专利名称：高智能轨道动态检查仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铁路专用轨道检查仪的改进。
在对铁路线路进行维修、养护过程中，通常要事先测定轨道的技术状态。在国外铁路维修规范中，制定了列车振动检查标准。用列车振动加速的大小来检查线路质量的好坏。例如，在日本主要用吉田精机株式会社生产的UH－Ⅱ型列车振动加速度计来检查线路质量。但该仪器没有同步记录，也不能进行数据处理，不能测列车运行速度，只能用平均速度代替，因此检测精度较低，没有列车运行中的里程显示，整机无系统灵敏度标定，总能耗较高。
国内目前类似的专利有中国专利轨道动态检查仪，申请号88214398.2。该仪器虽然解决了日本生产的UH－Ⅱ型列车振动加速度计的上述问题，但整机的稳定性、可靠性和检测精度均较差。特别是无法储存所检测到的技术资料，在必要时提取出来供分析研究。
本实用新型的目的是提供一种稳定性和可靠性好检测精度高，能将检测到的资料数据输入计算机储存起来，备分析研究用的高智能轨道动态检查仪。本实用新型是一种由微电脑控制的、完全数字化的检测工具。它可用来检测列车振动加速度，并兼测车速和计程。人为预置起始里程和上行、下行标志后，电脑通过显示屏自动显示里程。当列车振动加速度超过按车速分级设定的标准时，电脑自动打印出异常地点的“里程位置”、“水平加速度”、“垂直加速度”和“列车速度”。能直观简便地提供资料，使用户迅速了解情况。由于在本实用新型中，增大了存储器的容量，设置了微机通讯接口，所以，能将测量数据传送给PC机及其它兼容机进行统计分析和存档。
以下结合附图对本实用新型详细描述如下
图1为高智能轨道动态检查仪的结构示意图图2为高智能轨道动态检查仪的工作原理图图3为主机结构示意图图4为主机外观主视图图5为主机外观后视图图6为加速度传感器结构示意图图7为加速度传感器外观示意图图8为测速传感器结构示意图图9为磁铁组合件示意图
图10为8031及数字化检测部分电路图
图11为模拟记录及信号处理部分电路图
图12为计程测速与标定信号部分电路图
图13为显示器电路图
图14为充电器电路图
图15为电源变换器电路图高智能轨道动态检查仪由主机1、加速度传感器2、测速传感器3和PC机83组成。
各部分的机械结构分别描述如下主机1的内部有模拟放大与计程测速板4、里程显示板5、预置里程码盘6、计程调整码盘7、打印机板8和打印机机头9。主机1的外部由外壳10、前面板11和后面板33组成。前面板11上有电源指示灯12、电源开关13、里程显示屏14、打印选择开关15、测速按钮16、清零按钮17、上行、下行标志开关18、预置按钮19、预置里程码盘20、计程调整码盘21、打印机抽屉盖22、出纸槽23、打印机抽屉固定旋钮24、走纸按钮25和打印机电源开关26。后面板33上有电源输入插座27、信号输入插座28、测速信号输入插座29、工作／标定转换开关30、检测／通讯转换开关31和微机通讯接口86的输出插座32。
加速度传感器2的内部有变压器34、电池35、电池固定卡36用于固定电池35。垂直加速度计37、信号输出插座38、电源输出插座39、交流输入插座40、电压表41、水平加速度计42、充电器电路板43和稳压器散热片44。加速度传感器的外部有外壳45和面板46。在面板46上有信号输出插座38、电源输出插座39、交流输入插座40、指示灯50、保险丝座51和电压表41。
测速传感器3上的磁铁组合件54分别装在列车车轮53和发电机皮带轮58上。磁铁组合件54由强磁铁47和不锈钢弯板48组成。感应线圈55装在固定框架56的左端。用固定框架56和固定框架夹紧螺栓64固定在转向架57上。在固定框架夹紧螺栓64上装有旋转手柄65。固定框架56与调节臂61之间用调节臂紧固螺母63固定。在调节臂61的中部装有两个测速信号输出插座62。调节臂61的下部装有感应线圈55。
各部分电路分别描述如下主机电路当测振传感器，如垂直加速度计60接收到列车运行时产生的振动信号之后，输入给积分器66，经高通滤波器67滤波后，送放大器68放大，经低通滤波器69滤波，RC耦合电路70消除直流成份，并经跟随器71后，送给峰值检测电路72和绝对值电路73。峰值检测电路在信号的每个峰值处发出一个脉冲。绝对值电路73将双极性信号变为单向脉动信号，送给A／D变换器74。当信号达到或超过阈值时，电平鉴别电路75便产生一个脉冲。当信号峰值达到或超过阈值时，“与门”电路76便在峰值处送出一个脉冲，向8031单片机77申请中断。8031单片机77响应中断，启动A／D变换器74，在里程显示屏14上读取里程显示值。测定瞬时车速，并读取A／D变换器74的变换结果。经过处理后，存入8031单片机77的内存储器，并经打印机79打印输出。水平、垂直两个分量的检测过程相同。
测速部分列车运行时，车轮每转一周，测速传感器3便输出一个脉冲，经倍频器80和分频器81处理后，成为每米一个脉冲序列，供8031单片机77计程和测定瞬时车速时使用。计程结果由里程显示屏14自动显示出来。计程时，8031单片机77根据上行、下行标志进行计数减法或加法。在每个整公里处，由声响指示器82发出声响指示，并由打印机79打印出瞬时车速。
打印选择当选择“计程”时，按下打印选择开关15，同时必须使用测速传感器3。当列车的振动加速度超过按车速分级设定的标准时，存储器将这一信息存储起来，打印机79将数据打印出来并输送出去。当选择“超限”时，不使用测速传感器3。此时，整机不再进行计程和测速。当水平振动超过0.06g，垂直振动超过0.08g时，存储器便将加速度值存储起来，用打印机79打印好，并输出出去。由于可以随时用预置里程码盘20预置里程，所以，应使数据按里程分段，以便统计分析各段线路的综合情况。
微机通讯当PC机83启动，并将专用程序运行起来之后，将检测／通讯开关拨向“通讯”一边。接通高智能轨道动态检查仪的电源，8031单片机77便将内存储器中的数据一组一组地通过微机通讯接口86输送给PC机83。当数据进入PC机83，并经处理存盘后，高智能轨道动态检查仪的数据即可消除，不再保留。因此，只要在1秒钟内连续两次按动“清零按钮”17，8031单片机77即可将内存储器的中心数据全部清除。
系统标定标定信号来自晶体振荡器分频得出的1.5625HZ的方波，经滤波器87和功率放大器88放大后，以恒流方式加到两个加速度传感器65、89的标定线圈上，使加速度计产生等效于0.4g的振动。
实施例主机的控制器为MOS－51系列的80C31芯片，工作电压＋5V，时钟频率为4MHZ。掉电保护电源为4.5V高效锂电池。与微机的接口电路为大规模集成线路82C55。模拟放大器部分由8片运算放大器LM308组成，比较线路用LM339比较器，电源系统中的供电压为DC±6V，电池为10AH高效密封电池。标定信号频率为1.5625HZ。打印机控制芯片为8049。测速传感器中的磁铁组合件用高强度磁性材料钕铁硼。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、检测精度高、性能稳定、可靠性好。
2、存储器的容量大，增设了微机通讯接口，可将测量数据传送给PC机及其它增容机进行统计分析和存档。
权利要求1.一种由主机和传感器组成的轨道动态检查仪，其特征在于高智能轨道动态检查仪中设有微机通讯接口，可将测量数据传送给PC机及其它兼容机进行统计分析和存档；传感器由加速度传感器和测速传感器两部分组成加速度传感器的内部有变压器、电池、电池固定卡、垂直加速度计、水平加速度计、充电器电路板和稳压器散热片，加速度传感器的外部有外壳和面板，面板上有信号输出插座、电源输出插座、交流输入插座、指示灯、保险丝座和电压表；测速传感器上的磁铁组合件分别装在列车车轮和发电机皮带轮上，磁铁组合件由强磁铁和不锈钢弯板组成，感应线圈装在固定框架的左端，用固定框架和固定框架夹紧螺栓固定在转向架上，在固定框架夹紧螺栓上装有旋转手柄，固定框架与调节臂之间用调节臂紧固螺母固定，在调节臂的中部装有两个测速信号输出插座，调节臂下部有感应线圈。
专利摘要一种由主机、加速度传感器、测速传感器和PC机组成的高智能轨道动态检查仪，如
图1所示。该检查仪中设有微机通讯接口，可将测量数据传送给PC机及其它增容机进行统计分析和存档。本实用新型可用来检测垂直、水平两个方向的列车振动加速度。适合铁路工务部门用于检查轨道状态、监察线路质量及指导线路维修养护作业。特别适合统计人员用作线路质量分析的重要依据。
文档编号E01B35/00GK2103592SQ91224250
公开日1992年5月6日 申请日期1991年9月4日 优先权日1991年9月4日
发明者石汝斌, 周之富, 华延文, 许华, 段明初 申请人:国家地震局地球物理研究所, 北京华能地学高技术联合公司