斷軌監測系統裝置制造方法及圖紙

本專利涉及鐵路安全監測設備，具體為一種斷軌監測系統裝置。檢測分機內微控制單元MCU連接DA正弦波發生器，DA正弦波發生器的輸出端通過數字濾波模塊連接功率放大模塊，功率放大模塊通過變壓器隔離輸送到鋼軌；檢測主機由耦合變壓器通過濾波器連接鎖相放大器，鎖相放大器通過積分電路連接AD轉換電路；檢測主機數量為2，檢測分機數量為1。本系統設備，對鐵軌監控及時、準確、大幅度降低人工成本。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利涉及鐵路安全監測設備，具體為一種斷軌監測系統裝置。檢測分機內微控制單元MCU連接DA正弦波發生器，DA正弦波發生器的輸出端通過數字濾波模塊連接功率放大模塊，功率放大模塊通過變壓器隔離輸送到鋼軌；檢測主機由耦合變壓器通過濾波器連接鎖相放大器，鎖相放大器通過積分電路連接AD轉換電路；檢測主機數量為2，檢測分機數量為1。本系統設備，對鐵軌監控及時、準確、大幅度降低人工成本。【專利說明】斷軌監測系統裝置
本專利涉及鐵路安全監測設備，具體為一種斷軌監測系統裝置。
技術介紹
鐵軌在運行中收到列車的沖擊出現斷軌的可能是有的，若不能及時發現報警更換容易造成嚴重的鐵路事故。斷軌的發生也很突然，難以及時監測。目前的鐵路安全監測需要大量的工作人員定時巡檢鐵道，其人工耗費很大，人力監測其準確性也存在嚴重的不穩定性。在人工成本日益高漲的背景下，開發一套準確、快速、低成本的斷軌設備需求很強烈。
技術實現思路
本專利針對以上技術問題，提供一種斷軌監測系統裝置，利用單頻移相正弦波檢測信號快速準確監測鐵軌狀態，降低事故發生率，降低監測成本。本專利的具體技術方案如下:斷軌監測系統裝置，由檢測分機、檢測主機組成，其特征在于:檢測分機內微控制單元M⑶連接DA正弦波發生器，DA正弦波發生器的輸出端通過數字濾波模塊連接功率放大模塊，功率放大模塊通過變壓器隔離輸送到鋼軌;檢測主機由耦合變壓器通過濾波器連接鎖相放大器，鎖相放大器通過積分電路連接AD轉換電路;檢測主機數量為2，檢測分機數量為I，防雷模塊、太陽能發電模塊向檢測分機、檢測主機提供電源。具體使用中，一發二收，一個檢測區段一個發送，兩個接收。發送位于B點，在A點和C點接收。將鋼軌劃分為若干個SKm檢測區段，每個檢測區段中部安裝信號發送裝置，發送420(370)Hz單頻移相正弦波檢測信號，每兩秒發送一次，每次持續時間2秒。相鄰區間信號采用不同頻率隔離。當發射裝置發出信號后，信號沿著鋼軌向左右傳播。當檢測區段無車占用，在鋼軌完好和斷裂時，接收裝置接收到的電壓大小不同。檢測電路采集鋼軌完好和斷軌時的電壓信號幅度大小，并通過GPRS傳輸到車站監控機來判斷鋼軌是否折斷。如果遇到斷軌，接收裝置接收到的信號幅度明顯減少。由于采用電池供電，發送信號采用間歇發送，2秒發送，2秒睡眠模式。因此需要對信號進行數字移相，確保接收端能夠同相。檢測分機每4秒采集軌溫及電池電壓和發送電平，如變化較大，通過無線上傳上位機。信號經放大、濾波及鎖相放大后送MCU，經AD轉換、數字濾波，判斷是否有斷軌發生。如有，將通過無線上傳上位機。每當接收電平、電池電壓和軌溫變化較大時，也將通過無線上傳。上位機實現過車識別，斷軌報警等功能。每當有斷軌發生時，系統自動彈出報警框并語音提示。同時，系統將該信息傳至工務生產管理系統。通過數據庫與生產管理系統接口，斷軌報警、設備狀態在生產管理系統中得到同步更新。【附圖說明】圖1為本專利結構示意圖。圖2為本專利中單頻移相正弦波檢測信號發生器的結構示意圖。圖3為本專利中單頻移相正弦波檢測信號接受器的結構示意圖。其中，I——檢測分機、2——檢測主機、3——鐵軌、4——放大模塊、5——AD轉換模塊、6—一數字濾波模塊、7—一濾波器、8—一鎖相放大器、9一一積分電路。【具體實施方式】下面結合【具體實施方式】對本專利作進一步說明。斷軌監測系統裝置，由檢測分機、檢測主機組成，其特征在于:檢測分機內微控制單元M⑶連接DA正弦波發生器，DA正弦波發生器的輸出端通過數字濾波模塊連接功率放大模塊，功率放大模塊通過變壓器隔離輸送到鋼軌;檢測主機由耦合變壓器通過濾波器連接鎖相放大器，鎖相放大器通過積分電路連接AD轉換電路;檢測主機數量為2，檢測分機數量為I，防雷模塊、太陽能發電模塊向檢測分機、檢測主機提供電源。鋼軌完好與折斷時，信號應有明顯變化；在電氣化干擾條件下能正確識別信號源。首先應選擇合適的信號頻率，信號傳道檢測端時盡可能衰減小。在使用電信號檢測斷軌時，由于鋼軌每米等效電感十多毫亨，而每公里鋼軌與道床泄漏電阻0.6歐姆。如果選擇頻率f=20Khz，則每公里鋼軌阻抗Z = 2pifL=2 X 3.14 X 20 X 1000 X 0.01 X 1000 Ω =1.3ΜΩ，如果信號源12V，接收端電平十個微伏，電氣化區段很難處理。因此系統信號源采用420Hz頻率，在4公里處信號能達幾百毫伏;其次檢測不在信號源處進行，而在遠離信號源處檢測;最后發送信號幅度盡可能大。要解決第二個問題，需要頻率捕獲，使用窄帶濾波或FFT變換進行頻譜分析，可以部分解決問題，對于同頻干擾無能為力。信號除頻率參數外，還有相位參數。通過檢測信號的頻率和相位，能大幅度抑制噪聲，改善檢測信噪比。舉例，信號源B距檢測設備A和C均為2KIIUM⑶通過DA變換產生420Hz/370Hz正弦信號，經濾波整形、功率放大、變壓器隔離輸送至鋼軌。為增加設備可靠性，采用兩路輸出形式，其中一路備份。信號源空載電壓1V，最大2A。鋼軌信號經變壓器耦合，帶通濾波，相敏檢波、放大，積分電路后進行AD轉換。信號AD轉換后，經數字濾波，獲取波形的上峰值和下峰值，計算其差值。根據廣木線試驗結果，鋼軌完好時其值1.54V，在距信號源300m處折斷時，信號940mv，鋼軌完好和折斷信號變化明顯。供電也可采用有限交流供電，在無條件情況下使用太陽能。檢測區間所有設備通過GPRS傳到車站分機處理、報警。同時分機數據上傳鐵路局、工務段、機車。在鋼軌軌腰位置鉆孔抑O，采用擠壓式連接釘，防腐免維護連接線緊固到連接釘上。在更換鋼軌時，可有效節約使用成本。電池、太陽能板，在沒有電源配置地方，根據功耗需求，采用I個12V26Ah蓄電池及太陽能板。采用路內標準SMC復合材料XB-1箱(長496mm X寬415mm X高291mm)，具有阻燃、防銹、耐老化、重量輕、絕緣性好，以及抗沖擊性強等優點。軌邊箱內裝監測控制盒，安裝于軌道限界外的安全位置。2015年4月，在廣木線搭建試驗平臺，K2+400處安裝一個接收裝置，在K4+100安裝發送裝置，在K3+100處安裝安裝絕緣節(模擬鋼軌斷軌)。結果表明:⑴準確率:98%，無漏報。(2)斷軌檢測時間:< I分鐘，上傳時間:< 5分鐘。(3)檢測信號:正弦波，頻率420(370)Hz，間隔時間2秒⑷適應環境溫度:-20?60( Γ ) 0(5)電池容量:12V/24AH。(6)太陽能板:60W。每隔2天對系統參數進行測量，并在上位機觀察設備運行情況，每10多天做一次開斷試驗。在成都北機務段試驗，檢驗對機車信號影響，在成都北機務段環線安裝一個監測主機和監測分機，觀察機車信號顯示。結果表明:設備工作與否，機車信號正常。【主權項】1.斷軌監測系統裝置，由檢測分機、檢測主機組成，其特征在于:檢測分機內微控制單元M⑶連接DA正弦波發生器，DA正弦波發生器的輸出端通過數字濾波模塊連接功率放大模塊，功率放大模塊通過變壓器隔離輸送到鋼軌;檢測主機由耦合變壓器通過濾波器連接鎖相放大器，鎖相放大器通過積分電路連接AD轉換電路;檢測主機數量為2，檢測分機數量為I，防雷模塊、太陽能發電模塊向檢測分機、檢測主機提供電源。【文檔編號】B61K9/10G本文檔來自技高網...

【技術保護點】
斷軌監測系統裝置，由檢測分機、檢測主機組成，其特征在于：檢測分機內微控制單元MCU連接DA正弦波發生器，DA正弦波發生器的輸出端通過數字濾波模塊連接功率放大模塊，功率放大模塊通過變壓器隔離輸送到鋼軌；檢測主機由耦合變壓器通過濾波器連接鎖相放大器，鎖相放大器通過積分電路連接AD轉換電路；檢測主機數量為2，檢測分機數量為1，防雷模塊、太陽能發電模塊向檢測分機、檢測主機提供電源。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳勇，符長生，付賢偉，李宏偉，劉道強，魯成勉，鄭黃松，郭大貴，謝長軍，
申請(專利權)人：廣漢科峰電子有限責任公司，
類型：新型
國別省市：四川;51