一种多角度多元轴箱及车轮探测装置的制作方法

本实用新型属于铁路车辆轴温探测领域，涉及一种铁路车辆轴温探测系统，具体涉及一种多角度多元轴箱及车轮探测装置。

背景技术：

在铁路车辆轴温探测领域，应用红外线轴温探测设备进行轴温探测时，经常需要同时探测车轮部位，通过这两个部位的温度情况来判断列车轮对的运行情况并进行高温报警。

为了能够同时探测这两个位置，现有的系统通过配置多个探头、以不同角度、对这两个目标进行探测。

目前，用于探测轴箱及车轮位置的探测设备有以下三个缺点。

1、探头数量过多，至少需要增加一个探头箱和一个探头，成本上升；

2、探头和探头箱的增加会使设备故障率上升；

3、设备的安装和维护难度加大。

技术实现要素：

本实用新型的为了解决现有探测轴箱和车轮的问题，实现简单、有效的轴承内外部和车轮探测，提供了一种多角度多元探测装置。

本实用新型多角度多元轴箱及车轮探测装置，包括探头箱与多角度多元探头；多角度多元探头安装于探头箱内，具有多个红外敏感芯片与一个光学镜片；探头箱外壁上设计有探测窗口；

上述探测窗口、光学镜片与至少2个红外敏感芯片由前至后依次设置；由此在探测过程中，轴箱和车轮的红外辐射分别经探测窗口与光学镜片汇聚到多个红外敏感芯片上，转换成电压信号，经过探头处理电路对该电压信号进行放大调理，最终上传到上位机进行计算，即可得到轴箱和车轮多个部位的温度。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型多角度多元轴箱及车轮探测装置，采用分离式多元光子器件设计和多角度光学系统设计，能有效避免被测物发热及其他发热源的干扰，实现对轴温温度和车轮温度的准确探测。

2、本实用新型多角度多元轴箱及车轮探测装置中，多角度多元探头能同时探测轴箱及车轮的多个位置的温度。

3、本实用新型多角度多元轴箱及车轮探测装置，能够减少探头及探头箱等部件的数量，提高系统的可靠性和可维护性。

附图说明

图1为本实用新型多角度多元轴箱及车轮探测装置整体结构示意图；

图2为本实用新型多角度多元轴箱及车轮探测装置的分离式多元光子器件结构示意图；

图3为本实用新型多角度多元轴箱及车轮探测装置的多角度光学系统结构示意图；

图4为本实用新型多角度多元轴箱及车轮探测装置的探测方式示意图；

图5为本实用新型多角度多元轴箱及车轮探测装置的红外辐射光路传播方式示意图。

图中：

1-探头箱 2-多角度多元探头 3-轴箱

4-车轮 101-外罩 102-下箱体

103-探测窗口 104-探头安装座 201-分离式多元光子器件

202-多角度光学系统 201a-红外敏感芯片 201b-制冷器

201c-台座 201d-封装外壳 202a-镜头座

202b-硒化锌光学镜片 202c-镜头压圈 202d-器件座

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型是一种多角度多元轴箱及车轮探测装置，包括探头箱1与多角度多元探头2，如图1所示。

所述探头箱1用于承载和保护多角度多元探头2，包含外罩101、下箱体102、探测窗口103与探头安装座104，如图1所示。其中，探头安装座104用于安装多角度多元探头2，固定于下箱体102内，顶面设计夹角为90度的V型槽，用来实现多角度多元探头2的探测角度定位。外罩101罩在下箱体102顶部，将下箱体102密封；且外罩101与下箱体102间采用铰接方式连接，使外罩101可开合，进而通过打开外罩101即可实现对内部多角度多元探头2的维护保养。外罩101侧壁上开有通口，通口处安装探测窗口103，保证下箱体102内的密封；探测窗口103用于轴箱和车轮这不同部位的红外辐射通过。

所述多角度多元探头2包括分离式多元光子器件201与多角度光学系统202。其中，分离式多元光子器件201包括红外敏感芯片201a、制冷器201b、台座201c和封装外壳201d，如图3所示。制冷器安装于台座201c上；红外敏感芯片201a的数量为N，N大于等于2，N个红外敏感芯片201a共用一个制冷器201b，以一定的间距贴装在制冷器201b的制冷平台上，保证了这N个红外敏感芯片201a输出的一致性和稳定性；且通过制冷器201b实现红外敏感芯片201a的温度降低，提高探测率和输出响应。封装外壳201d固定于制冷器201b的制冷平台上，将N个红外敏感芯片201a同时罩住，通过真空封装机进行封装，保证红外敏感芯片201a处于相对密封的环境内。上述N个红外敏感芯片201a间距设计为大于5mm，使这N个红外敏感芯片201a可分别单独接收红外辐射，不会互相干扰。

多角度光学系统202包括镜头座202a、硒化锌光学镜片202b、镜头压圈202c与器件座202d，如图3所示。其中，镜头座202a设计为筒状结构，前端开口；镜头座202a内部设置硒化锌光学镜片202b；硒化锌光学镜片202b经过光学设计，能实现固定角度下、物距800mm至1000mm处多个间距大于200mm目标的红外辐射汇聚作用。硒化锌光学镜片202b通过镜头座202a前端端部周向形成的台肩实现硒化锌光学镜片202b的定位；并通过镜头压圈202c由镜头座202a内部压紧硒化锌光学镜片202b后与镜头座202a间固定，实现硒化锌光学镜片202b的固定。

上述镜头座202a后端固定套接于筒状结构器件座202d外，并将分离式多元光子器件201设置于器件座202d内，通过螺钉将台座201c与器件座202d固定，实现分离式多元光子器件201与多角度光学系统202间的定位及固定，保证了多角度光学系统202和分离式多元光子器件201中多个红外敏感芯片201a能良好的配合。上述分离式多元光子器件201中的台座201c固定安装于探头箱1中的探头安装座104上，且通过台座201c相邻侧面与探头安装座104上的V型槽两侧壁配合定位，实现整个多角度多元探头2的固定，使多角度光学系统202中硒化锌光学镜片202b轴线与水平面夹角为45度，如图1所示，同时硒化锌光学镜片202b正对探头箱1的探测窗口103。

如图4所示，在探测过程中，多角度光学系统202将轴箱3和车轮4的N个不同部位的红外辐射分别汇聚到分离式多元光子器件201的N个红外敏感芯片201a上，如图5所示，这N个部位的红外辐射不会互相干扰。分离式多元光子器件的N个芯片接收到红外辐射之后，转换成电压信号，经过安装于探头箱1内的探头处理电路对该电压信号进行放大调理，最终上传到上位机进行计算，得到轴箱3和车轮4的N个不同部位的温度。