基于综合参数分析的压缩空气管路泄漏检测系统的制作方法

本发明涉及一种管路泄露检测技术，特别是基于综合参数分析的压缩空气管路泄露检测系统。

背景技术：

在每一节列车下方分布压缩空气管路，压缩空气管路接头通过密封管件连接，源头端与机车总气源连接。在管路连接部位，也就是密封管件部位受自然环境和运动影响，经常会发生压缩空气管路密封出现问题，出现压缩空气管路泄漏，如不及时发现进行处置维护，会对列车行车安全控制造面极大影响。

现有的压缩空气管路泄漏依靠维护工人进行检测，也有通过气源压力变化进行检测，这种检测方法一是不能及时发现泄漏，二是不能准确发现泄漏位置。列车压缩空气管路无泄漏是列车安全的重要保障。

本发明人在另一份专利中，提出了一种通过在压缩空气管路接头外套接有密封套壳，在压缩空气管路接头损坏或气管路泄漏时，由密封套壳进行第二次密封，在密封套壳内有压缩空气管路泄漏检测单元，气管路泄漏检测单元用于检测密封套壳内的压力变化。工作原理是：压力传感器在压缩空气管路无泄漏时，为常压，其输出值为初始值，当压缩空气管路接头损坏或压缩空气管路泄漏时，密封套壳的压力发生变化，其值或接近压缩空气管路压力，压力传感器初值将发生变化，检测电路通过a/d口检测压力传感器的压力阀值，当大于压力阀值时，检测电路控制无线发送模块发送位置信息到主控室，通知主控室显示发生压缩空气管路泄漏的时间和位置。从而达到及时发现泄漏位置和时间的目的。

上述方案虽然原理上能实现压缩空气管路泄漏检测的问题，但由于采用cr2032扣式电池供电，整个系统必须采用间隙采样压力，以保证每2年及以上时间更换一次电池的目标，如经常更换电池会给工作带来繁重的维护任务，在经济上也是不可行的。采样压力信号间隙时间越长，电池的2年及以上工作时间越能保正，但随之会带来另一个问题，当突然的泄漏产生非常大的压力，使密封套壳破裂，在压力突变时没能及时进行有效压力采样，这样产生压缩空气管路泄漏，此点的泄漏信息无法通知主控室，形成管理盲点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种无管理盲点，能及时发现压缩空气管路泄漏位置的基于综合参数分析的压缩空气管路泄漏检测系统。

本发明的目的是这样实现的，基于综合参数分析的压缩空气管路泄漏检测系统，其特征是：至少包括：主控单元、检测电路、压力检测单元、泄气检测单元、光电检测单元；

检测电路用于定时获取压力检测单元的环境压力变化信号，根据环境压力变化信号确定压缩空气管路泄漏的时间和位置；将压缩空气管路泄漏的时间和位置发送到主控单元；

用于定时获取泄气检测单元的泄气声频信号，根据泄气声频信号的频率分析是否发生压缩空气管路泄漏，当发生压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元；

用于获取光电检测单元的环境光电变化信号，依据环境光电变化信号确定压缩空气管路泄漏时间和位置；将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元。

所述的根据环境压力变化信号确定压缩空气管路泄漏时间和位置，包括存贮使用状态下大于24小时以上的无压缩空气管路泄漏时的压力值作为参考值，当检测压力值与参考值的差值大于0.3kpa时，将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元。

所述的根据泄气声频信号的频率分析是否发生压缩空气管路泄漏，包括存贮使用状态下大于24小时以上的无压缩空气管路泄漏时的声频检测信号作为参考值，当检测声频频率出现气管路泄漏声频时，将气管路泄漏时间和位置发送到主控单元。

所述的依据环境光电变化信号确定气管路泄露时间和位置，包括；存贮使用状态下大于24小时以上的无压缩空气管路泄漏时的光电信号作为参考值，当光电信号值与参考值的差值大于3时，将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元。

所述的压力检测单元、泄气检测单元、光电检测单元分别与检测电路的a/d口电连接，检测电路通过三个a/d口分别获取压力检测单元、泄气检测单元、光电检测单元电信号，依据电信号确定压缩空气管路是否泄漏，如果泄漏；检测电路在通过与无线发射模块电连接i/o口的，将压缩空气管路泄漏时间和位置信息发送到主控单元。

所述的检测电路通过三个a/d口分别获取压力检测单元（2）、泄气检测单元、光电检测单元电信号步骤包括：

检测电路定时获取压力检测单元的环境压力变化信号，根据环境压力变化信号确定压缩空气管路泄漏时间和位置；将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元；所述的根据环境压力变化信号确定压缩空气管路泄漏时间和位置，包括存贮使用状态下大于24小时以上的无压缩空气管路泄漏时的压力值作为参考值，由于压力检测单元和固定环境的各不相同，初始状态存在差异性；通过24小时工作后，可以获取相对稳定的初始状态值，将初始状态值作为参考值；此外，当检测压力值与参考值的差值大于阀值时，将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元；

检测电路还用于定时获取泄气检测单元的泄气声频信号，根据泄气声频信号的频率分析是否发生气管路泄漏，当发生压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元；所述的根据泄气声频信号的频率分析是否发生压缩空气管路泄漏，包括存贮使用状态下大于24小时以上的无压缩空气管路泄漏时的声频检测信号作为参考值，当检测声频频率出现压缩空气管路泄漏声频时，将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元。

所述的泄气检测单元采用常用的咪头检测电路，咪头的响应频率是几hz到几十khz，车体振动或引起的附加噪声与压缩空气管路泄漏发出的频率是不相同的，通过频谱分析得到压缩空气管路泄漏发出的频率信号，从而获取更安全的压缩空气管路泄漏信号。

所述的检测电路还通过光电检测单元获取环境光电变化信号，依据环境光电变化信号确定压缩空气管路泄漏时间和位置；将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元；下面的步骤进一步简化了工作过程，采用同样的分析方法，如依据环境光电变化信号确定压缩空气管路泄漏时间和位置，包括；存贮使用状态下大于24小时以上的无压缩空气管路泄漏时的光电信号作为参考值，当光电信号值与参考值的差值大于阀值时，将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元。

所述的检测电路、压力检测单元、泄气检测单元、光电检测单元固定在pcb板上，pcb板上有电池和无线发射模块,pcb板、电池和无线发射模块固定在密封壳体内，密封壳体密封连接气管路接头。

所述的电池采用多节串联形成6v以上的电压，6v以上的电压的串联电池通过低功耗降压电路，向带有a/d口的单片机提供3v电压。

本发明的工作原理及优点是：通过检测电路检测压力检测单元、泄气检测单元和光电检测单元的信息，分别对压力检测单元、泄气检测单元和光电检测单元的信息进行分析，依据压力检测单元、泄气检测单元和光电检测单元在压缩空气管路泄漏时的信号特征和无压缩空气管路泄漏时的信号特征区别特征，确定将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元。实现无管理盲点，能及时发现压缩空气管路泄漏位置。

附图说明

下面结合实施实例附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例电路原理框图；

图2是本发明结构原理图。

图中，1、检测电路；2、压力检测单元；3、泄气检测单元；4、光电检测单元；5、电池；6、低功耗降压电路；7、无线发射模块；8、主控单元；9、压缩空气管路；10、密封壳体；11、pcb板；12、气管路接头。

具体实施方式

基于综合参数分析的压缩空气管路泄漏检测系统，至少包括：主控单元8、检测电路1、压力检测单元2、泄气检测单元3、光电检测单元4，

检测电路1用于定时获取压力检测单元2的环境压力变化信号，根据环境压力变化信号确定压缩空气管路泄漏的时间和位置；将压缩空气管路泄漏的时间和位置发送到主控单元8；

用于定时获取泄气检测单元3的泄气声频信号，根据泄气声频信号的频率分析是否发生压缩空气管路泄漏，当发生压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元8；

用于获取光电检测单元4的环境光电变化信号，依据环境光电变化信号确定压缩空气管路泄漏时间和位置；将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元8。（弥补压力传感器故障或密封套壳6爆裂没能及时进行有效压力采样的缺陷）

所述的根据环境压力变化信号确定压缩空气管路泄漏时间和位置，包括存贮使用状态下大于24小时以上的无压缩空气管路泄漏时的压力值作为参考值，当检测压力值与参考值的差值大于0.3kpa时，将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元8。

所述的根据泄气声频信号的频率分析是否发生压缩空气管路泄漏，包括存贮使用状态下大于24小时以上的无压缩空气管路泄漏时的声频检测信号作为参考值，当检测声频频率出现气管路泄漏声频时，将气管路泄漏时间和位置发送到主控单元8。

所述的依据环境光电变化信号确定气管路泄露时间和位置，包括；存贮使用状态下大于24小时以上的无压缩空气管路泄漏时的光电信号作为参考值，当光电信号值与参考值的差值大于3时，将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元8。

如图1所示，基于综合参数分析的压缩空气管路泄漏检测系统，至少包括：主控单元8、检测电路1、压力检测单元2、泄气检测单元3、光电检测单元4，压力检测单元2、泄气检测单元3、光电检测单元4分别与检测电路1的a/d口电连接，检测电路1通过三个a/d口分别获取压力检测单元2、泄气检测单元3、光电检测单元4电信号，依据电信号确定压缩空气管路是否泄漏，如果泄漏；检测电路1在通过与无线发射模块7电连接i/o口的，将压缩空气管路泄漏时间和位置信息发送到主控单元8。

压缩空气管路泄漏时间和位置信息包括：列车车箱编号、压缩空气管路接头编号和年、月、日时间信息。列车车箱编号、压缩空气管路接头编号给出位置信息。

检测电路1通过三个a/d口分别获取压力检测单元2、泄气检测单元3、光电检测单元4电信号步骤包括：

检测电路1定时获取压力检测单元2的环境压力变化信号，根据环境压力变化信号确定压缩空气管路泄漏时间和位置；将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元8；所述的根据环境压力变化信号确定压缩空气管路泄漏时间和位置，包括存贮使用状态下大于24小时以上的无压缩空气管路泄漏时的压力值作为参考值，由于压力检测单元2和固定环境的各不相同，初始状态存在差异性；通过24小时工作后，可以获取相对稳定的初始状态值，将初始状态值作为参考值。此外，当检测压力值与参考值的差值大于阀值时，将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元8。能保正系统的稳定性和灵敏度。

除此之外，检测电路1还用于定时获取泄气检测单元3的泄气声频信号，根据泄气声频信号的频率分析是否发生气管路泄漏，当发生压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元8；所述的根据泄气声频信号的频率分析是否发生压缩空气管路泄漏，包括存贮使用状态下大于24小时以上的无压缩空气管路泄漏时的声频检测信号作为参考值，当检测声频频率出现压缩空气管路泄漏声频时，将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元8。之所以选择24小时或以上时间作为稳定时间，是由于系统设计的电池工作时间是两年，24小时足以获取稳定的输出参考值。

泄气检测单元3采用常用的咪头检测电路，咪头的响应频率是几hz到几十khz，车体振动或引起的附加噪声与压缩空气管路泄漏发出的频率是不相同的，通过频谱分析得到压缩空气管路泄漏发出的频率信号，从而获取更安全的压缩空气管路泄漏信号。

最后，本发明检测电路1还通过光电检测单元4获取环境光电变化信号，依据环境光电变化信号确定压缩空气管路泄漏时间和位置；将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元8。下面的步骤进一步简化了工作过程，采用同样的分析方法，如依据环境光电变化信号确定压缩空气管路泄漏时间和位置，包括；存贮使用状态下大于24小时以上的无压缩空气管路泄漏时的光电信号作为参考值，当光电信号值与参考值的差值大于阀值时，将压缩空气管路泄漏时间和位置发送到主控单元8。

如图2所示，所述的检测电路1、压力检测单元2、泄气检测单元3、光电检测单元4固定在pcb板11上，pcb板11上有电池5和无线发射模块7,pcb板11、电池5和无线发射模块7固定在密封壳体10内，密封壳体10密封连接气管路接头12。

由于密封壳体10不能体积太大，通常采用塑料件加工，其强度不会很好，因此可能会受到内压力的作用而损坏，损坏就会产生压力失恒，出现环境光线变化，这就是本发明增加泄气检测单元3和光电检测单元4的原困。

本发明中无线发射模块7是315mhz或433mhz无线模块，最佳的方案是315mhz。所述的检测电路1是带有a/d口的单片机。

本发明压力传感器5在压缩空气管路无泄漏时，为常压，其输出值为初始值。当气管路接头12损坏或压缩空气管路9泄露时，密封壳体10的压力发生变化，其值或接近气管路压力，压力传感器5初值将发生变化，检测电路1通过a/d口检测压力传感器5的压力阀值，当大于压力阀值时，检测电路14控制无线发送模块7发送位置信息到主控室，通知主控室显示发生气管路接头12损坏或压缩空气管路9泄露的时间和位置。从而达到及时发现泄漏位置和时间的目的。

本发明中，为了使无线发射模块7发送距离更远，电池5采用多节串联形成6v-15电压，6v-15电压的电池5通过低功耗降压电路6，如稳压管、稳压ic，向带有a/d口的单片机提供3v电压。