记说明：
1、振动温度复合传感器；2、信号调理模块；3、信号采集模块；4、综合诊断模块；5、通信接口；6、存储器模块。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
如图1所示，一种高铁动车组车载轴箱振动监测系统，其包括：
用于采集轴箱的横向及径向振动、轴箱轴承温度信号的振动温度复合传感器1；
与所述振动温度复合传感器1连接的信号调理模块2；
与所述信号调理模块2连接并对振动、温度信号进行A/D转换的信号采集模块3；
与所述信号采集模块3相连并对信号进行处理分析的综合诊断模块4；
与所述综合诊断模块4相连接的通信接口5及存储器模块6。
具体的，所述振动温度复合传感器1、信号调理模块2、信号采集模块3、综合诊断模块4依次连接，通信接口5及存储器模块6二者均与所述综合诊断模块4相连。
所述振动温度复合传感器1用于采集轴箱的横向及径向振动、轴箱轴承温度信号，该振动温度复合传感器1优选采用具有自检功能的双振动双温度复合传感器。在对高铁动车组车载轴箱进行监测时，所述振动温度复合传感器1优选安装在高铁动车组前后转向器轴箱体上。
信号调理模块2也称隔离变送器模块，其可将接收设备(本实施例中的振动温度复合传感器1)产生的±V、±mA和±mV各种信号，经过此模块变送成所需要的各种信号并隔离传送，能有效地抑制各种设备之间信号干扰，解决各种设备之间“地”电位差的问题。
信号采集模块3用于接收信号调理模块2传递过来的信号，并将振动、温度信号进行A/D转换(模数转换，顾名思义，就是把模拟信号转换成数字信号)。
综合诊断模块4用于接收来自信号采集模块3传送过来的数字信号，并对信号进行处理分析。该综合诊断模块4优选是进行时域/频域分析、特征参数提取、多传感器数据融合和模式匹配的综合诊断模块。
所述通信接口5用于将综合诊断模块4处理后的数据传送，所述存储器模块6用于将综合诊断模块4处理后的数据进行存储。该通信接口5优选为以太网接口，另外，该通信接口5还可以包括MVB接口、硬线I/O接口。多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus，简称：MVB)是一种主要用于(但也并非专用于)对有互操作性和互换性要求的互连设备之间的串行数据通信总线。硬线I/O接口通过DC110V电压信号与车辆控制系统交换数据。
上述高铁动车组车载轴箱振动监测系统在使用时，如图2和图3所示，可将信号调理模块2、信号采集模块3、综合诊断模块4、通信接口5及存储器模块6分别制造成电路板或者集成在一块电路板上，然后将集成电路板装在主机内。振动温度复合传感器1安装在高铁动车组前后转向器轴箱体上，并与信号调理模块2相连接。
通过振动温度复合传感器1获得动车组的振动信号，经过滤波去掉干扰信号，把模拟电压转化为数字信号送到综合诊断模块4中进行处理(上述过程属于信号调理模块2、信号采集模块3、综合诊断模块4的基本功能，属于常规技术，因此详细内容就不详加赘述)，综合诊断模块4处理后的数据再通过通信接口5传送至现有车辆系统(现有技术，在此不作赘述)，根据一系列指标就可以判断各种故障。振动温度复合传感器1内部集成了pt1000温度传感器，通过2线接口引出，同步转速从机车网络获取(以太网或MVB)，不方便获取时也可以由速度传感器拾取。
当轴箱振动异常或有故障产生，振值(包括RMS有效值、峰值、纹波系数、振动能量等)会有明显增高，通过设定合理报警阈值门限，可准确甄别故障轴承。设备同时具有温度监测能力，会对温度超限进行报警。
车辆系统也具有谱分析功能，包括频谱分析、包络谱分析、倒谱分析、小波分析。
频谱分析
通过轴承信号频谱析，可了解轴承振动分布频率带，了解轴承大致健康状态，当轴承未磨损时，振动主要集中在高频，随着轴承不断磨损，轴承振动频率峰丘中心会向低频处左移，这样可了解轴承大致振动状况。
包络谱分析
包络谱分析方法采用Hilbert变换实现信号解包络，对该包络信号进行FFT变换，即可得到清晰的轴承故障信息。包络谱分析可显著发现轴承外圈、内圈、滚动体部位划伤、磨损、点蚀等故障特征。
倒谱分析
带谱线简化为单根倒频谱线，在普通频谱中难以识别的周期性，在倒谱中变得很明显，有利于滚动轴承的故障诊断。
小波分析
小波分析最主要特点是其时频分析能力，具有用多重分辨率来刻划信号局部特征的能力。小波分析在对低频部分分析时，采用低的频率分辨率和高的时间分辨率，在对高频信号分析时，采取高的频率分辨率和低的时间分辨率，这样便实现了对信号的精细分析。
相比于包络解调，小波分析有更好的信号滤噪效果，且无需选频带，对于轴承早期微弱故障信号的诊断更灵敏，更精确，更适合于轴承在线自动故障诊断。
本实施例所提供的高铁动车组车载轴箱振动监测系统，其设计新颖，结构简单，能够有效监测高铁动车组轴箱的运行状态，评估动车组的运行状态，预防故障的发生。
另外，本实施例中所涉及的振动温度复合传感器1、信号调理模块2、信号采集模块3、综合诊断模块4、通信接口5及存储器模块6均可选用市场各个厂家已有的成熟产品。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
Claims (5)
1.一种高铁动车组车载轴箱振动监测系统，其特征在于，包括：
用于采集轴箱的横向及径向振动、轴箱轴承温度信号的振动温度复合传感器；
与所述振动温度复合传感器连接的信号调理模块；
与所述信号调理模块连接并对振动、温度信号进行A/D转换的信号采集模块；
与所述信号采集模块相连并对信号进行处理分析的综合诊断模块；
与所述综合诊断模块相连接的通信接口及存储器模块。
2.根据权利要求1所述的高铁动车组车载轴箱振动监测系统，其特征在于，所述综合诊断模块是进行时域/频域分析、特征参数提取、多传感器数据融合和模式匹配的综合诊断模块。
3.根据权利要求1所述的高铁动车组车载轴箱振动监测系统，其特征在于，所述振动温度复合传感器是具有自检功能的双振动双温度复合传感器。
4.根据权利要求1所述的高铁动车组车载轴箱振动监测系统，其特征在于，所述振动温度复合传感器安装在高铁动车组前后转向器轴箱体上。
5.根据权利要求1所述的高铁动车组车载轴箱振动监测系统，其特征在于，所述通信接口为以太网接口。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201821428462.3U CN208579937U (zh) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | 一种高铁动车组车载轴箱振动监测系统 |
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Publications (1)
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ID=65512579
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| CN201821428462.3U Active CN208579937U (zh) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | 一种高铁动车组车载轴箱振动监测系统 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN208579937U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110887523A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-03-17 | 江苏理工学院 | 一种基于LabVIEW的轨道车辆轴箱监测系统 |
| CN111521396A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-11 | 电子科技大学 | 基于平移不变高密度小波包变换的轴承故障诊断方法 |
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2018
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