鋼軌探傷車檢測(cè)作業(yè)電氣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路工程和維護(hù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于鐵路工程和維護(hù)領(lǐng)域鋼軌探傷車的檢測(cè)作業(yè)電氣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的鋼軌探傷車通常是由兩節(jié)車廂組成，一節(jié)為動(dòng)力車，為整個(gè)探傷車提供動(dòng)力，另一節(jié)為檢測(cè)車，鋼軌探傷檢測(cè)系統(tǒng)裝配在檢測(cè)車上。鋼軌探傷檢測(cè)系統(tǒng)主要由超聲波檢測(cè)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和探傷裝置機(jī)械系統(tǒng)三大部分組成，它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成連接關(guān)系示意圖如附圖1所示。在現(xiàn)有的鋼軌探傷車上，探傷檢測(cè)作業(yè)電氣控制系統(tǒng)包含多個(gè)功能的子系統(tǒng)，它們之間是相對(duì)獨(dú)立的，各個(gè)子功能系統(tǒng)相互協(xié)同，為鋼軌超聲波探傷檢測(cè)提供檢測(cè)條件和環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)鋼軌探傷作業(yè)。
[0003]如附圖1中所示，超聲波檢測(cè)系統(tǒng)為核心系統(tǒng)，它主要包含超聲探輪、超聲波激勵(lì)接收，以及回波信號(hào)分析處理嵌入式系統(tǒng)、上層數(shù)據(jù)分析處理和圖形顯示檢測(cè)軟件三個(gè)主要單元。其中，嵌入式系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于電子柜，而檢測(cè)軟件則運(yùn)行于工業(yè)計(jì)算機(jī)中。電氣控制系統(tǒng)為輔助系統(tǒng)，為超聲波檢測(cè)系統(tǒng)提供最佳檢測(cè)條件和用戶作業(yè)控制，它包含很多相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，各自完成相應(yīng)的子功能。探傷裝置機(jī)械系統(tǒng)為超聲波檢測(cè)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)提供承載平臺(tái)，安裝超聲波探輪、水路管道、風(fēng)路管道和氣缸等傳感機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。超聲波探輪是一種輪式結(jié)構(gòu)體，軸中心架裝有幾種不同檢測(cè)角度的超聲波晶片，輪胎外膜內(nèi)充滿耦合液，當(dāng)機(jī)車運(yùn)行時(shí)，探輪沿鋼軌滾動(dòng)，檢測(cè)晶片移動(dòng)方向與鋼軌平行。
[0004]然而，目前鋼軌探傷車檢測(cè)作業(yè)時(shí)多個(gè)輔助電氣子系統(tǒng)需要操作員根據(jù)實(shí)際作業(yè)情況來進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和調(diào)節(jié)，整個(gè)電氣系統(tǒng)是一個(gè)開環(huán)系統(tǒng)，缺少自動(dòng)化分析和處理過程，不具備智能化特點(diǎn)，具體存在如下技術(shù)缺陷:
[0005](1)現(xiàn)有系統(tǒng)在開始作業(yè)時(shí)，操作員需要選擇行車作業(yè)方向，打開水栗進(jìn)行噴水，打開風(fēng)機(jī)，天氣寒冷時(shí)還需要開啟加熱器對(duì)風(fēng)機(jī)吹出來的風(fēng)進(jìn)行加熱。停止作業(yè)或者臨時(shí)停車時(shí)，操作員需要關(guān)閉水栗，關(guān)閉風(fēng)機(jī)及加熱器，以節(jié)約用水和用電。如果外界環(huán)境溫度很低(低于_5°C )，那么臨時(shí)停車也需要將整個(gè)水路管道中充滿防凍液，即切換水源為防凍液，然后人工下車確認(rèn)防凍液已噴出并充滿整個(gè)水路管道，再關(guān)閉水栗。這些操作都由人工進(jìn)行，容易出現(xiàn)遺忘和出錯(cuò)，造成防凍液的浪費(fèi)，同時(shí)也給操作員帶來較大工作量?，F(xiàn)有技術(shù)鋼軌探傷車檢測(cè)作業(yè)電氣系統(tǒng)在開始作業(yè)和停止作業(yè)時(shí)，需要人工進(jìn)行較繁瑣的設(shè)置，給操作員帶來不少工作量。當(dāng)臨時(shí)停車，等待信號(hào)放行時(shí)，容易忘記關(guān)閉水栗和風(fēng)機(jī)，造成用水和用電的浪費(fèi)。當(dāng)外界環(huán)境溫度很低時(shí)，臨時(shí)停車或者停止作業(yè)時(shí)如果沒有及時(shí)對(duì)水路管道充滿防凍液，那么管道接頭處就會(huì)出現(xiàn)因管內(nèi)耦合水結(jié)冰膨脹而破裂，造成設(shè)備的損害，不能繼續(xù)進(jìn)行探傷作業(yè)。
[0006](2)現(xiàn)有系統(tǒng)在實(shí)時(shí)作業(yè)過程中，超聲波探輪由于輪內(nèi)液體受熱膨脹，同時(shí)探輪長時(shí)間受到擠壓，探輪輪膜出現(xiàn)變形，為了保持輪內(nèi)超聲晶片與鋼軌表面的相對(duì)高度不變，因此探輪的下壓力需要隨之變化。而目前探輪的下壓力調(diào)節(jié)是由操作員通過目測(cè)進(jìn)行的，這樣會(huì)造成調(diào)整不及時(shí)和調(diào)整不到位等技術(shù)問題。而在作業(yè)過程中，如果探輪在使用較長時(shí)間后未進(jìn)行輪膜的更換，則輪膜會(huì)因膨脹而發(fā)生變形。為了保持輪內(nèi)超聲晶片與鋼軌表面的距離不變，則需要操作員進(jìn)行調(diào)整。而探輪下壓量需要進(jìn)行調(diào)整的時(shí)刻不容易被操作員及時(shí)發(fā)覺，而且人工調(diào)整也不準(zhǔn)確。
[0007](3)現(xiàn)有系統(tǒng)在實(shí)時(shí)作業(yè)過程中，探傷車在經(jīng)過彎道(特別是彎道半徑小于800m)時(shí)，機(jī)車輪對(duì)與鋼軌發(fā)生摩擦，產(chǎn)生大量噪聲，這些噪聲被超聲晶片接收后對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)造成大量噪聲干擾信號(hào)，從而影響鋼軌探傷的精度。因此，在這段線路檢測(cè)的過程中需要對(duì)機(jī)車輪對(duì)進(jìn)行噴水以降低或消除噪聲。而目前在作業(yè)過程中經(jīng)過彎道時(shí)，操作員首先需要根據(jù)超聲波檢測(cè)系統(tǒng)中的顯示圖像來判斷機(jī)車輪對(duì)與鋼軌之間的摩擦噪聲過大，然后再進(jìn)行降噪處理。這些操作完全需要由操作員進(jìn)行人工判斷，然后再開啟水栗對(duì)機(jī)車輪對(duì)進(jìn)行噴水。由于機(jī)車作業(yè)速度最高為80km/h，人工操作沒有實(shí)時(shí)性，操作員分析判斷后再進(jìn)行操作，此時(shí)探傷車已行走很長一段距離或者已駛出彎道，容易造成較長線路檢測(cè)無效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種鋼軌探傷車檢測(cè)作業(yè)電氣系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有系統(tǒng)存在的操作繁瑣、抗干擾能力較弱和自動(dòng)化程度較低的技術(shù)問題。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種鋼軌探傷車檢測(cè)作業(yè)電氣系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，鋼軌探傷車檢測(cè)作業(yè)電氣系統(tǒng)，包括:信號(hào)分析處理模塊、電子柜、電氣控制器、人機(jī)交互觸摸屏、執(zhí)行器和傳感器。來自于所述電子柜的超聲信號(hào)和里程信號(hào)，以及來自于所述傳感器的溫度信號(hào)經(jīng)過所述信號(hào)分析處理模塊進(jìn)行分析處理后生成處理結(jié)果信號(hào)。所述電氣控制器接收來自于所述人機(jī)交互觸摸屏的操作命令，同時(shí)將所述信號(hào)分析處理模塊輸出的處理結(jié)果信號(hào)發(fā)送至所述人機(jī)交互觸摸屏進(jìn)行顯示。所述信號(hào)分析處理模塊將處理結(jié)果信號(hào)輸出至所述電氣控制器，所述電氣控制器對(duì)處理結(jié)果信號(hào)進(jìn)行分析處理后控制所述執(zhí)行器動(dòng)作。所述電氣控制器獲取所述執(zhí)行器的狀態(tài)信息，所述人機(jī)交互觸摸屏顯示所述執(zhí)行器的狀態(tài)信息。
[0010]優(yōu)選的，所述信號(hào)分析處理模塊包括噪聲分析處理單元，所述噪聲分析處理單元從超聲波檢測(cè)系統(tǒng)的電子柜中獲取多路超聲波模擬信號(hào)，依次經(jīng)過模擬信號(hào)調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，再經(jīng)過數(shù)字信號(hào)分析和處理后，最終向所述電氣控制器輸出噪聲偏大標(biāo)志信號(hào)和噪聲大小量化數(shù)值。
[0011]優(yōu)選的，所述信號(hào)分析處理模塊包括探輪下壓量分析處理單元，所述探輪下壓量分析處理單元從所述超聲波檢測(cè)系統(tǒng)的電子柜中獲取多路超聲波模擬信號(hào)，依次經(jīng)過模擬信號(hào)調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，再經(jīng)過數(shù)字信號(hào)分析和處理后，最終向所述電氣控制器輸出探輪下壓量過大或探輪下壓量過小標(biāo)志信號(hào)，以及下壓量偏差數(shù)值。
[0012]優(yōu)選的，當(dāng)在所述人機(jī)交互觸摸屏的人機(jī)交互主界面的自動(dòng)作業(yè)參數(shù)配置界面中設(shè)置探輪下壓量調(diào)節(jié)項(xiàng)，則在所述鋼軌探傷車自動(dòng)作業(yè)使能狀態(tài)下，所述電氣控制器根據(jù)所述探輪下壓量分析處理單元輸出的探輪下壓量過大或探輪下壓量過小標(biāo)志信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)探輪下壓量，實(shí)現(xiàn)所述鋼軌探傷車探輪內(nèi)超聲晶片與鋼軌表面高度始終保持在設(shè)定范圍內(nèi)。同時(shí)，通過所述自動(dòng)作業(yè)參數(shù)配置界面中對(duì)所述探輪的下壓力調(diào)節(jié)范圍進(jìn)行設(shè)定，保證所述鋼軌探傷車在探傷檢測(cè)過程中探輪的下壓量在設(shè)定范圍內(nèi)，當(dāng)需要的探輪下壓力超過設(shè)定的范圍時(shí)，則通過所述人機(jī)交互主界面提示探輪缺液或探輪充液過多。
[0013]優(yōu)選的，所述信號(hào)分析處理模塊包括里程編碼器處理單元，所述里程編碼器處理單元從所述超聲波檢測(cè)系統(tǒng)的電子柜中獲取里程編碼器信號(hào)，分別經(jīng)過調(diào)理電路處理，以及數(shù)字信號(hào)分析和處理后，最終向所述電氣控制器輸出鋼軌探傷車動(dòng)車檢測(cè)信號(hào)或停止?fàn)顟B(tài)標(biāo)志信號(hào)，所述鋼軌探傷車動(dòng)車檢測(cè)信號(hào)包括前向運(yùn)動(dòng)信號(hào)和后向運(yùn)動(dòng)信號(hào)。
[0014]優(yōu)選的，通過按鈕手動(dòng)輸入方式在所述人機(jī)交互觸摸屏的人機(jī)交互主界面中設(shè)置鋼軌探傷車自動(dòng)作業(yè)使能模式。當(dāng)所述電氣控制器接收到所述里程編碼器處理單元輸出鋼軌探傷車動(dòng)車檢測(cè)信號(hào)，則水路防凍液填充標(biāo)志被設(shè)置為零，所述水路防凍液填充標(biāo)志用于保證所述鋼軌探傷車停車后只對(duì)水路的管道進(jìn)行一次防凍液填充，所述防凍液填充時(shí)間到條件根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值在所述電氣控制器中設(shè)定，以保證所述水路的管道中都被填充滿防凍液。
[0015]優(yōu)選的，所述信號(hào)分析處理模塊包括環(huán)境溫度處理單元，所述環(huán)境溫度處理單元從安裝在所述鋼軌探傷車車體外部的傳感器獲取溫度信號(hào)，依次經(jīng)過調(diào)理電路處理，以及數(shù)字信號(hào)分析和處理后，最終向所述電氣控制器輸出溫度過低標(biāo)志信號(hào)。
[0016]優(yōu)選的，所述執(zhí)行器包括耦合水栗、車下風(fēng)機(jī)、風(fēng)箱加熱器和輪緣水栗，所述車下風(fēng)機(jī)進(jìn)一步包括前向檢測(cè)風(fēng)機(jī)和后向檢測(cè)風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)箱加熱器進(jìn)一步包括前向檢測(cè)風(fēng)箱加熱器和后向檢測(cè)風(fēng)箱加熱器。當(dāng)鋼軌探傷車自動(dòng)作業(yè)開始，自動(dòng)作業(yè)使能時(shí)，如果所述電氣控制器檢測(cè)到所述里程編碼器處理單元輸出動(dòng)車檢測(cè)信號(hào)，則切換水路的水源為耦合水，所述水路進(jìn)一步包括前向檢測(cè)水路和后向檢測(cè)水路。此時(shí)如果所述電氣控制器檢測(cè)到所述里程編碼器處理單元輸出前向運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則打開前向檢測(cè)風(fēng)機(jī)，并檢測(cè)環(huán)境溫度處理單元是否輸出溫度過低標(biāo)志信號(hào)。如果所述電氣控制器檢測(cè)到溫度過低標(biāo)志信號(hào)，則打開前向檢測(cè)風(fēng)箱加熱器，并打開前向檢測(cè)水路，如果未檢測(cè)到溫度過低標(biāo)志信號(hào)，則直接打開前向檢測(cè)水路。
[0017]優(yōu)選的，當(dāng)所述電氣控制器檢測(cè)到所述里程編碼器處理單元輸出后向運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則打開后向檢測(cè)風(fēng)機(jī)，并檢測(cè)所述環(huán)境溫度處理單元是否輸出溫度過低標(biāo)志信號(hào)。如果所述電氣控制器檢測(cè)到溫度過低標(biāo)志信號(hào)，則打開后向檢測(cè)風(fēng)箱加熱器，并打開后向檢測(cè)水路，如果未檢測(cè)到溫度過低標(biāo)志信號(hào)，則直接打開后向檢測(cè)水路。
[0018]優(yōu)選的，當(dāng)鋼軌探傷車自動(dòng)作業(yè)開始，自動(dòng)作業(yè)使能時(shí)，如果所述電氣控制器檢測(cè)到所述里程編碼器處理單元輸出停止?fàn)顟B(tài)標(biāo)志信號(hào)，則所述