一种列车在线安全检测系统的信号采集装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种列车在线安全检测系统的信号采集装置，设有高速数据采集平台和电源，并对应每一个列车在线安全检测地段设有一组振动传感器组、一组用于检测列车温度的温度传感器组、一组用于检测列车通过时的车轮位移量的激光位移探测器组；高速数据采集平台将每一组振动传感器组、每一组温度传感器组和每一组激光位移探测器组产生的传感信号转换成数字信号后发送给上位机。本实用新型能够对振动传感器组、温度传感器组和激光位移探测器组的传感信号进行统一采集、放大、滤波、数模转换、存储和向上位机传输，满足了列车在线安全检测系统的信号采集集成化需求，降低了实现列车在线安全检测系统信号采集的硬件结构复杂程度和成本。
【专利说明】
一种列车在线安全检测系统的信号采集装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种列车在线安全检测系统的信号采集装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着国家城市化的全力推动，我国轨道交通事业取得了长足的发展。同时在城市交通运输中扮演更重要的角色，承担着更大的运输任务。所以其安全性、稳定性、舒适性就越来越凸显重要。
[0003]车辆的走行部在线安全检测(下称“列车在线安全检测系统”)是行车安全保证的一项重要工作，包括振动剥离擦伤、机车温度、车轮尺寸在线安全检测，各系统前端传感器信号互相独立，各自处理采集，存在线路复杂、管理困难的问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种列车在线安全检测系统的信号采集
目.ο
[0005]解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0006]一种列车在线安全检测系统的信号采集装置，其特征在于:所述的信号采集装置设有用于与上位机通信的高速数据采集平台和用于为信号采集装置供电的电源，并且，所述信号采集装置对应每一个列车在线安全检测地段设有一组用于检测列车通过时的振动强度的振动传感器组、一组用于检测列车温度的温度传感器组、一组用于检测列车通过时的车轮位移量的激光位移探测器组;所述高速数据采集平台将所述每一组振动传感器组、每一组温度传感器组和每一组激光位移探测器组产生的传感信号转换成数字信号后发送给上位机。
[0007]作为本实用新型的优选实施方式，每一组所述振动传感器组均设有多个振动传感器，每一组所述温度传感器组均设有多个温度传感器，每一组所述激光位移探测器组均设有多个激光位移探测器，所述高速数据采集平台设有FPGA系统和用于提供连接上位机接口的DSP系统，其中，所述FPGA系统具有用于连接数模转换器的输入接口，所述DSP系统具有用于连接上位机的输出接口，并且，所述高速数据采集平台对应每一个振动传感器、每一个温度传感器和每一个激光位移探测器均设有一个模数转换器;每一个所述振动传感器均通过一个用于对传感信号进行放大和滤波的振动传感器信号处理模块以及对应的模数转换器连接所述FPGA系统的相应输入接口，每一个所述温度传感器均通过一个用于对传感信号进行放大和滤波的温度传感器信号处理模块以及对应的模数转换器连接所述FPGA系统的相应输入接口，每一个所述激光位移探测器均通过一个用于对传感信号进行放大和滤波的激光位移探测器信号处理模块以及对应的模数转换器连接所述FPGA系统的相应输入接口，所述FPGA系统的输出接口连接所述DSP系统的输入接口。
[0008]作为本实用新型的优选实施方式，所述高速数据采集平台还设有存储器;所述DSP系统将接收到的数字信号保存在所述存储器中。[0009 ]作为本实用新型的优选实施方式，所述DSP系统的输出接口包括USB接口和UART接
□ O
[0010]作为本实用新型的优选实施方式，所述的信号采集装置还设有外壳;所述高速数据采集平台、电源和各个模数转换器均固定安装在所述外壳内。
[0011]作为本实用新型的优选实施方式，所述各个列车在线安全检测地段沿列车轨道的延伸方向间隔设置。
[0012]作为本实用新型的优选实施方式，设置在同一列车在线安全检测地段的振动传感器组、温度传感器组和激光位移探测器组沿列车轨道的延伸方向间隔设置;每一组所述振动传感器组均设有两列包含多个振动传感器的振动传感器列，该两列振动传感器列的各个振动传感器数量相同并均沿列车轨道的延伸方向均匀间隔分布设置，所述两列振动传感器列均固定安装在地面上并均位于列车轨道的左侧轨道与右侧轨道之间，其中一列振动传感器列靠近左侧轨道内侧面设置、另一列振动传感器列靠近右侧轨道内侧面设置;每一组所述温度传感器组均设有五个固定安装在地面上的温度传感器，其中四个温度传感器位于列车轨道的垂线位置上，该四个温度传感器中的其中两个分别朝向左侧轨道的内侧面和外侧面设置、另外两个分别朝向右侧轨道的内侧面和外侧面设置，最后一个温度传感器向上设置并位于所述左侧轨道和右侧轨道的中线位置上;每一组所述激光位移探测器组均设有四对激光位移探测器对，每一对激光位移探测器对均包含两个连线平行于列车轨道的激光位移探测器，其中两对激光位移探测器对分别朝向左侧轨道的内侧面和外侧面设置、另外两对激光位移探测器对分别朝向右侧轨道的内侧面和外侧面设置。
[0013]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0014]第一，本实用新型能够对振动传感器组、温度传感器组和激光位移探测器组的传感信号进行统一采集、放大、滤波、数模转换、存储和向上位机传输，满足了列车在线安全检测系统的信号采集集成化需求，降低了实现列车在线安全检测系统信号采集的硬件结构复杂程度和成本。
[0015]第二，本实用新型通过对振动传感器组、温度传感器组和激光位移探测器组在列车轨道上的安装位置布置，能够满足实现检测电力机车振动情况、机车温度和列车车轮尺寸变化的振动传感数据、温度传感数据和车轮位移数据的采集需要。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明:
[0017]图1为本实用新型的信号采集装置的电路原理框图；
[0018]图2为本实用新型中高速数据采集平台的电路原理框图；
[0019]图3为本实用新型的信号采集装置中振动传感器组、温度传感器组和激光位移探测器组的分布示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图1至图3所示，本实用新型的列车在线安全检测系统的信号采集装置，设有用于与上位机通信的高速数据采集平台和用于为信号采集装置供电的电源，并且，信号采集装置对应每一个列车在线安全检测地段设有一组用于检测列车通过时的振动强度的振动传感器组、一组用于检测列车温度的温度传感器组、一组用于检测列车通过时的车轮位移量的激光位移探测器组；高速数据采集平台将每一组振动传感器组、每一组温度传感器组和每一组激光位移探测器组产生的传感信号转换成数字信号后发送给上位机。其中，优选的，各个列车在线安全检测地段沿列车轨道的延伸方向间隔设置。
[0021]其中，上述每一组振动传感器组均设有多个振动传感器，每一组温度传感器组均设有多个温度传感器，每一组激光位移探测器组均设有多个激光位移探测器，高速数据采集平台设有FPGA系统和用于提供连接上位机接口的DSP系统和存储器;其中，FPGA系统具有用于连接数模转换器的输入接口，DSP系统具有用于连接上位机的输出接口，并且，高速数据采集平台对应每一个振动传感器、每一个温度传感器和每一个激光位移探测器均设有一个模数转换器;每一个振动传感器均通过一个用于对传感信号进行放大和滤波的振动传感器信号处理模块以及对应的模数转换器连接FPGA系统的相应输入接口，每一个温度传感器均通过一个用于对传感信号进行放大和滤波的温度传感器信号处理模块以及对应的模数转换器连接FPGA系统的相应输入接口，每一个激光位移探测器均通过一个用于对传感信号进行放大和滤波的激光位移探测器信号处理模块以及对应的模数转换器连接FPGA系统的相应输入接口，FPGA系统的输出接口连接DSP系统的输入接口；其中，DSP系统的输出接口包括USB接口和UART接口，DSP系统将接收到的数字信号保存在所述存储器中。优选的，FPGA系统选用型号为XiLinx Spartan-6的FPGA处理器和64Mbit的SPI Flash内存组成，DSP系统选用型号为0MAP-L138的DSP主处理器和256MB、16bit的DDR2内存组成，存储器选用512MB、8bit的NAND Flash存储器。
[0022]本实用新型的信号采集装置还设有外壳;上述高速数据采集平台、电源和各个模数转换器均固定安装在外壳内。
[0023]参见图3，上述设置在同一列车在线安全检测地段的振动传感器组、温度传感器组和激光位移探测器组沿列车轨道的延伸方向间隔设置;每一组振动传感器组均设有两列包含多个振动传感器的振动传感器列，该两列振动传感器列的各个振动传感器数量相同并均沿列车轨道的延伸方向均匀间隔分布设置，两列振动传感器列均固定安装在地面上并均位于列车轨道的左侧轨道与右侧轨道之间，其中一列振动传感器列包括振动传感器Vl、V2、V3、V4靠近左侧轨道内侧面设置、另一列振动传感器列包括振动传感器V5、V6、V7、V8靠近右侧轨道内侧面设置;每一组温度传感器组均设有五个固定安装在地面上的温度传感器，其中四个温度传感器位于列车轨道的垂线位置上，该四个温度传感器中的其中两个温度传感器T2、T3分别朝向左侧轨道的内侧面和外侧面设置、另外两个温度传感器T4、T5分别朝向右侧轨道的内侧面和外侧面设置，最后一个温度传感器Tl向上设置并位于左侧轨道和右侧轨道的中线位置上;每一组激光位移探测器组均设有四对激光位移探测器对，每一对激光位移探测器对均包含两个连线平行于列车轨道的激光位移探测器，其中两对激光位移探测器对为激光位移探测器对Ml、Μ2和激光位移探测器对M3、Μ4，它们分别朝向左侧轨道的内侧面和外侧面设置，另外两对激光位移探测器对为激光位移探测器对Μ5、Μ6和激光位移探测器对Μ7、Μ8，它们分别朝向右侧轨道的内侧面和外侧面设置。
[0024]本实用新型不局限于上述【具体实施方式】，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。
【主权项】
1.一种列车在线安全检测系统的信号采集装置，其特征在于:所述的信号采集装置设有用于与上位机通信的高速数据采集平台和用于为信号采集装置供电的电源，并且，所述信号采集装置对应每一个列车在线安全检测地段设有一组用于检测列车通过时的振动强度的振动传感器组、一组用于检测列车温度的温度传感器组、一组用于检测列车通过时的车轮位移量的激光位移探测器组;所述高速数据采集平台将所述每一组振动传感器组、每一组温度传感器组和每一组激光位移探测器组产生的传感信号转换成数字信号后发送给上位机。2.根据权利要求1所述的信号采集装置，其特征在于:每一组所述振动传感器组均设有多个振动传感器，每一组所述温度传感器组均设有多个温度传感器，每一组所述激光位移探测器组均设有多个激光位移探测器，所述高速数据采集平台设有FPGA系统和用于提供连接上位机接口的DSP系统，其中，所述FPGA系统具有用于连接数模转换器的输入接口，所述DSP系统具有用于连接上位机的输出接口，并且，所述高速数据采集平台对应每一个振动传感器、每一个温度传感器和每一个激光位移探测器均设有一个模数转换器;每一个所述振动传感器均通过一个用于对传感信号进行放大和滤波的振动传感器信号处理模块以及对应的模数转换器连接所述FPGA系统的相应输入接口，每一个所述温度传感器均通过一个用于对传感信号进行放大和滤波的温度传感器信号处理模块以及对应的模数转换器连接所述FPGA系统的相应输入接口，每一个所述激光位移探测器均通过一个用于对传感信号进行放大和滤波的激光位移探测器信号处理模块以及对应的模数转换器连接所述FPGA系统的相应输入接口，所述FPGA系统的输出接口连接所述DSP系统的输入接口。3.根据权利要求2所述的信号采集装置，其特征在于:所述高速数据采集平台还设有存储器;所述DSP系统将接收到的数字信号保存在所述存储器中。4.根据权利要求2所述的信号采集装置，其特征在于:所述DSP系统的输出接口包括USB接口和UART接口。5.根据权利要求2所述的信号采集装置，其特征在于:所述的信号采集装置还设有外壳;所述高速数据采集平台、电源和各个模数转换器均固定安装在所述外壳内。6.根据权利要求1至5任意一项所述的信号采集装置，其特征在于:所述各个列车在线安全检测地段沿列车轨道的延伸方向间隔设置。7.根据权利要求2至5任意一项所述的信号采集装置，其特征在于:设置在同一列车在线安全检测地段的振动传感器组、温度传感器组和激光位移探测器组沿列车轨道的延伸方向间隔设置;每一组所述振动传感器组均设有两列包含多个振动传感器的振动传感器列，该两列振动传感器列的各个振动传感器数量相同并均沿列车轨道的延伸方向均匀间隔分布设置，所述两列振动传感器列均固定安装在地面上并均位于列车轨道的左侧轨道与右侧轨道之间，其中一列振动传感器列靠近左侧轨道内侧面设置、另一列振动传感器列靠近右侧轨道内侧面设置；每一组所述温度传感器组均设有五个固定安装在地面上的温度传感器，其中四个温度传感器位于列车轨道的垂线位置上，该四个温度传感器中的其中两个分别朝向左侧轨道的内侧面和外侧面设置、另外两个分别朝向右侧轨道的内侧面和外侧面设置，最后一个温度传感器向上设置并位于所述左侧轨道和右侧轨道的中线位置上;每一组所述激光位移探测器组均设有四对激光位移探测器对，每一对激光位移探测器对均包含两个连线平行于列车轨道的激光位移探测器，其中两对激光位移探测器对分别朝向左侧轨道的内侧面和外侧面设置、另外两对激光位移探测器对分别朝向右侧轨道的内侧面和外侧面设置。
【文档编号】G01D21/02GK205506115SQ201620300991
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】邱荣波, 王玉东, 邹至刚, 栾宝泉, 赵年国, 向亦青, 赵睿
【申请人】广州市奥特创通测控技术有限公司