專利名稱：軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鐵路軌道電路電氣監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
利用鐵路線路的鋼軌作導(dǎo)體組成的，用以檢查有無列車、傳遞列車占用信息以及實現(xiàn)地面與列車間傳遞信息的電路，稱之為軌道電路。在鐵路信號的日常維護中，通過對軌道電路的電氣特性的檢測、調(diào)整以保證軌道電路的正常運用，是保證行車安全、維護行車秩序的基本條件。目前，對軌道電路的電氣特性監(jiān)測，僅在機械室內(nèi)間接進行，室外現(xiàn)場的實際狀態(tài)的檢測只能通過人工進行，存在的問題I.工作效率低；
·[0004]2.不能實現(xiàn)連續(xù)的在線檢測，無法及時向維護人員提供有效的預(yù)防手段和故障分析依據(jù)，帶來安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對軌道電路的電氣特性在線監(jiān)測，從而克服已有技術(shù)所存在的上述不足。本實用新型采取的技術(shù)方案是一種軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，包括通過m對實回線與總機連接的mXn臺監(jiān)測分機，每臺監(jiān)測分機結(jié)構(gòu)相同，主要由處理單元、電流采樣單元、軌面電壓采樣單元、限流電阻電壓采樣單元、通信模塊、顯示模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊組成；電流采樣單元之采集端通過電流傳感器與軌道電路其中的一根傳輸線電氣連接，輸出端與處理單元連接，其作用是將軌道電路的軌面電流信息傳給處理單元；軌面電壓采樣單元之采集端與軌道電路的兩根傳輸線連接，輸出端與處理單元連接，其作用是將軌道電路軌面電壓信息傳給處理單元；限流電阻電壓采樣單元之采集端與軌道電路限流電阻兩端連接，輸出端與處理單元連接，其作用是將軌道電路限流電阻電壓信息傳給處理單元；通信模塊與處理單元連接，其作用一是接受來自總機的指令，二是根據(jù)總機的要求將經(jīng)處理單元分析處理的監(jiān)測信息發(fā)送至總機；電源轉(zhuǎn)換模塊的作用是將來自總機的電源進行轉(zhuǎn)換從而為各有關(guān)單元及模塊提供工作電源；處理單元分別與上述各模塊及顯示模塊連接，處理單元的作用是將上述各采樣單元所采集的軌面電壓、軌面電流、限流電阻電壓、鋼軌引接線狀態(tài)、機車信號的載頻頻率、信號頻率、上下偏頻等信息進行分析處理、將經(jīng)過分析處理形成的數(shù)據(jù)或圖表通過顯示模塊直觀顯示，并根據(jù)總機的要求將監(jiān)測信息通過通信模塊發(fā)送至總機；總機通過m對實回線與mXn臺監(jiān)測分機連接，負(fù)責(zé)對監(jiān)測分機進行管理、采用輪巡方式與分機建立通信鏈路，并進行數(shù)據(jù)通信，將收到監(jiān)測分機的監(jiān)測信息和數(shù)據(jù)進行分析處理，進行圖表和曲線顯示，并對超限參數(shù)進行報警；根據(jù)需要實現(xiàn)歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的回放或進一步向上位機發(fā)送；上述m和n的取值范圍是m為I 10之間的任意整數(shù)，n為I 200之間的任
意整數(shù)。其進一步的技術(shù)方案是所述電流采樣單元包括電流傳感器和第一整形放大模塊，電流傳感器的作用是采集軌面電流信息，第一整形放大模塊的作用是將電流傳感器采集到的軌面電流信息進行整形、放大，然后傳輸給處理單元。所述軌面電壓采樣單元包括第二電壓傳感器和第二整形放大模塊，第二電壓傳感器的作用一是采集軌面電壓信息，二是將軌面電壓采樣單元與軌道電路間進行電氣隔離，第二整形放大模塊的作用是將第二電壓傳器采集到的軌面電壓信息進行整形、放大，然后傳輸給處理單元。所述限流電阻電壓采樣單元包括第三電壓傳感器和第三整形放大模塊，第三電壓傳感器的作用一是采集限流電阻電壓信息，二是將限流電阻電壓采樣單元與軌道電路間進行電氣隔離，第三整形放大模塊的作用是將第三電壓傳感器采集到的限流電阻電壓信息進行整形、放大，然后傳輸給處理單元。所述處理單元包括電流及頻率測量模塊、電壓測量模塊；電流及頻率測量模塊的作用是分析處理采集到的軌面電流、載頻頻率、信號頻率和上下偏頻等信息；電壓測量模塊的作用是分析處理采集到的軌面電壓、限流電阻電壓等信息；顯示模塊的作用是將經(jīng)過分析處理形成的數(shù)據(jù)或圖表直觀顯示。所述處理單元為高速單片機，通過編制軟件實現(xiàn)通信調(diào)制、解調(diào)及完成電壓、電流的測量和顯示控制等功能。由于采取上述技術(shù)方案，本實用新型之軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)具有以下有益效果I.由于本實用新型之軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)可在原軌道電路需要監(jiān)測的任意區(qū)段設(shè)置監(jiān)測分機，分機通過實回線與總機連接，故可對鐵路軌道電路電特性和機車信號信息進行實時監(jiān)測、顯示、傳輸及超限報警，及時為維護人員提供故障分析依據(jù)和有效的維護手段，克服了傳統(tǒng)依靠人工檢測所存在的效率低、不能實現(xiàn)實時監(jiān)測的弊端，從而極大的提高鐵路運輸效率，保證行車安全。2.本實用新型之軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)之電流采樣單元、軌面電壓采樣單元、極限流電阻電壓采樣單元軌面的采樣均通過電流傳感器和隔離變壓器進行采樣，采集電路與原軌道電路沒有直接的電氣連接，故監(jiān)測分機的接入不會影響原軌道電路的正常工作。3.本實用新型之軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，一臺總機可與m對實回線上掛接的n臺分機連接，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計科學(xué)、安全、可靠，投資省、效率高。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型之軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)特征作進一步的說明。

圖I :本實用新型實施例一之軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)原理框圖(I對實回線I臺監(jiān)測分機);圖2 :本實用新型實施例二之軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)原理框圖(I對實回線2臺監(jiān)測分機);圖3 :本實用新型實施例二之軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)原理框圖(I對實回線n臺監(jiān)測分機);圖4 :本實用新型之軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)框圖(m對實回線mXn臺監(jiān)測分機)；圖5:原軌道電路示意圖。I 一總機，II一實回線通道，III一監(jiān)測分機，IV—鋼軌，V—軌道線路，V I一限流電阻，V 2—軌道變壓器； 00一處理單兀,01—電流頻率測量模塊，02—電壓測量模塊，10一電流米樣單兀，11 一電流傳感器，12—第一整形放大模塊，20—軌面電壓采樣單元，21—第二電壓傳感器，22—第二整形放大模塊，30—限流電阻電壓采樣單元，31—第三電壓傳感器，32—第三整形放大模塊，40一電源轉(zhuǎn)換模塊,50一通信模塊,60一顯不模塊。
具體實施方式
實施例一參見附圖1，一種軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，包括通過一對實回線與總機連接的I臺監(jiān)測分機，監(jiān)測分機設(shè)置在軌道電路需監(jiān)測區(qū)段，所述監(jiān)測分機主要由處理單元00、電流采樣單元10、軌面電壓采樣單元20、限流電阻電壓采樣單元30、通信模塊50、顯示模塊60和電源轉(zhuǎn)換模塊40組成。電流采樣單元10的采集端通過電流傳感器11與軌道電路其中的一根傳輸線電氣連接，輸出端與處理單元00連接；所述電流采樣單元10包括電流傳感器11和第一整形放大模塊12，電流傳感器11的作用是采集軌面電流信息，第一整形放大模塊12的作用是將電流傳感器11采集到的軌面電流信息進行整形、放大，然后傳輸給處理單元。所述軌面電壓采樣單元20包括第二電壓傳感器21和第二整形放大模塊22，軌面電壓采樣單元20的采集端即第二電壓傳感器21的初級端與軌道電路的兩根傳輸線連接，軌面電壓采樣單元20的輸出端即第二整形放大模塊22的輸出端與處理單元00連接，第二電壓傳感器21的作用一是采集軌面電壓信息，二是將軌面電壓采樣單元與軌道電路間進行電氣隔離，第二整形放大模塊22的作用是將第二電壓傳感器21采集到的軌面電壓信息進行整形、放大，然后傳輸給處理單元。所述限流電阻電壓采樣單元30包括第三電壓傳感器31和第三整形放大模塊32，限流電阻電壓采樣單元30的采集端即第三電壓傳感器31的初級端與軌道電路限流電阻60兩端連接，限流電阻電壓采樣單元30的輸出端即第三整形放大模塊32的輸出端與處理單元00連接，第三電壓傳感器31的作用一是采集限流電阻電壓信息，二是將限流電阻電壓采樣單元與軌道電路間進行電氣隔離，第三整形放大模塊32的作用是將第三電壓傳感器31采集到的限流電阻電壓信息進行整形、放大，然后傳輸給處理單元00。通信模塊50與處理單元連接，其作用一是接受來自總機的指令，二是根據(jù)總機的要求將經(jīng)處理單元分析處理的監(jiān)測信息發(fā)送至總機。[0039]電源轉(zhuǎn)換模塊40的作用是將來自總機的電源轉(zhuǎn)換從而為各有關(guān)單元及模塊提供工作電源；處理單元00的作用是將上述各采樣單元所采集的軌面電壓、軌面電流、限流電阻電壓、鋼軌引接線狀態(tài)、等信息進行前端處理后進行頻率測量、A/D轉(zhuǎn)換、顯示及存儲，進行分析處理、顯示，并根據(jù)總機的要求將監(jiān)測信息通過通信模塊發(fā)送至總機；所述處理單元00分別與上述各模塊及顯示模塊60連接，處理單元00包括電流及頻率測量模塊01、電壓測量模塊02 ;電流及頻率測量模塊01的作用是分析處理采集到的軌面電流、載頻頻率、信號頻率和上下偏頻等信息；電壓測量模塊02的作用是分析處理采集到的軌面電壓、限流電阻電壓等信息；處理單元00通過電流及頻率測量模塊01和電壓測量模塊02將采集到的軌面電流、載頻頻率、信號頻率和上下偏頻、軌面電壓、限流電阻電壓等信息分析處理后形成的數(shù)據(jù)或圖表通過顯示模塊直觀顯示，并根據(jù)總機 的要求將監(jiān)測信息通過通信模塊發(fā)送至總機；所述處理單元采用高速單片機，通過編制軟件實現(xiàn)通信調(diào)制、解調(diào)及完成電壓、電流的測量和顯示控制等功能。總機通過實回線與監(jiān)測分機連接，負(fù)責(zé)對監(jiān)測分機進行管理、并進行數(shù)據(jù)通信，將收到的監(jiān)測分機的監(jiān)測信息和數(shù)據(jù)進行分析處理，進行圖表和曲線顯示，并對超限參數(shù)進行報警，根據(jù)需要實現(xiàn)歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的回放或進一步向上位機發(fā)送。本實施例用于軌道電路一端為發(fā)送端而另一端為接收端的基本軌道使用方式(SP發(fā)送端和接收端固定使用的方式)。實施例二參見附圖2，一種軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，包括通過一對實回線與總機連接的2臺監(jiān)測分機，2臺監(jiān)測分機結(jié)構(gòu)均與實施例一的分機相同，主要由處理單元00、電流采樣單元10、軌面電壓采樣單元20、限流電阻電壓采樣單元30、通信模塊50、顯示模塊60和電源轉(zhuǎn)換模塊40組成。本實施例用于軌道電路發(fā)送端和接收單端在某一時刻是可以轉(zhuǎn)換工作姿態(tài)的方式。實施例三參見附圖3，一種軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，包括通過一對實回線與總機連接的n臺監(jiān)測分機，n臺監(jiān)測分機結(jié)構(gòu)均與實施例一的分機相同，主要由處理單元00、電流采樣單元10、軌面電壓采樣單元20、限流電阻電壓采樣單元30、通信模塊50、顯示模塊60和電源轉(zhuǎn)換模塊40組成，n為I 200之間的任意整數(shù)。實施例四參見附圖4，一種軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，包括通過m對實回線與總機連接的mXn臺監(jiān)測分機，n臺監(jiān)測分機結(jié)構(gòu)均與實施例一的分機相同,主要由處理單元00、電流采樣單元10、軌面電壓采樣單元20、限流電阻電壓采樣單元30、通信模塊50、顯示模塊60和電源轉(zhuǎn)換模塊40組成，m為I 10之間的任意整數(shù)，n為I 200之間的任意整數(shù)。在上述實施例一至實施例四中，總機通過實回線向監(jiān)測分機提供所需的電源，并通過該實回線完成與分機的數(shù)據(jù)通信；總機采用輪巡的方式巡呼監(jiān)測分機，被叫監(jiān)測分機應(yīng)答后向總機發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，總機接收后對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理，按圖表和曲線的形式顯示軌道面電壓、軌面電流、載頻、偏頻和信號頻率，并對超過門限的監(jiān)測值進行報警。[0052]有關(guān)名詞解釋軌面電壓發(fā)送端通過金屬導(dǎo)體將發(fā)送端的電信號送到鋼軌一端的位置上的電壓；軌面電流發(fā)送端通過金屬導(dǎo)體將發(fā)送端的電信號送到鋼軌一端的位置上時，通過該金屬導(dǎo)體中的電流；限流電阻電壓限流電阻兩端的電壓降；載頻頻率為實現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸，將信號調(diào)制到高的頻率上面，被調(diào)制的頻率稱為載頻；信號頻率用于控制機車信號的信號頻率；上下偏頻調(diào)頻波頻率上下擺動的幅度。 工作原理本實用新型的目的在于提供一種軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對軌道電路的電氣特性在線監(jiān)測。分機通過隔離采樣器件(電流傳感器11和電壓傳感器21、31)分別采集軌道電路的發(fā)送端或接收端的各種電壓、電流和頻率參數(shù)，通過整形放大后，使用高速單片機對軌道電壓、電流、限流電阻的電壓、機車信號的載頻、上下偏頻和信號頻率進行測量和解調(diào)，并將各種測量結(jié)果存儲、顯示。使用軟件實現(xiàn)通信的調(diào)制及解調(diào)，實現(xiàn)總機和分機間的數(shù)據(jù)傳輸。總機負(fù)責(zé)對分機的管理，收集分機的各種測量數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行進一步分析、處理，通過圖表將測量及分析結(jié)果進行顯示；同時接收上位機的指令向上位機發(fā)達(dá)各種數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)測系統(tǒng)包括通過m對實回線與總機連接的mXn臺監(jiān)測分機,每臺監(jiān)測分機結(jié)構(gòu)相同，主要由處理單元(00)、電流采樣單元(10)、軌面電壓采樣單元(20)、限流電阻電壓采樣單元(30)、通信模塊(50)、顯示模塊(60)和電源轉(zhuǎn)換模塊(40)組成； 電流采樣單元(10 )之采集端通過電流傳感器(11)與軌道電路其中的一根傳輸線電氣連接，輸出端與處理單元(00)連接，其作用是將軌道電路的軌面電流信息傳給處理單元； 軌面電壓采樣單元(20)之采集端與軌道電路的兩根傳輸線連接，輸出端與處理單元(00)連接，其作用是將軌道電路軌面電壓信息傳給處理單元； 限流電阻電壓采樣單元(30)之采集端與軌道電路限流電阻(V I)兩端連接，輸出端與處理單元(00)連接，其作用是將軌道電路限流電阻電壓信息傳給處理單元； 通信模塊(50)與處理單元(00)連接，其作用一是接受來自總機的指令，二是根據(jù)總機的要求將經(jīng)處理單元分析處理的監(jiān)測信息發(fā)送至總機； 電源轉(zhuǎn)換模塊(40)的作用是將來自總機的電源進行轉(zhuǎn)換從而為各有關(guān)單元及模塊提供工作電源； 處理單元(00 )分別與上述各模塊及顯示模塊(60 )連接，處理單元(00 )的作用是將上述各采樣單元所采集的軌面電壓、軌面電流、限流電阻電壓、鋼軌引接線狀態(tài)、機車信號的載頻頻率、信號頻率、上下偏頻等信息進行分析處理、將經(jīng)過分析處理形成的數(shù)據(jù)或圖表通過顯示模塊直觀顯示，并根據(jù)總機的要求將監(jiān)測信息通過通信模塊發(fā)送至總機； 總機通過m對實回線與mXn臺監(jiān)測分機連接，負(fù)責(zé)對監(jiān)測分機進行管理、采用輪巡方式與分機建立通信鏈路，并進行數(shù)據(jù)通信，將收到監(jiān)測分機的監(jiān)測信息和數(shù)據(jù)進行分析處理，進行圖表和曲線顯示，并對超限參數(shù)進行報警；根據(jù)需要實現(xiàn)歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的回放或進一步向上位機發(fā)送； 上述m和η的取值范圍是m為I 10之間的任意整數(shù)，η為I 200之間的任意整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述電流采樣單元(10)包括電流傳感器(11)和第一整形放大模塊(12)，電流傳感器(11)的作用是采集軌面電流信息，第一整形放大模塊(12)的作用是將電流傳感器(11)采集到的軌面電流信息進行整形、放大，然后傳輸給處理單元(00 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述軌面電壓采樣單元(20)包括第二電壓傳感器(21)和第二整形放大模塊(22)，第二電壓傳感器(21)的作用一是采集軌面電壓信息，二是將軌面電壓采樣單元與軌道電路間進行電氣隔離，第二整形放大模塊(22)的作用是將第二電壓傳器(21)采集到的軌面電壓信息進行整形、放大，然后傳輸給處理單元(00)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述限流電阻電壓采樣單元(30 )包括第三電壓傳感器(31)和第三整形放大模塊(32 )，第三電壓傳感器(31)的作用一是采集限流電阻電壓信息，二是將限流電阻電壓采樣單元與軌道電路間進行電氣隔離，第三整形放大模塊(32)的作用是將第三電壓傳感器(31)采集到的限流電阻電壓信息進行整形、放大，然后傳輸給處理單元(00 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述處理單元包括電流及頻率測量模塊(01)、電壓測量模塊(02)電流及頻率測量模塊(01)的作用是分析處理采集到的軌面電流、載頻頻率、信號頻率和上下偏頻等信息；電壓測量模塊(02)的作用是分析處理采集到的軌面電壓、限流電阻電壓等信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述處理單元為高速單片機。
專利摘要一種軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)，包括鋼軌以及用于軌道與總機之間信息傳輸?shù)能壍离娐?，所述監(jiān)測系統(tǒng)包括通過m對實回線與總機連接的m×n臺監(jiān)測分機，每臺監(jiān)測分機結(jié)構(gòu)相同，主要由處理單元、電流采樣單元、軌面電壓采樣單元、限流電阻電壓采樣單元、通信模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊組成；總機負(fù)責(zé)對監(jiān)測分機進行管理、采用輪巡方式與分機建立通信鏈路，進行數(shù)據(jù)通信，并將收到的監(jiān)測信息和數(shù)據(jù)進行分析處理，進行圖表和曲線顯示，對超限參數(shù)進行報警。本軌道電路電特性監(jiān)測系統(tǒng)用一臺總機與m對實回線上掛接的m×n臺分機連接，實現(xiàn)鐵路軌道電路電氣特性的實時監(jiān)測，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計科學(xué)、安全可靠，投資省、效率高，可提高鐵路運輸效率，確保行車安全。
文檔編號G01R31/00GK202512190SQ201220144820
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月8日
發(fā)明者李立輝 申請人:柳州辰天科技有限責(zé)任公司