一种减速顶在线监测系统的制作方法

本发明涉及铁路减速顶控制技术领域，具体涉及一种减速顶在线监测系统。。

背景技术：

减速顶是应用于铁路编组站驼峰调速系统的一种液压式调速设备，减速顶调速系统是一个由多台减速顶构成的连续式调速系统。如果减速顶调速系统中有个别减速顶发生故障，会影响系统整体的调速效果。因此，减速顶的养护维修成为编组站的一项重要工作。现有的减速顶维修工作均采用人工巡视、室外维护和室内检修相结合的方式。

采用上述方法维修减速顶，存在以下问题：1、由于编组场内安装的减速顶数量众多，范围庞大，维护人员对编组场内所有的减速顶全部检查一次，会耗费大量的时间和精力；2、检测减速顶故障的方法主要依靠人工检查，通过目测外部结构的方法来判断减速顶是否有损坏、漏油等现象，对于减速顶制动性能的好坏只能采用逐台脚踩的方法来判断，检测误差较大，容易出现检查不到位的情况；许多编组场出现了部分减速顶虽然不到检修期，但制动功能明显减小，临界速度发生变化，容易出现超速连挂，损坏车辆的事故，成为编组场调车作业及人身安全的隐患。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种减速顶在线监测系统，本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案具有：通过对减速顶使用状态的在线监测，帮助工作人员及时发现并更换故障减速顶，从而消除事故隐患，保证铁路运输生产的安全性等技术效果，详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种减速顶在线监测系统，包括安装在铁轨上的减速顶，该减速顶上设置有采集其声发射源的声发射传感器，所述声发射传感器通过传输线路连接声发射检测仪，且在声发射传感器与所述声发射检测仪之间的传输线路上安装有前置放大器。

作为优选，所述声发射传感器包括外壳和贴合所述减速顶表面的耦合板，所述耦合板设置于所述外壳底部，所述外壳内部设置有压电部，该压电部固定安装在耦合板上，所述外壳上设置有连接压电部的外部接线用端子。

作为优选，所述外壳两侧底部对称设置有两个定位翅片，所述定位翅片上成型有配合螺钉的定位孔，螺钉贯穿定位孔后与减速顶表面螺纹配合，且使所述耦合板紧密贴附在所述减速顶表面。

作为优选，所述外壳为金属材质。

作为优选，所述压电部采用锆钛酸铅陶瓷材料制成。

综上，本发明的有益效果在于：通过对减速顶运行状态进行在线监测，对监测信号实时分析后，确定减速顶是否做功，从而帮助工作人员及时发现并更换故障减速顶，进而消除事故隐患，保证铁路运输生产安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的系统结构示意图；

图2是本发明声发射传感器的控制系统框图；

图3是正常减速顶的i类信号频谱图；

图4是正常减速顶的ii类信号频谱图；

图5是故障减速顶的i类信号频谱图；

图6是故障减速顶的ii类信号频谱图。

附图标记说明如下：

1、铁轨；2、减速顶；3、声发射传感器；301、外壳；302、定位翅片；303、耦合板；304、压电部；305、端子；4、前置放大器；5、声发射检测仪。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图2所示，本发明提供了一种减速顶在线监测系统，包括安装在铁轨1上的减速顶2，其包括滑动油缸体组合件和壳体组合件，其结构为现有技术，为本领域技术人员所公知，在此不做赘述，减速顶2与铁轨1之间通过六角螺母和双头螺栓固定，并配合弹簧垫防止紧固件松动，该减速顶2上设置有采集其声发射源的声发射传感器3，声发射传感器3紧密固定在减速顶2的表面，所述声发射传感器3通过传输线路连接声发射检测仪5，且在声发射传感器3与所述声发射检测仪5之间的传输线路上安装有前置放大器4，可将前置放大器4设置在声发射传感器3内部，以减少外部走线的复杂程度，并且减少前置放大器4受外界环境的干扰，声发射传感器3采集减速顶2在静止状态下和工作状态下的声音信号，通过前置放大器4进行信号放大后传入声发射检测仪5中，通过对采集到的声音信号进行时域、频域和小波能量中提取减速顶2声发射信号的特征参数，与正常减速顶2的声发射信号进行对比，即可判断减速顶2是否发生故障，且判断故障种类。

声发射检测仪5应用了现代计算机及信号处理技术，克服了实时高速的多通道声发射检测系统采集存储和信号信息处理的难题，可以实现对声发射信号的波形与参数信号进行实时在线采集，可基本满足在实际现场应用中的多种要求，声发射检测仪5由传感器、放大器、声发射采集卡和计算机四个部分及专用软件组成。

作为可选的实施方式，所述声发射传感器3包括金属材质的外壳301和贴合所述减速顶2表面的耦合板303，所述耦合板303设置于所述外壳301底部，所述外壳301内部设置有压电部304，该压电部304固定安装在耦合板303上，所述外壳301上设置有连接压电部304的外部接线用端子305，所述压电部304采用锆钛酸铅陶瓷材料制成；所述外壳301两侧底部对称设置有两个定位翅片302，所述定位翅片302上成型有配合螺钉的定位孔，螺钉贯穿定位孔后与减速顶2表面螺纹配合，且使所述耦合板303紧密贴附在所述减速顶2表面。

减速顶2的主要作用是讲驼峰溜放的忒路车辆的速度控制在一个相对稳定的竖直，其工作过程分为三个方面：首先，在车辆速度小于临界速度时，此时滑动油缸的速度相对较低，速度阀弹簧的弹力大于速度阀板所受的压力，所以速度阀在此情况中为开启状态，油液会经活塞过流孔从油缸上腔流入下腔，在这个过程中下腔体不能完全接纳的油液会产生一定的压力迫使气体进行压缩，且由于油液流动过程中的阻尼很小基本可以忽略不计，因此在此情况下减速顶2可视为不对车辆起制动减速作用；其次，在车辆速度大于临界速度时，当溜放速度大于减速顶2预设的临界速度时减速顶2的工作流程与之前正好相反。在此过程中速度阀为关闭状态，切断了上下腔的油路通道。在滑动油缸继续下滑的过程中，使得上腔体内的油液与氮气不断升高压力，当达到平板压力阀预设的压力时会将其打开，油液将会以一定的速度经压力阀流入油缸下腔，减速顶2对车辆其阻碍作用而使其速度降低；最后，减速顶2回程时，当减速顶2滑动油缸被压缩至最低点之后，上腔内被压缩存在有一定压力的氮气会因膨胀而使滑动油缸向上回升，同时油缸下腔体存在的油液会返回上腔，带动了回程筏板使其接近活塞的下端面，造成了回油孔的关闭并起到了阻尼作用，迫使滑动油缸回升至正常位置，至此，减速顶2完成工作动作恢复初始状态。

声发射也称应力波微振动、应力波发射等是指材料受内力或外力作用产生形变或断裂，以弹性波的形式释放出应力-应变能的现象。声发射信号通常分为两种类型，分别为突发性信号与连续性信号，对应下述的i类信号和ii类信号，通过对减速顶2工作状态和初始状态的声发射检测，可记录两种信号的不同状态，从而通过将监测信号与正常减速顶2的声发射信号进行对比，判断减速顶2是否故障。

图3和图4为正常减速顶2的i类信号和ii类信号频谱图，图5和图6为故障减速顶2的i类信号和ii类信号频谱图；

由于火车减速顶2发射信号是受外力作用下产生的一种典型的非平稳随机信号，其中包含了许多来自发射源的信息，在图3和图5中可以看到，类型i信号频率高度集中在40khz附近，推测其可能是火车车轮在铁轨1上行驶时采集到的声发射信号；类型ii信号在20-120khz范围内均有分布，且频率组成复杂，推测其为当火车车轮经过减速顶2时，减速顶2对车轮进行制动减速所采集到的声发射信号，由于类型i信号相似度较高，因此可对类型信号ii的时域、频域和小波能量等特征参数判断减速顶2的故障与否。

通过采用时频分析理论非线性分析的方法，结合数学工具小波变换对声发射信号进行分析，能够得到：通过对减速顶2声发射信号的采集、处理和分析，能够对安装在铁轨1线路上的减速顶2检测是否做功，从而帮助工作人员及时发现不合格的减速顶2，以便于及时更换，从而消除站场和轨道线路上的安全隐患，保证铁路运输生产安全。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。