专利名称：一种铁路道床阻力检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及检测领域，尤其涉及一种铁路道床阻力检测装置。
背景技术：
现有的铁路道床阻力检测技术所采用的检测方法是通过传感器感测要被检测的 铁路道床阻力，然后通过单片机处理器将传感器所感测到的数据进行处理。在完成了上述 的现场检测之后，需要将单片机处理器带到有计算机的地方，之后将单片机处理器处理后 的数据导入到计算机中进行计算分析，从而得到相应的结果。这使得现有的铁路道床阻力 检测技术不具备检测的实时性。
实用新型内容本实用新型针对现有铁路道床阻力检测技术不能实时地检测铁路道床的阻力的 缺陷，提供了一种铁路道床阻力检测装置，能够实时地对铁路道床的阻力进行检测。本实用新型提供一种铁路道床阻力检测装置，包括压力传感器、位移传感器、模 数转换器和主处理器，所述模数转换器分别与所述压力传感器、位移传感器和主处理器连 接，其中所述压力传感器和所述位移传感器分别采集铁路道床的压力信号和位移信号，并 分别将采集到的压力信号和位移信号输出到所述模数转换器；所述模数转换器对接收到的压力信号和位移信号进行模数转换，并然后将模数转 换后的数字压力信号和数字位移信号传送给所述主处理器；所述主处理器接收所述数字压力信号和所述数字位移信号，并实时生成关于铁路 道床阻力检测的结果数据。由于本实用新型铁路道床阻力检测装置能够由主处理器对分别来自压力传感器 和位移传感器的压力信号和位移信号进行实时地处理，所以能够实现对铁路道床阻力的实 时检测，而不必像现有技术那样，必须将单片机处理器带到有计算机的地方并将单片机处 理器处理后的数据导入到计算机中进行分析才能得到对铁路道床阻力的检测结果。
图1为本实用新型铁路道床阻力检测装置的框图；图2为本实用新型铁路道床阻力检测装置的另一框图；图3为本实用新型铁路道床阻力检测装置中所采用的模数转换器的一个示例的 管脚图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型铁路道床阻力检测装置进行详细描述。如图1所示，本实用新型铁路道床阻力检测装置包括压力传感器101、位移传感器102、模数转换器104和主处理器105，模数转换器104分别与压力传感器101、位移传感 器102和主处理器105连接，其中压力传感器101和位移传感器102分别采集铁路道床的 压力信号和位移信号，并分别将采集到的压力信号和位移信号输出到模数转换器104 ；模 数转换器104对接收到的压力信号和位移信号进行模数转换，并然后将模数转换后的数字 压力信号和数字位移信号传送给主处理器105 ；主处理器105接收所述数字压力信号和所 述数字位移信号，并实时生成关于铁路道床阻力检测的结果数据。由于本实用新型铁路道床阻力检测装置能够由主处理器对分别来自压力传感器 和位移传感器的压力信号和位移信号进行实时地处理，所以能够实现对铁路道床阻力的实 时检测，而不必像现有技术那样，必须将单片机处理器带到有计算机的地方并将单片机处 理器处理后的数据导入到计算机中进行分析才能得到对铁路道床阻力的检测结果。为了能够对铁路道床的阻力进行精确的检测，压力传感器101的数目为1个，位移 传感器102的数目为2个。当然，应当理解的是，可以采用更多数目的压力传感器101和位 移传感器102。此外，优选地，压力传感器101和位移传感器102为桥式电压传感器，以获得 比常规传感器更高的精度和更小的噪声。图2为本实用新型铁路道床阻力检测装置的另一框图。如图2所示，在压力传感 器101与模数转换器104之间以及在位移传感器102与模数转换器104之间还分别连接有 运算放大器103，用于对来自压力传感器101的压力信号和来自位移传感器102的位移信号 进行放大。运算放大器103优选为具备高精度、抗干扰能力强、低功耗等性能的放大器，例 如，可以选用仪表放大器。另外，如图2所示，本实用新型铁路道床阻力检测装置还可以包括连接在主处理 器105和模数转换器104之间的译码电路107，该译码电路107用于将来自主处理器105的 控制信号转换为片选信号，以便实现对模数转换器104的选择。本实用新型检测装置还可 以包括连接到主处理器105的显示模块106，用于实时显示主处理器105所获得的检测结
果ο本实用新型铁路道床阻力检测装置中所采用的模数转换器104可以为各种类型 的模数转换器，例如流水线线型模数转换器、逐次逼近式模数转换器、sigma-delta型模数 转换器。图3是本实用新型铁路道床阻力检测装置中可以采用的模数转换器的一个示例， 它是12位8通道并行输出的逐次逼近式模数转换器，型号为ADS7852，由德州仪器公司设 计。如图3所示，该模数转换器有32个管脚，其中，管脚1-8为8路模拟输入，本申请选择 由管脚1-3分别接收来自压力传感器101和位移传感器102的信号；管脚15-26为12位数 字输出，用于向主处理器105传送模数转换后的数字信号；管脚12-14为8路模拟输入的地 址选择，用于通过逻辑关系选择8路输入信号中的其中一路；Vss为电源电压，Veef为外接参 考电压，若不用可接2. 2uF和0. IuF去耦电容各一个；AGND和DGND分别为模拟地和数字地， CLK为时钟输入(可以从200KHz到8MHz)；管脚28为忙指示输出，用于通知主处理器105 该模数转换器正在工作，不能进行读写操作；管脚31为片选信号，其通过译码电路107连接 到主处理器105上，用于通过低电平选择该模数转换器；管脚30为读控制线，其连接到主处 理器105上，用于通过低电平配合片选信号来读取该模数转换器中的数据；管脚27为写控 制线，其连接到主处理器105上，用于通过低电平配合片选信号来控制该模数转换器开始 转换操作。[0019]应当理解的是，图3仅是模数转换器的一个示例，并不限制本申请的范围，本实用 新型铁路道床阻力检测装置还可以采用其它类型、其它型号的模数转换器。在接收到压力信号和位移信号之后，主处理器105可以通过低通均值滤波算法对 压力信号和位移信号进行滤波处理，并根据这些信号之间的关系得到对铁路道床阻力的检 测结果。其中，根据压力信号和位移信号之间的关系得到铁路道床阻力检测结果的方式可 以通过采用本领域技术人员公知的算法来实现。优选地，本实用新型铁路道床阻力检测装置所采用的主处理器105为PC/104架构 的控制器。PC/104架构的控制器是近年来发展起来的一种新型计算机，它将一台计算机集 成为一块体积很小的线路板模块，包括CPU、内存、两个RS-232串口，1个并口 104总线；它 支持CRT/LCD显示，以便实时显示系统的运行状态；它具有硬盘及软驱接口 ；它带有一定容 量的Flash电子盘，以用于存储控制软件及相关数据；它可方便地进行高级语言编程，大大 简化了控制系统的硬件设计，提高了可靠性；它装备了操作系统，方便了软件开发；它的处 理速度快，控制系统的实时性明显优于传统的微处理器；另外，根据系统需要，它可方便地 扩展不同的接口板，例如A/D转换器、D/A转换器、I/O接口、定时器等，从而具有良好的扩展 性。由于PC/104架构的控制器所具备的上述优点，所以本实用新型铁路道床阻力检测装置 能够记录检测过程中的相关数据，可以使得这些相关数据通过USB接口进行下载，还允许 相关人员能够通过网络接口将计算机连接到该PC/104架构的控制器上，以对该PC/104架 构的控制器中的软件进行在线调试。下面以主处理器105为PC/104架构的控制器、模数转换器104为图3所示的 ADS7852型号的模数转换器、译码电路107为两块4_16译码器为例说明三者的交互动作。 PC/104架构的控制器的6根地址线接入到两块4-16译码器上，从而可以得到20个互斥的 低有效输出；然后从这20个低有效输出中选取其中的3个输出作为或门的输入，进而或门 的输出连接到ADS7852型模数转换器的管脚31上，实现对模数转换器104的选择。应当理解，本文仅通过优选实施方式对本实用新型铁路道床阻力检测装置进行了 描述，在不背离本实用新型范围的情况下，本领域技术人员可进行各种变形、修改和替换。
权利要求1.一种铁路道床阻力检测装置，其特征在于，包括压力传感器、位移传感器、模数转 换器和主处理器，所述模数转换器分别与所述压力传感器、位移传感器和主处理器连接，其 中所述压力传感器和所述位移传感器分别采集铁路道床的压力信号和位移信号，并分别 将采集到的压力信号和位移信号输出到所述模数转换器；所述模数转换器对接收到的压力信号和位移信号进行模数转换，并然后将模数转换后 的数字压力信号和数字位移信号传送给所述主处理器；所述主处理器接收所述数字压力信号和所述数字位移信号，并实时生成关于铁路道床 阻力检测的结果数据。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述压力传感器的数目为1个，所述 位移传感器的数目为2个。
3.根据权利要求1或2所述的检测装置，其特征在于，所述压力传感器和所述位移传感 器为桥式电压传感器。
4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，在所述压力传感器与所述模数转换 器之间以及在所述位移传感器与所述模数转换器之间还分别连接有运算放大器。
5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述运算放大器为仪表放大器。
6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述模数转换器为逐次逼近式模数 转换器。
7.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述主处理器为PC/104架构的控制器。
8.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括连接在所述主 处理器和所述模数转换器之间的译码电路。
9.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括与所述主处理 器相连接的显示模块。
专利摘要本实用新型针对现有铁路道床阻力检测技术不能实时地检测铁路道床的阻力的缺陷，提供了一种铁路道床阻力检测装置，能够实时地对铁路道床阻力进行检测。一种铁路道床阻力检测装置，包括压力传感器、位移传感器、模数转换器和主处理器，模数转换器分别与压力传感器、位移传感器和主处理器连接，其中压力传感器和所述位移传感器分别采集铁路道床的压力信号和位移信号，并分别将采集到的压力信号和位移信号输出到模数转换器；模数转换器对接收到的压力信号和位移信号进行模数转换，并然后将模数转换后的数字压力信号和数字位移信号传送给主处理器；主处理器接收所述数字压力信号和所述数字位移信号，并实时生成关于铁路道床阻力检测的结果数据。
文档编号G01L5/00GK201788047SQ20102026928
公开日2011年4月6日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者余志武, 唐永康, 尹成斐, 张向民, 徐新利, 陈昭平 申请人:中南大学, 中国神华能源股份有限公司, 朔黄铁路发展有限责任公司