本实用新型涉及故障检测领域一种用于处理复合传感器信号的前置处理系统。
背景技术：
随着我国轨道交通车辆运行速度越来越快，运营里程不断增加，对于车辆走行部件的稳定性要求也随之提高。在高密度的运营过程中，轨道交通的基础设备和设施成为运营安全的焦点。轨道是轨道交通基础设施的重中之重，一旦发生故障，轻则发生行车中断事故，重则引发列车脱轨、倾覆等严重事故。目前的轨道检测方法无法及时有效地发现钢轨故障尤其是转向架故障。转向架故障中，危害较大也是最易发生的是轴端轴承的故障。一旦轴承损坏，且未及时发现，可导致轴箱烧毁、车辆起火等恶劣影响，甚至危及乘客安全。
常见轨道故障主要有道床沉降、钢轨焊缝裂纹、钢轨擦伤、钢轨波磨、钢轨掉块等，这些会使列车车轮通过时产生较大的轮轨力。在轮轨力冲击作用下，列车的转向架位置会产生相对应的振动加速度和冲击。通过提取转向架轴承的振动加速度和冲击信息，进行数据处理和故障诊断，可以诊断出整条运营线路轮轨的振动状态。
轮轨振动状态监测要求复合传感器安装所在位置的轮对踏面状态良好，这样可以尽量避免因踏面自身故障而影响轨道的振动加速度和冲击。即使踏面存在故障，系统也能根据踏面故障运行规律从监测数据中识别出来，防止踏面故障信息误判为轨道信息。
目前轮轨振动状态监测主要问题是：列车转向架轴承的轴端可供安装监测系统的空间狭小，同时还要求具有同时检测转向架轴承的轴温和转向架轴承振动数据的功能。
技术实现要素：
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用于处理复合传感器信号的前置处理系统，实现在列车转向架轴承的轴端的狭小空间内同步进行转向架轴承振动和轴温的测量。
实现上述目的的一种技术方案是：一种用于处理复合传感器信号的前置处理系统，包括多个复合传感器接口、微处理器、模拟开关电路、电压/电流转换电路以及车辆分机接口；
每个复合传感器接口均连接一个带有温度传感器的复合传感器；
每个复合传感器接口均通过独立的数字总线连接所述微处理器；
每个复合传感器接口均通过独立的模拟总线连接所述模拟开关电路，所述模拟开关电路连接所述电压/电流转换电路，所述电压电流转换电路和所述微处理器均连接所述车辆分机接口，所述模拟开关电路与所述微处理器通过数字总线连接；
所述模拟开关电路和所述电压/电流转换电路的支路数均等于所述复合传感器接口的总数。
进一步的，所述微处理器和所述车辆分机接口通过RS485驱动器连接。
进一步的，所述车辆分机接口连接电平转换电路。
进一步的，所述微处理器连接存储器。
进一步的，所述微处理器采用ARM/FPGA集成芯片。
进一步的，所述复合传感器接口分为单轴复合传感器接口和三轴复合传感器接口；所述单轴复合传感器接口对应连接带有温度传感器的单轴复合传感器，所述三轴复合传感器接口对应连接带有温度传感器的三轴复合传感器。
采用了本实用新型的一种用于处理复合传感器信号的前置处理系统的技术方案，包括多个复合传感器接口、微处理器、模拟开关电路、电压/电流转换电路以及车辆分机接口；每个复合传感器接口均连接一个带有温度传感器的复合传感器；每个复合传感器接口均通过独立的数字总线连接所述微处理器；每个复合传感器接口均通过独立的模拟总线连接所述模拟开关电路，所述模拟开关电路连接所述电压/电流转换电路，所述电压电流转换电路和所述微处理器均连接所述车辆分机接口，所述模拟开关电路与所述微处理器通过数字总线连接；所述模拟开关电路和所述电压/电流转换电路的支路数均等于所述复合传感器接口的总数。其技术效果是：实现在列车转向架轴承的轴端的狭小空间内安装传感器的同时，可同步检测转向架轴承的轴温和转向架轴承振动数据。
附图说明
图1为本实用新型的一种用于处理复合传感器信号的前置处理系统的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型的发明人为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：
请参阅图1，本实用新型的一种用于处理复合传感器信号的前置处理系统，用于对复合传感器采集的数据进行前置处理后，传递给车辆分机，车辆分机再将复合传感器采集的数据，通过工业以太网交换机，汇总给车辆主机。其中复合传感器采集的数据有两种：列车转向架轴承的振动数据，以模拟信号进行传递，另外一种是转向架轴承的轴温数据，以及复合传感器标定值、传感器出厂编号等，以数字信号进行传递。同时对与不同的转向架轴承，有的要采集X轴、Y轴和Z轴三个方向的振动数据，有的只要采集Z轴方向的振动数据。
本实用新型的一种用于处理复合传感器信号的前置处理系统包括多个单轴复合传感器接口11和多个三轴复合传感器接口12。每个单轴复合传感器接口11均连接有一个单轴传感器，用于接收对应转向架轴承在Z轴方向的振动数据，三轴复合传感器接口12连接三轴复合传感器，用于通过三轴复合传感器接收对应转向架轴承在X轴、Y轴和Z轴方向的振动数据。同时所述单轴复合传感器和所述三轴复合传感器上均设有用于检测对应转向架轴承的轴温进行检测的温度传感器，供对应的单轴复合传感器接口11通过单轴复合传感器接收对应转向架轴承的轴温，三轴复合传感器接口12通过三轴复合传感器接收对应转向架轴承的轴温数据。所述单轴复合传感器和所述三轴复合传感器上的温度传感器为18B20温度传感器。所述单轴复合传感器和所述三轴复合传感器均位于对应转向架轴承的轴端。
本实用新型的一种用于处理复合传感器信号的前置处理系统还包括微处理器2、模拟开关电路3、存储器4、电压/电流转换电路5、RS485驱动器6、电平转换电路8和车辆分机接口7。其中电/压电流转换电路5的支路数和模拟开关电路3的支路数均等于单轴复合传感器接口11和三轴复合传感器接口12数量之和。
所有的单轴复合传感器接口11和所有的三轴复合传感器接口12均通过独立的模拟总线连接模拟开关电路3，通过独立的数字总线连接微处理器2。
所有单轴复合传感器接口11和所有三轴复合传感器接口12将其接收的对应转向架轴承的振动数据以模拟电压信号后输入模拟开关电路3。所有单轴复合传感器接口11和所有三轴复合传感器接口12将对应转向架轴承的轴温数据，以及对应单轴复合传感器或三轴复合传感器的复合传感器标定值、出厂编号以数字信号后输入微处理器2。
微处理器2和模拟开关电路3连接有数字总线，该数字总线连接微处理器2上的时钟电路，该时钟电路使微处理器2和模拟开关电路3交替处于唤醒状态和休眠状态，保证微处理器2和模拟开关电路3中不受干扰地对单轴复合传感器接口和三轴复合传感器接口所采集的数据进行接收。
模拟开关电路3连接电压/电流转换电路5，用于将模拟开关电路3所接收的模拟电压信号转换为对应模拟电流信号。电压/电流转换电路5连接车辆分机接口7，车辆分机将从车辆分机接口7接收的模拟电流信号，转变成对应转向架轴承的振动数据，通过以太网，上传给车辆总机。
微处理器2与车辆分机接口7之间通过RS485驱动器6连接，微处理器2通过RS485驱动器6连接车辆分机接口7，用于将其以数字信号采集的对应单轴复合传感器或三轴复合传感器的复合传感器标定值、出厂编号，以及对应转向架轴承的轴温传递给车辆分机接口7，供车辆分机进行接收。
车辆分机接口7同时连接电平转换电路8，由于对应单轴复合传感器或三轴复合传感器的复合传感器标定值和出厂编号，以及对应转向架轴承的轴温以数字信号的形式进行采集并传递给车辆分机接口7，电平转换电路7用于将上述数字信号进行降压，比如电平由15V降为12V，由15V降为5V，以满足车辆分机接口7接收的需要。
通过本实用新型的一种用于处理复合传感器信号的前置处理系统实现了对地铁列车走行部的关键部件，尤其是转向架轴承的振动及轴温信息进行同步车载在线实时监测，并有助于进行自动诊断、主动诊断和故障机理诊断，实现上述部件故障的早期预警和分级报警，为地铁等轨道车辆走行部的安全运行和状态维修提供技术保障，具有很强的抗干扰能力。同时由于采用了复合传感器，其体积小，适合于转向架轴承轴端的布置。
存储器4连接微处理器2，用于存储微处理器2采集的对应单轴复合传感器或三轴复合传感器的复合传感器标定值、对应单轴复合传感器或三轴复合传感器的出厂编号，以及对应转向架轴承的轴温数据。存储器4为DS2431存储器。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。