鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型的鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，包括報警主機和多個用于車輛貨運班列軸承外殼溫度監(jiān)測的無線軸溫傳感器，特征在于：所述報警主機由MCU控制單元以及與其相連接的無線通訊模塊、按鍵操作模塊、電源模塊、聲光報警模塊和顯示模塊組成；所述無線軸溫傳感器由單片機控制電路和與其相連接的無線通訊模塊組成，單片機控制電路由低功耗單片機、環(huán)境溫度感溫元件和貨車軸溫感溫元件組成；貨車軸溫感溫元件用于測量軸承外殼溫度。本實用新型的鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，可有效地對貨運班列貨車每處的軸承外殼溫度進(jìn)行監(jiān)測，避免了由于貨運班列軸溫過高所導(dǎo)致的安全事故的發(fā)生，有益效果顯著，便于應(yīng)用推廣。
【專利說明】鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，更具體的說，尤其涉及一種可同時對鐵路貨運班列貨車的每個軸承溫度監(jiān)測并具有超限報警功能的鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]列車軸溫是反映列車運行狀態(tài)是否良好、安全的一項重要指標(biāo)，現(xiàn)有高速動車組列車和普通客車均設(shè)置有車載軸溫檢測裝置，但貨運列車上還沒有設(shè)置可自動檢測軸溫的裝置，現(xiàn)在貨運列車的軸溫監(jiān)測是通過地面的紅外線軸溫監(jiān)測裝置來間接的實現(xiàn)的。當(dāng)軸溫過高時通過地面的調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行報警處理，以此避免安全事故的發(fā)生。地面紅外線裝置不能連續(xù)不間斷的對列車的軸溫進(jìn)行監(jiān)測，列車上的工作人員也無法了解和掌握列車軸溫的變化，特別是在貨運班列高速運行時不能及時的掌握和處理熱軸故障，給列車運行帶來不安全因素，也無法按照客車來管理貨運班列的安全。如果能在貨車車輛軸承外殼上安裝溫度監(jiān)測裝置對其進(jìn)行溫度檢測，并用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行無線傳輸和組網(wǎng)，可建立一個完整的貨運班列軸溫?zé)o線檢測系統(tǒng)，可全過程連續(xù)不間斷地對軸承的溫度進(jìn)行監(jiān)測，確保及早發(fā)現(xiàn)故障，避免事故的發(fā)生。目前還沒有一種貨車軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置來保證列車的正常、安全行駛。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型為了克服上述技術(shù)問題的缺點，提供了一種鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置。
[0004]本實用新型的鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，包括報警主機和多個用于監(jiān)測貨運班列貨車軸承外殼溫度的無線軸溫傳感器，貨車軸溫感溫元件將采集的軸溫以無線形式上傳至報警主機，報警主機對上傳的軸溫進(jìn)行顯示、存儲和監(jiān)控；其特別之處在于:所述報警主機由MCU控制單元以及與其相連接的無線通訊模塊、按鍵操作模塊、電源模塊、聲光報警模塊、顯示模塊和存儲模塊組成，MCU控制單元通過無線通訊模塊與貨車無線軸溫傳感器進(jìn)行無線通訊，通過顯示模塊進(jìn)行溫度信息顯示，通過聲光報警模塊發(fā)出報警信號并通過存儲模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲；所述無線軸溫傳感器由單片機控制電路和與其相連接的無線通訊模塊組成，單片機控制電路由低功耗單片機、環(huán)境溫度感溫元件和貨車軸溫感溫元件組成，環(huán)境溫度感溫元件用于檢測外界環(huán)境溫度，并經(jīng)信號處理電路與低功耗單片機的A/D轉(zhuǎn)換端口相連接；貨車軸溫感溫元件用于測量軸承外殼溫度，并經(jīng)信號處理電路與低功耗單片機的A/D轉(zhuǎn)換端口相連接；低功耗單片機通過無線收發(fā)電路與報警主機相通訊。
[0005]本實用新型的鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，所述貨車軸溫感溫元件采用鉑熱電阻PtlOO。
[0006]本實用新型的鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，所述低功耗單片機通過不同的端口對信號處理電路和信號處理電路進(jìn)行控制；低功耗單片機經(jīng)SPI縱向與無線收發(fā)電路相連接。
[0007]本實用新型的鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，所述報警主機的外圍為長方形殼體，顯示模塊和按鍵操作模塊設(shè)置于殼體的面板上，報警主機的殼體上設(shè)置有與無線通訊模塊相連接的收發(fā)天線；所述無線軸溫傳感器的外圍也為長方形殼體，信號處理電路通過連接線纜與貨車軸溫感溫元件相連接，無線通訊模塊固定于無線軸溫傳感器的殼體內(nèi)。
[0008]本實用新型的有益效果是:本實用新型的鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，通過設(shè)置由環(huán)境溫度感溫元件、貨車軸溫感溫元件、低功耗單片機和無線收發(fā)電路組成的無線軸溫傳感器，可實現(xiàn)對貨運班列每個軸承外殼處溫度的檢測，還可對環(huán)境溫度進(jìn)行測量，并可將檢測的環(huán)境溫度和每處的軸溫上傳至報警主機。報警主機由MCU控制單元、無線通訊模塊、聲光報警模塊、存儲模塊和顯示模塊組成，通過與無線軸溫傳感器的無線通訊可獲取軸溫和環(huán)境溫度，并實時地顯示出來，當(dāng)軸溫超閾值或者軸溫與環(huán)境溫度差超閾值時，可發(fā)出報警信號，以提醒貨運班列上的工作人員采取相應(yīng)措施。
[0009]本實用新型的鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，可有效地對貨運班列每處的軸承外殼溫度進(jìn)行檢測，避免了由于貨運班列軸溫過高所導(dǎo)致的安全事故的發(fā)生，有益效果顯著，便于應(yīng)用推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型中報警主機的電路原理圖；
[0011]圖2為本實用新型中報警主機的結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖3為本實用新型中無線軸溫傳感器的電路原理圖；
[0013]圖4為本實用新型中無線軸溫傳感器的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖中:1 MCU控制單元，2無線通訊模塊，3按鍵操作模塊，4電源模塊，5聲光報警模塊，6顯示模塊，7報警主機，8收發(fā)天線，9單片機控制電路，10無線通信模塊，11低功耗單片機，12無線收發(fā)電路，13環(huán)境溫度感溫元件，14信號處理電路，15貨車軸溫感溫元件，16信號處理電路，17無線軸溫傳感器，18連接線纜，19高能電池，20存儲模塊。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0016]本實用新型的鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，由報警主機7和若干個無線軸溫傳感器17組成，無線軸溫傳感器17的感溫元件通過專用的固定裝置固定在貨運班列貨車的軸承外殼處，用于采集貨運班列貨車的軸承溫度；同時無線軸溫傳感器17還可采集環(huán)境溫度。無線軸溫傳感器17將采集的軸溫和環(huán)境溫度通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至報警主機7上，由報警主機17對軸溫進(jìn)行顯示、存儲和監(jiān)控。
[0017]如圖1所示，給出了本實用新型中報警主機的電路原理圖，其包括MCU控制單元I以及其與相連接的無線通訊模塊2、按鍵操作模塊3、電源模塊4、聲光報警模塊5、存儲模塊20和顯示模塊6，MCU控制單元I具有采集、運算和輸出的作用，電源模塊4為整個報警主機的工作提供穩(wěn)定的電壓。MCU控制單元I通過無線通訊模塊2與無線軸溫傳感器17進(jìn)行通訊，按鍵操作模塊3用于指令輸入。MCU控制單元I通過顯示模塊6可將無線軸溫傳感器17上傳的軸溫和環(huán)境溫度顯示出來，并對溫度信息進(jìn)行監(jiān)控，如果軸溫值超過閾值或者軸溫與環(huán)境溫度的差值超閾值，則通過聲光報警模塊5發(fā)出報警信號。MCU控制單元I將采集的溫度信息存儲在存儲模塊20中。
[0018]圖2所示，給出了本實用新型中報警主機的結(jié)構(gòu)圖，所示報警主機7的外圍為殼體，顯示模塊6和按鍵操作模塊3均設(shè)置于殼體的面板上，以便使用者觀察軸溫和環(huán)境溫度，以及輸入相應(yīng)控制指令。所示的報警主機7的殼體上還設(shè)置有收發(fā)天線8，收發(fā)天線8與無線通訊模塊2相連接，以便報警主機7與無線軸溫傳感器17進(jìn)行無線通訊。
[0019]MCU控制單元I是報警主機的核心，負(fù)責(zé)整個報警主機的控制管理，采集數(shù)據(jù)的集中存儲、循環(huán)顯示，以及工作參數(shù)的配置修改等。
[0020]利用無線通信模塊2，I個報警主機7可以管理數(shù)百個無線軸溫傳感器17，如對于10節(jié)車廂的貨運班列來說，具有80個軸承，因此就需要80個無線軸溫傳感器17，無線軸溫傳感器17與報警主機7之間的穩(wěn)定無線通信距離在400m以上。無線通信模塊2負(fù)責(zé)與無線軸溫傳感器17進(jìn)行通信，收集各無線軸溫傳感器17的監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通信方式采用UHF超高頻無線方式進(jìn)行。電源模塊4為報警主機I各組成模塊提供連續(xù)穩(wěn)定的電源供應(yīng)。報警主機I既可采用內(nèi)部高能電池(標(biāo)配容量4100mAh)供電，可使用車載AC220V或48V電源補充供電。
[0021]如圖3所示，給出了本實用新型中無線軸溫傳感器的電路原理圖，其由單片機控制電路9和無線通信模塊10組成，無線通信模塊10由無線收發(fā)電路12構(gòu)成，無線通訊模塊10通過SPI總線與單片機控制電路9相連接，用于實現(xiàn)與報警主機7的無線通訊，以便將采集的環(huán)境溫度和軸溫上傳至報警主機7。單片機控制電路9由低功耗單片機11、環(huán)境溫度感溫元件13、信號處理電路14、貨車軸溫感溫元件15以及信號處理電路16組成。
[0022]環(huán)境溫度感溫元件13經(jīng)信號處理電路14的放大、濾波處理后，接于低功耗單片機11的A/D輸入端口，實現(xiàn)了對外界環(huán)境溫度的采集。貨車軸溫感溫元件15經(jīng)信號處理電路16的放大、濾波處理后，也接于低功耗單片機11的A/D輸入端，以實現(xiàn)軸溫采集。
[0023]如圖4所示，給出了本實用新型中無線軸溫傳感器的結(jié)構(gòu)圖，所示的無線軸溫傳感器17的外圍也為長方形殼體，無線通訊模塊10設(shè)置于長方形殼體內(nèi)，以實現(xiàn)與報警主機7的良好通訊。長方形殼體上設(shè)置有連接線纜18，連接線纜18的一端與無線軸溫傳感器17中的信號處理電路16相連接，另一端與貨車軸溫感溫元件15相連接，以便實現(xiàn)對軸溫的測量。
[0024]無線軸溫傳感器17負(fù)責(zé)檢測貨車軸承外殼的溫度以及監(jiān)測點的大氣環(huán)境溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號。貨車軸溫感溫元件15可采用PtlOO，PtlOO鉑電阻感溫元件具有高精度、可靠性強的特點，使用時，感溫元件直接安裝在軸承外殼外表面或監(jiān)測的發(fā)熱點上。單片機控制電路9，負(fù)責(zé)采集感溫元件輸出的溫度信號，不管溫度是否發(fā)生變化，都按設(shè)定時間間隔控制無線通信模塊上傳所測數(shù)據(jù)。為了降低功耗，控制電路一般工作于低功耗模式。
[0025]無線通信模塊10，負(fù)責(zé)發(fā)送溫度數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)包括采集到的軸溫、環(huán)境溫度、電池電壓、感溫元件是否故障等信息。高能電池19，無線軸溫傳感器無線發(fā)射模塊為了保證密封性能好，使用一次性大容量鋰電池供電，標(biāo)配電池容量1200mAh，連續(xù)工作720小時以上，電池儲存壽命大于5年。
[0026]本實用新型的鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，選用了 PtlOO作為感溫元件，試驗證明PtlOO感溫元件技術(shù)成熟，測溫精度可靠。(I)適用于全路不同區(qū)域、不同季節(jié)的列車軸承運轉(zhuǎn)工作溫度的測量。(2)測量誤差完全滿足貨車熱軸預(yù)報的要求。在試驗室通過與標(biāo)準(zhǔn)黑體比對，85°C以下測溫誤差1°C，90?100°C誤差2°C。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，包括報警主機(7)和多個用于監(jiān)測貨運班列貨車軸承外殼溫度的無線軸溫傳感器(17)，無線軸溫傳感器將采集的軸溫以無線形式上傳至報警主機，報警主機對上傳的軸溫進(jìn)行顯示、存儲和監(jiān)控；其特征在于:所述報警主機由MCU控制單元(I)以及與其相連接的無線通訊模塊(2)、按鍵操作模塊(3)、電源模塊(4)、聲光報警模塊(5)、顯示模塊(6)和存儲模塊(20)組成，MCU控制單元通過無線通訊模塊(2)與貨車無線軸溫傳感器進(jìn)行無線通訊，通過顯示模塊進(jìn)行溫度信息顯示，通過聲光報警模塊發(fā)出報警信號并通過存儲模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲；所述無線軸溫傳感器(17)由單片機控制電路(9)和與其相連接的無線通訊模塊(10)組成，單片機控制電路由低功耗單片機(11)、環(huán)境溫度感溫元件(13)和貨車軸溫感溫元件(15)組成，環(huán)境溫度感溫元件用于檢測外界環(huán)境溫度，并經(jīng)信號處理電路(14)與低功耗單片機的A/D轉(zhuǎn)換端口相連接；貨車軸溫感溫元件用于測量軸承外殼溫度，并經(jīng)信號處理電路(16)與低功耗單片機的A/D轉(zhuǎn)換端口相連接；低功耗單片機通過無線收發(fā)電路與報警主機相通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，其特征在于:所述貨車軸溫感溫元件(15)采用鉑熱電阻PtlOO。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，其特征在于:所述低功耗單片機(11)通過不同的端口對信號處理電路(14)和信號處理電路(16)進(jìn)行控制；低功耗單片機經(jīng)SPI縱向與無線收發(fā)電路(12)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵路貨運班列軸溫?zé)o線監(jiān)控裝置，其特征在于:所述報警主機(7)的外圍為長方形殼體，顯示模塊(6)和按鍵操作模塊(3)設(shè)置于殼體的面板上，報警主機的殼體內(nèi)設(shè)置有與無線通訊模塊(2)相連接的收發(fā)天線(8);所述無線軸溫傳感器(17)的外圍也為長方形殼體，信號處理電路(16)通過連接線纜(18)與貨車軸溫感溫元件(15)相連接，無線通訊模塊(10)固定于無線軸溫傳感器的殼體內(nèi)。
【文檔編號】B61K9/04GK204210489SQ201420714346
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】侯運彪 申請人:侯運彪