25(K)T型客车空气弹簧泄漏在线检测装置的制作方法

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种25(K)T型客车空气弹簧泄漏在线检测装置。

背景技术：

为了满足列车运行平稳性和舒适性要求，解决空重车车钩高度差较大的问题，25K型快速客车和25T提速客车转向架广泛应用了空气弹簧悬挂系统。由于受气候条件、线路状况，以及空气弹簧悬挂系统部件本身质量等综合因素影响，在车辆运行一段时间后空气弹簧本体会产生各种故障。以25T提速客车SYS580型空气弹簧为例，其由上盖、橡胶囊、支承座、橡胶堆和节流阀及尼龙座等组成。根据我们对南昌车辆段配属的25(K)T型客车空气弹簧运用、检修故障情况的调查，该段全年25(K)T型客车空气弹簧主要故障为空气弹簧漏风、橡胶堆故障以及胶囊老化变形等，其中空气弹簧漏风为主要故障，占该型客车全年各类故障总数的64.8％。

旅客列车运行途中，如果空气弹簧胶囊破裂，影响正常制动时，根据旅客列车车辆乘务员一次出乘作业标准，车辆乘务员需要在停车情况下进行处理；空气弹簧漏风时，若不及时处理，严重时会导致客车转向架摇枕横向位移，使车辆运行失稳。出现这种情况下，若不影响正常制动，可一次运行到终点站进行处理。同时要根据《铁路技术管理规程》有关规定及时通知机车乘务员限速运行。目前，编入直达特快、快速旅客列车大部分为25(K)T型客车。当直达特快旅客列车运行途中发生空气弹簧出现泄漏时，尤其是空气弹簧胶囊破裂，影响正常制动时，由于途中不进行技术作业，车辆乘务员、机车乘务员无法在第一时间及时发现空气弹簧泄漏、控制列车限速运行，从而影响列车的运行安全；当快速旅客列车途中发生空气弹簧漏气时，只有停靠在有列检作业的车站通过列检人员利用“听”和“摸”等传统方法来判断囊体是否破损漏气，空气弹簧上盖板与胶体间是否密封不良等。由于列车停车时间短，车站环境噪声较大，检车员无法及时从列车头至尾部准确排查和正确处理故障。因此有必要对直达特快、快速旅客列车25(K)T型客车的空气弹簧泄漏情况进行在线检测。

技术实现要素：

本发明的目的是为了及时发现直达特快旅客列车运行过程中空气弹簧泄漏，防止因此而导致的车辆运行失稳，设计了空气弹簧泄漏在线检测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

25(K)T型客车空气弹簧泄漏在线检测装置由无线压力传感器模块、车载数据接收装置和PC机分析软件等3部分构成。无线压力传感器将测得的压力数据保存在本地，当接收到车载接收主机（或手持机）无线信号时，立即自动组网并将保存在本地的诸如传感器编号（车辆安装位置）、时间、传感器状态、当前压力值、压力变化值等信息传送给车载接收主机（或手持机）；车载接收主机（或手持机）即可进行显示，相邻车厢车载接收主机可以相互间通信，也可以按接龙的方式将数据从车头部传到车尾部，或通过USB 线或U盘将接收到的信息下载到地面PC机利用软件进行分析处理，以便向用户提供维修决策支持。

所述的系统无线压力传感器内置于空气弹簧内，由纽扣式锂电池（电压为3.6V，容量为1.7Aｈ）、压力传感器和ZigBee无线模块等组成。

所述的车载接收主机（或手持机）安装在每辆客车乘务室侧壁上，电路由LCD屏、LPC3250、RTC时钟电路、存储电路、接口电路和无线接收系统及电源电路等组成。

所述的无线压力传感器选用CC2430作为系统的RF收发器，选用CM5541芯片作为压力传感器, 整体采用ABS工程材料进行封装，顶面开一小孔，传感器白色硅胶正面通过这小孔感受压力。为了方便内置于空气弹簧尼龙座孔内，无线压力传感器外形尺寸设计为长×宽×厚＝35mm×35mm×15mm。

所述的车载数据接收机软件功能主要包括参数设置、实时曲线显示、历史数据查询、报警画面、终到站和休眠指令管理及数据下载管理等。

所述的PC机数据分析软件采用VB6.0.net进行开发，主要包括数据下载、数据库管理、数据分析、系统维护等模块。

本发明的有益效果是：

空气弹簧泄漏在线检测装置安装于一列18辆编组25(k)t型客车时，每辆客车车载数据接收机可以与其他客车上的无线压力传感器组成Zigbee网络；该装置Zigbee网络与FSK、ASK和跳频的数传电台相比，具有更好的抗干扰能力，而且无线数据传输灵活、网络通信安全可靠；该装置无线压力传感器由于采用Zigbee模块进行设计，分离元器件少，而且运行于低功耗模式，故压力传感器体积小、重量轻、使用寿命长，可满足25(k)t型客A3修的周期（约3a）；该装置可以提前发现空气弹簧泄漏，防止漏检漏修情况发生，尤其在直达列车上有推广意义。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是在线检测装置系统结构。

图2是无线压力传感器CC2430外围电路。

图3是压力传感器放大电路。

具体实施方式

如图1所示，结合始发、运行途中和终到站车辆乘务员车下作业和车内巡视的特点，25（K)T型客车检修规程有关A3修对空气弹簧检修技术要求，在设计“25（K)T型客车空气弹簧泄漏在线检测装置”（以下简称：在线检测装置）总体方案时，重点是解决电池单独供电的无线压力传感器如何在超低功耗情况下，使电池使用寿命达到客车检修A3修周期(2-2.5a)。因此，设计25(K)T型客车空气弹簧泄漏在线检测装置由无线压力传感器模块、车载数据接收装置和PC机分析软件等3部分构成。其中，无线压力传感器具有超低功耗、低成本、电池续航时间长、重量轻、体积小等特点。在不改变空气弹簧结构，不影响空气弹簧日常使用的情况下可以通过密封胶固定在空气弹簧尼龙座特制的方孔内，具有密封防水功能，能在-40～85℃正常工作；在接收到车载接收主机（或手持机）休眠信号后即进入休眠状态，或相邻3只空气弹簧压力均与大气压力一致时延时一定时间后休眠；在收到车载数据接收机（或手持机）的激活信号后，或空气弹簧压力值大于大气压力时退出休眠状态并实时传送气囊当前压力、纽扣电池当前电压值、传感器当前状态、无线压力传感器编号等信息；车载数据接收机（或手持机）除接收、显示已链接的无线压力传感器传送的数据外，可以对已链接的传感器编号进行修改，可以按时间段向用户提供历史数据浏览，包括压力变化曲线图等；可以与其他车辆接收机组网，查询数据；还可以通过USB线与PC机联机或U盘下载数据等；车载数据接收机（或手持机）具有较强的抗干扰性，采用DC24V供电和外置天线，通过增大发射信号功率，提高接收信号灵敏度以增加系统传输距离，确保每节车厢车载数据接收机之间以及车载数据接收机与附近转向架4只空气弹簧内的无线压力传感器之间无线网络可靠链接。

如图2所示，选用CC2430作为系统的RF收发器，不仅可以大大简化系统设计，提高系统的稳定性，而且可以满足系统超低功耗、低成本、工作时间长、重量轻、体积小等设计需求。2个石英谐振器（XTAL1和XTAL2）和4个电容C1～C4分别构成32MHz和32.768kHZ晶振电路。电路中的非平衡天线与一个非平衡变压器连接，该非平衡变压器由电容C5，电感L1，L2，L3和一个PCB微波传输线组成，可以满足RF输入／输出匹配电阻50Ω的要求。

如图3所示，选用CM5541芯片作为压力传感器, CM5541为表面贴封混合元件，它包括一个压阻硅微机械传感器和模数转换器接口集成电路，其圆形不锈钢帽里面采用防水白色硅胶密封，传感器从硅胶正面感应压力。可用于潜水设备，移动水深测量等。CM5541芯片内含4个16位AD转换器，模块内部储存有6个补偿参数，0～14bar绝压测量范围，分辨率为1.2mbar，电压范围为2.2～3.6v，工作温度是-40～+85℃，尤为重要的是该芯片可以被编程在低功耗掉电方式下工作。该压力传感器的外接电路，通过运放与CC2430相连。