一種鋼軌測溫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及溫度測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋼軌測溫系統(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)重的貴到交通事故。目前，可以通過對鋼軌的溫度進(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，內(nèi)部的傷痕會導(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)中的鋼軌測溫系統(tǒng)，測溫達(dá)到最大值所需時間普遍需30至40秒，精度一般都在+/-1.5%之間。這樣的鋼軌測溫系統(tǒng)已經(jīng)不能很好地對高速列車行駛的鋼軌進(jìn)行及時地檢測，無法適應(yīng)目前高速情況下對事故隱患提前發(fā)現(xiàn)、提前處理的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本申請實施例的目的在于提供一種鋼軌測溫系統(tǒng)，以減少測溫的響應(yīng)時間并且提高測溫精度。
[0005]本申請實施例提供的一種鋼軌測溫系統(tǒng)是這樣實現(xiàn)的:
[0006]—種鋼軌測溫系統(tǒng)，包括傳感單元，信號處理單元，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，溫度計算單元以及顯示單元，其中:
[0007]所述傳感單元，用來獲取鋼軌的溫度信息，并將所述溫度信息發(fā)送至數(shù)據(jù)加速處理單元；
[0008]所述信號處理單元，用來提取所述溫度信息中的信號，并對所述信號進(jìn)行加速和濾波處理，并將處理后的信號發(fā)送至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元；
[0009]所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，用來將所述處理后的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號發(fā)送至溫度計算單元；
[0010]所述溫度計算單元，用來根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則對所述數(shù)字信號進(jìn)行計算，得到計算后的溫度值，并將所述溫度值發(fā)送至顯示單元；
[0011]所述顯示單元，用來顯示所述計算的溫度值。
[0012]優(yōu)選地，所述傳感單元具體為PT100溫度傳感器。
[0013]優(yōu)選地，所述信號處理單元具體包括:
[0014]加速模塊，用來將所述溫度信息中的信號轉(zhuǎn)化為電荷信號；
[0015]電荷放大模塊，用來將所述電荷信號放大并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號；
[0016]增益控制模塊，用來控制所述電壓信號的增益；
[0017]濾波模塊，用來將所述控制增益后的電壓信號濾波，并將濾波后的電壓信號輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元。
[0018]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元具體為AD7793模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0019]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元與溫度計算單元通過串行外設(shè)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0020]本申請實施例提供的一種鋼軌測溫系統(tǒng)，能夠有效地減少測溫的響應(yīng)時間并且提高測溫精度。
【附圖說明】
[0021]圖1為本申請實施例提供的一種鋼軌測溫系統(tǒng)的功能模塊圖；
[0022]圖2為本申請一優(yōu)選實施例中信號處理單元的功能模塊圖。
【具體實施方式】
[0023]本申請實施例提供一種鋼軌測溫系統(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)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0024]圖1為本申請實施例提供的一種鋼軌測溫系統(tǒng)的功能模塊圖。如圖1所示，所述鋼軌測溫系統(tǒng)包括:傳感單元100，信號處理單元200，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元300，溫度計算單元400以及顯示單元500，其中:
[0025]所述傳感單元100，用來獲取鋼軌的溫度信息，并將所述溫度信息發(fā)送至數(shù)據(jù)加速處理單元；
[0026]所述信號處理單元200，用來提取所述溫度信息中的信號，并對所述信號進(jìn)行加速和濾波處理，并將處理后的信號發(fā)送至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元；
[0027]所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元300，用來將所述處理后的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號發(fā)送至溫度計算單元；
[0028]所述溫度計算單元400，用來根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則對所述數(shù)字信號進(jìn)行計算，得到計算后的溫度值，并將所述溫度值發(fā)送至顯示單元；
[0029]所述顯示單元500，用來顯示所述計算的溫度值。
[0030]具體地，本申請實施例可以采用PT100溫度傳感器作為所述傳感單元100，從待測鋼軌上采集溫度信息。PTlOO溫度傳感器可以根據(jù)感應(yīng)的溫度的變化，引起自身熱敏電阻的變化，從而通過變化的電阻值來表征鋼軌溫度值的變化。進(jìn)一步地，PTlOO溫度傳感器獲取的電阻值可以通過電壓值來表示，這樣，通過傳感單元100提供的溫度信息中的電壓信號的變化，便可以獲知鋼軌溫度的變化。
[0031]傳感單元100獲取鋼軌的溫度信息后，可以將該信息發(fā)送至信號處理單元200。信號處理單元200可以提取該信息中的電壓信號。由于所述溫度信息中的電壓信號一般都比較微弱，因此，信號處理單元200需要對提取的電壓信號進(jìn)行進(jìn)一步的處理。具體地，信號處理單元200可以對所述信號進(jìn)行加速和濾波處理。圖2為本申請一優(yōu)選實施例中信號處理單元的功能模塊圖。如圖2所示，所述信號處理單元200可以包括:
[0032]加速模塊201，用來將所述溫度信息中的信號轉(zhuǎn)化為電荷信號；
[0033]電荷放大模塊202，用來將所述電荷信號放大并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號；
[0034]增益控制模塊203，用來控制所述電壓信號的增益；
[0035]濾波模塊204，用來將所述控制增益后的電壓信號濾波，并將濾波后的電壓信號輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元。
[0036]具體地，信號處理單元200提取的電壓信號一般為沖擊信號。加速模塊201可以將該沖擊信號轉(zhuǎn)化為電荷信號，并將該電荷信號發(fā)送至電荷放大模塊202。電荷放大模塊202接收到該電荷信號后，可以將該電荷信號進(jìn)行放大，并將放大后的電荷信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號。這樣處理的目的在于可以去除沖擊信號中的噪音。電荷放大模塊2接著可以將轉(zhuǎn)化的電壓信號發(fā)送至增益控制模塊203。所述增益控制模塊203可以控制轉(zhuǎn)化的電壓信號的增益。選擇一個合適的增益可以將電壓信號中的有效信號與噪音信號相區(qū)分，并且不至于將噪音信號放大。經(jīng)過增益控制模塊203處理后的電壓信號可以被發(fā)送至濾波模塊204。濾波模塊204可以過濾所述增益控制后的電壓信號中的紋波，使得電壓信號能夠更加精確地表征溫度的變化。經(jīng)過濾波的電壓信號可以被發(fā)送至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元300。經(jīng)過濾波的電壓信號為模擬信號，若要經(jīng)過數(shù)字電路的計算，則需要將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元300則可以將所述電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號發(fā)送至溫度計算單元400。在本申請一優(yōu)選實施例中，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元300可以為AD7793模數(shù)轉(zhuǎn)換器。采用該模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以加快模數(shù)轉(zhuǎn)換的效率，從而可以相應(yīng)地減少鋼軌測溫系統(tǒng)的響應(yīng)時間。
[0037]溫度計算單元400接收到所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號后，可以按照預(yù)設(shè)規(guī)則，對該數(shù)字信號進(jìn)行計算，從而可以得到鋼軌的溫度值。具體地，溫度計算單元400首先可以根據(jù)電壓與電流的關(guān)系，計算得出PT100溫度傳感器的熱敏電阻的阻值，然后可以根據(jù)下述公式，計算得出電阻值對應(yīng)的溫度值:
[0038]R = Ro(l+a T)
[0039]其中，R代表計算所得的電阻值，Ro為熱敏電阻在0°C的電阻值，在本申請實施例中，Ro可以取值100，另外a為調(diào)和系數(shù)，在本申請實施例中可以取值0.00392，T為電阻值對應(yīng)的溫度值。利用上式可以根據(jù)電阻值得到對應(yīng)的溫度值。由于計算的公式中電阻值與溫度值呈線性關(guān)系，因此計算的過程也比較簡便，從而能夠減少鋼軌測溫系統(tǒng)的響應(yīng)時間。在本申請一優(yōu)選實施例中，所述所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元300與溫度計算單元400可以通過串行外設(shè)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0040]最終，溫度計算單元400可以將計算所得的溫度值發(fā)送至顯示單元500。顯示單元500可以為液晶顯示器，將計算所得溫度值顯示出來。
[0041]本申請實施例提供的一種鋼軌測溫系統(tǒng)，通過傳感單元獲取鋼軌的溫度信息，并且通過信號處理單元對溫度信息進(jìn)行優(yōu)化處理，然后通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元快速地將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并根據(jù)溫度值與電阻值之間的線性關(guān)系，通過溫度計算模塊計算出鋼軌的溫度值，最終將計算所得的溫度值通過顯示單元顯示出來。本申請實施例提供的一種鋼軌測溫系統(tǒng)，能夠有效地減少測溫的響應(yīng)時間并且提高測溫精度。
[0042]通過以上的實施方式的描述可知，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的方式來實現(xiàn)?；谶@樣的理解，本申請的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(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。該計算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質(zhì)中，如R0M/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。
【主權(quán)項】
1.一種鋼軌測溫系統(tǒng)，其特征在于，包括傳感單元，信號處理單元，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，溫度計算單元以及顯示單元，其中: 所述傳感單元，用來獲取鋼軌的溫度信息，并將所述溫度信息發(fā)送至數(shù)據(jù)加速處理單元; 所述信號處理單元，用來提取所述溫度信息中的信號，并對所述信號進(jìn)行加速和濾波處理，并將處理后的信號發(fā)送至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元； 所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，用來將所述處理后的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號發(fā)送至溫度計算單元； 所述溫度計算單元，用來根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則對所述數(shù)字信號進(jìn)行計算，得到計算后的溫度值，并將所述溫度值發(fā)送至顯示單元； 所述顯示單元，用來顯示所述計算的溫度值。2.如權(quán)利要求1所述的一種鋼軌測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感單元具體為PTlOO溫度傳感器。3.如權(quán)利要求1所述的一種鋼軌測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理單元具體包括: 加速模塊，用來將所述溫度信息中的信號轉(zhuǎn)化為電荷信號； 電荷放大模塊，用來將所述電荷信號放大并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號； 增益控制模塊，用來控制所述電壓信號的增益； 濾波模塊，用來將所述控制增益后的電壓信號濾波，并將濾波后的電壓信號輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元。4.如權(quán)利要求1所述的一種鋼軌測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元具體為AD7793模數(shù)轉(zhuǎn)換器。5.如權(quán)利要求1所述的一種鋼軌測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元與溫度計算單元通過串行外設(shè)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环N鋼軌測溫系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括傳感單元，信號處理單元，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，溫度計算單元以及顯示單元。本申請實施例提供的一種鋼軌測溫系統(tǒng)，通過傳感單元獲取鋼軌的溫度信息，并且通過信號處理單元對溫度信息進(jìn)行優(yōu)化處理，然后通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元快速地將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并根據(jù)溫度值與電阻值之間的線性關(guān)系，通過溫度計算模塊計算出鋼軌的溫度值，最終將計算所得的溫度值通過顯示單元顯示出來。本申請實施例提供的一種鋼軌測溫系統(tǒng)，能夠有效地減少測溫的響應(yīng)時間并且提高測溫精度。
【IPC分類】G01K7/18, B61K9/08
【公開號】CN204758152
【申請?zhí)枴緾N201520212579
【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