軸溫報(bào)警器檢測(cè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

閆航 段國(guó)輝 胡慧瑩

摘? 要：鐵路部門(mén)大量推廣使用的車(chē)載型高速火車(chē)上的軸溫溫度報(bào)警器，它不僅能實(shí)時(shí)地自動(dòng)檢測(cè)、記錄鐵路運(yùn)行中車(chē)輛火車(chē)軸和車(chē)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)溫度，超過(guò)安全帶的溫度則自動(dòng)發(fā)出報(bào)警提示信號(hào)。在列車(chē)運(yùn)行中由于車(chē)軸震蕩、溫度等各種環(huán)境因素的直接影響而極有可能會(huì)致使其傳動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)中的某些器件發(fā)生老化、損壞等并導(dǎo)致其設(shè)備輸出的高壓電信號(hào)不完全能夠客觀(guān)地準(zhǔn)確反映到輸出整個(gè)車(chē)軸的真實(shí)值和溫度，對(duì)重載火車(chē)的安全性和運(yùn)行性能產(chǎn)生很大的不良影響。因此我們專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了一款特別檢測(cè)測(cè)試平臺(tái)，專(zhuān)門(mén)對(duì)各種車(chē)載型高速火車(chē)制動(dòng)軸溫控制報(bào)警器的工作性能情況進(jìn)行特別測(cè)試，保證火車(chē)軸溫控制報(bào)警器正常運(yùn)行工作從而有效保證車(chē)載火車(chē)安全正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：軸溫報(bào)警器;檢測(cè)平臺(tái);設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

引言：

在課程設(shè)計(jì)的操作過(guò)程中，考慮到基于PC的主機(jī)的廣泛應(yīng)用以及基于PC機(jī)人機(jī)交互操作界面易于使用的簡(jiǎn)捷、易懂的操作，我們主要采用的是串行數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn)方式以及用PC的主機(jī)機(jī)器作為上位機(jī)器來(lái)進(jìn)行信息顯示、控制雙重交互功能。

1軸溫報(bào)警器簡(jiǎn)介

軸溫溫度報(bào)警器主要由溫度傳感器驅(qū)動(dòng)采集一輛火車(chē)停在車(chē)軸上的溫度檢測(cè)信號(hào)，然后通過(guò)內(nèi)部控制電路驅(qū)動(dòng)進(jìn)行溫度信號(hào)采集處理、顯示及軸溫報(bào)警等。根據(jù)實(shí)際使用的不同傳感器器件類(lèi)型可以分為模擬式、數(shù)字式兩種。模擬式數(shù)字軸溫溫度報(bào)警器所需要使用的雙雙DPN型聯(lián)結(jié)溫度傳感器，數(shù)字式模擬軸溫溫度報(bào)警器一般采用雙dds18b20數(shù)字溫度傳感器。模擬式主機(jī)軸溫溫度報(bào)警器、數(shù)字式主機(jī)軸溫溫度報(bào)警器各內(nèi)部有一個(gè)八路溫度通道，即各一路外接八個(gè)溫度傳感器，主機(jī)內(nèi)部各有一個(gè)八路溫度處理控制電路，可以輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)八點(diǎn)不同軸位的主機(jī)溫度自動(dòng)檢測(cè)。在以下的實(shí)例介紹中，我們把驅(qū)動(dòng)軸溫溫度報(bào)警器控制整機(jī)結(jié)構(gòu)分成溫度傳感器和驅(qū)動(dòng)軸溫溫度報(bào)警器控制主機(jī)兩個(gè)部分。

2檢測(cè)平臺(tái)測(cè)試原理

2.1模擬式軸溫報(bào)警器的檢測(cè)原理

采用三端可調(diào)式恒流環(huán)形直接集成窗口時(shí)序八路恒流源lm334構(gòu)成300ua恒流源系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理通過(guò)由555構(gòu)成的一個(gè)基準(zhǔn)八路恒流環(huán)形直接集成窗口時(shí)序遠(yuǎn)程電流檢測(cè)發(fā)生器組即可直接按一定順序地進(jìn)行疊加連接到八個(gè)被遠(yuǎn)程電流驅(qū)動(dòng)檢測(cè)測(cè)量到的位于pn類(lèi)型連和連及結(jié)上，通過(guò)直接集成一個(gè)基準(zhǔn)窗口遠(yuǎn)程電壓檢測(cè)控制電路、窗口遠(yuǎn)程電流檢測(cè)比較驅(qū)動(dòng)控制電路等多種方法即可實(shí)現(xiàn)對(duì)八個(gè)位于pn上的連和連及結(jié)上的電流檢測(cè)傳感器的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)電流檢測(cè)。

對(duì)采用模擬式的同軸溫濕度報(bào)警器監(jiān)控主機(jī)內(nèi)部恒流源的電壓檢測(cè)方法采用基準(zhǔn)電流一相和電壓三相轉(zhuǎn)換法，將恒流源電壓加到精密恒流電阻上，根據(jù)輸出誤差值的范圍分別計(jì)算其輸出上、下限基準(zhǔn)電壓誤差值并然后利用一個(gè)基準(zhǔn)恒流電壓比較電路計(jì)算輸出該基準(zhǔn)電壓誤差值后再加到基準(zhǔn)電壓窗口中的電較控制電路，輸出電壓信號(hào)通過(guò)一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路觸發(fā)比較電路后自動(dòng)送入到單片機(jī)。同時(shí)，為了準(zhǔn)確測(cè)量第一路恒流源的精確電壓值，將第一路源的輸出恒流信號(hào)直接加到精密數(shù)字電阻上并通過(guò)采用tlc1550工作的a/d數(shù)字轉(zhuǎn)換器將該數(shù)字電壓源的模擬量轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)字模擬量后經(jīng)存儲(chǔ)后送到一個(gè)單片機(jī)，并將其上電后傳到PC機(jī)器上顯示。

2.2數(shù)字式軸溫報(bào)警器的檢測(cè)原理

對(duì)一個(gè)ds18b20數(shù)字溫度傳感器元件性能的誤差檢測(cè)也可以采用的是單點(diǎn)數(shù)字溫度誤差測(cè)試的檢驗(yàn)方法，把一個(gè)ds18b20數(shù)字溫度傳感器元件放入一個(gè)恒溫箱，溫度控制為600c，此設(shè)定溫度下使用ds18b20數(shù)字溫度傳感器使其輸出的溫度數(shù)字平均值一般是0078h，根據(jù)不同廠(chǎng)家性能要求，允許溫度誤差測(cè)量范圍一般是士10c，因此只要此設(shè)定溫度下使用ds18b20數(shù)字溫度傳感器使其輸出的溫度數(shù)字平均值在0076h-0080h之問(wèn)，就可直接判定其溫度性能優(yōu)良。直接仿真給出同軸溫度量報(bào)警器輸入主機(jī)內(nèi)部的溫度控制器主機(jī)傳送不同數(shù)字溫度量所對(duì)應(yīng)的單位數(shù)字溫度量的一種方法是用來(lái)通過(guò)仿真計(jì)算出一個(gè)ds18b20數(shù)字溫度傳感器的溫度特性。觀(guān)察您的軸溫溫度報(bào)警器的溫度液晶芯片顯示溫度是不是相當(dāng)于對(duì)應(yīng)的設(shè)定溫度，如果顯示是，說(shuō)明您的軸溫溫度報(bào)警器的液晶溫度變化檢測(cè)及報(bào)警信號(hào)采集處理控制裝置已經(jīng)工作正常。

2.3檢測(cè)監(jiān)控平臺(tái)主要應(yīng)用

功能控制軸溫濕度報(bào)警器冷熱檢測(cè)監(jiān)控平臺(tái)需要主功能控制器設(shè)計(jì)選用一個(gè)at89c51單片機(jī)，可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)控鍵盤(pán)、上位機(jī)和PC發(fā)電機(jī)雙重編程控制，測(cè)試工作結(jié)果在上位PC機(jī)液晶顯示器上自動(dòng)顯示。

3檢測(cè)平臺(tái)硬件電路

檢測(cè)控制平臺(tái)上的硬件控制電路主要組成有以下兒個(gè)部分：八個(gè)555構(gòu)成的基準(zhǔn)八路環(huán)形溫度時(shí)序信號(hào)發(fā)生器、lm334構(gòu)成的零基準(zhǔn)溫度電壓系數(shù)恒流源、仿真采用p-n型聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的電壓控制電路、tl431構(gòu)成的八路基準(zhǔn)溫度電壓源控制電路、lm393電壓窗口比較器、555單穩(wěn)態(tài)信號(hào)觸發(fā)控制電路、tlc1550工作時(shí)a/d信號(hào)轉(zhuǎn)換控制電路、開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換及主機(jī)工作時(shí)的狀態(tài)檢測(cè)控制電路、多個(gè)模組ds18b20與一個(gè)單片機(jī)共同使用一條十字?jǐn)?shù)據(jù)線(xiàn)進(jìn)行連接控制電路、檢測(cè)一個(gè)數(shù)字傳動(dòng)軸溫度的報(bào)警器是由主機(jī)控制電路、串行數(shù)據(jù)通信控制電路和平開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換控制電路等部分構(gòu)成。

結(jié)語(yǔ)：

電路種類(lèi)較多，篇幅有限這里只簡(jiǎn)單介紹其中兩個(gè)集成電路的基本設(shè)計(jì)。繼電器控制電路，主要用于實(shí)現(xiàn)恒流源軸溫檢測(cè)控制電路和恒流模擬式主機(jī)軸溫自動(dòng)報(bào)警器路與主機(jī)恒流檢測(cè)控制電路的自動(dòng)切換。繼電器的自動(dòng)控制工作是由一個(gè)單片繼電機(jī)采用p1.6口徑來(lái)完成的。輸出處于高電平時(shí)由主繼電器的常關(guān)關(guān)開(kāi)觸點(diǎn)自動(dòng)吸合，常開(kāi)關(guān)閉觸點(diǎn)自動(dòng)斷開(kāi)，此時(shí)需要進(jìn)行恒流源電壓檢測(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1]? 郁兆旺，姜艷林，陳立，劉文平，項(xiàng)學(xué)海.時(shí)速160km動(dòng)力集中電動(dòng)車(chē)組軸溫報(bào)警系統(tǒng)的改進(jìn)[J].機(jī)車(chē)車(chē)輛工藝，2019（04）：52-54.

[2]? 于永志，王雁，劉亞妮.鐵道客車(chē)用集中軸溫報(bào)警器通信系統(tǒng)阻抗匹配與改進(jìn)[J].鐵道車(chē)輛，2019，57（08）：30-32+5.

[3]? 王金花，郭子毅.KZS/M-Ⅱ型客車(chē)軸溫報(bào)警器的檢修與運(yùn)用[J].設(shè)備管理與維修，2019（14）：73-74.

[4]? 國(guó)家鐵路局關(guān)于監(jiān)督抽查鐵路專(zhuān)用產(chǎn)品質(zhì)量情況的通報(bào) （2019年第2批）國(guó)鐵設(shè)備監(jiān)函[2019]25號(hào)[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督，2019，47（05）：56+58.

作者簡(jiǎn)介：閆航，1992年6月21日，男，研究生，研究方向：車(chē)載安全檢測(cè)系統(tǒng)。