便携式电脑的命令，完成对振动、冲击和转速信号的采集、存储与传输，内置故障诊断专家系统的便携式电脑通过对数据进行自动导入、分析诊断，给出监测部位的状态信息和诊断信息。
[0028]磁吸式振动冲击传感器组采用专利号为ZL200710036156.5的“一种磁性安装的振动冲击传感器”和申请号为200810200735.3的“一种检测振动冲击的广义共振复合传感器”的原理所制造，可用于监测轨道车辆走行部各关键旋转部件的振动冲击信号。磁吸式振动冲击传感器组安装于地铁走行部上，主要包括:轴箱、齿轮箱、电机、构架共4大部件的振动冲击信号，磁吸式振动冲击传感器敏感头的安装需保证大于磁吸面的安装平台，先需对其进行打磨除漆处理，让其露出金属本质，清洗干净后再进行安装。
[0029]转速传感器采用通用霍尔转速传感器或光电转速传感器，电压范围在12?24V之间。转速传感器单独安装于:电机测速孔位、齿轮箱测速孔位或轴箱测速孔位。如车辆系统已有转速传感器负载能力富裕，也可考虑直接并接转速信号到本系统，此时无需再单独安装转速传感器。
[0030]磁吸式振动冲击传感器和转速传感器通过电缆连接到采集仪，需根据不同的地铁车型(A、B、C)配置相应长度的电缆，但电缆长度不允许超过50米，现场安装时需将电缆固定牢靠，在存在相对位移处留好富裕量，但富裕量最大不允许碰擦至旋转部件，防止车辆动态行驶过程中发生事故。
[0031]采集仪采用专利号为ZL201020192400.4的“一种地铁车辆走行部磨合试验诊断系统”中的集线器和诊断仪相同的工作原理，结构形式是一种可便携移动、摆放的仪器，该仪器基于ARM和Linux的通用嵌入式系统，能对自身内部振动、冲击和转速通道进行自检，
是一种智能化仪器。
[0032]采集仪包括I块数字信号处理板、I块模拟信号处理板、I块前端信号处理板、I块接口板、I块LED显示板、I块电源板和外部航插接口，外部航插接口分别与接口板、电源板连接，其中接口板用于转接各外部接口，所述外部接口包括:电源接口 DY、振动冲击传感器接口 SA1~SA8、转速输入接口 ZS和以太网接口 NET。采集仪需从地铁车辆上引接AC220V电源，必要时需考虑加不间断电源(UPS)以保证地铁车辆通过断电区时系统正常。采集仪主要对车辆走行部上的磁吸式振动冲击传感器和转速传感器供电，同时也负责对振动、冲击和转速信号进行处理、采集、存储和传输。振动冲击信号通过前端信号处理板和模拟信号处理板处理后，再送入数字信号处理板进行采集、存储与传输。转速信号则直接送到数字信号处理板进行电平整形、倍分频处理，给振动冲击信号处理与采集提供抗混时钟、采样时钟等。
[0033]数字信号处理板包括ARM处理器、FLASH存储器、SDRAM存储器、RTC实时时钟、FPGA可编程逻辑门阵列、Lan以太网、Digital I/O数字1、A/D变换器、ZS_ZH转速转换和Power电源。
[0034]模拟信号处理板包括电流电压信号变换、振动冲击处理通道、矩阵选择模块及自校信号发生模块。
[0035]LED显示板与数字信号处理板的LED显示接口相连接，它主要包括输入电源状态指示灯DY_In、5V电源状态指示灯DY_5V、12V电源状态指示灯DY_12V、-12V电源状态指示灯DY_-12V、自检状态指示灯ZJ、运行状态指示灯YX、转速状态指示灯ZS_In，通过这些指示灯状态可了解采集仪状态，在采集仪发生故障时能快速定位故障部位。
[0036]便携式电脑采用通用的笔记本电脑，在其中的故障诊断专家系统中，采用了本申请人为解决铁路机车运行中提出的多种故障诊断技术:专利号为ZL00105992.0的“多信号调理电路与复合传感器及其后续检测仪”、专利号为ZL200910056925.7的“一种机械振动冲击的共振解调检测方法”、专利号为ZL94113183.1的“同类、有序动信息(组)群各信息源时域样本的跟踪采集”、专利号为ZL201010169783.8的“变速机械故障诊断的转速跟踪采样方法”等，可以实现地铁车辆走行部轴承、齿轮、车轮踏面的故障诊断。
[0037]磁吸式振动冲击传感器组和转速传感器通过电缆连接到采集仪，采集仪通过以太网方式与便携式电脑相连，采集仪所采集到的数据传输到便携式电脑，便携式电脑中预置故障诊断专家系统软件对数据进行实时分析，并给出诊断结论，用以指导维修。故障诊断专家系统软件还具有将原始数据和诊断过程数据保存到数据库，以便日后回放、浏览与分析的功能，软件基于Windows系统平台，人机交互界面友好。
【主权项】
1.一种便携式地铁车辆走行部试验诊断系统，其特征在于，包括安装在地铁车辆走行部的用于进行振动冲击状态检测的磁吸式振动冲击传感器组、以及安装在地铁车辆轮轴或电机输出轴上的用于采集转速信号的转速传感器；所述磁吸式振动冲击传感器组、转速传感器均与采集仪连接；所述采集仪与内置故障诊断专家系统的便携式电脑连接。
2.根据权利要求1所述的便携式地铁车辆走行部试验诊断系统，其特征在于，所述转速传感器采用霍尔转速传感器或光电转速传感器，所述转速传感器电压范围为12?24V。
3.根据权利要求1所述的便携式地铁车辆走行部试验诊断系统，其特征在于，所述采集仪包括数字信号处理板、模拟信号处理板、前端信号处理板、接口板、LED显示板、电源板；所述数字信号处理板与所述模拟信号处理板、前端信号处理板、LED显示板双向通信；所述模拟信号处理板与所述前端信号处理板双向通信；所述前端信号处理板、数字信号处理板与所述接口板双向通信。
4.根据权利要求3所述的便携式地铁车辆走行部试验诊断系统，其特征在于，所述数字信号处理板包括ARM处理器，所述ARM处理器与FLASH存储器、SDRAM存储器、RTC实时时钟、FPGA可编程逻辑门阵列双向连接；所述FPGA可编程逻辑门阵列与数字I/O接口、A/D变换器双向连接；所述数字I/O接口与转速转换器连接；所述ARM处理器通过以太网PHY接口与便携式电脑连接。
5.根据权利要求4所述的便携式地铁车辆走行部试验诊断系统，其特征在于，所述模拟信号处理板包括电流电压信号变换单元和与所述电流电压信号变换单元连接的自校信号发生模块；所述电流电压信号变换单元通过多个振动冲击处理通道与矩阵选择模块连接，所述电流电压信号变换单元与前端信号处理板连接。
6.根据权利要求5所述的便携式地铁车辆走行部试验诊断系统，其特征在于，所述LED显示板包括输入电源状态指示灯、5V电源状态指示灯、12V电源状态指示灯、-12V电源状态指示灯、自检状态指示灯、运行状态指示灯、转速状态指示灯；所述输入电源状态指示灯、5V电源状态指示灯、12V电源状态指示灯、-12V电源状态指示灯、自检状态指示灯、运行状态指示灯、转速状态指示灯均与所述数字I/O接口连接。
7.根据权利要求1?6之一所述的便携式地铁车辆走行部试验诊断系统，其特征在于，所述磁吸式振动冲击传感器组中的传感器安装于所述地铁车辆走行部的轴箱、齿轮箱、电机、构架上。
8.根据权利要求7所述的便携式地铁车辆走行部试验诊断系统，其特征在于，所述转速传感器安装于地铁车辆电机测速孔位、齿轮箱测速孔位或轴箱测速孔位。
【专利摘要】本实用新型公开了一种便携式地铁车辆走行部试验诊断系统，包括磁吸式振动冲击传感器组，转速传感器，采集仪和便携式电脑。传感器信号送入采集仪进行信号通道切换、处理、数据采集及传输，采集仪所有工作由便携式电脑调度，便携式电脑内置故障诊断专家系统软件。本系统可灵活应用于地铁车辆走行部可疑部位进行临时试验诊断，诊断结果对车辆运行、维修及相关管理具有指导意义。必要时，还可用于对已经装车的车载诊断系统进行独立的“第三方”验证。
【IPC分类】G01M17-08
【公开号】CN204346742
【申请号】CN201520012082
【发明人】陈湘, 湛金辉, 陈伟琪, 黄贵发, 唐德尧
【申请人】唐德尧
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月8日