专利名称：红外轴温测试设备动态检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种在线无损检测装置，具体地说是用来在线检测列车红外温测试装置运行状况的专用设备。
为保证列车安全运行，需要经常对列车的轴温进行测试，检查列车轴承完好状态，及时发现损坏部件。现在，已由人工检测转为自动仪器监测。目前，使用的是第二代红外轴温探测设备，它安装在铁路线上可以对运行中的列车轴温进行在线测量，并将测量结果记录下来或传输到控制中心。这样工作性质则要求该装置能达到规定的技术标准和长期完好状态运行，以准确及时地反应列车的轴温状况。由于设备长期在野外运行，对其完好率和温测准确度误差就要经常检查，以防止失效而引发重大事故。现在使用的检测方法是每年人工到区间红外检测站对设备进行技术标定，现场设定黑体比板温度40℃，对准温检探头后测量温差不大于3℃，判为合格。这样检测不但耗工费力，而且检查周期太长，特别是无法实现在线模拟测量，从根本上就决定会产生较大的方法误差，因而如何完成在线检测也就成为本行业急待解决的技术难题。
本实用新型的发明目的即是提供一个实现在线检测红外轴温测试仪技术误差的专用设备。
本实用新型的关键构思在于本专用设备提供一个标准模拟轴温，并将温度发射部件设置在列车车轴端部，对准被检测仪器的红外探头，借助即时传递到检测中心的数据可以随机来核准探测仪的测量误差。由于本装置可以随机车安装，并在行进中完成检测，因而可以随时随地完成检测，实现高水准的在线测量。
根据以上关键构思，本实用新型的结构实际上就是一个安装在列车上的标准热源发射装置，其主要结构中应包括一个恒温发射膜、一个保持热发射膜恒定温度的加热装置，一个恒温设定与控制电路和一个温度传感电路四部分组成。整个装置设计中首先要确定一个测量温度，即为恒温发射膜片的工作温度，便如设定为40℃。恒温发射膜片的工作温度变化值由温度传感电路中的热传感元件以相应电信号从发射膜片处取出并经该电路转换成模拟控制信号送至温度设定与控制电路。在温度设定与控制电路中，将传感电路发出的工作值电压信号与已经在标准工作温度下设定好的模拟值相比较，差值信号经该电路处理后如果认定热传感元件传出的温度信号已经达到或超出标准模拟值(代表工作温度已超过40℃)，则无触发信号输出，反之由控制电路输出加热电路的触发信号，借助此完成开关电路转换使加热元件发热，促使恒温发射膜片工作温度回升。借助以上电路和结构可以使本设备通过恒温发射膜片向外提供一个持续的恒定热信号源。应用时，恒温发射膜片设在列车车轴的端部，为满足上行，下行时测试要求可同时设在列车车轴两端。并将温度传感器件及加热电路中的发热元件设置在相互接近的位置。
以下结合附图进一步说明本实用新型的发明目的是如何实现的
图1是本实用新型的结构框图。
图2是温度传感电路的电原理图。
图3是恒温设定与控制电路的电原理图。
图4是加热电路的电原理图。
其中1代表恒温发射膜片，2代表温度传感电路，2A代表热敏元件，2B代表电桥电路，2C代表前置放大电路，3代表恒温设定与控制电路，3A代表恒温模拟值设定电路，3B代表比较放大器，3C代表开关电路，J代表继电器，L代表J的启动线圈，J1—1代表继电器的常开触点。
从附图可以看出本实用新型实际上是一个随车设置的恒温热源。温度传感电路2包括有温度传感器2A，具体即为所选用的热敏元件R1，以及包括R1所组成的一个精密电桥电路2B，借助电桥2B来监测膜片温度的变化，同时还包括一个前置放大电路2C。这样当加热元件开机后使膜片1的温度不断升高达到设定温度后，从传感器发出的模拟电压值将高于已经设定的标准温度模拟值，使整个控制电路截止，开关电路失去触发信号，从而使加热电路停止工作，即表明恒温工作膜片已达到所设定的工作温度，可以进行工作了。当随着时间恒温工作膜片工作温度低于所设定的标准值后，由热敏电阻R1上传感的信号，使精密电桥失衡，从而输出一个触发信号经前置放大电路2C放大后去触发下一个电路恢复工作。
精密电桥电路是由热敏电阻R1、可调电阻R2和R3、R4组成。前置放大电路是由一个运算放大器IC1及其外围阻容元件组成的一个放大电路。
温度设定与控制电路3由三部分构成。一部分是温度设定电路3A，由它来确定恒温发射膜工作温度所对应的模拟电压值。一部分是控制触发电路3B，由该电路完成模抉电压值和来自上级电路传至的传感信号值的比较，决定是否输出一个触发信号去启动加热电路，另一部分是开关电路3C，它实际上相当于加热元件的一个开关执行元件。在这部分电路中，模拟标准电压值和来自IC1的传感值同时送入触发电路3B做信号比较，比较后产生的触发信号自3B引出至开关电路3C，最终产生的开关控制信号引至加热电路4。在所给出的实施例中，温度设定电路3A是由电阻R11、R12、微调W1和电容C2组成的分压电路。控制触发电路3B则是一个由运算放大器IC1及外围阻容元件搭成的比较放大电路，开关电路则是由三极管BG1及外围阻容元件构成的一个放大电路，在该放大电路中，加热电路4的控制继电器J的启动线圈L做负载接在输出电路中。由标准温度设定电路3A中引出的标称模拟电压和自上级IC1引出的传感电压值接在运算放大器IC2的两个输入端，触发信号自I2输出端引出至触发电路3C的输入端，即B1的基极。以上的结构，当传感信号值高于模拟标称值后即输出一个低电平信号使触发电路截止，反之则标明标准发射温度膜片需要加热由触发电路启动加热电路4进入工作状态。
加热电路4实际上是由电热元件4 A和控制其电源供给的继电器J组成，继电器J的启动线圈L串接在开关电路3C的输出电路中，继电器的一组常闭开关触点J1—1串接在发热元件A和电源之间。这样随着温度变化可以由开关电路随时控制电路4的工作状态，保证发射膜片的恒定工作温度，这样很容易通过测控中心的记录下来的实测数据了触测温仪的在线测量误差，以决定检修、更换或可以正常应用。
由于本装置可以设在运行列车上，方便快速完成在线校正，所以在本行业中有极广阔的应用前景。
权利要求1.一种红外测温设备动态检测仪，其特征在于该仪器由恒温发射膜(1)、温度传感电路(2)、恒温设定与控制电路(3)和加热电路(4)组成，由传感电路(2)中的热敏元件将恒温发射的工作温度变化值从恒温发射膜处取出经该电路处理成为模拟信号送至恒温设定与控制电路(3)，经与设定模拟值比较后的差值信号经该电路处理后转换为触发电信号送入控制加热电路(4)，应用时恒温发射膜(1)设在机车车轴的端部，并接近温度传感件和加热电路(4)中的发热元件。
2.根据权利要求1所说的动态检测仪，其特征在于温度传感电路(2)由温度传感元件(2A)、精密电桥电路(2B)和前置放大电路(2C)组成，温度传感元件(2A)具体可采用热敏电阻R1，由精密电桥(2B)引出的信号送入前置放大器(2C)，经放大处理后的信号再送入温度设定与控制电路(3)。
3.根据权利要求2所说的动态检测仪，其特征在于温度传感电路(2)是由热敏电阻R1、可调电阻R2及R3、R4组成的电桥电路，及由运算放大器IC1及外围阻容元件组成的放大电路所组成。
4.根据权利要求1所说的动态检测仪，其特征在于温度设定与控制电路(3)是由温度设定电路(3A)、控制触发电路(3B)和开关电路(3C)组成，由温度设定电路(3A)确定的标准模拟电压和来自IC1的模拟工作电压同时送入触发电路(3B)做比较放大后，触发信号自(3B)引出至开关电路(3C)，对加热电路的控制信号自开关电路(3C)引出。
5.根据权利要求4所说的动态检测仪，其特征在于温度设定电路(3A)是由电阻R11、R12、可调电阻W1、电容C2组成的标准值分压电路，控制触发电路是一个由运算放大器IC1组成的比较放大电路，由温度设定电路(3A)和IC1引来的工作值电压信号由放大器IC2的两个输入端引入，触发信号自IC2引出至开关电路(3C)，开关电路是三极管BG1及外围阻容元件组成的放大电路，加热继电器J的启动线圈L做为放大电路负载接在放大电路中。
6.根据权利要求1所说的动态检测仪，其特征在于加热电路(4)是由加热元件(4A)和继电器J组成，继电器J的启动线圈L接在开关电路(3C)中，继电器的一组常开触点J1—1串接在电源与发热元件(4A)回路之中。
专利摘要本实用新型涉及一种在线校验红外轴温测试仪的专用设备。该设备由设置在列车车轴端的恒温发射膜片、温度传感电路、标准温度设定与控制电路和加热电路4部分组成，可以按标准设定一个恒温测试值，并实现列车运行中在线校核测温仪的测量误差，是对现代红外轴温测试仪校验的关键性专用装置。
文档编号G01N5/00GK2356341SQ9824508
公开日1999年12月29日 申请日期1998年10月19日 优先权日1998年10月19日
发明者杨金福, 钱家驹, 程川, 苏鸣震, 吴猛, 滑津生 申请人:石家庄铁路分局科技开发中心