一种磁轨枕检测装置的制作方法

2021-02-05 10:02:29|

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本实用新型涉及电力机车或动车组车载自动过分相功能检测技术领域，尤其涉及一种磁轨枕检测装置。

背景技术：

电气化铁路的牵引动力是电力机车，机车本身不带能源，所需能源由铁道附近的牵引变电所将电流通过接触网传输给机车。由于我国电气化铁道采用的是单相工频交流供电制式，为了平衡三相供电负荷，接触网不可避免地要设置电分相设施。机车在通过分相时，经过一系列操作，使机车断电后才能通过。

为保证车载自动过分相系统可靠运行，需定期对埋设在铁路线路区间的磁轨枕进行检测；中国专利申请号为201620107547.6公开了一种自动过分相地面感应装置车载磁场检测装置，主要用多个磁传感器，经过ad转换和单片机处理，通过rs485总线传输到车载检测系统的方式；但是上述检测装置在使用时具有以下不足：一、采用rs485通信的方式向上位机传输数据，其传输数据的速度慢、响应慢、易丢失磁传感器的数据以及不易采集到磁传感器的极值数据，从而造成测量不准确；二、没有测量磁传感器距磁轨枕的磁铁表面的距离，且有的磁轨枕的磁铁可能破损，破损的磁铁的表面距磁传感器的高度高低不一，测得的数据失去准确意义；三、有的磁轨枕已明显破损，无论其磁场强度如何，都需更换，而这种检测方式，不能对破损的磁轨枕有效的进行发现；

另外，由供电段派人，到铁路线路区段的各分相区安装有磁轨枕的位置，通过人工检测方式对磁轨枕进行检测；人工检测时首先观察磁轨枕外观是否完好，然后用高斯计测量距钢轨表面110mm高度的磁铁中心的磁场强度，判断是否满足车载自动过分相装置正常运行的要求；但是人工检测的方式费时费力，检测易受人为干扰而不准确，而且检测结果也不易保存和追溯。

技术实现要素：

(一)实用新型目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出一种磁轨枕检测装置，本实用新型能高效精准的对机车或动车行驶路线上的磁轨枕进行检测，且能检测出破损的磁轨枕，操作简单使用方便。

(二)技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供了一种磁轨枕检测装置，包括激光位移传感器、磁传感器、ad模块、单片机、上位机、摄像头和补光灯；其中，激光位移传感器、磁传感器、摄像头和补光灯均设置在车体的下部；

磁传感器用于检测铁路线路区间内的磁轨枕的磁场强度信号，磁传感器的信号输出端连接ad模块的信号输入端；ad模块用于接收磁场强度信号，并对磁场强度信号进行处理，得到磁场强度值；

激光位移传感器用于测量磁传感器距磁轨枕表面的高度信号，激光位移传感器的信号输出端连接ad模块的信号输入端；ad模块还用于接收高度信号，并对高度信号进行处理，得到高度值；

ad模块的信号输出端连接单片机的信号输入端，ad模块用于将磁场强度值和高度值发送给单片机；单片机用于判断接收到的磁场强度值是否大于设定的磁场强度阈值；

单片机的信号输出端连接上位机的信号输入端，单片机用于将接收到的大于设定阈值的磁场强度值和高度值发送给上位机；

摄像头的信号输入端连接上位机的信号输出端，摄像头用于拍摄图像，并将图像发送给上位机；上位机用于对接收到的数据进行处理并判断磁轨枕是否满足自动过分相系统的要求；

补光灯的信号输入端连接上位机的信号输出端，补光灯用于对摄像头拍摄时进行补光。

优选的，激光位移传感器和磁传感器并排设置，且激光位移传感器和磁传感器距离地面的高度相同。

优选的，摄像头距离地面的距离不小于磁传感器距离地面的距离。

优选的，磁传感器沿着车体前进方向并排设置两个用于检测磁轨枕的距钢轨表面110mm位置的磁铁中心的磁场强度。

优选的，单片机通过以太网连接上位机。

优选的，上位机的输出端连接存储模块的输入端；存储模块用于存储上位机接收到的数据信息以及存储上位机的分析结果数据信息。

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本实用新型中，单片机判断根据磁传感器所检测得到的磁场强度值是否大于设有的磁场强度的阈值；当磁场强度值大于设定的磁场强度的阈值时，单片机通过以太网向上位机发生检测信号；上位机运行，进行以下具体步骤：

s1、上位机分别控制摄像头和补光灯通电运行；补光灯为摄像头拍摄时补光，摄像头拍摄得到图像；

s2、连续读取并记录由单片机经以太网发送给上位机的磁场强度值和高度值；

s3、记录下本次检测时铁路线路的公里标、检测时间、机车的行驶速度以及机车运行方向。

s4、上位机对记录的磁场强度值和高度值分析，判断磁轨枕的磁场强度是否满足自动过分相装置的要求；同时对记录的对应图像分析，判断磁轨枕是否有破损；至此检测过程结束；

另外，上位机把分析结果存储于存储模块，方便对分析结果进行调取查阅。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种磁轨枕检测装置的原理框图。

附图标记：101、激光位移传感器；102、磁传感器；103、ad模块；104、单片机；105、上位机；106、摄像头；107、补光灯。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1所示，本实用新型提出的一种磁轨枕检测装置，包括激光位移传感器101、磁传感器102、ad模块103、单片机104、上位机105、摄像头106和补光灯107；其中，激光位移传感器101、磁传感器102、摄像头106和补光灯107均设置在车体的下部；车体指的是电力机车或动车组车的车身；

磁传感器102用于检测铁路线路区间内的磁轨枕的磁场强度信号，磁传感器102的信号输出端连接ad模块103的信号输入端；ad模块103用于接收磁场强度信号，并对磁场强度信号进行处理，得到磁场强度值；

激光位移传感器101用于测量磁传感器102距磁轨枕表面的高度信号，激光位移传感器101的信号输出端连接ad模块103的信号输入端；ad模块103还用于接收高度信号，并对高度信号进行处理，得到高度值；

ad模块103的信号输出端连接单片机104的信号输入端，ad模块103用于将磁场强度值和高度值发送给单片机104；单片机104用于判断接收到的磁场强度值是否大于设定的磁场强度阈值；

单片机104的信号输出端连接上位机105的信号输入端，单片机104用于将接收到的大于设定阈值的磁场强度值和高度值发送给上位机105；

摄像头106的信号输入端连接上位机105的信号输出端，摄像头106用于拍摄图像，并将图像发送给上位机105；上位机105用于对接收到的数据进行处理并判断磁轨枕是否满足自动过分相系统的要求；

补光灯107的信号输入端连接上位机105的信号输出端，补光灯107用于对摄像头106拍摄时进行补光。

在一个可选的实施例中，激光位移传感器101和磁传感器102并排设置，且激光位移传感器101和磁传感器102距离地面的高度相同。

在一个可选的实施例中，摄像头106距离地面的距离不小于磁传感器102距离地面的距离。

在一个可选的实施例中，摄像头106选用高速摄像头。

在一个可选的实施例中，磁传感器102沿着车体前进方向并排设置两个用于检测磁轨枕的距钢轨表面110mm位置的磁铁中心的磁场强度。

在一个可选的实施例中，单片机104通过以太网连接上位机105；以太网具有数据传输速度响应速度快的优点，且不会造成传输数据的丢失。

在一个可选的实施例中，上位机105的输出端连接存储模块的输入端；存储模块用于存储上位机105接收到的数据信息以及存储上位机105的分析结果数据信息；通过设有的存储模块用于存储检测时的相关数据和检测结果，方便后续查阅和数据追溯。

本实用新型中，单片机104判断根据磁传感器102运行时所检测得到的磁场强度值是否大于设有的磁场强度的阈值；当磁场强度值大于设定的磁场强度的阈值时，单片机104通过以太网向上位机105发生检测信号；上位机105运行，进行以下具体步骤：

s1、上位机105分别控制摄像头106和补光灯107通电运行，补光灯107为摄像头106拍摄时补光，摄像头106拍摄得到图像；

补光灯107根据光线的强弱进行开启，当检测到光线不足时，则需要开启补光灯107；

s2、连续读取并记录由单片机104经以太网发送给上位机105的磁场强度值和高度值；上述过程设定时间为0.5s；

s3、记录下本次检测铁路线路的公里标、检测时间、机车的行驶速度以及机车运行方向。

s4、上位机105对记录的磁场强度值和高度值分析，判断磁轨枕的磁场强度是否满足自动过分相装置的要求；同时对记录的对应图像分析，判断磁轨枕是否有破损；

上位机105把分析结果存储于存储模块，方便对分析结果进行调取查阅。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

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