CN2350766Y - 列车管贯通状态监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属一种铁路列车管贯通状态监测仪。由串接于机车列车管中的检测组件和安装于司乘驾驶室内的主机组成。检测组件包括有压力传感器、流量传感器和前置放大系统及脉冲产生整形电路。主机内为以单片计算机为核心的数据处理系统。用于在列车停站试压或运行过程中铁路列车牵挂客货车辆后由于异常因素而可能出现的折角塞门异常关闭或列车管异常堵塞位置的监测。

Description

列车管贯通状态监测仪

本实用新型涉及一种铁路列车管贯通状态监测装置，它能监测铁路列车折角塞门异常关闭的情况。

目前，铁路列车均以空气制动机制动，工作气体通过列车管与后挂车辆相连，列车管空气压力的变化通过改变每一车辆制动缸活塞及相应制动传输机均驱动轴瓦实现列车的制动缓解，每一车辆两端均由串接于其间的折角塞门(专用气阀)实现前后车辆列车管通路的开启与关闭。但在列车运行过程中，偶有因工作人员疏忽、误损伤或非人为因素造成车辆间折角塞门的异常关闭，从而阻断工作气体通路，使其后车辆的制动系统失灵，以导致铁路列车交通事故的发生，造成国家物资和人民生命财产的巨大损失。因而防止铁路列车折角塞门的异常就成了长期以来铁路运输部门亟待解决的技术难题之一，尤其是九十年代以来为提高列车运营和编组工作效率，去掉列车尾部守车后，这一问题变得尤为突出。为解决这一问题，铁路部门工程技术人员已经进行了大量研究，提出了多种解决方案，归纳起来，这些方案可分为两类：一是改造和替代现有的折角塞门(见中国专利：CN2136869Y,CN2106760)，由于每一车辆有前后两个折角塞门，我国现有各类客货列车几百万辆，这样将有上千万只折角塞门被淘汰，从而造成巨大的经济损失。第二类是在每一车辆或列车尾部增加检测或保险装置(见中国专利：CN2132657Y,CN2181441Y)，由于铁路部门分工和专业化作业性质的独特性，这些方案将给列车编组作业、设备管理和具体操作带来很多困难，实用性差。所以，上述方案均没能得以推广。

本实用新型的目的正是为解决这一难题而研究设计的。它提出了一种新型的列车管贯通状态监测仪，它能监侧铁路列车折角塞门异常关闭情况。其目的在于不在列车后挂车辆上安装任何附加装置和器件，仅将装置安装于机车本身，由于机车为固定配属，所以安装和使用维护都极为方便，也易于管理和推广。本实用新型的特点在于，无论是列车处于沿线运行还是站内停靠，在司乘人员施行列车制动或缓解操作时，均能检测出列车折角塞门有无异常关闭现象，一旦发现，该装置即向司乘人员报警，并给出关闭位置。该装置对因其他因素可能造成的列车管异常堵塞的检测同样适用。本实用新型对保证列车制动系统的正常工作，及时发现可能存在的事故隐患，保证铁路列车安全运行具有重要意义。

本实用新型的列车管贯通状态监测仪由主机和检测组件组成，检测组件由压力传感器、流量传感器、前置放大器(AMP)和脉冲产生整形电路(Q/P)以及检测盒构成，检测组件的检测盒通过活节螺栓串接于机车下方制动主管通路中，检测盒内安装有压力传感器、流量传感器和前置放大器以及脉冲产生整形电路，压力传感器通过螺母连接而与列车制动管内的工作气体相连贯，压力信号通过引线输入前置放大器并以电压信号输出，压力越高，输出电压信号越大；流量传感器通过两端的联接螺母串接于列车制动管中，检测信号通过引线输入脉冲产生整形电路，并以脉冲信号输出，列车管中气体瞬时流量越大，输出的脉冲信号频率越高。两个传感器信号通过引线连接至固定于检测盒壳体上的输出插头上并通过屏蔽电缆送至安装于司乘驾驶室内的主机。所述的主机其内部装有以单片计算机为核心的电路，它主要包括模/数转换电路，中央处理电路，存储电路，键盘电路，显示电路和报警电路。经电缆送来的压力、流量信号进入主机后，压力信号送给模/数转换电路，该模/数转换电路在中央处理电路的按制下把压力信号转换成数字信号后送给中央处理电路，用来判断机车当前有无充风或排风操作及检测充排风过程中，列车管中气体压力变化量；流量信号进入主机后送给中央处理电路，用来判断机车当前有无充风或排风损伤及检测充排风过程中列车管中气体总流量。中央处理电路根据机车充风或排风时间，充排风过程中列车管中气体流量和压力变化量，以及存储在存储电路中的机车-仪表系数计算出当前列车折角塞门关门或列车管异常堵塞的位置，并通过显示电路如下显示，在发现折角塞门有异常现象时，中央处理电路控制报警发出声音报警；键盘电路用于在测试机车-仪表系数时输入牵引车辆数。

本实用新型的优点在于：

1、同时使用了压力传感器和流量传感器，双变量检测计算，保证了检测的方便实用性和准确可靠性。

2、本实用新型方便实用性的突出特点在于：很好地解决了制动和缓解的双向准确检测，以及具有操作过程减压量的可任意性上。即在正常操作下，无论司乘人员是在列车站内试风还是在中途运行，无论进行的是制动过程还是缓解过程，也无论施行了多大减压量，均可准确给出折角塞门异常关闭或列车管异常堵塞的位置信息，以相应位置处的车辆节数N表示，直观方便。

3、本实用新型利用单片计算机作为信号采集和处理单元，数字显示，并具有数据保持、声光指示、提示与报警功能，技术先进。并使得本装置结构简单，抗干扰性能强，实用可靠。

下面结合附图进一步描述本实用新型，其中；

图1示出了本实用新型的整体组成示意图；

图2是本实用新型的检测盒内结构的示意图；

图3是本实用新型的主机内的电路图；

图4是本实用新型的安装校测方法流程图；

图5是本实用新型的检测方法流程图。

现参见图1至3，本实用新型的列车管贯通状态监测仪由主机A和检测组件B两大部分组成。检测组件B由压力传感器(10)，流量传感器(17)，前置放大器AMP和脉冲产生整形电路Q/P(图中标号为15)，以及检测盒组成，检测盒通过两端的活节螺栓(1)串接于机车下方列车制动主管通路中，检则盒内安装有压力传感器(10)、流量传感器(17)和前置放大电路及脉冲产生整形电路(15)，检测盒电源及输出信号通过屏蔽电缆(2)与主机相连。系统电源经电缆(3)引入。主机内部装有以单片计算机为核心的信号采集、存储、处理与显示驱动电路系统等。主机固定于司乘驾驶室内。主机面板由电源开关(4)、校测按扭(5)、复位按扭(6)、状态指示LED管(7)、数字输入按键(8)和数码显示(9)组成。

检测盒外部为一金属壳体。其内部结构由附图2给出，主要由压力传感器(10)、流量传感器(17)和前置放大器及脉冲产生整形电路(Q/P)(15)组成。压力传感器(10)通过螺母(12)连接，与列车制动管(19)内的工作气体相连通，压力信号通过引线(1)输入前置放大器(15)。流量传感器(17)通过两端的联接螺母(18)和(20)串接于列车制动管中，检测信号通过引线(16)输入脉冲产生整形电路(Q/P)(15)。两个传感器信号随后通过引线(14)连接至固定于检测盒壳体上的输出插头(11)，通过屏蔽电缆(2)送至主机。整个检测盒通过两端的连接螺丝(21)和(22)(相应于附图1中的(1)所示)串接与机车下部列车制动管主管通路中。

当列车进行充风缓解或减压制动时，工作气体是通过列车制动主管到达机车后挂的每一车辆的。如果由于偶然因素，列车折角塞门在机车后起第N节车辆位置处关闭，则通过列车制动主管的充排风气体总量Q就具有相应的变化，而且这一变化量同时于司乘人员施行的充排风减压量ΔP有关，即用车辆节数表示的列车折角塞门关闭位置N是充排风量Q和减压量ΔP的函数，另外，考虑到各型机车(如内燃机车、电力机车等)及所用制动机型号(如JZ-7、DK-1等)的不同，还需引入一相应于特定安装机车的修正参量-K，可称之为相应安装机车的“机车-仪表系数”。因此，上述关系可写为：

             N=F(K,ΔP,Q)修正参数K通过对特定的安装机车作一次性校测确定。在本装置中，串接于机车列车主管中检测盒内的压力传感器(10)和流量传感器(17)即是依此测得充排风时的相应减压量ΔP和充排风量Q，传感器的电信号分别经前置放大器及脉冲产生整形电路(15)放大后由电缆(2)送至主机，主机内以单片计算机为核心的数据处理系统按上述函数关系计算处理后，给出其列车折角塞门的关闭位置并通过显示系统显示。

在主机中，其电路主要由如下所述的几部分组成：模/数转换电路(30)，它主要由芯片ADC0804组成；中央处理电路(40)，主要由芯片AT89C51单片机组成；存储电路(50)，主要由芯片24C02组成；键盘电路(60)，主要由开关K1、S1、S2、S3、S4组成；显示电路(70)，主要由芯片74LS164和数码管组成；报警电路(80)，主要由芯片8778和扬声器组成。

附图4为本实用新型的安装校测方法流程图。

如附图4所示，在将本装置安装于某一特定机车时，首次需进行本步工作。开机后，系统自动完成初始化过程。在第一步S11，将校测按扭(5)置于“校测”位，通过数字输入按键(8)输入校测时机车后挂车辆数，单片机即接受该数值。在步骤S12，单片机将检测是否有充排风操作，在有相应操作时，进入步骤S13，通过流量传感器(17)测得相应的充排风量Q，再进入步骤S14，通过压力传感器(10)测得相应的减压量ΔP,ΔP＞0为充风操作，ΔP＜0为排风操作，由单片机自动识别。然后将校测按扭(5)置于“测量”位，进入步骤S15，由单片机算出修正参数K，最后进入步骤S16，将修正参数K存储，作为该安装机车的“机车-仪表系数”。在此后的改挂车辆时不需再进行本步校测。

附图5为本实用新型的检测方法流程图。

如附图5所示，开机后，系统自动完成初始化过程。在第一步S21，将校测按扭(5)置于“校测”位，通过数字输入按键(8)输入机车当前后挂车辆总数M，然后将校测按扭(5)拨回“测量”位，单片机即接受本次机车后挂车辆数M。在步骤S22，单片机将检测是否有制动缓解操作，在有相应操作时，进入步骤S23，通过流量传感器(17)测得相应的充排风量Q，再进入步骤S24，通过压力传感器(10)测得相应的减压量ΔP。然后进入步骤S25，由单片机读出初次安装时存储器内的修正参数-即机车-仪表系数K，最后进入步骤S26，计算出折角塞门的关闭位置N，在步骤S27，通过主机显示屏(9)显示，并在步骤S28中与S21中后挂车辆总数M比较，在误差范围Δ=|M-N|＞3时，给出报警信号，否则，即示正常，步骤S29为关闭报警。此后，在未改挂车辆情况下，返回S22巡回检测；在改挂车辆情况下，返回S21重新输入改挂车辆总数M后，进入其后的检测程序。

此外，本申请所述的压力传感器可以是薄膜型、扩散硅型、应变型气体压力传感器，流量传感器可以是涡轮型、涡街型、差压型气体流量传感器。

Claims (2)

1、一种列车管贯通状态监测仪，它由主机和检测组件组成，其特征在于检测组件由压力传感器，流量传感器，前置放大器和脉冲产生整形电路，以及检测盒组成，检测组件的检测盒通过活节螺栓串接于机车下方列车制动主管通路中，检测盒内安装有压力传感器，流量传感器，前置放大器和脉冲产生整形电路，压力传感器与列车制动管内的工作气体相连贯，其压力信号通过引线输入前置放大器并以电压信号输出；流量传感器串接于列车制动管中，其检测信号通过引线输入脉冲产生整形电路并以脉冲信号输出；两传感器信号通过引线连接至固定于检测盒壳体的输出插头上并通过电缆送至安装于司乘驾驶室内的主机；所述的主机其主要包括模/数转换电路，中央处理电路，存储电路，键盘电路，显示电路和报警电路。

2、根据权利要求1所述的列车管贯通状态监测仪，其特征在于所述的压力传感器可以是薄膜型、扩散硅型、应变型气体压力传感器，流量传感器可以是涡轮型、涡街型、差压型气体流量传感器。

Images