专利名称：一种机车轴端速度传感器的便携检测系统的制作方法
技术领域：
本发明是一种用于铁路机车轴端速度传感器的便携检测系统。这种检测系统具有通用性、多功能和便携性，可以携带到维修现场和机车现场对各类轴端速度传感器进行检测工作。
背景技术：
我国铁路系统使用的各类机车普遍在轮对轴端安装使用轴端光电速度传感器。所有速度传感器在装车前和维修后，都必须进行检测，或进行必要的鉴定和调整。目前使用的速度传感器检测试验装置都是台式的系统或装置。其体积和重量都不能满足便携和机车现场测试需要。本发明所提供的一种机车轴端速度传感器的便携检测系统具有通用性，多功能和便携性，可以对目前国内普遍应用的各类传动方式的轴端速度传感器进行检测，并对检测结果及获得的数据进行数据显示，打印和数据存储。本发明提供的系统具有便携性，整体为箱式结构，不仅可以在室内的固定场所对速度传感器进行全面检测，也可以携带到维修现场和机车现场完成检测任务。
发明内容
本发明是为了提供一种机车轴端速度传感器的便携检测系统，本发明所述便携检测系统(见附图1和附图2)由传感器驱动装置1，传感器试验托架2，打印机8，数据线插孔9，电源开关10，指示灯11，液晶显示屏12，触摸键盘13，数据接口模块14，电路板(含单片机、测试主控电路板和显示指示电路板)15，电源模块16，电池17等组成。按照本发明(见附图3)，一种机车轴端速度传感器的便携检测系统以单片机为控制核心，通过控制直流伺服驱动电机的转速为传感器提供模拟机车车轮的转速。完成光电速度传感器各种参数值的检测。同时将传感器实时输出的光电信号和测试数据及结论显示在液晶显示屏上。本发明采用四通道信号设计，可以根据需要设定对单通道，双通道，三通道，四通道光电速度传感器的检测。按照本发明，系统可以存储2000 2500台传感器的测试数据，并提供查询检索功能，便于历史数据查询和整理记录。需要时，可以对测试数据进行高速打印，形成检测报告。设置的通信接口可以通过配置的数据线连接到PC机串行接口，也可以使用USB接口，用U盘转存，将数据上传至上位计算机数据库进行进一步的保存和处理。本发明所述的传感器驱动装置(见附图4，附图5，附图6)由直流伺服电机10，主动同步齿形带轮11，同步齿形带1，被动同步齿形带轮2，传动套4，传动装置附件5，传动装置支架6，传感器试验托架7，传感器定位销9组成，并由传动套和电机支撑架3紧凑连接。检测时，将传感器放置在传感器试验托架7上，由传感器定位销9定位，并用传感器紧定螺杆固定。由直流伺服电机输出的转速经同步齿形带轮变速后传给传动套，使传动套能够在O 3000转/分范围内转动。控制系统根据测试时预定的转速控制驱动电机转动，并带动被测传感器获得测试需要的转速。
按照本发明(见附图4，附图5，附图6)，传动套4的方孔是模拟机车轴端的机械结构。不装入附加传动装置时可以直接检测万向节联轴器传动方式的传感器。更换不同附加传动装置时，可以对磁连接传动叉方式的传感器和磁传动方式的传感器进行检测。按照本发明，检测系统还具有4路模拟速度脉冲输出功能，用以校检机车速度信号上车线路状态。同时具有2路0-20mA的恒流信号输出功能，用以校验机车速度表表头、机车运行监控装置双针速度表等。按照本发明，检测系统可在有交流电源的场所使用AC220V± 10%输入电源，经恒流恒压电源(见附图2-16)输出25V直流供系统使用，并对蓄电池进行充电。在室外或没有外接电源的场合，系统在便携状态下由电池供电，可持续持续工作4小时以上，对80 100台光电速度传感器进行检测。按照本发明的检测系统主要测试指标:从O到额定转速范围内的脉冲数、脉冲最低闻电平、脉冲最闻低电平、占空比指标。按照本发明的检测系统与台式检测系统相比具有以下优点:1、具有多功能；2具有便携性；3测试准确性高，数据全面可靠；4、运行高效、噪音低；5、运用单片机编程技术实现测试操作程全自动或手动任意选择，液晶屏直观显示全部动作过程，操作简单灵活，测试结果报告可以自动打印。
附图结合实施实例说明本发明的具体原理和结构:附图为本发明实例装置的三视图和剖面图。图中标号标明零部件。其中:附图1是一种机车轴端速度传感器的便携检测系统的三视图。其中I是传感器驱动装置，2是传感器试验托架，3是附件箱，4是传动装置附件，5是箱体合页，6是箱体，7是箱盖，8是打印机，9是数据线插孔，10是电源开关，11是指示灯，12是液晶显示屏，13是触摸键盘，14是数据接口模块。附图2是检测系统箱体内部模块布置的空间结构图。其中15是电路板(含测试主控电路板和显示指示电路板)，16是电源模块，17是电池。附图3是检测系统原理结构图。附图4，附图5，附图6是检测系统传感器驱动装置的剖视图。其中:1是同步齿形带，2是被动同步齿形带轮，3是传动套和电机支撑架，4是传动套，5是传动装置附件，6是传动装置支架，7是传感器试验托架，8是被测传感器，9是传感器定位销，10是直流伺服电机，11是主动同步齿形带轮。
具体实施例方式参照附图1和附图2，一种机车轴端速度传感器的便携检测系统的实施装置，由传感器驱动装置1，传感器试验托架2，附件箱3，传动装置附件4，箱体合页5，箱体6，箱盖7，打印机8，数据线插孔9，电源开关10，指示灯11，液晶显示屏12，触摸键盘13，数据接口模块14，电路板(含测试主控电路板和显示指示电路板)15，电源模块16，电池17组成。按照本发明附图1，箱体6为容纳安装所有模块和驱动装置的壳体。选用铝箔板材料，加固包角专门定制。在外壳箱体内设计有角铁框架和衬板，在角铁和衬板上钻孔，用螺钉将选定的打印机8，数据线插孔9，电源开关10，指示灯11，液晶显示屏12，触摸键盘13，数据接口模块14，电路板(含测试主控电路板和显示指示电路板)15，电源模块16，电池17，及传感器驱动装置安装固定在箱体内的相应位置。通过线束将各模块进行连接。总重量控制在20kg以内。参照附图3，便携检测系统由16位单片机为控制核心，进行伺服速度控制与系统总体控制，8位单片机辅助进行显示打印控制，由地址，数据和控制总线通过各部分外围设备的I/O接口电路将个模块连接成硬件系统。同时，通过输入内部ROM的程序构成检测软件系统，实现速度控制，模式选择，测试条件确定，数据显示打印存储等功能。并给出检测结果判断。使用中可以通过触摸键盘对检测模式进行设定，可选择自动，半自动，手动检测模式；需检测传感器的通道数；检测速度；确定检测输入信息。并将预定的输入信息和光电速度传感器的输出信号实时显示在LCD液晶显示屏上。并自动存储检测结果，记录检测时间等。本发明采用四通道信号设计，可以根据需要设定对单通道，双通道，三通道，四通道光电速度传感器的检测。本发明采用大容量FLASH存储芯片建立了测试数据库，可以存储2000 2500台传感器的测试数据，并提供查询检索功能，便于历史数据查询和整理记录。需要时，可以自动或手动对测试数据进行高速打印，形成检测报告。硬件系统设置的通信接口可以通过配置的数据线，连接到PC机串行接口，也可以使用设置的通用USB接口，用U需转存，将数据上传至上位计算机数据库进行进一步的保存和处理。参照附图4，将传感器的输出信号线接头与检测系统信号输入接头对接，经单片机控制的直流伺服电机的轴端装有主动同步齿形带轮11，通过同步齿形带I与传动套4上的被动同步齿形带轮2相连接。传动套4用一对轴承支撑在传动套和电机支撑架3内，由传动套4带动被测传感器以预定的速度转动，为光电速度传感器提供驱动动力和转速。本发明所述的传感器驱动装置(参照附图4，附图5，附图6)由直流伺服电机10，主动同步齿形带轮11，同步齿形带1，被动同步齿形带轮2，传动套4，传动装置附件5，传动装置支架6，传感器试验托架7，传感器定位销9组成。并由传动套和电机支撑架3将倒置的直流伺服电动机10与传动套4、传动装置支架6连接成紧凑结构。检测时，将传感器放置在传感器试验托架7上，由传感器定位销9定位，并用传感器紧定螺杆固定。由直流伺服电机输出的转速经同步齿形带轮变速后传给传动套，使传动套能够在O 3000转/分范围内转动。控制系统根据测试时预定的转速控制驱动电机转动，并带动被测传感器获得测试需要的转速。按照本发明，传动套4的方孔是模拟机车轴端的机械结构。当被测传感器采用磁连接传动叉方式的传动装置时(参照附图4)，可以将作为附件的磁连接传动叉传动装置插入传动套4(参照附图4-5)，然后进行对应传感器检测。当被测传感器是磁传动方式的传动装置时(参照附图5)，可将作为附件的磁传动方式的传动装置装入传动套4(参照附图5-5)，然后进行对应传感器检测。当被测传感器采用万向节联轴器传动装置时(参照附图6)，可不装上述两类传动装置附件，而将万向节联轴器传动装置的方端直接插入传动套进行检测。按照本发明实施例，检测系统通过对外数据接口控制，还设有4路模拟速度脉冲输出信号，用以校检机车速度信号上车线路状态。同时具有2路0-20mA的恒流信号输出功能，用以校验机车速度表表头、机车运行监控装置双针速度表等。按照本发明实施所述的装置，可在有交流电源的场所使用AC220V±10%输入电源，经恒流恒压电源(见附图2-16)输出25V直流供系统使用，并对蓄电池进行充电。在室外或没有外接电源的场合，系统在便携状态下由电池供电，可持续持续工作4小时以上，对80 100台光电速度传感器进行检测。按照本发明实施的检测系统主要测试指标:从O到额定转速范围内的脉冲数、脉冲最低高电平、脉冲最高低电平、占空比指标。本发明所述的检测系统参数为:AD采样精度为10位；最小采样周期13us ;脉冲探测周期1us ;测试通道数为:单，双，三，四随机可选，最大测试通道数4通道；传感器单台次最大测试时间≤30秒；传感器接口 JL5-14TK ;内存容量≥ 2000台；传动套转速范围:0 3000r/min随机可选；测量波形为方波脉冲，输出方波波形占空比:50±25，占空比误差< 0.05 ;测量电平:高低电平，脉冲最低高电平、脉冲最高低电平:高电平> 9VDC，低电平< 2VDC，误差小于输入电平的百分之五；测量相位:测量两路输出时的相位差小于5度；相位差:AB相Ji/2t，CD相π/2t ;测量脉冲数无误差；输出电流:0-20mA测试精度:1% ;测试报表:自动判断测试结果是否合格并可设置输出打印测试结果。
权利要求
1.一种机车轴端速度传感器的便携检测系统，包括传感器驱动装置1，传感器试验托架2，附件箱3，传动装置附件4，箱体合页5，箱体6，箱盖7，打印机8，数据线插孔9，电源开关10，指示灯11，液晶显示屏12，触摸键盘13，数据接口模块14，电路板(含单片机、测试主控电路板和显示指示电路板)15，电源模块16，电池17组成，其特征在于系统具有通用性，多功能和便携性。
2.如权利要求1所述的一种机车轴端速度传感器的便携检测系统，其特征在于系统以16位单片机为控制核心，8为单片机为辅助控制，构成硬件系统结构，通过编写的程序构成软件系统，控制直流伺服驱动电机的转速为传感器提供模拟机车车轮的转速，完成对光电速度传感器各种参数值的设定和自动检测。
3.如权利要求1所述的通用性，其特征在于系统可以对目前国内应用的万向联轴节，传动叉，磁传动三种传动方式的单通道、双通道、三通道、四通道光电速度传感器传感器进行检测。
4.如权利要求1所述的通用性，其特征在于系统设置的通信接口可以通过配置的数据线连接到PC机串行接口，也可以使用设置的通用USB接口，用U盘将数据上传至上位计算机数据库进行进一步的保存和处理。
5.如权利要求1所述的多功能，其特征在于系统具有自动对检测设定及获得的检测数据进行显示，打印和数据存储的功能，按照本发明，系统可以存储2000 2500台传感器的测试数据，并提供查询检索功能，便于历史数据查询和整理记录，同时系统还可提供4路模拟速度脉冲输出和2路0-20mA的恒流信号输出，用以校检机车速度信号上车线路状态和机车速度表。
6.如权利要求1所述的便携性，其特征在于系统整体为箱式结构，重量在20kg以内，不仅可以在室内的固定场所对速度传感器进行全面检测，也可以携带到维修现场和机车现场完成检测任务。
7.如权利要求1所述的传感器驱动装置，其特征在于驱动装置由直流伺服电机10，主动同步齿形带轮11，同步齿形带1，被动同步齿形带轮2，传动套4，传动装置附件5，传动装置支架6，传感器试验托架7，传感器定位销9组成，并由传动套和电机支撑架3将倒置的直流伺服电动机与10与传动套、传动装置支架6连接成紧凑结构，使传动套能够在O 3000转/分范围内转动。
8.如权利要求1所述传感器驱动装置，传动套4的方孔是模拟机车轴端的机械结构，其特征在于不装入附加传动装置时可以直接检测万向节联轴器传动方式的传感器，更换不同的附加传动装置时，可以对磁连接传动叉方式的传感器或者磁传动方式的传感器进行检测。
9.如权利要求1所述的一种机车轴端速度传感器的便携检测系统，其特征在于检测系统可在有交流电源的场所使用AC220V±10%输入电源，经恒流恒压电源输出25V直流供系统使用，并对蓄电池进行充电，在室外或没有外接电源的场合，系统在便携状态下由电池供电，可持续持续工作4小时以上，对80 100台光电速度传感器进行检测。
全文摘要
本发明是一种机车轴端速度传感器的便携检测系统，由传感器驱动装置，打印机，液晶显示屏，触摸键盘，数据接口模块，电路板，电源模块，电池等组成。具有通用性，多功能和便携性。可以对目前国内普遍应用的各类传动方式、各种通道的轴端速度传感器进行检测，并自动对检测结果及获得的数据进行显示，打印和数据存储。系统还可提供4路模拟速度脉冲输出和2路0-20mA的恒流信号输出，用以校检机车速度信号上车线路状态和机车速度表表头。本发明提供的系统具有便携性，整体为箱式结构，不仅可以在室内的固定场所对速度传感器进行全面检测，也可以携带到维修现场和机车现场完成检测任务。
文档编号G01P21/02GK103149385SQ20131005169
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月2日 优先权日2013年2月2日
发明者屈圭 申请人:广东技术师范学院