專(zhuān)利名稱(chēng)：基于虛擬儀器的軌道機(jī)車(chē)輪軸故障診斷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)車(chē)輪軸故障檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于虛擬儀器的軌道機(jī)車(chē)輪軸故障診斷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
機(jī)車(chē)的行走部件如車(chē)軸、輪箍、車(chē)輪、輪對(duì)軸承等，容易受到撞擊、循環(huán)應(yīng)力、摩擦、高低溫等破壞因素的影響，它們的磨損、裂紋、剝離等損壞現(xiàn)象十分常見(jiàn)。因此，我國(guó)鐵路運(yùn) 輸?shù)陌踩允艿絿?yán)重考驗(yàn)。虛擬儀器代表著電子測(cè)控儀器的發(fā)展方向，與傳統(tǒng)的電子測(cè)控儀器相比，虛擬儀器具有用途多、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、系統(tǒng)擴(kuò)展和聯(lián)網(wǎng)容易等優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種基于虛擬儀器的軌道機(jī)車(chē)輪軸故障診斷系統(tǒng)，其是利用虛擬儀器開(kāi)發(fā)的故障診斷系統(tǒng)，將其應(yīng)用于機(jī)車(chē)行走部件的檢測(cè)流水線實(shí)現(xiàn)快速、可靠的故障檢測(cè)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下基于虛擬儀器的軌道機(jī)車(chē)輪軸故障診斷系統(tǒng)包括聲發(fā)射傳感器、預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和中央處理器；所述聲發(fā)射傳感器與預(yù)處理模塊相連，其用于獲取軌道機(jī)車(chē)輪軸的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將該狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給預(yù)處理模塊；所述預(yù)處理模塊與數(shù)據(jù)采集模塊相連，其用于將接收到的軌道機(jī)車(chē)輪軸的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波放大處理，并將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊傳送給中央處理器；所述中央處理器與數(shù)據(jù)采集模塊相連，其用于接收數(shù)據(jù)采集模塊傳送來(lái)的數(shù)據(jù)，并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，得到軌道機(jī)車(chē)輪軸故障的診斷結(jié)果。本實(shí)用新型的有益效果是利用虛擬儀器開(kāi)發(fā)了機(jī)車(chē)輪軸故障診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了快速且可靠的機(jī)車(chē)輪軸故障檢測(cè)。

圖I是本實(shí)用新型基于虛擬儀器的軌道機(jī)車(chē)輪軸故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實(shí)用新型中的中央處理器的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型基于虛擬儀器的軌道機(jī)車(chē)輪軸故障診斷系統(tǒng)是利用小波分析技術(shù)對(duì)機(jī)車(chē)輪軸的故障檢測(cè)，運(yùn)用聲發(fā)射傳感器獲取機(jī)車(chē)輪軸的狀態(tài)數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的濾波、放大處理，最后通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡將數(shù)據(jù)傳送到中央處理器即PC機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理得到診斷報(bào)告。如圖I和圖2所示，該故障診斷系統(tǒng)包括聲發(fā)射傳感器、預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和中央處理器；所述中央處理器包括主控模塊、系統(tǒng)配置模塊、界面管理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述主控模塊與數(shù)據(jù)采集模塊相連，所述系統(tǒng)配置模塊、界面管理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊均與主控模塊相連。主控模塊是整個(gè)診斷系統(tǒng)的框架，提供用戶(hù)進(jìn)入各功能模塊的途徑。每個(gè)功能模塊通過(guò)其輸入和輸出端口與主控模塊進(jìn)行通信，取得相應(yīng)指令或數(shù)據(jù)，完成各自的特定功倉(cāng)泛。系統(tǒng)配置模塊完成與系統(tǒng)相關(guān)的硬件、常數(shù)、文件參數(shù)的設(shè)置，包括模擬輸入通道的通道設(shè)定、采樣頻率等參數(shù)設(shè)置、文件存放路徑設(shè)置等內(nèi)容。數(shù)據(jù)采集模塊完成各種測(cè)量參數(shù)的采集，數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)送至主控模塊，由主控模塊將其送至數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，同時(shí)將其送入界面管理模塊進(jìn)行時(shí)實(shí)波形和參數(shù)顯示。通過(guò)利用Al Config. vi模塊對(duì)DAQ設(shè)備進(jìn)行配置，設(shè)置緩存的大小。在本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊方式下，只要啟動(dòng)了 DAQ設(shè)備的數(shù)據(jù)采集功能，它就會(huì)不停地對(duì)信號(hào)進(jìn)行連續(xù)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)放至其FIFO緩存中。通過(guò)這種方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)采集，而不會(huì)丟失信號(hào)。數(shù)據(jù)處理模塊主要完成對(duì)采集數(shù)據(jù)的處理，提取對(duì)機(jī)車(chē)輪軸故障診斷有用的信息。根據(jù)這些信息進(jìn)行故障診斷結(jié)果的判別，并將判別結(jié)果返回給主控模塊。機(jī)車(chē)輪軸在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障按其振動(dòng)信號(hào)的特征不同可分為兩大類(lèi)一類(lèi)是磨損類(lèi)故障，另一類(lèi)是表面損傷類(lèi)故障。磨損類(lèi)故障由于產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)與正常輪軸震動(dòng)信號(hào)具有相同的性質(zhì)，磨損故障引起的震動(dòng)信號(hào)除了振動(dòng)水平高于正常情況沒(méi)有別的差別，因此本系統(tǒng)通過(guò)用測(cè)量最大峰值的辦法與正常值相比較，判斷輪軸是否處于磨損故障狀態(tài)。表面損傷類(lèi)故障是該系統(tǒng)進(jìn)行診斷的主要故障類(lèi)型。小波分析具有同時(shí)分析信號(hào)時(shí)域與頻域的特性。小波包技術(shù)能將信號(hào)無(wú)冗余、無(wú)疏漏地正交分解到獨(dú)立的頻帶內(nèi)。該系統(tǒng)利用Labview的Script節(jié)點(diǎn)中使用小波包分析技術(shù)對(duì)檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行分解。對(duì)含有故障特征的信號(hào)進(jìn)行重構(gòu)，再通過(guò)希爾波特變換進(jìn)行解調(diào)，獲得包絡(luò)信號(hào)，然后計(jì)算出故障頻率點(diǎn)，通過(guò)故障頻率點(diǎn)的位置判斷損壞位置。界面管理模塊用于建立良好的人機(jī)界面，使用者在不了解每個(gè)功能模塊具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程的情況下也能運(yùn)用自如。具體實(shí)現(xiàn)的功能有實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互式操作；信號(hào)的時(shí)域波形和頻域分析結(jié)果的波形顯示；特征參數(shù)值實(shí)時(shí)顯示；報(bào)警功能的可視化。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)軌道機(jī)車(chē)輪軸的正常狀態(tài)數(shù)據(jù)和主控模塊傳來(lái)的故障診斷結(jié)果。
權(quán)利要求1.基于虛擬儀器的軌道機(jī)車(chē)輪軸故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括聲發(fā)射傳感器、預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和中央處理器；所述聲發(fā)射傳感器與預(yù)處理模塊相連，其用于獲取軌道機(jī)車(chē)輪軸的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將該狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給預(yù)處理模塊；所述預(yù)處理模塊與數(shù)據(jù)采集模塊相連，其用于將接收到的軌道機(jī)車(chē)輪軸的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波放大處理，并將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊傳送給中央處理器；所述中央處理器與數(shù)據(jù)采集模塊相連，其用于接收數(shù)據(jù)采集模塊傳送來(lái)的數(shù)據(jù)，并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，得到軌道機(jī)車(chē)輪軸故障的診斷結(jié)果。
專(zhuān)利摘要基于虛擬儀器的軌道機(jī)車(chē)輪軸故障診斷系統(tǒng)涉及機(jī)車(chē)輪軸故障檢測(cè)領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括依次相連的聲發(fā)射傳感器、預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和中央處理器；所述聲發(fā)射傳感器獲取軌道機(jī)車(chē)輪軸的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將該狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給預(yù)處理模塊；所述預(yù)處理模塊將接收到的軌道機(jī)車(chē)輪軸的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波放大處理，并將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊傳送給中央處理器；所述中央處理器接收數(shù)據(jù)采集模塊傳送來(lái)的數(shù)據(jù)，并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，得到軌道機(jī)車(chē)輪軸故障的診斷結(jié)果。本實(shí)用新型采用虛擬儀器實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)輪軸故障的診斷，具有操作容易、性?xún)r(jià)比高、檢測(cè)效率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M17/10GK202599681SQ20122015446
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者鄒英永, 張超, 魏巍 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春大學(xué)