城轨列车直线电机温度检测方法、装置及其控制方法与流程

本发明涉及城轨列车直线电机温度检测技术，具体涉及一种城轨列车直线电机温度检测方法、装置及其控制方法。

背景技术：

直线电机作为一种新型的驱动方式，具有爬坡能力强、车辆运动平稳性高、转弯半径小、轮缘磨耗少、噪声低及维护成本低等优秀性能，将在城市轨道交通中得到广泛应用，但同时对于车辆结构参数检测（尤其是直线电机温度检测）提出了更高的要求。这是因为在直线电机温度过高情况下，会造成直线电机绝缘材料加速老化，导致直线电机发生击穿损坏，并发生安全事故；同时在直线电机温度长时间处于过高的情况下会导致直线电机底部的槽楔结构固定材料老化，使槽楔结构出现松动，长久之后甚至导致槽楔脱落，使直线电机损坏。

城轨列车的直线电机为长方形，具有一定的空间区域长度，且直线电机两端的温度与直线电机中间的温度具有一个温度差，为100摄氏度左右。由于城轨列车车载的直线电机的上述结构，导致普通的温度传感器无法做到对直线电机每个区域的温度进行检测，以至于直线电机在后期维护过程中人工无法确定及预判具体区域的老化和槽楔的松动等情况，需每天大面积去检测直线电机老化及槽楔松动等情况，极大地增加人力成本及物质成本。同时，在直线电机运行过程中，若直线电机温度过高会导致直线电机能量损耗过高，导致牵引力下降，严重情况下甚至出现停车等事故；因车载直线电机温度传感器无法准确的检测每个区域的具体温度，无法准确与及时的提示直线电机改变运行工况，以便直线电机降低温度，预防直线电机出现牵引力下降及损耗过高等现象。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够准确提供直线电机的温度，对被检测直线电机根据列车编号进行直线电机温度值保存，并在温度值过高的情况下精确的预警及报警，减少对直线电机维护的人力成本和预防因为列车电机停止运转而造成停车事故发生的城轨列车直线电机温度检测方法、装置及其控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种城轨列车直线电机温度检测装置，包括车轮传感器、现场检测站、车号识别单元和温度检测单元，所述现场检测站分别与车轮传感器、车号识别单元、温度检测单元相连，所述车轮传感器、车号识别单元和温度检测单元均设于轨道上，所述温度检测单元包括控制器和装设于轨道上的红外温度传感器，所述控制器分别与红外温度传感器、现场检测站相连。

优选地，所述车轮传感器包括车号识别开机传感器、车轮定位传感器和车号识别关机传感器，所述车号识别开机传感器、车轮定位传感器和车号识别关机传感器分别与现场检测站相连。

优选地，所述温度检测单元还包括带检测窗的防护箱，所述红外温度传感器布置于检测窗内侧，所述防护箱的检测窗处设有开关门，所述防护箱上设有滑轨，所述开关门滑动布置于滑轨上，所述防护箱中设有用于驱动开关门沿着滑轨来回滑动以打开检测窗和封闭检测窗的滑动驱动机构，所述滑动驱动机构和现场检测站相连。

优选地，所述滑动驱动机构包括驱动电机、主动轮、传动链条、从动轮和两个行程检测开关，所述驱动电机、主动轮、从动轮均固定于防护箱上，所述驱动电机的输出轴和主动轮相连，所述主动轮通过传动链条和从动轮相连，所述传动链条上固定有滑块，所述开关门和滑块固定连接，所述两个行程检测开关固定于滑轨上，且滑块滑动布置于两个行程检测开关之间，所述驱动电机、行程检测开关分别和现场检测站相连。

优选地，所述车号识别单元为用于读取城轨列车上的电子标签的电子标签读取器。

优选地，所述红外温度传感器包括带有检测口的外壳，所述外壳的检测口中由外至内依次布置有镜头、滤光片和红外检测探头，所述红外检测探头的输出端和现场检测站相连。

优选地，所述现场检测站还通过网络连接有远程控制中心，所述远程控制中心通过无线网络和城轨列车相连，所述现场检测站将车号识别单元发送的车号信息及控制器发送的温度测量数据保存在本地并通过网络传送给远程控制中心后，如果远程控制中心检测到温度测量数据超过预设阈值，则所述远程控制中心将直线电机温度过高的报警信息以无线信号的形式发送给被检测的城轨列车以提示该城轨列车改变直线电机运行工况。

进一步地，本发明还提供一种本发明前述城轨列车直线电机温度检测装置的控制方法，实施步骤包括：

1）通过车号识别开机传感器检测列车车轮经过，当列车车轮经过车号识别开机传感器时，车号识别开机传感器将触发信号发送给现场检测站，现场检测站发送检测信号给车号识别单元，车号识别单元对列车车号电子标签进行识别，并将车号电子标签所含信息发送给现场检测站；同时，车号识别开机传感器将触发信号发送给现场检测站，现场检测站发送控制信号给防护箱内的滑动驱动机构，滑动驱动机构将防护箱的开关门打开；

2）通过车轮定位传感器检测列车车轮经过，同时当列车车轮经过车轮定位传感器时，车轮定位传感器将触发信号发送给现场检测站，现场检测站发送信号给控制器，控制器触发红外温度传感器对直线电机进行检测，红外温度传感器将温度测量值以电信号传送给控制器，控制器将温度测量值以电信号传输给现场检测站，现场检测站将车号识别单元发送的车号信息及控制器发送的温度测量数据保存在本地并通过网络传送给远程控制中心；

3）通过车号识别关机传感器检测列车车轮经过，当列车末车轮经过车号识别关机传感器时，车号识别关机传感器将触发信号发送给现场检测站，现场检测站发送控制信号给防护箱的滑动驱动机构及控制器；滑动驱动机构将防护箱的检测窗的活动门关闭，控制器停止通过红外温度传感器检测城轨列车直线电机的温度。

优选地，步骤2）中现场检测站将车号识别单元发送的车号信息及控制器发送的温度测量数据保存在本地并通过网络传送给远程控制中心后，如果远程控制中心检测到温度测量数据超过预设阈值，则所述远程控制中心将直线电机温度过高的报警信息以无线信号的形式发送给被检测的城轨列车，以提示该城轨列车改变直线电机运行工况。

本发明城轨列车直线电机温度检测方法具有下述优点：本发明预先在城轨列车的轨道上布置温度传感器，当城轨列车经过时通过红外温度传感器采用非接触式检测的方式检测布置于城轨列车底部的直线电机表面的温度，得到直线电机表面连续的温度曲线，能够克服现有技术在城轨列车上采用多点直接检测的方式使用传感器过多、检测成本过高、无法有效全面覆盖直线电机表面的问题，通过地面检测的方式能够得到当前经过城轨列车的直线电机温度曲线，能够准确提供直线电机的温度，对被检测直线电机根据列车编号进行直线电机温度值保存，并在温度值过高的情况下精确的预警及报警，减少对直线电机维护的人力成本和预防因为列车电机停止运转而造成停车事故的发生，具有响应速度快、抗干扰性强、可靠性高的优点。

本发明城轨列车直线电机温度检测装置及其控制方法为本发明城轨列车直线电机温度检测方法的进一步物理结构实现及其控制方法，通过对本发明城轨列车直线电机温度检测装置中各个部件或其控制，同样也能够准确提供直线电机的温度，对被检测直线电机根据列车编号进行直线电机温度值保存，并在温度值过高的情况下精确的预警及报警，减少对直线电机维护的人力成本和预防因为列车电机停止运转而造成停车事故的发生，具有响应速度快、抗干扰性强、可靠性高的优点。

附图说明

图1为本发明实施例温度检测方法的流程示意图。

图2为本发明实施例温度检测装置的结构示意图。

图3为本发明实施例中防护箱的立体结构示意图。

图4为本发明实施例中防护箱上滑动驱动机构部分的立体结构示意图。

图5为本发明实施例中红外温度传感器的结构示意图。

图例说明：1、车轮传感器；11、车号识别开机传感器；12、车轮定位传感器；13、车号识别关机传感器；2、现场检测站；3、车号识别单元；4、温度检测单元；40、红外温度传感器；401、外壳；402、镜头；403、滤光片；404、红外检测探头；41、控制器；5、防护箱；51、滑轨；6、开关门；7、滑动驱动机构；71、驱动电机；72、主动轮；73、传动链条；731、滑块；74、从动轮；75、行程检测开关；8、以太网交换机；9、远程控制中心。

具体实施方式

如图1所示，本实施例城轨列车直线电机温度检测方法的实施步骤包括：预先在城轨列车的轨道上布置温度传感器及车轮传感器，当车轮传感器检测到城轨列车经过时，则通过红外温度传感器采用非接触式检测的方式检测布置于城轨列车底部的直线电机表面的温度，得到直线电机表面连续的温度曲线。

本实施例城轨列车直线电机温度检测方法通过红外线温度传感器，利用光学测量原理采用非接触式检测的方式检测直线电机的温度，能够克服现有技术在城轨列车上采用多点直接检测的方式使用传感器过多、检测成本过高、无法有效全面覆盖直线电机表面的问题，通过地面检测的方式能够得到当前经过城轨列车的直线电机温度曲线，能够准确提供直线电机的温度，对被检测直线电机根据列车编号进行直线电机温度值保存，并在温度值过高的情况下精确的预警及报警，减少对直线电机维护的人力成本和预防因为列车电机停止运转而造成停车事故的发生，具有响应速度快、抗干扰性强、可靠性高的优点。

如图2所示，本实施例的城轨列车直线电机温度检测装置包括车轮传感器1、现场检测站2、车号识别单元3和温度检测单元4，现场检测站2分别与车轮传感器1、车号识别单元3、温度检测单元4相连，车轮传感器1、车号识别单元3和温度检测单元4均设于轨道上，温度检测单元4包括装设于轨道上的红外温度传感器40和控制器41，控制器41分别与红外温度传感器40、现场检测站2相连，通过上述结构，能够克服现有技术在城轨列车上采用多点直接检测的方式使用传感器过多、检测成本过高、无法有效全面覆盖直线电机表面的问题，通过地面检测的方式能够得到当前经过城轨列车的直线电机温度曲线，能够准确提供直线电机的温度，对被检测直线电机根据列车编号进行直线电机温度值保存，并在温度值过高的情况下精确的预警及报警，减少对直线电机维护的人力成本和预防因为列车电机停止运转而造成停车事故的发生，具有响应速度快、抗干扰性强、可靠性高的优点，能够解决直线电机温度在线检测、温升过高报警及历史值记录等问题

如图2所示，车轮传感器1包括车号识别开机传感器11、车轮定位传感器12和车号识别关机传感器13，车号识别开机传感器11、车轮定位传感器12和车号识别关机传感器13分别与现场检测站2相连。本实施例中，开机传感器11、车轮定位传感器12和车号识别关机传感器13均采用德国TRUCK公司的NI50U-CK40-VN4X2型图尔克接近传感器。此外，本实施例中的车轮传感器1还包括计轴及计辆传感器，计轴及计辆传感器同样也采用德国TRUCK公司的NI50U-CK40-VN4X2型图尔克接近传感器。车号识别开机传感器11用于开启车号识别单元3进行车号识别，车轮定位传感器12用于启动温度检测单元4进行温度检测、计轴及计辆传感器进行计轴及计辆，车号识别关机传感器13用于关闭温度检测单元4停止温度检测。

参见图2，本实施例的现场检测站2还通过网络连接有远程控制中心9，所述远程控制中心9通过无线网络和城轨列车相连，所述现场检测站2将车号识别单元3发送的车号信息及控制器41发送的温度测量数据保存在本地并通过网络传送给远程控制中心9后，如果远程控制中心9检测到温度测量数据超过预设阈值，则所述远程控制中心9将直线电机温度过高的报警信息以无线信号的形式发送给被检测的城轨列车以提示该城轨列车改变直线电机运行工况。本实施例中现场检测站2通过以太网交换机8和远程控制中心9相连，远程控制中心9作为一种城轨列车直线电机温度监控报警装置，位于远程控制室内，且通过光纤网络、以太网交换机8与现场检测站2相连。通过远程控制中心9能够及时将报警信号发送给被检测城轨列车，提示该列车改变直线电机运行工况，降低直线电机温度，同时可以扩展至多个现场检测站2的联网，从而进一步扩展实现对整个城轨列车轨道装置的多个位置进行温度检测。

本实施例中，车号识别单元3为用于读取城轨列车上的电子标签的电子标签读取器，不同的城轨列车则布置有不同的电子标签，以实现车号的识别。除了采用基于射频信号的电子标签以外，此外也可以基于其他无线通信技术来实现对车号的识别，例如红外通信、激光信号通讯、WIFI、蓝牙、Zigbee等，其原理与本实施例基本相同，在此不再赘述。

如图3和图4所示，温度检测单元4还包括带检测窗的防护箱5，红外温度传感器40布置于检测窗内侧，防护箱5的检测窗处设有开关门6，防护箱5上设有滑轨51，开关门6滑动布置于滑轨51上，防护箱5中设有用于驱动开关门6沿着滑轨51来回滑动以打开检测窗和封闭检测窗的滑动驱动机构7，滑动驱动机构7和现场检测站2相连。通过前述带有活门机构的防护箱5，能更有效保护内部的红外温度传感器40，确保本实施例检测装置能够应用于工程实际非常恶劣的环境。

如图3和图4所示，滑动驱动机构7包括驱动电机71、主动轮72、传动链条73、从动轮74和两个行程检测开关75，驱动电机71、主动轮72、从动轮74均固定于防护箱5上，驱动电机71的输出轴和主动轮72相连，主动轮72通过传动链条73和从动轮74相连，传动链条73上固定有滑块731，开关门6和滑块731固定连接，两个行程检测开关75固定于滑轨51上，且滑块731滑动布置于两个行程检测开关75之间，驱动电机71、行程检测开关75分别和现场检测站2相连。除了触发温度检测单元4的红外温度传感器40行温度检测以外，车轮传感器1还用于触发防护箱5打开和关闭。防护箱5打开和关闭开关门6的工作原理如下：（I）当收到开门信号时，现场检测站2控制驱动电机71转动，驱动电机71的输出轴通过主动轮72、传动链条73带动从动轮74转动，传动链条73则带动滑块731和开关门6一起沿着滑轨51滑动离开检测窗使得检测窗打开，当一个行程检测开关75被滑块731碰撞触发时现场检测站2控制驱动电机71停止转动，检测窗保持在打开状态，此时红外温度传感器40的检测头直接对准城轨列车的直线电机，检测到直线电机的表面温度；（II）当收到关门信号时，现场检测站2控制驱动电机71反向转动，驱动电机71的输出轴通过主动轮72、传动链条73带动从动轮74转动，传动链条73则带动滑块731和开关门6一起沿着滑轨51滑动遮挡检测窗使得检测窗关闭，当另一个行程检测开关75被滑块731碰撞触发时现场检测站2控制驱动电机71停止转动，检测窗保持在关闭状态。

如图5所示，红外温度传感器40包括带有检测口的外壳401，外壳401的检测口中由外至内依次布置有镜头402、滤光片403和红外检测探头404，红外检测探头404的输出端和现场检测站2相连。工作时，被测物体的红外辐射光线通过镜头402，在由滤光片403将非被测物体红外辐射波段进行滤除后汇聚于红外检测探头404的光敏面，红外检测探头404将温度值以电信号形式进行输出。

本实施例城轨列车直线电机温度检测装置的控制方法的步骤包括：1）通过车号识别开机传感器11检测列车车轮经过，当列车车轮经过车号识别开机传感器11时，车号识别开机传感器11将触发信号发送给现场检测站2，现场检测站2发送检测信号给车号识别单元3，车号识别单元3对列车车号电子标签进行识别，并将车号电子标签所含信息发送给现场检测站2；同时，车号识别开机传感器11将触发信号发送给现场检测站2，现场检测站2发送控制信号给防护箱5内的滑动驱动机构7，滑动驱动机构7将防护箱5的开关门6打开；

2）通过车轮定位传感器12检测列车车轮经过，同时当列车车轮经过车轮定位传感器12时，车轮定位传感器12将触发信号发送给现场检测站2，现场检测站2发送信号给控制器41，控制器41触发红外温度传感器40对直线电机进行检测，红外温度传感器40将温度测量值以电信号传送给控制器41，控制器41将温度测量值以电信号传输给现场检测站2，现场检测站2将车号识别单元3发送的车号信息及控制器41发送的温度测量数据保存在本地并通过网络传送给远程控制中心9；

3）通过车号识别关机传感器13检测列车车轮经过，当列车末车轮经过车号识别关机传感器13时，车号识别关机传感器13将触发信号发送给现场检测站2，现场检测站2发送控制信号给防护箱5的滑动驱动机构7及控制器41；滑动驱动机构7将防护箱5的检测窗的活动门6关闭，控制器41停止通过红外温度传感器40检测城轨列车直线电机的温度。

本实施例中，步骤2）中现场检测站2将车号识别单元3发送的车号信息及控制器41发送的温度测量数据保存在本地并通过网络传送给远程控制中心9后，如果远程控制中心9检测到温度测量数据超过预设阈值，则远程控制中心9将直线电机温度过高的报警信息以无线信号的形式发送给被检测的城轨列车，以提示该城轨列车改变直线电机运行工况。

本实施例中，现场检测站2通过采用数字IO卡来采集车轮传感器1的触发信号，以及通过数字IO卡来实现对防护箱5的打开与关闭控制及控制器41的温度检测触发控制。此外，本实施例城轨列车直线电机温度检测装置还包含防雷装置，现场检测设备的通信电缆及电源电缆通过防雷装置从外部与现场检测站2的设备进行连接，防雷装置的接地端与接地体进行连接，当外部的雷电或瞬间高电势作用在现场检测设备上时，防雷装置能切断与其他设备的连接，且防雷装置具有浪涌保护功能，进一步最大可能的保护装置免受雷电的损坏。防护箱5、车轮传感器1及车号识别单元3具有防电磁干扰、防水、防水、防油、不受道渣及钢轨锈蚀影响。综上所述，本实施例城轨列车直线电机温度检测装置能够准确提供直线电机的温度，对被检测直线电机根据列车编号进行直线电机温度值保存，并在温度值过高的情况下精确的预警及报警，减少对直线电机维护的人力成本和预防因为列车电机停止运转而造成停车事故的发生。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。