專利名稱：一種鐵路道床阻力檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種鐵路道床阻力檢測裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鐵路道床阻力檢測技術(shù)所采用的檢測方法是通過傳感器感測要被檢測的 鐵路道床阻力，然后通過單片機處理器將傳感器所感測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在完成了上述 的現(xiàn)場檢測之后，需要將單片機處理器帶到有計算機的地方，之后將單片機處理器處理后 的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到計算機中進(jìn)行計算分析，從而得到相應(yīng)的結(jié)果。這使得現(xiàn)有的鐵路道床阻力 檢測技術(shù)不具備檢測的實時性。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有鐵路道床阻力檢測技術(shù)不能實時地檢測鐵路道床的阻力的 缺陷，提供了一種鐵路道床阻力檢測裝置，能夠?qū)崟r地對鐵路道床的阻力進(jìn)行檢測。本實用新型提供一種鐵路道床阻力檢測裝置，包括壓力傳感器、位移傳感器、模 數(shù)轉(zhuǎn)換器和主處理器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與所述壓力傳感器、位移傳感器和主處理器連 接，其中所述壓力傳感器和所述位移傳感器分別采集鐵路道床的壓力信號和位移信號，并 分別將采集到的壓力信號和位移信號輸出到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器對接收到的壓力信號和位移信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并然后將模數(shù)轉(zhuǎn) 換后的數(shù)字壓力信號和數(shù)字位移信號傳送給所述主處理器；所述主處理器接收所述數(shù)字壓力信號和所述數(shù)字位移信號，并實時生成關(guān)于鐵路 道床阻力檢測的結(jié)果數(shù)據(jù)。由于本實用新型鐵路道床阻力檢測裝置能夠由主處理器對分別來自壓力傳感器 和位移傳感器的壓力信號和位移信號進(jìn)行實時地處理，所以能夠?qū)崿F(xiàn)對鐵路道床阻力的實 時檢測，而不必像現(xiàn)有技術(shù)那樣，必須將單片機處理器帶到有計算機的地方并將單片機處 理器處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到計算機中進(jìn)行分析才能得到對鐵路道床阻力的檢測結(jié)果。

圖1為本實用新型鐵路道床阻力檢測裝置的框圖；圖2為本實用新型鐵路道床阻力檢測裝置的另一框圖；圖3為本實用新型鐵路道床阻力檢測裝置中所采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個示例的 管腳圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型鐵路道床阻力檢測裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示，本實用新型鐵路道床阻力檢測裝置包括壓力傳感器101、位移傳感器102、模數(shù)轉(zhuǎn)換器104和主處理器105，模數(shù)轉(zhuǎn)換器104分別與壓力傳感器101、位移傳感 器102和主處理器105連接，其中壓力傳感器101和位移傳感器102分別采集鐵路道床的 壓力信號和位移信號，并分別將采集到的壓力信號和位移信號輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器104 ；模 數(shù)轉(zhuǎn)換器104對接收到的壓力信號和位移信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并然后將模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字 壓力信號和數(shù)字位移信號傳送給主處理器105 ；主處理器105接收所述數(shù)字壓力信號和所 述數(shù)字位移信號，并實時生成關(guān)于鐵路道床阻力檢測的結(jié)果數(shù)據(jù)。由于本實用新型鐵路道床阻力檢測裝置能夠由主處理器對分別來自壓力傳感器 和位移傳感器的壓力信號和位移信號進(jìn)行實時地處理，所以能夠?qū)崿F(xiàn)對鐵路道床阻力的實 時檢測，而不必像現(xiàn)有技術(shù)那樣，必須將單片機處理器帶到有計算機的地方并將單片機處 理器處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到計算機中進(jìn)行分析才能得到對鐵路道床阻力的檢測結(jié)果。為了能夠?qū)﹁F路道床的阻力進(jìn)行精確的檢測，壓力傳感器101的數(shù)目為1個，位移 傳感器102的數(shù)目為2個。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以采用更多數(shù)目的壓力傳感器101和位 移傳感器102。此外，優(yōu)選地，壓力傳感器101和位移傳感器102為橋式電壓傳感器，以獲得 比常規(guī)傳感器更高的精度和更小的噪聲。圖2為本實用新型鐵路道床阻力檢測裝置的另一框圖。如圖2所示，在壓力傳感 器101與模數(shù)轉(zhuǎn)換器104之間以及在位移傳感器102與模數(shù)轉(zhuǎn)換器104之間還分別連接有 運算放大器103，用于對來自壓力傳感器101的壓力信號和來自位移傳感器102的位移信號 進(jìn)行放大。運算放大器103優(yōu)選為具備高精度、抗干擾能力強、低功耗等性能的放大器，例 如，可以選用儀表放大器。另外，如圖2所示，本實用新型鐵路道床阻力檢測裝置還可以包括連接在主處理 器105和模數(shù)轉(zhuǎn)換器104之間的譯碼電路107，該譯碼電路107用于將來自主處理器105的 控制信號轉(zhuǎn)換為片選信號，以便實現(xiàn)對模數(shù)轉(zhuǎn)換器104的選擇。本實用新型檢測裝置還可 以包括連接到主處理器105的顯示模塊106，用于實時顯示主處理器105所獲得的檢測結(jié)
果ο本實用新型鐵路道床阻力檢測裝置中所采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器104可以為各種類型 的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，例如流水線線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器、逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器、sigma-delta型模數(shù) 轉(zhuǎn)換器。圖3是本實用新型鐵路道床阻力檢測裝置中可以采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個示例， 它是12位8通道并行輸出的逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，型號為ADS7852，由德州儀器公司設(shè) 計。如圖3所示，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器有32個管腳，其中，管腳1-8為8路模擬輸入，本申請選擇 由管腳1-3分別接收來自壓力傳感器101和位移傳感器102的信號；管腳15-26為12位數(shù) 字輸出，用于向主處理器105傳送模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號；管腳12-14為8路模擬輸入的地 址選擇，用于通過邏輯關(guān)系選擇8路輸入信號中的其中一路；Vss為電源電壓，Veef為外接參 考電壓，若不用可接2. 2uF和0. IuF去耦電容各一個；AGND和DGND分別為模擬地和數(shù)字地， CLK為時鐘輸入(可以從200KHz到8MHz)；管腳28為忙指示輸出，用于通知主處理器105 該模數(shù)轉(zhuǎn)換器正在工作，不能進(jìn)行讀寫操作；管腳31為片選信號，其通過譯碼電路107連接 到主處理器105上，用于通過低電平選擇該模數(shù)轉(zhuǎn)換器；管腳30為讀控制線，其連接到主處 理器105上，用于通過低電平配合片選信號來讀取該模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的數(shù)據(jù)；管腳27為寫控 制線，其連接到主處理器105上，用于通過低電平配合片選信號來控制該模數(shù)轉(zhuǎn)換器開始 轉(zhuǎn)換操作。[0019]應(yīng)當(dāng)理解的是，圖3僅是模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個示例，并不限制本申請的范圍，本實用 新型鐵路道床阻力檢測裝置還可以采用其它類型、其它型號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。在接收到壓力信號和位移信號之后，主處理器105可以通過低通均值濾波算法對 壓力信號和位移信號進(jìn)行濾波處理，并根據(jù)這些信號之間的關(guān)系得到對鐵路道床阻力的檢 測結(jié)果。其中，根據(jù)壓力信號和位移信號之間的關(guān)系得到鐵路道床阻力檢測結(jié)果的方式可 以通過采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的算法來實現(xiàn)。優(yōu)選地，本實用新型鐵路道床阻力檢測裝置所采用的主處理器105為PC/104架構(gòu) 的控制器。PC/104架構(gòu)的控制器是近年來發(fā)展起來的一種新型計算機，它將一臺計算機集 成為一塊體積很小的線路板模塊，包括CPU、內(nèi)存、兩個RS-232串口，1個并口 104總線；它 支持CRT/LCD顯示，以便實時顯示系統(tǒng)的運行狀態(tài)；它具有硬盤及軟驅(qū)接口 ；它帶有一定容 量的Flash電子盤，以用于存儲控制軟件及相關(guān)數(shù)據(jù)；它可方便地進(jìn)行高級語言編程，大大 簡化了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，提高了可靠性；它裝備了操作系統(tǒng)，方便了軟件開發(fā)；它的處 理速度快，控制系統(tǒng)的實時性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的微處理器；另外，根據(jù)系統(tǒng)需要，它可方便地 擴(kuò)展不同的接口板，例如A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、I/O接口、定時器等，從而具有良好的擴(kuò)展 性。由于PC/104架構(gòu)的控制器所具備的上述優(yōu)點，所以本實用新型鐵路道床阻力檢測裝置 能夠記錄檢測過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以使得這些相關(guān)數(shù)據(jù)通過USB接口進(jìn)行下載，還允許 相關(guān)人員能夠通過網(wǎng)絡(luò)接口將計算機連接到該PC/104架構(gòu)的控制器上，以對該PC/104架 構(gòu)的控制器中的軟件進(jìn)行在線調(diào)試。下面以主處理器105為PC/104架構(gòu)的控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器104為圖3所示的 ADS7852型號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、譯碼電路107為兩塊4_16譯碼器為例說明三者的交互動作。 PC/104架構(gòu)的控制器的6根地址線接入到兩塊4-16譯碼器上，從而可以得到20個互斥的 低有效輸出；然后從這20個低有效輸出中選取其中的3個輸出作為或門的輸入，進(jìn)而或門 的輸出連接到ADS7852型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的管腳31上，實現(xiàn)對模數(shù)轉(zhuǎn)換器104的選擇。應(yīng)當(dāng)理解，本文僅通過優(yōu)選實施方式對本實用新型鐵路道床阻力檢測裝置進(jìn)行了 描述，在不背離本實用新型范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行各種變形、修改和替換。
權(quán)利要求1.一種鐵路道床阻力檢測裝置，其特征在于，包括壓力傳感器、位移傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn) 換器和主處理器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與所述壓力傳感器、位移傳感器和主處理器連接，其 中所述壓力傳感器和所述位移傳感器分別采集鐵路道床的壓力信號和位移信號，并分別 將采集到的壓力信號和位移信號輸出到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器對接收到的壓力信號和位移信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并然后將模數(shù)轉(zhuǎn)換后 的數(shù)字壓力信號和數(shù)字位移信號傳送給所述主處理器；所述主處理器接收所述數(shù)字壓力信號和所述數(shù)字位移信號，并實時生成關(guān)于鐵路道床 阻力檢測的結(jié)果數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述壓力傳感器的數(shù)目為1個，所述 位移傳感器的數(shù)目為2個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測裝置，其特征在于，所述壓力傳感器和所述位移傳感 器為橋式電壓傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，在所述壓力傳感器與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換 器之間以及在所述位移傳感器與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間還分別連接有運算放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測裝置，其特征在于，所述運算放大器為儀表放大器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器為逐次逼近式模數(shù) 轉(zhuǎn)換器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述主處理器為PC/104架構(gòu)的控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括連接在所述主 處理器和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間的譯碼電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括與所述主處理 器相連接的顯示模塊。
專利摘要本實用新型針對現(xiàn)有鐵路道床阻力檢測技術(shù)不能實時地檢測鐵路道床的阻力的缺陷，提供了一種鐵路道床阻力檢測裝置，能夠?qū)崟r地對鐵路道床阻力進(jìn)行檢測。一種鐵路道床阻力檢測裝置，包括壓力傳感器、位移傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和主處理器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與壓力傳感器、位移傳感器和主處理器連接，其中壓力傳感器和所述位移傳感器分別采集鐵路道床的壓力信號和位移信號，并分別將采集到的壓力信號和位移信號輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器；模數(shù)轉(zhuǎn)換器對接收到的壓力信號和位移信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并然后將模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字壓力信號和數(shù)字位移信號傳送給主處理器；主處理器接收所述數(shù)字壓力信號和所述數(shù)字位移信號，并實時生成關(guān)于鐵路道床阻力檢測的結(jié)果數(shù)據(jù)。
文檔編號G01L5/00GK201788047SQ20102026928
公開日2011年4月6日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者余志武, 唐永康, 尹成斐, 張向民, 徐新利, 陳昭平 申請人:中南大學(xué), 中國神華能源股份有限公司, 朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司