专利名称：内燃机车电器故障在线检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种机车电器故障诊断装置，特别适用于东风4内燃机车电器故障的在线检测，属机车电器故障检测技术领域。
背景技术：
东风4机车控制电器在日常运用中经常发生电器机械触头虚接、犯卡、线圈烧毁、电空阀损坏等故障，目前的处理方法是1)先停车，用万用表、兆欧表、示灯或简单的单项测试仪对电路逐段、对电器逐个检测，或凭经验判断；2)先停车，使用便携式电器综合测试仪逐段电路、逐个电器检测并根据其电阻值不同进行判断。
以上方法费时费力，不适合乘务员在线应急处理故障，使机车在运行途中发生电器故障时，不能迅速发现故障处所，及时进行应急处理，难以保证列车的安全正点运行。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种内燃机车电器故障在线检测仪，它能够实时检测，同时显示故障处所，为乘务员及时处理故障提供依据。可以节省人力，提高机车的使用效率，保证机车的安全正点。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是机车电路通过电缆与检测仪电缆插座连接，电缆插座与装在机箱内的信号处理及故障判断电路板连接，信号处理及故障判断电路板与显示板连接，检测仪的电源开关、保险装置、解锁按钮、显示板装在机箱面板上。检测仪通过检测电器联锁两端的电压来判断联锁是否虚接，通过检测电器联锁两端及接触器线圈的电压来判断接触器是否有故障，通过检测油压继电器两端的电压及柴油机转速、机油压力来判断油继电器、联调、机油压力、电子UK故障。机车在正常运用时，通过电缆将机车机油压力信号、柴油机转速信号及机车电路上的各点电压信号引入到检测仪的信号处理电路上，经检测仪的机油压力判断电路、柴油机转速判断电路、光电耦合电平转换电路处理后，将信号输出到正常显示电路及故障判断电路上，正常显示电路将电路的正常状态显示出来，故障判断电路则通过逻辑运算将机车的故障点通过故障显示电路显示出来并自锁，故障消除后按解锁键可消除故障显示。机车的正常和故障情况的显示均通过发光二极管结合面板上的文字标识来完成。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点1)对机车走车控制电路、柴油机启机电路、主发励磁电路等二十多个点同时监测，能检测的故障种类有各种线路断线、触头虚接、电空阀故障、接触器故障、油压继电器故障、油压不正常、电子UK误动作、联调等故障；2)有自锁功能，能记录一般情况下不好查找的动态故障；3)采用光电耦合器作信号引入和电平转换，具有如下特点a)输入、输出间绝缘电阻为109Ω以上，直接耐压1KV以上；b)信号单向传递，输出端强干扰不会反馈影响到输入端；C)接地点可任意选择、输入、输出接地可公共也可完全隔离；d)可任意选择输入、输出电平，与逻辑电路配合；e)响应速度高(时间常数为几微秒)，小型，耐冲击、无触点，寿命长；4)故障判断功能用逻辑电路来完成，逻辑电路对电源的适应范围宽、可靠性高、性能稳定，成本低；5)故障显示点用红色发光二极管显示，发光二极管的优点是耗电少、抗震、耐用，适合机车上的使用状态，将所监测电路可能发生的故障类别用文字标识在机箱面板上，用红色发光二极管与之一一对应，直观地显示电路上发生故障的处所；6)本实用新型为独立装置，采用电缆与机车电路各检测点相联接，安装本装置对机车电路没有任何改动，安装后不影响机车正常运行，使用方便；7)采用24V电源，耗电少，故障率低，既可长期工作，也可有故障时启用。
图1为本实用新型构造示意图；图2为本实用新型工作原理图；图3为本实用新型的面板图；图4为本实用新型电平转换电路图；图5、6为本实用新型故障判断电路图；图7为本实用新型转速判断电路图；
图8为本实用新型压力判断电路图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，机车电路通过电缆与检测仪电缆插座(2)连接，电缆插座(2)与装在机箱(1)内的信号处理及故障判断电路板(8)连接，信号处理及故障判断电路板(8)与信号显示板(9)连接，电源开关(3)、保险装置(4)、解锁按钮(5)故障显示灯(6)和正常显示灯(7)装在机箱面板上。
如图4、5、6、7、8所示，光电耦合电平转换电路图4以TLP521-4为核心，将机车电路的高压信号转换成12伏电压信号，输出到故障判断电路作为判断故障的条件；故障以发光二极管显示在面板上；柴油机转速判断电路图7、机油压力判断电路图8均以运算放大器LM358为核心，当机车的柴油机转速、机油压力信号值大于设定值时，运算放大器LM358输出12伏电压，输出到故障判断电路作为故障判断的条件，柴油机转速、机油压力的设定值通过调整电器中电位器W1、W2、W3来确定，柴油机转速设定值为n1＝750转/分，n2＝380转/分，n3＝100转/分，机油压力的设定值为Vp＝80kpa；故障判断电路以CMOS逻辑块与非门C036、与门C031为核心，图5所示的故障判断电路中集成块C036的1脚连接被检测电器联锁靠电源正端检测点的电平转换电路信号输出端，12和13脚连接被检测电器联锁靠电源负端检测点的电平转换电路信号输出端，11脚与2脚相连，3脚通过一个33K电阻与4脚相连，4脚通过延时电容与负端相连，5脚与8脚相连，6脚与9脚相连，6脚与一个1K电阻相连，电阻与显示电路相连，10脚通过一电阻与12伏电源正端相连，解锁按钮开关一端与10脚相连，另一端与电源负端相连。图6所示的故障判断电路中集成块C031的1脚连接被检测电器联锁靠电源正端检测点的电平转换电路信号输出端，2、4脚连接被测电器动作需要的电器线圈电压、机油压力、柴油机转速的条件信号，C031的5脚连接C036的11脚，C036的12和13脚连接被检测电器联锁靠电源负端检测点的电平转换电路信号输出端，C031的6脚连接C036的1、2脚，C036的3脚通过一个33K电阻与4脚相连，C036的4脚通过延时电容与负端相连，5脚与8脚相连，6脚与9脚相连，6脚与一个1K电阻相连，电阻与显示电路相连，10脚通过一电阻与12伏电源正端相连，解锁按钮开关一端与10脚相连，另一端与电源负端相连。电路故障判断原理电路的故障可通过检测电路的电流、电压和电阻来判断。能对机车进行动态检测，对电路又不做任何改动，只有检测电路的电压。本检测仪就是通过检测接触器触头两端电压来确定触头是否接通，通过检测该触头接通需要的条件是否正常来判断是何种电器故障，对不同车型，其基本原理是一样的。现针对东风4B机车电气线路特点及其故障易发部位，设计相应的检测电路，其检测原理如下1、走车控制回路(1)检测X3/3、266#线电压，若前一点有电，后一点无电，则为前进换向接触器线圈回路中的1-6C反联锁虚接或损坏，故障灯1亮。
(2)检测X3/2、259#线电压，若前一点有电，后一点无电，则为后进换向接触器线圈回路中的1-6C反联锁虚接或损坏，故障灯2亮。
(3)检测X3/3、266#、272#线电压，若前两点有电，后一点无电，则为前进换向接触器两个辅助联锁1Hkf、2Hkf(267-272线间)虚接或前进换向接触器线圈绕、断、电空阀漏风，换向器不能动作，故障灯3亮。
(4)检测X3/2、259#、272#线电压，若前两点有电，后一点无电，则为后进换向接触器两个辅助联锁1Hkf、2Hkf(270-272线间)虚接或前进换向接触器线圈绕、断、电空阀漏风，换向器不能动作，故障灯4亮；(5)检测272#、X7/3电压，若前一点有电，后一点无电，则为过流继电器LJ反联锁虚接，故障灯5亮；(6)检测X7/3、X7/2电压，若前一点有电，后一点无电，则为自停继电器Ti反联锁虚接，故障灯6亮；(7)检测X7/2、275#线电压，若前一点有电，后一点无电，则为接地继电器DJ反联锁虚接，故障灯7亮；(8)检测275#、X5/11电压，若前一点有电，后一点无电，并且3YJ、4YJ、UK、3ZJ、2ZJ正常，则1位指示灯亮说明1ZJ反联锁虚接(或IZJ动作)，保位指示灯亮说明LLC正联锁(275-277线)虚接，故障灯8亮；(9)检测X5/11、X5/10电压及转速信号，若X5/11有电，X5/10无电，转速低于750转/分，则故障灯9亮；1位指示灯亮为3ZJ反联锁虚接保位亮为电子UK误动作；(10)检测X5/11、X5/10电压及转速信号，若X5/11有电，X5/10无电，转速高于750转/分，则为3YJ、4YJ虚接、动作值不准或机油压力不足，故障灯10亮；(11)检测X5/10、424#(302)线电压，若前一点有电，后一点无电，则为2ZJ反联锁虚接，故障灯11亮；(12)检测X3/4、X5/21电压，若前一点有电，后一点无电，则为2ZFK、5ZFK辅助反联锁(1401-1409#线)虚接或自负荷闸刀没拉开，故障灯12亮；(13)检测X5/21，424#线、286#线电压，若前两点有电，后一点无电，则为LLC辅助正联锁(282-286#线)虚接或LLC线圈绕、不吸合，故障灯13亮；(14)检测424#、286#374#线电压，若前两点有电，后一点无电，则为①1-6C辅助正联锁(310-329#线)有虚接、损坏。②1-6C中有电空阀坏，接触器不吸合。③电机故障开关(1-6GK)打中立位或不通，故障灯14亮；(15)在LC空余的辅助正联锁的一端加一连线接374#，另一端接14#线，检测374#、14#线电压，若前一点有电，后一点无电，则为LC线圈绕断，不动作，故障灯15亮；2、柴油机停机连锁DLS回路(16)检测X5/13、442#线电压，若前一点有电，后一点无电，则为4ZJ反联锁(438-442#线)虚接，故障灯16亮；(17)检测442#、X5/15电压，若前一点有电，后一点无电，则为Rdls电阻烧断，故障灯17亮；(18)检测X5/15、X5/16电压及转速信号，若X5/15有电，转速低于380转/分大于100转/分时，X5/16无电，DLS或联调故障，故障灯18亮；(19)检测X5/15、X5/16电压、转速信号及机油压力信号，若X5/15有电，转速高于380转/分时，机油压力高于80Kpa，X5/16无电，则为第一油压继电器1YJ、第二油压继电器2YJ故障，故障灯19亮；(20)检测X5/15、X5/16电压、转速信号及机油压力信号，转速高于380转/分时，机油压力低于80Kpa，X5/16无电，则为油压不足，故障灯20亮；(21)检测637号线对X7/5电压，若电压达6V以上时，故障灯21亮；(22)检测X7/14对X7/6电压，若电压达6V以上时，故障灯22亮。
3、正常指示机控、前、后、CF励磁检测点依次为X3/4、X3/3、X3/2、X7/12，L、F励磁检测点为电机励磁绕组两端电压。合机控，机控、CF励磁指示灯应亮，提手柄前进方向“前”或后进方向“后”指示灯及CF励磁指示灯应亮，若不亮表明相应的电路有故障。主要功能及技术指标(一)功能1、检测走车控制电路能检测走车控制电路接触器触头的虚接、3-4YJ、电子UK的误动作及主要接触器LLC、LC、1-2HKF、1-6C电控阀坏、线圈烧、犯卡、虚接等故障。
2、检测柴油机启机电路监测4ZJ反联锁、Rdls、1-2YJ或油压、DLS或联调故障。
3、检测CF、L、F励磁是否正常。
(二)技术指标1、对故障的反应速度0.01～1.5S2、电源电压DC22～24V；3、工作方式可长期工作，也可有故障后再启用；4、环境温度-25℃～45℃；5、相对湿度＜90％。
权利要求1.内燃机车电器故障在线检测仪，由机箱、电平转换及故障判断电路板、信号显示板、电缆插座、电源开关、保险装置、解锁按钮、故障显示灯、正常显示灯构成，其特征在于电平转换及故障判断电路板与信号显示板相连接，安装在机箱内，电路板上的电路与机箱上的电缆插座相连接，电源开关、保险装置与检测仪电路相连且安装在机箱面板上，检测仪的电平转换电路、转速判断电路、压力判断电路的信号输出端连接到故障判断电路的信号输入端相应的接点上，解锁按钮、故障显示灯与故障判断电路相连接，安装在信号显示板上，透过机箱面板显示，正常显示灯通过功率放大三极管与电平转换电路相连接，安装在信号显示板上，透过机箱面板显示。
2.根据权利要求1所述的内燃机车电器故障在线检测仪，其特征在于故障判断电路中集成块C036的1脚连接被检测电器联锁靠电源正端检测点的电平转换电路信号输出端，12和13脚连接被检测电器联锁靠电源负端检测点的电平转换电路信号输出端，11脚与2脚相连，3脚通过一个33K电阻与4脚相连，4脚通过延时电容与负端相连，5脚与8脚相连，6脚与9脚相连，6脚与一个1K电阻相连，电阻与显示电路相连，10脚通过一电阻与12伏电源正端相连，解锁按钮开关一端与10脚相连，另一端与电源负端相连。
3.如权利要求1所述的内燃机车电器故障检测仪，其特征在于故障判断电路中集成块C031的1脚连接被检测电器联锁靠电源正端检测点的电平转换电路信号输出端，2、4脚连接被测电器动作需要的电器线圈电压、机油压力、柴油机转速的条件信号，5脚连接C036的11脚，C036的12和13脚连接被检测电器联锁靠电源负端检测点的电平转换电路信号输出端，C031的6脚连接C036的1、2脚，C036的3脚通过一个33K电阻与4脚相连，C036的4脚通过延时电容与负端相连，5脚与8脚相连，6脚与9脚相连，6脚与一个1K电阻相连，电阻与显示电路相连，10脚通过一电阻与12伏电源正端相连，解锁按钮开关一端与10脚相连，另一端与电源负端相连。
专利摘要内燃机车电器故障检测仪，机车电路通过电缆与检测仪机箱内的信号处理及故障判断电路板、显示板连接，光电耦合电平转换电路及压力、转速判断电路将机车的高压信号与弱电信号转换成12伏的电压信号，输入到以逻辑集成块C036、C031为核心的故障判断电路中，进行逻辑运算后将结果输出到显示板，显示板上的发光二级管结合面板上的显示灯将机车的正常与故障状态显示出来，能够实时检测，同时显示故障处所，可节约人力，提高机车的使用效率，保证行车的安全正点。
文档编号G01M17/08GK2527993SQ0125993
公开日2002年12月25日 申请日期2001年8月22日 优先权日2001年8月22日
发明者梁成, 黄金雄, 李贵, 蔡锱钧 申请人:柳州铁路局玉林机务段