一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置

本发明涉及一种铁路道岔加热融雪装置，特别是涉及一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置。

背景技术：

1、随着时代发展和科技进步，以新能源、新材料、新设备为代表的新技术不断推动铁路取得突破性进展。随着铁路系统自动化水平的提高，铁路运输方面道岔密贴情况的要求也越来越高。铁路道岔是铁路的一种关键设备，道岔的使用过程中，紧密贴合的情况将会直接影响铁路运输的安全。现使用的主要除雪方式为电热除雪，通过在铁路铁轨内测安装发热电缆，使电缆发热，进而使周围空气和铁轨处于温升环境中，以达到冰雪融化的目的，但是此种方式热传递效率比较低，安全性也比较低，所以需要一种嵌入式电磁感应加热道岔融雪装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置，该装置集自动控制、传感器检测技术于一体，通过嵌入式技术与电磁感应技术实现对道岔铁轨的智能加热控制，监测到数据变化情况，自动达到融化道岔铁轨积雪、积冰情况，提高道融的安全及用于效率。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置，所述装置包括核心控制器stm32f103系列单片机、电磁感应加热模块、信息采集模块、实时显示模块、控制加热模块；所述电磁感应加热模块，将线圈设置在道岔铁轨上；铁轨与线圈设置时，四个加热块为一组，每组电感线圈为100uh，加热块、加热块，线圈为顺时针，加热块、加热块，线圈为逆时针，保证其磁变化线一致且磁场强度叠加；所述信息采集模块采用传感器进行信息的采集；雨雪传感器监测降雪；温度传感器监测道岔铁轨的温度，将温度传感器固定在铁轨底部；雨雪传感器和温度传感器对监控系统所需要的数据进行采集，并将采集到的信息通过串口传输给主控制器；电磁感应加热模块依据电磁感应原理，对铁轨进行加热；信息采集模块实时采集铁轨的环境信息，并将采集的信息输出；实时显示模块实时监测环境信息数据的变化，并将数据进行显示；控制加热模块实时判断加热控制命令，并将加热电源输出；主控制器接受信息采集模块等传感器反馈的信息后，经过实时显示模块进行监测，并对加热控制模块进行命令控制，从而控制电磁感应加热模块完成相应的动作。

4、所述的一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置，所述实时显示模块通过rs-485通讯获取下位机32位处理器数据，将上报数据统计进行整理分类，进行信息获取。

5、所述的一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置，所述上位机具有最高权限，可读取、修改、控制任意一个下位机，进而控制多个电磁加热模块。

6、所述的一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置，所述控制加热模块由stm32f103zet6单片机进行控制， igbt驱动电路将单片机的脉冲输出的功率进行放大，达到驱动igbt功率器件。

7、所述的一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置，所述振荡电路提供振荡电流，通过igbt驱动电路与振荡电路，给线圈供电。

8、所述的一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置，所述主控制器采用以arm-cortexm3为内核的stm32f103zet6，整合信息采集模块反馈的信息，经过内部的分析与处理之后，将数据通过rs-485通讯上报给上位机单元，以供实时显示模块进行数据的实时监测，并对下位机发出控制命令。

9、本发明的优点与效果是：

10、本发明装置集自动控制、传感器检测于一体，通过嵌入式技术与电磁感应技术实现对道岔铁轨的智能加热控制。装置包括：核心控制器stm32f103系列单片机、电磁感应加热模块、信息采集模块、实时显示模块、控制加热模块。该装置首先通过传感器采集道岔铁轨的环境信息，再将采集的信息通过串口传输给单片机，单片机通过内部分析与处理进而控制振荡电路给线圈供电，达到通过电磁感应加热道岔铁轨的目的，同时将采集到数据及控制指令同步上传至上位机，通过rs-485通讯传递给上位机，上位机将上报的数据统计进行整理分类，可以实时监测到数据变化情况。应用于铁路道岔铁轨方面，可以通过电磁感应加热道岔铁轨达到融化道岔铁轨积雪的情况，提高传统道岔融雪装置的效率。

技术特征：

1.一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置，其特征在于，所述装置包括核心控制器stm32f103系列单片机、电磁感应加热模块、信息采集模块、实时显示模块、控制加热模块；所述电磁感应加热模块，将线圈设置在道岔铁轨上；铁轨与线圈设置时，四个加热块为一组，每组电感线圈为100uh，加热块（1）、加热块（3）线圈为顺时针，加热块（2）、加热块（4）线圈为逆时针，保证其磁变化线一致且磁场强度叠加；所述信息采集模块采用传感器进行信息的采集；雨雪传感器监测降雪；温度传感器监测道岔铁轨的温度，将温度传感器固定在铁轨底部；雨雪传感器和温度传感器对监控系统所需要的数据进行采集，并将采集到的信息通过串口传输给主控制器；电磁感应加热模块依据电磁感应原理，对铁轨进行加热；信息采集模块实时采集铁轨的环境信息，并将采集的信息输出；实时显示模块实时监测环境信息数据的变化，并将数据进行显示；控制加热模块实时判断加热控制命令，并将加热电源输出；主控制器接受信息采集模块等传感器反馈的信息后，经过实时显示模块进行监测，并对加热控制模块进行命令控制，从而控制电磁感应加热模块完成相应的动作。

2.根据权利要求1所述的一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置，其特征在于，所述实时显示模块通过rs-485通讯获取下位机32位处理器数据，将上报数据统计进行整理分类，进行信息获取。

3.根据权利要求1所述的一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置，其特征在于，所述上位机具有最高权限，可读取、修改、控制任意一个下位机，进而控制多个电磁加热模块。

4.根据权利要求1所述的一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置，其特征在于，所述控制加热模块由stm32f103zet6单片机进行控制， igbt驱动电路将单片机的脉冲输出的功率进行放大，达到驱动igbt功率器件。

5.根据权利要求1所述的一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置，其特征在于，所述振荡电路提供振荡电流，通过igbt驱动电路与振荡电路，给线圈供电。

6.根据权利要求1所述的一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置，其特征在于，所述主控制器采用以arm-cortexm3为内核的stm32f103zet6，整合信息采集模块反馈的信息，经过内部的分析与处理之后，将数据通过rs-485通讯上报给上位机单元，以供实时显示模块进行数据的实时监测，并对下位机发出控制命令。

技术总结
一种嵌入式电磁感应铁路道岔加热融雪装置，涉及一种铁路道岔加热融雪装置，所述装置包括核心控制器STM32F103系列单片机、电磁感应加热模块、信息采集模块、实时显示模块、控制加热模块；所述电磁感应加热模块，将线圈设置在道岔铁轨上；铁轨与线圈设置时，四个加热块为一组，每组电感线圈为100uH，加热块1、加热块3线圈为顺时针，加热块2、加热块4线圈为逆时针，保证其磁变化线一致且磁场强度叠加；该装置集自动控制、传感器检测技术于一体，通过嵌入式技术与电磁感应技术实现对道岔铁轨的智能加热控制，监测到数据变化情况，自动达到融化道岔铁轨积雪、积冰情况，提高道融的安全及用于效率。

技术研发人员：曹顺,王占雨
受保护的技术使用者：沈阳化工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13