一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著軌道交通的高速發(fā)展，保障其安全的要求也越來越高。如果鋼軌出現(xiàn)故障，那么很有可能引發(fā)嚴(yán)重的軌道交通事故。目前，可以通過對(duì)鋼軌的溫度進(jìn)行測試來判斷鋼軌是否出現(xiàn)了故障。其原理是:如果鋼軌內(nèi)部出現(xiàn)傷痕，當(dāng)高速列車通過時(shí)，內(nèi)部的傷痕會(huì)導(dǎo)致鋼軌溫度急劇地升高。通過測試鋼軌的溫度變化，從而可以獲知鋼軌內(nèi)部是否存在傷痕。從而可以保障軌道交通的安全。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理，測溫達(dá)到最大值所需時(shí)間普遍需30至40秒，精度一般都在+/-1.5%之間。這樣的鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)處理的系統(tǒng)已經(jīng)不能很好地對(duì)高速列車行駛的鋼軌進(jìn)行及時(shí)地檢測，無法適應(yīng)目前高速情況下對(duì)事故隱患提前發(fā)現(xiàn)、提前處理的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本申請實(shí)施例提供一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，以提高溫度測試的精度以及減少整個(gè)測試溫度系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。
[0005]本申請實(shí)施例提供的一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0007]數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，用來將采集的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；
[0008]計(jì)算單元，用來對(duì)所述轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行量化計(jì)算；
[0009]擬合單元，用來對(duì)所述量化計(jì)算后的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到熱敏電阻值與溫度值的擬合曲線。
[0010]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括:
[0011]校準(zhǔn)單元，用來對(duì)計(jì)算單元的零點(diǎn)及滿量程進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0012]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元與計(jì)算單元通過串行外設(shè)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的互通。
[0013]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元將采集的模擬數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；
[0014]相應(yīng)地，
[0015]所述計(jì)算單元分別對(duì)所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行量化計(jì)算，得到第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)；
[0016]所述擬合單元分別對(duì)所述第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到熱敏電阻值與溫度值的第一擬合曲線和第二擬合曲線。
[0017]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0018]優(yōu)選地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器為AD7793模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0019]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)中采用二分法的查表方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查找。
[0020]本申請?zhí)峁┑囊环N鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，通過對(duì)溫度傳感器采集的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、計(jì)算以及擬合，可以得到溫度傳感器的熱敏電阻阻值與鋼軌溫度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能夠提高溫度測試的精度以及減少整個(gè)測試溫度系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，滿足高速情況下對(duì)事故隱患提前發(fā)現(xiàn)、提前處理的要求。
【附圖說明】
[0021]圖1為本申請一實(shí)施例提供的一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)的功能模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本申請實(shí)施例提供一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0023]圖1為本申請一實(shí)施例提供的一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)的功能模塊圖。如圖1所示，所述系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元I，計(jì)算單元2以及擬合單元3，其中:
[0024]所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元1，用來將采集的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；
[0025]所述計(jì)算單元2，用來對(duì)所述轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行量化計(jì)算；
[0026]所述擬合單元3，用來對(duì)所述量化計(jì)算后的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到采集的數(shù)據(jù)與溫度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0027]具體地，本申請實(shí)施例在對(duì)鋼軌進(jìn)行測溫時(shí)，可以通過溫度傳感器采集模擬數(shù)據(jù)。具體地，本申請一實(shí)施例可以通過PT100熱敏電阻采集鋼軌的溫度信息，并將該溫度信息轉(zhuǎn)換為電流或者電壓模擬信號(hào)。所述轉(zhuǎn)換為的電流或者電壓模擬信號(hào)即可以為所述的模擬數(shù)據(jù)。
[0028]采集到模擬數(shù)據(jù)后，本申請實(shí)施例可以通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元1，將該模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，以方便后續(xù)的計(jì)算處理。在某些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元I可以為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以將輸入的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為按一定碼率輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。具體地，在本申請一優(yōu)選實(shí)施例中，可以采用AD7793模數(shù)轉(zhuǎn)換器。所述AD7793模數(shù)轉(zhuǎn)換器是一款適合高精度測量應(yīng)用的低功耗、低噪聲、完整模擬的前端，其內(nèi)部還集成了低噪聲儀表放大器，因而可以直接輸入小信號(hào)。本申請實(shí)施例利用AD7793模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)采集的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，能夠提高后續(xù)處理的精度以及減少整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。
[0029]通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元I轉(zhuǎn)換后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以通過計(jì)算單元2進(jìn)行進(jìn)一步地量化計(jì)算。通過該量化計(jì)算，可以得到所述溫度傳感器不同的熱敏電阻阻值與鋼軌溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在得到不同的熱敏電阻阻值與鋼軌溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系后，本申請實(shí)施例可以通過擬合單元3對(duì)該對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行擬合，最終可以得到溫度傳感器的熱敏電阻值與鋼軌溫度值的擬合曲線。
[0030]在本申請一優(yōu)選實(shí)施例中，所述AD7793模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以將采集的模擬數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分別可以從AD7793模數(shù)轉(zhuǎn)換器的的兩個(gè)通道分別輸出。在本申請?jiān)搩?yōu)選實(shí)施例中，所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以繼續(xù)通過計(jì)算單元2分別進(jìn)行量化計(jì)算后，得到第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)。所述計(jì)算第一量化數(shù)據(jù)與第二量化數(shù)據(jù)的偽代碼如下所示:
[0031]對(duì)于第一量化數(shù)據(jù)的計(jì)算過程:
[0032]tmp_adObuf = (tempCodel)*1.17/8388608 ;
[0033]tmp_adObuf = tmp_ad0buf/16 ；
[0034]adO_ave_value = 1.17 ；
[0035]adO_ave_value = adO_ave_value/16 ；
[0036]tmp_adObuf = tmp_adObuf-adO_ave_value ；
[0037]AD_R = tmp_ad0buf*1000 ；
[0038]對(duì)于第二量化數(shù)據(jù)的計(jì)算過程:
[0039]tmp_adObuf = (tempCode2)*1.17/16777216 ;
[0040]AD_R = tmp_adObuf/IREF ；
[0041]其中，tempCodel代表AD7793模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一通道的輸出數(shù)據(jù)，碼率為223=8388608 ;tempC0de2代表AD7793模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二通道的輸出數(shù)據(jù)，碼率為224 =16777216 ;數(shù)值1.17代表AD7793模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓；IREF代表AD7793模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電流。
[0042]計(jì)算出第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)后，可以通過擬合單元3分別對(duì)所述第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。所述擬合的過程其實(shí)就是對(duì)第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)進(jìn)行插值補(bǔ)償?shù)倪^程。具體地，可以采用最小二乘法，對(duì)第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)分別進(jìn)行插值補(bǔ)償，最終可以得到第一擬合曲線和第二擬合曲線。通過擬合單元3對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差值補(bǔ)償，能夠提高最終溫度測試的精度。在本申請實(shí)際應(yīng)用中，所述第一擬合曲線的公式可以為Value = 0.25*i_40，所述第二擬合曲線的公式可以為Value = 0.25*i_80，其中，Value即代表鋼軌的溫度值，i即代表此刻的熱敏電阻值。這樣，通過此刻溫度傳感器的熱敏電阻值，便可以根據(jù)擬合曲線計(jì)算出對(duì)應(yīng)的溫度值。
[0043]在本申請一優(yōu)選實(shí)施例中，在各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過程中，所述系統(tǒng)中可以采用二分法的查表方式對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行查找，這樣可以優(yōu)化數(shù)據(jù)查找的時(shí)間，從而減少整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。
[0044]在本申請另一實(shí)施例中，所述系統(tǒng)除了包括上述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元1，計(jì)算單元2以及擬合單元3之外，還可以包括校準(zhǔn)單元4。所述校準(zhǔn)單元4可以用來計(jì)算單元2的零點(diǎn)及滿量程進(jìn)行校準(zhǔn)，從而進(jìn)一步地提高溫度值測試的精度。
[0045]在本申請一優(yōu)選實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元I與計(jì)算單元2可以通過串行外設(shè)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的互通，這樣能夠縮短數(shù)據(jù)交互的時(shí)間，從而減少整個(gè)系統(tǒng)的測試響應(yīng)時(shí)間。
[0046]本申請?zhí)峁┑囊环N鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，通過對(duì)溫度傳感器采集的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、計(jì)算以及擬合，可以得到溫度傳感器的熱敏電阻阻值與鋼軌溫度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能夠提高溫度測試的精度以及減少整個(gè)測試溫度系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，滿足高速情況下對(duì)事故隱患提前發(fā)現(xiàn)、提前處理的要求。
[0047]通過以上的實(shí)施方式的描述可知，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本申請可借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)?；谶@樣的理解，本申請的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來。該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請各個(gè)實(shí)施例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，用來將采集的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)； 計(jì)算單元，用來對(duì)所述轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行量化計(jì)算； 擬合單元，用來對(duì)所述量化計(jì)算后的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到熱敏電阻值與溫度值的擬合曲線。2.如權(quán)利要求1所述的一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 校準(zhǔn)單元，用來對(duì)計(jì)算單元的零點(diǎn)及滿量程進(jìn)行校準(zhǔn)。3.如權(quán)利要求1所述的一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元與計(jì)算單元通過串行外設(shè)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的互通。4.如權(quán)利要求1所述的一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元將采集的模擬數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)； 相應(yīng)地， 所述計(jì)算單元分別對(duì)所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行量化計(jì)算，得到第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)； 所述擬合單元分別對(duì)所述第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到熱敏電阻值與溫度值的第一擬合曲線和第二擬合曲線。5.如權(quán)利要求1或4所述的一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。6.如權(quán)利要求5所述的一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器為AD7793模數(shù)轉(zhuǎn)換器。7.如權(quán)利要求1所述的一種鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中采用二分法的查表方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查找。
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环N鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，計(jì)算單元以及擬合單元。本申請?zhí)峁┑囊环N鋼軌測溫?cái)?shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，通過對(duì)溫度傳感器采集的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、計(jì)算以及擬合，可以得到溫度傳感器的熱敏電阻阻值與鋼軌溫度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能夠提高溫度測試的精度以及減少整個(gè)測試溫度系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，滿足高速情況下對(duì)事故隱患提前發(fā)現(xiàn)、提前處理的要求。
【IPC分類】G01N25/72
【公開號(hào)】CN204758516
【申請?zhí)枴緾N201520212580
【發(fā)明人】胡克海
【申請人】安徽賀帆電子科技有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年4月9日