专利名称：基于虚拟仪器的轨道机车轮轴故障诊断系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机车轮轴故障检测领域，具体涉及一种基于虚拟仪器的轨道机车轮轴故障诊断系统。
背景技术：
机车的行走部件如车轴、轮箍、车轮、轮对轴承等，容易受到撞击、循环应力、摩擦、高低温等破坏因素的影响，它们的磨损、裂纹、剥离等损坏现象十分常见。因此，我国铁路运 输的安全性受到严重考验。虚拟仪器代表着电子测控仪器的发展方向，与传统的电子测控仪器相比，虚拟仪器具有用途多、数据处理能力强、自动化程度高、系统扩展和联网容易等优点。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种基于虚拟仪器的轨道机车轮轴故障诊断系统，其是利用虚拟仪器开发的故障诊断系统，将其应用于机车行走部件的检测流水线实现快速、可靠的故障检测。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下基于虚拟仪器的轨道机车轮轴故障诊断系统包括声发射传感器、预处理模块、数据采集模块和中央处理器；所述声发射传感器与预处理模块相连，其用于获取轨道机车轮轴的状态数据，并将该状态数据传送给预处理模块；所述预处理模块与数据采集模块相连，其用于将接收到的轨道机车轮轴的状态数据进行滤波放大处理，并将处理后的数据通过数据采集模块传送给中央处理器；所述中央处理器与数据采集模块相连，其用于接收数据采集模块传送来的数据，并对该数据进行分析与处理，得到轨道机车轮轴故障的诊断结果。本实用新型的有益效果是利用虚拟仪器开发了机车轮轴故障诊断系统，实现了快速且可靠的机车轮轴故障检测。
图I是本实用新型基于虚拟仪器的轨道机车轮轴故障诊断系统的结构框图。图2是本实用新型中的中央处理器的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明。本实用新型基于虚拟仪器的轨道机车轮轴故障诊断系统是利用小波分析技术对机车轮轴的故障检测，运用声发射传感器获取机车轮轴的状态数据，然后对数据进行相应的滤波、放大处理，最后通过数据采集卡将数据传送到中央处理器即PC机进行相应的数据处理得到诊断报告。如图I和图2所示，该故障诊断系统包括声发射传感器、预处理模块、数据采集模块和中央处理器；所述中央处理器包括主控模块、系统配置模块、界面管理模块、数据处理模块和数据存储模块，所述主控模块与数据采集模块相连，所述系统配置模块、界面管理模块、数据处理模块、数据存储模块均与主控模块相连。主控模块是整个诊断系统的框架，提供用户进入各功能模块的途径。每个功能模块通过其输入和输出端口与主控模块进行通信，取得相应指令或数据，完成各自的特定功倉泛。系统配置模块完成与系统相关的硬件、常数、文件参数的设置，包括模拟输入通道的通道设定、采样频率等参数设置、文件存放路径设置等内容。数据采集模块完成各种测量参数的采集，数据采集模块采集的数据送至主控模块，由主控模块将其送至数据处理模块进行数据处理，同时将其送入界面管理模块进行时实波形和参数显示。通过利用Al Config. vi模块对DAQ设备进行配置，设置缓存的大小。在本系统的数据采集模块方式下，只要启动了 DAQ设备的数据采集功能，它就会不停地对信号进行连续采集，并将采集到的数据放至其FIFO缓存中。通过这种方式可以实现对信号的长时间连续采集，而不会丢失信号。数据处理模块主要完成对采集数据的处理，提取对机车轮轴故障诊断有用的信息。根据这些信息进行故障诊断结果的判别，并将判别结果返回给主控模块。机车轮轴在运行过程中出现的故障按其振动信号的特征不同可分为两大类一类是磨损类故障，另一类是表面损伤类故障。磨损类故障由于产生的振动信号与正常轮轴震动信号具有相同的性质，磨损故障引起的震动信号除了振动水平高于正常情况没有别的差别，因此本系统通过用测量最大峰值的办法与正常值相比较，判断轮轴是否处于磨损故障状态。表面损伤类故障是该系统进行诊断的主要故障类型。小波分析具有同时分析信号时域与频域的特性。小波包技术能将信号无冗余、无疏漏地正交分解到独立的频带内。该系统利用Labview的Script节点中使用小波包分析技术对检测的信号进行分解。对含有故障特征的信号进行重构，再通过希尔波特变换进行解调，获得包络信号，然后计算出故障频率点，通过故障频率点的位置判断损坏位置。界面管理模块用于建立良好的人机界面，使用者在不了解每个功能模块具体实现过程的情况下也能运用自如。具体实现的功能有实现人机交互式操作；信号的时域波形和频域分析结果的波形显示；特征参数值实时显示；报警功能的可视化。数据存储模块用于存储轨道机车轮轴的正常状态数据和主控模块传来的故障诊断结果。
权利要求1.基于虚拟仪器的轨道机车轮轴故障诊断系统，其特征在于，该系统包括声发射传感器、预处理模块、数据采集模块和中央处理器；所述声发射传感器与预处理模块相连，其用于获取轨道机车轮轴的状态数据，并将该状态数据传送给预处理模块；所述预处理模块与数据采集模块相连，其用于将接收到的轨道机车轮轴的状态数据进行滤波放大处理，并将处理后的数据通过数据采集模块传送给中央处理器；所述中央处理器与数据采集模块相连，其用于接收数据采集模块传送来的数据，并对该数据进行分析与处理，得到轨道机车轮轴故障的诊断结果。
专利摘要基于虚拟仪器的轨道机车轮轴故障诊断系统涉及机车轮轴故障检测领域，该系统包括依次相连的声发射传感器、预处理模块、数据采集模块和中央处理器；所述声发射传感器获取轨道机车轮轴的状态数据，并将该状态数据传送给预处理模块；所述预处理模块将接收到的轨道机车轮轴的状态数据进行滤波放大处理，并将处理后的数据通过数据采集模块传送给中央处理器；所述中央处理器接收数据采集模块传送来的数据，并对该数据进行分析与处理，得到轨道机车轮轴故障的诊断结果。本实用新型采用虚拟仪器实现机车轮轴故障的诊断，具有操作容易、性价比高、检测效率高的优点。
文档编号G01M17/10GK202599681SQ20122015446
公开日2012年12月12日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日
发明者邹英永, 张超, 魏巍 申请人:长春大学