数模复合式轴温报警装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及轴温监测技术领域，具体涉及数模复合式轴温报警装置。


背景技术：

[0002]
在铁路列车运行过程中，机车车辆与钢轨的冲击、动力效应和振动，导致车辆走行部分各轴承的发热。现有轴温报警器能够实时监测旅客列车轴箱温度，是保障列车行车安全的重要设备。
[0003]
既有轴温报警器存在着误报警多、故障率高等问题，已经对客车运行安全造成了较大的影响，存在安全隐患。现有技术中，造成轴温报警器误报警和故障的原因之一是温度测量采用单一数字式温度传感器的方式，当传感器受到干扰时易造成温度跳变或测温失效的现象。
[0004]
因此，需要对既有轴温报警器进行升级，在保留既有轴温报警器的“两线制”测温布线基础上，对单一的数字式温度传感器进行改造，增加系统测温的稳定性和可靠性。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足而提出了数模复合式轴温报警装置，在保留既有轴温报警器的“两线制”测温布线基础上，采用数模复合式温度传感器进行测温，形成两路传感器互为冗余、互为备份的方式，显著增强测温可靠性，提升了同源干扰抑制效果。
[0006]
为解决上述技术问题，本实用新型提出如下技术方案：
[0007]
本实用新型提出了数模复合式轴温报警装置，该报警装置包括：电源及通信总线、数模复合式轴温报警器、分线盒、至少一个数字与模拟传感器。
[0008]
其中，数模复合式轴温报警器是报警装置的中枢，其连接在电源及通信总线的一端，电源及通信总线是电源线路与通信线路共用一条线路，因此，数模复合式轴温报警器通过电源线路获得正常的工作电流并且给数字模拟传感器供电，数模复合式轴温报警器处理各部分信息并通过通信总线与列车运行控制设备进行数据交换与通信。
[0009]
其中，数模复合式轴温报警器还连接分线盒。
[0010]
进一步，数模复合式轴温报警器通过至少一条电源及通信线和一条地线与分线盒连接。
[0011]
其中，分线盒与至少一个数字与模拟传感器连接。
[0012]
进一步，分线盒通过一条电源及通信线和一条地线与一个数字与模拟传感器连接。
[0013]
更进一步，每个数字与模拟传感器的电源及通信线通过分线盒分别接入数模复合式轴温报警器内部的恒流源以及微处理器的io脚上，每个数字与模拟传感器的地线通过分线盒接数模复合式轴温报警器内部的信号地。
[0014]
其中，数字与模拟传感器采用数字传感器与模拟传感器互为冗余配置结构，其中
模拟传感器与数字传感器公用一条电源及通信线和一条地线，数字与模拟传感器布置在一个列车轴箱内，用于测量轴箱温度。
[0015]
在数字与模拟传感器探头内部集成数字式测温芯片和模拟式测温芯片，两种测温芯片同时检测轴箱温度并将温度信号通过传输线路发送至数模复合式轴温报警器。当由模拟传感器检测模拟温度时，数模复合式轴温报警器内部的恒流源通过电源及通信线向模拟传感器供电，并且微处理器的io脚设置为输入高阻状态。当由数字传感器检测数字温度时，数模复合式轴温报警器内部的恒流源断开，即停止向模拟传感器供电，并且微处理器io脚输出控制信号。
[0016]
本实用新型提出数模复合式轴温报警装置，相比现有技术具有如下有益效果：
[0017]
1、保留既有轴温报警器的“两线制”测温布线方式，实现模拟传感器与数字传感器公用一条电源及通信线和一条地线，最大程度的保留了现有的列车布线，有效控制列车轴温报警系统升级成本，提高升级改造效率。
[0018]
2、将温度测量扩展至两路传感器互为冗余、互为备份的方式，显著增强测温可靠性，当一路传感器发生故障时，另一路传感器作为热备用，保障测温正常可靠连续地工作。
[0019]
3、两路传感器采用数字和模拟传感器互为冗余效果更为明显，因为数字传感器和模拟传感器针对同源干扰，表现出的抗干扰性差异明显，因此对同源干扰抑制效果较好。
[0020]
4、充分发挥数字传感器和模拟传感器各自的特性，同时兼有数字温度传感器的常温抗干扰能力强以及模拟温度传感器的测温上限高。
附图说明
[0021]
图1是本实用新型提出的数模复合式轴温报警装置的组成原理框图。
[0022]
图2是本实用新型提出的数模复合式轴温报警装置中，数字与模拟传感器的内部电气结构示意图。
具体实施方式
[0023]
以下结合实施例子对本发明作进一步的详细描述。
[0024]
本实用新型提出了数模复合式轴温报警装置，装置的组成原理框图如图1所示，报警装置包括：电源及通信总线、数模复合式轴温报警器、分线盒、至少一个数字与模拟传感器。
[0025]
其中，数模复合式轴温报警器是报警装置的中枢，在列车运行中自动监测各轴位的轴温变化，当轴温超过设定报警温度时，及时准确地发出报警信号。
[0026]
进一步，如图1所示，数模复合式轴温报警器连接在电源及通信总线的一端。电源及通信总线是电源线路与通信线路共用一条线路，因此，数模复合式轴温报警器通过电源线路获得正常的工作电流并且给数字与模拟传感器供电，数模复合式轴温报警器处理各部分信息并通过通信总线与列车运行控制设备进行数据交换与通信。
[0027]
优选实施例中，数模复合式轴温报警器的列车联网通信线可与列车播音线共用。传输通信信息时，数模复合式轴温报警器应通过列车编组号进行通信线路筛选，以消除其他列车通过播音产生信号耦合的影响。
[0028]
优选实施例中，数模复合式轴温报警器显示方式采用液晶显示屏，该屏同时显示
车厢顺位号、8路轴温和1路环温。数模复合式轴温报警器应带有报警状态和通信状态指示灯。数字与模拟传感器开路时，对应温度显示“﹣﹣﹣”；数字与模拟传感器短路时，对应温度显示“+++”；数字与模拟传感器中模拟元件或数字元件任一故障时，对应温度后显示“.”。
[0029]
进一步，如图1所示，数模复合式轴温报警器通过至少一条电源及通信线和一条地线与分线盒连接。从图1还可以，分线盒通过一条电源及通信线和一条地线与一个数字与模拟传感器连接。
[0030]
优选实施例中，第一数字与模拟传感器10的电源及通信线zw1通过分线盒分别接入数模复合式轴温报警器内部的恒流源以及微处理器的io脚上，以此类推，第九数字与模拟传感器90的电源及通信线zw9通过分线盒分别接入数模复合式轴温报警器内部的恒流源以及微处理器的io脚上。第一数字与模拟传感器10到第九数字与模拟传感器90的地线gnd均通过分线盒连接数模复合式轴温报警器内部的信号地。
[0031]
其中，数字与模拟传感器采用数字传感器与模拟传感器互为冗余配置结构，其中模拟传感器与数字传感器公用一条电源及通信线和一条地线。数字与模拟传感器布置在一个列车轴箱内，用于测量轴箱温度。
[0032]
数字与模拟传感器的内部电气结构示意图如图2所示，在数字与模拟传感器探头内部集成数字式测温芯片和模拟式测温芯片，两种测温芯片同时检测轴箱温度并将温度信号通过传输线路发送至数模复合式轴温报警器。当由模拟传感器检测模拟温度时，数模复合式轴温报警器内部的恒流源通过电源及通信线向模拟传感器供电，并且微处理器的io脚设置为输入高阻状态。当由数字传感器检测数字温度时，数模复合式轴温报警器内部的恒流源断开，即停止向模拟传感器供电，并且微处理器io脚输出控制信号。
[0033]
本实用新型提出的数模复合式轴温报警装置工作模式包括：
[0034]
(1)正常测温：当列车运行时轴箱温度升高，数字与模拟传感器同时探测到轴箱温度并将温度信号通过信号线发送至数模复合式轴温报警器，报警器顺序接收两路温度信号，通过软件处理和信号过滤，最终选择一路温度信号进行显示、分析以及后续处理。
[0035]
进一步，通过软件处理和信号过滤最终选择一路温度信号，是指数模复合式轴温报警器同时读取数字与模拟传感器的数字测温数据和模拟测温数据，若读到的数字测温温度为正常值、且小于或等于120℃，则数模复合式轴温报警器仅读取数字测温传感器的温度数据。若所读数字测温数据异常或者大于120℃，则数模复合式轴温报警器仅读取模拟测温传感器的温度数据。
[0036]
(2)隐形故障：由于数字与模拟传感器中的数字传感器与模拟传感器互为热备用，因此当一路传感器发生故障时，定义为隐形故障，此时不影响另一路传感器继续测温以及报警器诊断报警。
[0037]
(3)跳变故障识别：当数模复合式轴温报警器相邻两次采集温度差值超过10℃，视为“跳变”，予以剔除，维持之前温度；若“跳变”消除，温度重新稳定并维持10秒及以上，取当前值，以防漏报。否则2分钟后，视为“开路”处理。
[0038]
进一步，“跳变”包括“跳升”和“跳降”。
[0039]
(4)瞬时故障过滤：当复合式轴温报警器采集到开路、短路或非法数据，且维持2分钟及以上，则显示相应故障，否则予以剔除，维持之前状态。
[0040]
(5)环温筛选：正常情况下，环温显示本车环温传感器温度。若本车环温传感器故
障，或本车环温与全列环温中值相差5℃或以上，则本车复合式轴温报警器显示全列环温中值，并在环温值前加字母“a”以示区分。
[0041]
以上具体实施方式及实施例是对本实用新型提出的数模复合式轴温报警装置技术思想的具体支持，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。

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