專利名稱：一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測方法、設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及道岔監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測方法、設(shè)備和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
道岔轉(zhuǎn)轍機又稱為動力轉(zhuǎn)轍機，是在鐵路鋼軌改道時應(yīng)用的動力設(shè)備，在進行動力給予時需要對所述道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號做檢測，以判斷道岔轉(zhuǎn)轍機是否正常動作，方便現(xiàn)場人員判斷道岔轉(zhuǎn)轍機是否正常動作。現(xiàn)有針對道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機電壓信號的檢測是將采集的4路信號進行模擬高通濾波和模擬低通濾波后，分別得到各路交流含量和直流含量，從而對交流含量和直流含量的分析得到當前驅(qū)動電機的工作狀態(tài)。然而，上述檢測方法基于模擬高/低通濾波，由于交直流信號經(jīng)過模擬濾波后增益有衰減而使檢測結(jié)果與真實值間出現(xiàn)誤差，增加了檢測不可靠性；且現(xiàn)有檢測方式對于驅(qū)動電機各路電壓信號的處理，同時設(shè)置模擬高/低通濾波器(如圖1所示)，在硬件方面增加了處理成本，因而從技術(shù)節(jié)省的角度講是不經(jīng)濟的。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測方法、設(shè)備和系統(tǒng)，通過數(shù)字濾波器及信號有效值計算方式檢測動作電壓信號的交直流成分，在提高檢測準確性并節(jié)省信號處理成本。一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測方法，包括將采集并模數(shù)轉(zhuǎn)換后的多路道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號同時進行數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波；以數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波后的多路電壓信號進行均方根RMS計算得到交流有效值和混合信號真有效值；利用所述交流有效值和混合信號真有效值進行RMS計算得到直流有效值。為了完善上述方案，對道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號進行高阻及光耦隔離采樣；利用RS485總線隔離輸出所述道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機電壓信號的交流有效值和直流有效值。一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測裝置，包括采集模塊、濾波處理模塊和計算模塊， 其中所述采集模塊用于采集道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號；所述濾波處理模塊與所述采集模塊電連接，并對模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓信號同時進行數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波；所述計算單元與所述濾波處理模塊連接，并以數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波后的多路電壓信號進行均方根RMS計算得到交流有效值和混合信號真有效值；利用所述交流有效值和混合信號真有效值進行RMS計算得到直流有效值。為了完善上述方案，所述采集模塊包括依次連接的的高阻采樣單元，光耦隔離單元及模數(shù)采集單元。所述計算單元具體為微處理器MCU與DSP的組合。優(yōu)選地，還包括與所述計算單元電連接的RS485隔離輸出單元。一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測系統(tǒng)，包括權(quán)利要求5-8任一項權(quán)利要求所述的的道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測裝置。 從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例將采集并模數(shù)轉(zhuǎn)換后的道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號進行數(shù)字濾波，并結(jié)合RMS有效值計算法方法，來檢測交直流混合電壓信號中的交直流分量，為準確進行道岔轉(zhuǎn)轍機是否正常動作提供參考，運用數(shù)字濾波器技術(shù)節(jié)省了模擬濾波器帶來的硬件成本高和信號衰減可靠性低的問題，達到了提高檢測準確性并節(jié)省信號處理成本的技術(shù)效果。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例公開的一種現(xiàn)有道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機電壓信號的檢測結(jié)構(gòu)示意圖；圖加為本發(fā)明實施例公開的一種現(xiàn)有道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機電壓信號的檢測邏輯示意圖；圖2b為本發(fā)明實施例公開的一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測方法流程圖；圖3為本發(fā)明又一實施例公開的一種岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測方法流程圖；圖4為本發(fā)明實施例公開的一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例公開了一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測方法、設(shè)備和系統(tǒng)，通過數(shù)字濾波器及信號有效值計算方式檢測動作電壓信號的交直流成分，在提高檢測準確性并節(jié)省信號處理成本。圖加示出了一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測方法，包括步驟21 將采集并模數(shù)轉(zhuǎn)換后的道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號同時進行數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波；步驟22 以數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波后的多路電壓信號進行均方根RMS計算得到交流有效值和混合信號真有效值；步驟23 利用所述交流有效值和混合信號真有效值進行RMS計算得到直流有效值；舉例說明，有效值計算公式(RMS)2 = (AC)2+(DC)2 ；假如輸入型號為直流30V和交流有效值為40V的混合信號，通過高通濾波器后即可得到交流有效值40V，全通濾波器后得到的有效值為50V，則(AC)2 = 502-402，S卩，直流信號為30V，從而利用數(shù)字高通濾波技術(shù)和 RMS有效值方法準確得出信號的交/直流含量。步驟M 根據(jù)所述交流有效值和直流有效值判斷所述道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機是否正常工作。在本實施例中，采用數(shù)字全通濾波器中嵌入的多路電壓信號并行處理軟件(在本實施例中，根據(jù)現(xiàn)有的鐵路換輒應(yīng)用具體為4路，而并不做局限)，所述高通濾波器首先將交流分量分離出來并利用RMS準確計算，再對直流分量的RMS計算，由于所述數(shù)字高通濾波器軟硬件件實現(xiàn)較為簡單，相對于現(xiàn)有技術(shù)中利用模擬高/低濾波器實現(xiàn)各路信號檢測來說，極大地降低了系統(tǒng)的軟/硬件開銷；同時，所述RMS的計算方式不僅結(jié)果準確，并可為電壓信號的進一步利用提供方便。需要說明的是圖2b示出了一種道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機電壓信號的檢測邏輯框圖， 其所表征的處理流程與上述步驟相同，不再針對該邏輯框圖多做贅述。圖3示出了又一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測方法，包括步驟31 對道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號進行高阻及光耦隔離采樣；采樣端采用高阻抗采樣，降低了接入采集模塊對系統(tǒng)造成的干擾；通過光耦隔離采樣有效地保證了前級采樣端的干擾信號不會破壞內(nèi)部系統(tǒng)；步驟32 將采集并模數(shù)轉(zhuǎn)換后的多路道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號同時進行數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波；步驟33 以數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波后的多路電壓信號進行均方根RMS計算得到交流有效值和混合信號真有效值；步驟34 利用所述交流有效值和混合信號真有效值進行RMS計算得到直流有效值；步驟35 利用RS485總線隔離輸出所述道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機電壓信號的交流有效值和直流有效值；通過隔離的485總線標準Modbus-RTU協(xié)議輸出，方便用戶組網(wǎng)及加強了采集模塊的總線抗干擾性。步驟36 根據(jù)所述交流有效值和直流有效值判斷所述道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機是否正常工作。圖4示出了一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測裝置，包括采集模塊41、濾波處理模塊 42和計算模塊43，其中所述采集模塊41用于采集道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號；由圖可知，所述采集模塊41包括依次連接的的高阻采樣單元，光耦隔離單元及模數(shù)采集單元，所述模數(shù)采集單元為專用的16位A/D芯片，可有效保證測量精度。所述濾波處理模塊42與所述采集模塊43電連接，并對模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓信號同時進行數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波；所述計算單元43與所述濾波處理模塊42連接，并以數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波后的多路電壓信號進行均方根RMS計算得到交流有效值和混合信號真有效值；利用所述交流有效值和混合信號真有效值進行RMS計算得到直流有效值。更為具體地，所述計算單元優(yōu)選為MCU與DSP的組合。圖中還示出了與所述計算單元電連接的RS485隔離輸出單元44，通過隔離的485 總線標準Modbus-RTU協(xié)議輸出，方便用戶組網(wǎng)及加強了采集模塊的總線抗干擾性。需要進一步明確的是本發(fā)明還公開了一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測系統(tǒng)，包括上一實施例中提到的所述的的道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測裝置，所述檢測裝置的結(jié)構(gòu)和運行流程參見圖加和圖4的圖示及對應(yīng)說明，不再重復(fù)贅述。綜上所述本發(fā)明實施例將采集并模數(shù)轉(zhuǎn)換后的道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號進行數(shù)字濾波，并結(jié)合RMS有效值計算法方法，來檢測交直流混合電壓信號中的交直流分量，為準確進行道岔轉(zhuǎn)轍機是否正常動作提供參考，運用數(shù)字濾波器技術(shù)節(jié)省了模擬濾波器帶來的硬件成本高和信號衰減可靠性低的問題，達到了提高檢測準確性并節(jié)省信號處理成本的技術(shù)效果。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置和系統(tǒng)而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測方法，其特征在于，包括將采集并模數(shù)轉(zhuǎn)換后的多路道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號同時進行數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波；以數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波后的多路電壓信號進行均方根RMS計算得到交流有效值和混合信號真有效值；利用所述交流有效值和混合信號真有效值進行RMS計算得到直流有效值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括對道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號進行高阻及光耦隔離采樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括利用RS485總線隔離輸出所述道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機電壓信號的交流有效值和直流有效值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)所述交流有效值和直流有效值判斷所述道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機是否正常工作。
5.一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測裝置，其特征在于，包括采集模塊、濾波處理模塊和計算模塊，其中所述采集模塊用于采集道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號；所述濾波處理模塊與所述采集模塊電連接，并對模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓信號同時進行數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波；所述計算單元與所述濾波處理模塊連接，并以數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波后的多路電壓信號進行均方根RMS計算得到交流有效值和混合信號真有效值；利用所述交流有效值和混合信號真有效值進行RMS計算得到直流有效值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述采集模塊包括依次連接的的高阻采樣單元，光耦隔離單元及模數(shù)采集單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述計算單元具體為微處理器MCU。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，還包括與所述計算單元電連接的RS485 隔離輸出單元。
9.一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求5-8任一項權(quán)利要求所述的的道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測裝置。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種道岔轉(zhuǎn)轍機動作電壓檢測方法、設(shè)備和系統(tǒng)，所述方法包括將采集并模數(shù)轉(zhuǎn)換后的多路道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號同時進行數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波；以數(shù)字高通濾波及數(shù)字全通濾波后的多路電壓信號進行均方根RMS計算得到交流有效值和混合信號真有效值；利用所述交流有效值和混合信號真有效值進行RMS計算得到直流有效值。本發(fā)明實施例將采集并模數(shù)轉(zhuǎn)換后的道岔轉(zhuǎn)轍機驅(qū)動電機的電壓信號進行數(shù)字濾波，并結(jié)合RMS有效值計算法方法，來檢測交直流混合電壓信號中的交直流分量，為準確進行道岔轉(zhuǎn)轍機是否正常動作提供參考，運用數(shù)字濾波器技術(shù)節(jié)省了模擬濾波器帶來的硬件成本高和信號衰減可靠性低的問題。
文檔編號G01R19/25GK102435885SQ20111030290
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者雍鴻程 申請人:綿陽市維博電子有限責任公司