专利名称：嵌入式便携列车称重仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种列车称重仪，尤其涉及一种嵌入式便携列车称重仪。
背景技术：
轨道衡是一种高精度衡器，计量精度可以达到5%。以上，因此广泛应用于铁路货运 贸易结算系统中。为了保证精度，轨道衡包含许多复杂组成部分，主要包括整体道床、机械 称台、称重传感器、称重仪表和称重算法组成。其中整体道床是混凝土结构，施工周期大约 是两个月，机械称台长度大约4米，重量4吨以上，因此建造轨道衡时需要铁路轨道长时间 不能使用，严重影响铁路货运效率。
实用新型内容针对上面的问题，本实用新型旨在提出一种嵌入式便携称重仪表，其包括称重计 算模块和机械称台；机械称台测量感应电压信号发送至称重计算模块，由称重计算模块计 算出车轴重量，累加一节车厢的各车轴的车轴重量从而得到车厢重量。优选地，所述机械称台包括传感器和支撑结构。优选地，所述支撑结构包括套筒、嵌入块、支撑体、紧固件；嵌入块可以嵌入进铁 轨轨腰处，通过紧固件和套筒产生的张力将整个机械称台固定在两根铁轨轨腰处；支撑体 和嵌入块通过螺栓连接，共同支撑传感器。优选地，所述称重计算模块包括基于PC104体系的嵌入式主板；所述基于PC104体 系的嵌入式主板包括传感器信号调理模块、PC104 AD采集卡、PC104主板；由传感器发送的 信号经传感器信号调理模块处理后送至PC104 AD采集卡转化为数字信号，所述数字信号被 送至PC104主板以计算车轴重量。优选地，所述称重计算模块包括基于ARM体系的嵌入式模块；所述基于ARM体系 的嵌入式模块包括8路传感器信号调理电路、A/D转换电路、ARM7-TDMI CPU、RAM、FLASH、 EEPROM、RS-232接口 ；由传感器发送的轴重电压信号经传感器信号调理模块滤波放大后送 至A/D转换电路转化为数字信号，该数字信号被送至ARM7-TDMI CPU计算车轴重量，最后根 据车轴之间距离判断各车轴重量是否是属于同一节车厢的车轴的车轴重量，将同一节车厢 的各车轴重量信息相加得到该车厢的车厢重量。该仪表不需要土建结构，称台也缩小到0. 6米以内，同时重量在80公斤左右，因此 仅需要两三个工作人员就可以进行安装使用，适合应用于精度要求在2%左右的场合中，例 如定量装车现场，货物重量近似校核等等。
从对说明本实用新型的主旨及其使用的优选实施例和附图的以下描述来看，本实 用新型的以上和其它目的、特点和优点将是显而易见的，在附图中图1是本实用新型的嵌入式便携列车称重仪的结构示意图；图2是本实用新型的第一实施例的嵌入式称重计算模块的原理图；[0013]图3是本实用新型的第二实施例的嵌入式称重计算模块的原理图；图4是机械称台的机械结构图；图5是图4沿G-G线的剖面图；图6是图4沿D-D线的剖面图；图7是机械称台的立体图；图8是本实用新型的嵌入式便携列车称重仪的工作流程图。
具体实施方式
下面，将结合说明书附图对本实用新型的嵌入式便携称重仪进行详细说明。如图1所示，本实用新型的嵌入式便携称重仪表主要包括机械称台和嵌入式称重 计算模块。如图4至图7所示，机械称台包括传感器和支撑结构。图2是嵌入式称重计算 模块的第一实施例，其中的计算模块是基于PC104体系的嵌入式主板；图3是嵌入式称重计 算模块的第二实施例，其中的计算模块是基于ARM体系的嵌入式模块。如图2所示，基于PC104体系的嵌入式主板实现的嵌入式称重计算模块包括4路 传感器信号调理模块、PC104AD采集卡、PC104主板、液晶显示器、键盘、鼠标、硬盘、电子盘 及电源等，可以实现4路传感器信号的调理、采集、存储、上传功能。传感器信号调理模块采用研华科技的ADAM3016，提供高精度供桥电源，实现传感 器信号的放大(增益可设置)，并实现电源、输入、输出相互隔离的功能，可靠性高、使用方 便。PC104AD采集卡为16通道16位AD采集卡200K采集率，可以满足数据采集的需要。PC104主板实现数据采集、存储、通讯O个串口)的功能，可以运行操作系统，提供 键盘、鼠标、显示器接口。由传感器发送的信号经传感器信号调理模块处理后送至PC104 AD采集卡转化为 数字信号，该数字信号被送至PC104主板以计算车轴重量，最后根据车轴之间距离判断各 车轴重量是否是属于同一节车厢的车轴的车轴重量，将同一节车厢的各车轴重量信息相加 得到该车厢的车厢重量。如图3所示，基于ARM体系的嵌入式主板实现的嵌入式称重计算模块包括8路传 感器信号调理电路、A/D转换、ARM7-TDMI CPU、RAM、FLASH、EEI^ROM、RS-232接口等，可以实 现8路传感器信号的调理、采集、上传功能。传感器信号调理电路实现传感器信号的放大、低通滤波功能，将传感器输出信号 放大到与A/D转换电路相匹配的幅值。A/D转换电路实现模数转换，将放大后的传感器信号转换为数字量。ARM7-TDMI CPU获取A/D转换后的数字信号，做滤波处理后，通过串口上传数据。FLASH用于存储数据采集程序。RAM提供程序运行时的随机存储空间。EEPROM用于存储配置信息，如采样率、采样通道数、串口波特率等。所有以上功能集成在一块板卡上。由传感器发送的轴重电压信号经传感器信号调理模块滤波放大后送至AD转换芯 片转化为数字信号，该数字信号被送至ARM7-TDMI CPU计算车轴重量，最后根据车轴之间距离判断各车轴重量是否是属于同一节车厢的车轴的车轴重量，将同一节车厢的各车轴重量 信息相加得到该车厢的车厢重量。如图4至图7所示为机械称台，该称台安放在两根铁轨之间，其包括传感器和支撑 结构。其中支撑结构包括套筒1、嵌入块2、支撑体4、紧固件5、6;嵌入块2可以嵌入进铁轨 轨腰处，通过紧固件5，6和套筒1产生的张力将整个机械称台固定在两根铁轨轨腰处。支 撑体4和嵌入块2通过螺栓连接，共同支撑传感器3。传感器3与火车车轮外圆接触，将火 车的重量转变为电压变化，并传递到嵌入式称重计算模块中，实现对火车重量的测量。下面将结合图8详细介绍本实用新型的嵌入式便携称重仪表工作流程。将称重仪表安装在铁轨之间后，打开电源等待列车到来。当列车到达后，车轮踏面 与铁轨脱离，车轮外圆压在称台传感器上，这样列车重量通过传感器转化为电压信号，并将 该信号发送到嵌入式称重计算模块中。在嵌入式称重计算模块中，将传感器的电压信号首先经过滤波，放大处理的调理 电路，然后模数转化模块抽样出列车重量的数字信号。数字信号在嵌入式控制器中计算出 列车的轴重，显示在液晶屏上，经过人工交互处理得到每节车厢的总重量。本实用新型的嵌入式便携称重仪表中并不限于是一个机械称台；还可以是多个机 械称台。通过增加称台，可以提高测量数据的准确性。因为嵌入式便携称重仪表的采集模 块可以接收至少四路以上传感器信号，因此至少可以增加1套称台，组成多称台称重系统， 这种方式可以极大降低因偶然性因素造成的称重结果不准的问题。非常适用于便携式称重 系统。尽管已示出和描述了本发明的优选实施例，可以设想，本领域的技术人员可在本 实用新型的精神和范围内设计对本实用新型的各种修改。
权利要求1.一种嵌入式便携列车称重仪，其包括称重计算模块和机械称台；机械称台测量感应 电压信号并发送至称重计算模块，由称重计算模块计算出车轴重量，累加一节车厢的各车 轴的车轴重量从而得到车厢重量。
2.如权利要求1所述的嵌入式便携列车称重仪，其特征在于所述机械称台包括传感 器和支撑结构。
3.如权利要求2所述的嵌入式便携列车称重仪，其特征在于所述支撑结构包括套筒、 嵌入块、支撑体、紧固件；嵌入块嵌入进铁轨轨腰处，通过紧固件和套筒产生的张力将整个机械称台固定在两根 铁轨轨腰处；支撑体和嵌入块通过螺栓连接，共同支撑传感器。
4.如权利要求1所述的嵌入式便携列车称重仪，其特征在于所述称重计算模块包括 基于PC104体系的嵌入式主板。
5.如权利要求4所述的嵌入式便携列车称重仪，其特征在于所述基于PC104体系的 嵌入式主板包括传感器信号调理模块、PC104AD采集卡、PC104主板；由传感器发送的信号经传感器信号调理模块处理后送至PC104AD采集卡转化为数字 信号，所述数字信号被送至PC104主板以计算车轴重量。
6.如权利要求1所述的嵌入式便携列车称重仪，其特征在于所述称重计算模块包括 基于ARM体系的嵌入式模块。
7.如权利要求6所述的嵌入式便携列车称重仪，其特征在于所述基于ARM体系的 嵌入式模块包括8路传感器信号调理电路、A/D转换电路、ARM7-TDMI CPU、RAM、FLASH、 EEPROM、RS-232 接 Π ；由传感器发送的轴重电压信号经传感器信号调理模块滤波放大后送至A/D转换电路 转化为数字信号，该数字信号被送至ARM7-TDMI CPU计算车轴重量，最后根据车轴之间距离 判断各车轴重量是否是属于同一节车厢的车轴的车轴重量，将同一节车厢的各车轴重量信 息相加得到该车厢的车厢重量。
专利摘要本实用新型公开一种嵌入式便携列车称重仪，其包括称重计算模块和机械称台；机械称台测量感应电压信号并发送至称重计算模块，由称重计算模块计算出车轴重量，累加一节车厢的各车轴的车轴重量从而得到车厢重量。
文档编号G01G19/04GK201844874SQ201020285310
公开日2011年5月25日 申请日期2010年8月4日 优先权日2010年8月4日
发明者于军, 佟详国 申请人:北京北铁高科电子技术有限公司