一种钢轨测温数据的处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种钢轨测温数据的处理系统。
【背景技术】
[0002]随着轨道交通的高速发展，保障其安全的要求也越来越高。如果钢轨出现故障，那么很有可能引发严重的轨道交通事故。目前，可以通过对钢轨的温度进行测试来判断钢轨是否出现了故障。其原理是:如果钢轨内部出现伤痕，当高速列车通过时，内部的伤痕会导致钢轨温度急剧地升高。通过测试钢轨的温度变化，从而可以获知钢轨内部是否存在伤痕。从而可以保障轨道交通的安全。
[0003]现有技术中对钢轨测温数据的处理，测温达到最大值所需时间普遍需30至40秒，精度一般都在+/-1.5%之间。这样的钢轨测温数据处理的系统已经不能很好地对高速列车行驶的钢轨进行及时地检测，无法适应目前高速情况下对事故隐患提前发现、提前处理的要求。
【实用新型内容】
[0004]本申请实施例提供一种钢轨测温数据的处理系统，以提高温度测试的精度以及减少整个测试温度系统的响应时间。
[0005]本申请实施例提供的一种钢轨测温数据的处理系统是这样实现的:
[0006]一种钢轨测温数据的处理系统，所述系统包括:
[0007]数据转换单元，用来将采集的模拟数据转换为数字数据；
[0008]计算单元，用来对所述转换的数字数据进行量化计算；
[0009]拟合单元，用来对所述量化计算后的数据进行拟合，得到热敏电阻值与温度值的拟合曲线。
[0010]优选地，所述系统还包括:
[0011]校准单元，用来对计算单元的零点及满量程进行校准。
[0012]优选地，所述数据转换单元与计算单元通过串行外设接口进行数据的互通。
[0013]优选地，所述数据转换单元将采集的模拟数据分别转换为第一数字数据和第二数字数据；
[0014]相应地，
[0015]所述计算单元分别对所述第一数字数据和第二数字数据进行量化计算，得到第一量化数据和第二量化数据；
[0016]所述拟合单元分别对所述第一量化数据和第二量化数据进行拟合，得到热敏电阻值与温度值的第一拟合曲线和第二拟合曲线。
[0017]优选地，所述数据转换单元为模数转换器。
[0018]优选地，所述模数转换器为AD7793模数转换器。
[0019]优选地，所述系统中采用二分法的查表方式对数据进行查找。
[0020]本申请提供的一种钢轨测温数据的处理系统，通过对温度传感器采集的模拟数据进行数据转换、计算以及拟合，可以得到温度传感器的热敏电阻阻值与钢轨温度值的对应关系，能够提高温度测试的精度以及减少整个测试温度系统的响应时间，满足高速情况下对事故隐患提前发现、提前处理的要求。
【附图说明】
[0021]图1为本申请一实施例提供的一种钢轨测温数据的处理系统的功能模块图。
【具体实施方式】
[0022]本申请实施例提供一种钢轨测温数据的处理系统。为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0023]图1为本申请一实施例提供的一种钢轨测温数据的处理系统的功能模块图。如图1所示，所述系统包括:数据转换单元I，计算单元2以及拟合单元3，其中:
[0024]所述数据转换单元1，用来将采集的模拟数据转换为数字数据；
[0025]所述计算单元2，用来对所述转换的数字数据进行量化计算；
[0026]所述拟合单元3，用来对所述量化计算后的数据进行拟合，得到采集的数据与温度值的对应关系。
[0027]具体地，本申请实施例在对钢轨进行测温时，可以通过温度传感器采集模拟数据。具体地，本申请一实施例可以通过PT100热敏电阻采集钢轨的温度信息，并将该温度信息转换为电流或者电压模拟信号。所述转换为的电流或者电压模拟信号即可以为所述的模拟数据。
[0028]采集到模拟数据后，本申请实施例可以通过数据转换单元1，将该模拟数据转换为数字数据，以方便后续的计算处理。在某些实施例中，所述数据转换单元I可以为模数转换器。所述模数转换器可以将输入的模拟数据转换为按一定码率输出的数字数据。具体地，在本申请一优选实施例中，可以采用AD7793模数转换器。所述AD7793模数转换器是一款适合高精度测量应用的低功耗、低噪声、完整模拟的前端，其内部还集成了低噪声仪表放大器，因而可以直接输入小信号。本申请实施例利用AD7793模数转换器对采集的模拟数据进行处理，能够提高后续处理的精度以及减少整个系统的响应时间。
[0029]通过数据转换单元I转换后的数字数据可以通过计算单元2进行进一步地量化计算。通过该量化计算，可以得到所述温度传感器不同的热敏电阻阻值与钢轨温度的对应关系。在得到不同的热敏电阻阻值与钢轨温度的对应关系后，本申请实施例可以通过拟合单元3对该对应关系进行拟合，最终可以得到温度传感器的热敏电阻值与钢轨温度值的拟合曲线。
[0030]在本申请一优选实施例中，所述AD7793模数转换器可以将采集的模拟数据分别转换为第一数字数据和第二数字数据。第一数字数据与第二数字数据分别可以从AD7793模数转换器的的两个通道分别输出。在本申请该优选实施例中，所述第一数字数据与第二数字数据可以继续通过计算单元2分别进行量化计算后，得到第一量化数据和第二量化数据。所述计算第一量化数据与第二量化数据的伪代码如下所示:
[0031]对于第一量化数据的计算过程:
[0032]tmp_adObuf = (tempCodel)*1.17/8388608 ;
[0033]tmp_adObuf = tmp_ad0buf/16 ；
[0034]adO_ave_value = 1.17 ；
[0035]adO_ave_value = adO_ave_value/16 ；
[0036]tmp_adObuf = tmp_adObuf-adO_ave_value ；
[0037]AD_R = tmp_ad0buf*1000 ；
[0038]对于第二量化数据的计算过程:
[0039]tmp_adObuf = (tempCode2)*1.17/16777216 ;
[0040]AD_R = tmp_adObuf/IREF ；
[0041]其中，tempCodel代表AD7793模数转换器的第一通道的输出数据，码率为223=8388608 ;tempC0de2代表AD7793模数转换器的第二通道的输出数据，码率为224 =16777216 ;数值1.17代表AD7793模数转换器的基准电压；IREF代表AD7793模数转换器的基准电流。
[0042]计算出第一量化数据和第二量化数据后，可以通过拟合单元3分别对所述第一量化数据和第二量化数据进行拟合。所述拟合的过程其实就是对第一量化数据和第二量化数据进行插值补偿的过程。具体地，可以采用最小二乘法，对第一量化数据和第二量化数据分别进行插值补偿，最终可以得到第一拟合曲线和第二拟合曲线。通过拟合单元3对数据进行差值补偿，能够提高最终温度测试的精度。在本申请实际应用中，所述第一拟合曲线的公式可以为Value = 0.25*i_40，所述第二拟合曲线的公式可以为Value = 0.25*i_80，其中，Value即代表钢轨的温度值，i即代表此刻的热敏电阻值。这样，通过此刻温度传感器的热敏电阻值，便可以根据拟合曲线计算出对应的温度值。
[0043]在本申请一优选实施例中，在各种数据进行处理的过程中，所述系统中可以采用二分法的查表方式对各种数据进行查找，这样可以优化数据查找的时间，从而减少整个系统的响应时间。
[0044]在本申请另一实施例中，所述系统除了包括上述的数据转换单元1，计算单元2以及拟合单元3之外，还可以包括校准单元4。所述校准单元4可以用来计算单元2的零点及满量程进行校准，从而进一步地提高温度值测试的精度。
[0045]在本申请一优选实施例中，所述数据转换单元I与计算单元2可以通过串行外设接口进行数据的互通，这样能够缩短数据交互的时间，从而减少整个系统的测试响应时间。
[0046]本申请提供的一种钢轨测温数据的处理系统，通过对温度传感器采集的模拟数据进行数据转换、计算以及拟合，可以得到温度传感器的热敏电阻阻值与钢轨温度值的对应关系，能够提高温度测试的精度以及减少整个测试温度系统的响应时间，满足高速情况下对事故隐患提前发现、提前处理的要求。
[0047]通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来。该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
【主权项】
1.一种钢轨测温数据的处理系统，其特征在于，所述系统包括: 数据转换单元，用来将采集的模拟数据转换为数字数据； 计算单元，用来对所述转换的数字数据进行量化计算； 拟合单元，用来对所述量化计算后的数据进行拟合，得到热敏电阻值与温度值的拟合曲线。2.如权利要求1所述的一种钢轨测温数据的处理系统，其特征在于，所述系统还包括: 校准单元，用来对计算单元的零点及满量程进行校准。3.如权利要求1所述的一种钢轨测温数据的处理系统，其特征在于，所述数据转换单元与计算单元通过串行外设接口进行数据的互通。4.如权利要求1所述的一种钢轨测温数据的处理系统，其特征在于，所述数据转换单元将采集的模拟数据分别转换为第一数字数据和第二数字数据； 相应地， 所述计算单元分别对所述第一数字数据和第二数字数据进行量化计算，得到第一量化数据和第二量化数据； 所述拟合单元分别对所述第一量化数据和第二量化数据进行拟合，得到热敏电阻值与温度值的第一拟合曲线和第二拟合曲线。5.如权利要求1或4所述的一种钢轨测温数据的处理系统，其特征在于，所述数据转换单元为模数转换器。6.如权利要求5所述的一种钢轨测温数据的处理系统，其特征在于，所述模数转换器为AD7793模数转换器。7.如权利要求1所述的一种钢轨测温数据的处理系统，其特征在于，所述系统中采用二分法的查表方式对数据进行查找。
【专利摘要】本申请提供一种钢轨测温数据的处理系统。所述系统包括：数据转换单元，计算单元以及拟合单元。本申请提供的一种钢轨测温数据的处理系统，通过对温度传感器采集的模拟数据进行数据转换、计算以及拟合，可以得到温度传感器的热敏电阻阻值与钢轨温度值的对应关系，能够提高温度测试的精度以及减少整个测试温度系统的响应时间，满足高速情况下对事故隐患提前发现、提前处理的要求。
【IPC分类】G01N25/72
【公开号】CN204758516
【申请号】CN201520212580
【发明人】胡克海
【申请人】安徽贺帆电子科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年4月9日