一種鐵路駝峰測(cè)重信號(hào)數(shù)字處理方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種鐵路駝峰測(cè)重信號(hào)數(shù)字處理方法及 設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 車(chē)輛的重量是鐵路編組站自動(dòng)化系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)參數(shù)之一。它是控制非重力式減 速器的必不可少的依據(jù)；在減速器+減速頂?shù)狞c(diǎn)連式調(diào)速系統(tǒng)中，減速頂對(duì)車(chē)輛的減速作 用的大小和車(chē)輛重量直接相關(guān)。在某些特定情況下，車(chē)輛的重量還可作為判定車(chē)輛走行阻 力的輔助參數(shù)。因此測(cè)重設(shè)備是編組站自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備之一，是測(cè)定溜放車(chē)輛重量 等級(jí)的計(jì)量設(shè)備。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外駝峰的測(cè)重技術(shù)均W通過(guò)測(cè)量鋼軌所受輪重產(chǎn)生的剪切應(yīng)力來(lái)計(jì)算 車(chē)輪重量。測(cè)重采用的傳感器有多種類(lèi)型，主要有電應(yīng)變式和電磁應(yīng)變式兩種。
[0004] 國(guó)內(nèi)廣泛使用電磁應(yīng)變式的T，ZY型駝峰測(cè)重機(jī)，又稱(chēng)塞釘式壓磁測(cè)重機(jī)，其工作 原理如圖1所示。當(dāng)被測(cè)車(chē)輛的車(chē)軸經(jīng)由測(cè)重傳感器上方時(shí)，傳感器輸出正比于車(chē)軸重的 交流電壓信號(hào)（測(cè)重信號(hào)），經(jīng)過(guò)室外電纜直接進(jìn)入室內(nèi)。測(cè)重信號(hào)經(jīng)過(guò)交流放大、相敏整 流變成直流信號(hào)，由于車(chē)輪通過(guò)傳感器所在鋼軌的前后區(qū)段時(shí)，該兩段的測(cè)量交流信號(hào)相 位差為180°，所W經(jīng)過(guò)相敏整流后，每個(gè)車(chē)輪的輪重都可W得到正負(fù)兩個(gè)半波直流電壓。 此信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓峰值采集電路得出輪重的模擬電壓。輪重模擬電壓經(jīng)過(guò)A/D變換電路變?yōu)?數(shù)字量。此數(shù)字量送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行車(chē)輛重量的計(jì)算。在車(chē)輪通過(guò)壓磁測(cè)重傳感器時(shí)，電路 自動(dòng)給計(jì)算機(jī)發(fā)送讀取重量的中斷信號(hào)。車(chē)輛每個(gè)輪重的重量通過(guò)測(cè)重機(jī)的面板顯示屏顯 示出來(lái)。但是，由于該塞釘式壓磁測(cè)重機(jī)采用模擬相敏檢波電路，存在線性差、溫漂大等缺 點(diǎn)，檢波后的直流信號(hào)放大時(shí)易受低頻噪聲、溫漂、失調(diào)電壓及電流等因素的干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種鐵路駝峰測(cè)重信號(hào)數(shù)字處理方法及設(shè)備，可W準(zhǔn)確地測(cè) 得鋼軌外部壓力與測(cè)重傳感器信號(hào)輸出電壓的線性關(guān)系，從而準(zhǔn)確獲得測(cè)重信號(hào)各點(diǎn)的幅 值。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 一種鐵路駝峰測(cè)重信號(hào)數(shù)字處理方法，包括：
[000引對(duì)濾波處理后的測(cè)重傳感器感受到外部壓力發(fā)生變化時(shí)所輸出的含有壓力變化 信息交流調(diào)幅波信號(hào)，W及作為測(cè)重傳感器激勵(lì)電源的激勵(lì)信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換與采樣；
[0009] 基于數(shù)字相敏檢波DPSD算法對(duì)交流調(diào)幅波信號(hào)與激勵(lì)信號(hào)的采樣結(jié)果進(jìn)行相敏 檢波處理；
[0010] 根據(jù)相敏檢波處理后的信號(hào)計(jì)算交流調(diào)幅波信號(hào)各點(diǎn)的幅值。
[0011] 進(jìn)一步的，根據(jù)采樣后的信號(hào)計(jì)算交流調(diào)幅波信號(hào)各點(diǎn)幅值u(n)的公式為：
[0012]
[001引其中，x(iT)與r(iT)分別表示第iT周期經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器輸出的濾波處理后的 交流調(diào)幅波信號(hào)W及激勵(lì)信號(hào)，r= ^為采樣周期，f。為A/D轉(zhuǎn)換器的采樣頻率，N為采樣數(shù) Jc 據(jù)長(zhǎng)度。
[0014] 進(jìn)一步的，該方法還包括：
[0015] 根據(jù)計(jì)算出的交流調(diào)幅波信號(hào)各點(diǎn)的幅值來(lái)判斷當(dāng)前測(cè)重區(qū)段是否有車(chē)通過(guò)；
[0016] 若是，則將交流調(diào)幅波信號(hào)的峰值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為重量值，進(jìn)行顯示存儲(chǔ)并向外發(fā) 送；
[0017] 若否，則調(diào)零。
[001引一種鐵路駝峰測(cè)重信號(hào)數(shù)字處理設(shè)備，包括：標(biāo)準(zhǔn)激磁源、測(cè)重傳感器、帶通濾波 器、A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)；其中：
[0019] 標(biāo)準(zhǔn)激磁源，用于輸出激勵(lì)信號(hào)；
[0020] 測(cè)重傳感器，用于接收所述激勵(lì)信號(hào)作為其工作的電源，當(dāng)測(cè)重傳感器所受外部 壓力發(fā)生變化時(shí)，輸出含有壓力變化信息的交流調(diào)幅波信號(hào)；
[0021] 帶通濾波器，用于對(duì)測(cè)重傳感器輸出的交流調(diào)幅波信號(hào)進(jìn)行濾波處理，來(lái)消除各 種高低頻噪聲對(duì)測(cè)重信號(hào)的影響；
[0022]A/D轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)濾波處理后的交流調(diào)幅波信號(hào)W及激勵(lì)信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換與 義樣；
[0023] 計(jì)算機(jī)，用于基于DPSD算法對(duì)交流調(diào)幅波信號(hào)與激勵(lì)信號(hào)的采樣結(jié)果進(jìn)行相敏 檢波處理，并根據(jù)相敏檢波處理后的信號(hào)計(jì)算交流調(diào)幅波信號(hào)各點(diǎn)的幅值。
[0024] 進(jìn)一步的，根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)計(jì)算交流調(diào)幅波信號(hào)各點(diǎn)幅值U(n)的公式 為：
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鐵路駝峰測(cè)重信號(hào)數(shù)字處理方法，其特征在于，包括： 對(duì)濾波處理后的測(cè)重傳感器感受到外部壓力發(fā)生變化時(shí)所輸出的含有壓力變化信息 交流調(diào)幅波信號(hào)，以及作為測(cè)重傳感器激勵(lì)電源的激勵(lì)信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換與采樣； 基于數(shù)字相敏檢波DPSD算法對(duì)交流調(diào)幅波信號(hào)與激勵(lì)信號(hào)的采樣結(jié)果進(jìn)行相敏檢波 處理； 根據(jù)相敏檢波處理后的信號(hào)計(jì)算交流調(diào)幅波信號(hào)各點(diǎn)的幅值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)采樣后的信號(hào)計(jì)算交流調(diào)幅波信號(hào) 各點(diǎn)幅值U (η)的公式為：
其中，χ(?τ)與Γ(?τ)分別表示第?τ周期經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器輸出的濾波處理后的交流 調(diào)幅波信號(hào)以及激勵(lì)信號(hào)，^ = I為采樣周期，f。為A/D轉(zhuǎn)換器的采樣頻率，N為采樣數(shù)據(jù) 長(zhǎng)度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，該方法還包括： 根據(jù)計(jì)算出的交流調(diào)幅波信號(hào)各點(diǎn)的幅值來(lái)判斷當(dāng)前測(cè)重區(qū)段是否有車(chē)通過(guò)； 若是，則將交流調(diào)幅波信號(hào)的峰值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為重量值，進(jìn)行顯示存儲(chǔ)并向外發(fā)送； 若否，則調(diào)零。
4. 一種鐵路駝峰測(cè)重信號(hào)數(shù)字處理設(shè)備，其特征在于，包括：標(biāo)準(zhǔn)激磁源、測(cè)重傳感 器、帶通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)；其中： 標(biāo)準(zhǔn)激磁源，用于輸出激勵(lì)信號(hào)； 測(cè)重傳感器，用于接收所述激勵(lì)信號(hào)作為其工作的電源，當(dāng)測(cè)重傳感器所受外部壓力 發(fā)生變化時(shí)，輸出含有壓力變化信息的交流調(diào)幅波信號(hào)； 帶通濾波器，用于對(duì)測(cè)重傳感器輸出的交流調(diào)幅波信號(hào)進(jìn)行濾波處理，來(lái)消除各種高 低頻噪聲對(duì)測(cè)重信號(hào)的影響； A/D轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)濾波處理后的交流調(diào)幅波信號(hào)以及激勵(lì)信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換與采 樣； 計(jì)算機(jī)，用于基于DPSD算法對(duì)交流調(diào)幅波信號(hào)與激勵(lì)信號(hào)的采樣結(jié)果進(jìn)行相敏檢波 處理，并根據(jù)相敏檢波處理后的信號(hào)計(jì)算交流調(diào)幅波信號(hào)各點(diǎn)的幅值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)計(jì)算交流調(diào)幅 波信號(hào)各點(diǎn)幅值U(n)的公式為：
其中，χ(?τ)與Γ(?τ)分別表示第?τ周期經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器輸出的交流調(diào)幅波信號(hào)以 及激勵(lì)信號(hào)，T 為采樣周期，f。為A/D轉(zhuǎn)換器的采樣頻率，N為采樣數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵路駝峰測(cè)重信號(hào)數(shù)字處理方法及設(shè)備，相關(guān)方法包括：對(duì)濾波處理后的測(cè)重傳感器感受到外部壓力發(fā)生變化時(shí)所輸出的含有壓力變化信息交流調(diào)幅波信號(hào)，以及作為測(cè)重傳感器激勵(lì)電源的激勵(lì)信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換與采樣；基于數(shù)字相敏檢波DPSD算法對(duì)交流調(diào)幅波信號(hào)與激勵(lì)信號(hào)的采樣結(jié)果進(jìn)行相敏檢波處理；根據(jù)相敏檢波處理后的信號(hào)計(jì)算交流調(diào)幅波信號(hào)各點(diǎn)的幅值。采用本發(fā)明公開(kāi)的方法及設(shè)備，可以準(zhǔn)確地測(cè)得鋼軌外部壓力與測(cè)重傳感器信號(hào)輸出電壓的線性關(guān)系，從而準(zhǔn)確獲得測(cè)重信號(hào)各點(diǎn)的幅值。
【IPC分類(lèi)】G01G19-12
【公開(kāi)號(hào)】CN104880239
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510337377
【發(fā)明人】沃華歐, 栗學(xué)人, 謝亮, 孫占嶺, 白鵬, 姜璐, 閔文龍, 徐萬(wàn)安, 李冰, 史絢, 劉武
【申請(qǐng)人】中國(guó)鐵道科學(xué)研究院通信信號(hào)研究所, 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院, 北京市華鐵信息技術(shù)開(kāi)發(fā)總公司, 北京銳馳國(guó)鐵智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年6月17日