一种基于轮对振动信号的故障监测装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107364467A(43)申请公布日2017.11.21(21)申请号201710528475.1(22)申请日2017.07.01(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人李柄奎邢宗义(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人薛云燕(51)Int.Cl.B61K9/12(2006.01)B61L25/04(2006.01)H04L29/08(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种基于轮对振动信号的故障监测装置及方法(57)摘要本发明公开了一种基于轮对振动信号的故障监测装置及方法。该装置包括电源模块、现场数据采集单元、远程传输单元和数据处理单元。方法为：现场数据采集单元检测列车到达传感器正上方时，启动振动数据采集模块，采集振动信号数据；远程传输单元将现场数据采集单元采集的信号数据通过RS485通讯线传送到PLC，PLC与工业交换机用网线相连，工业交换机采用光纤将数据传输到数据处理单元；数据处理单元对检测系统上传的现场数据进行存储和分析处理，实时显示处理后的结果，并提供预警、查询、存储和web发布功能。本发明具有方法简单、投入成本低、全天候在线监测的优点。CN107364467ACN107364467A权利要求书1/2页1.一种基于轮对振动信号的故障监测装置，其特征在于，包括电源模块、现场数据采集单元、远程传输单元和数据处理单元：所述电源模块，分别为现场数据采集单元、远程传输单元和数据处理单元提供电能；所述现场数据采集单元，包括车号识别装置、振动传感器、数据采集模块、车轮轴位传感器和PLC；所述振动传感器采集轮对振动信号并通过数据采集模块输出至数据处理单元；车号识别装置对车号进行识别，并将识别结果通过远程传输单元输入至数据处理单元；所述远程传输单元，包括RS485通讯线、工业交换机和光纤熔接盒；所述数据处理单元，包括服务器、DCC终端电脑和打印机，数据处理单元对系统上传的现场数据进行存储和分析处理，实时显示处理后的结果。2.根据权利要求1所述的基于轮对振动信号的故障监测装置，其特征在于，所述现场数据采集单元中：车号识别装置包括车号识别天线和车号识别主机，车号识别天线将采集到的信号传送到车号识别主机，用于识别列车车号信息；所述的数据采集模块采用16通道振动采集仪，与振动传感器相连对振动信号完成采集；所述的车轮轴位传感器数量为4个，中间的两个车轮轴位传感器分别和振动采集仪相连，实现对列车各车轮所对应数据信号的识别，两端的车轮轴位传感器分别和PLC相连，发送振动采集仪的起始和结束信号。3.根据权利要求1所述的基于轮对振动信号的故障监测装置，其特征在于，所述远程传输单元，将数据采集模块采集的数据和轴位传感器采集的信号通过RS485通讯线传送到PLC，PLC与工业交换机用网线相连，工业交换机采用光纤熔接盒的光纤口输出，将数据传输到数据处理单元。4.根据权利要求1所述的基于轮对振动信号的故障监测装置，其特征在于，所述数据处理单元中，服务器负责对检测系统上传的现场数据进行存储和分析处理，并将检测结果存入数据库；DCC终端电脑实时显示处理后的结果，并提供预警、查询、存储、web发布的功能。5.根据权利要求2所述的基于轮对振动信号的故障监测装置，其特征在于，所述振动传感器的数量为8个、车轮轴位传感器的数量为4个，其中4个振动传感器L1～L4和4个车轮轴位传感器G1～G4沿一侧轨道固定设置，另外4个振动传感器R1～R4固定设置于另一侧轨道；沿着列车行进方向顺次设置第一车轮轴位传感器G1、车号识别天线、第二车轮轴位传感器G2、第三车轮轴位传感器G3、第一～四左振动传感器L1～L4、第四车轮轴位传感器G4，第一～四右振动传感器R1～R4与第一～四左振动传感器L1～L4对称地固定设置于另一侧轨道。6.一种基于轮对振动信号的故障监测方法，其特征在于，沿着列车行进方向顺次设置第一车轮轴位传感器G1、车号识别天线、第二车轮轴位传感器G2、第三车轮轴位传感器G3、第一～四左振动传感器L1～L4、第四车轮轴位传感器G4，第一～四右振动传感器R1～R4与第一～四左振动传感器L1～L4对称地固定设置于另一侧轨道，具体步骤如下：步骤1，车号识别装置识别列车到达的时刻，并判断经过的列车车号，将数据发送到数据处理单元；步骤2，第一车轮轴位传感器G1检测列车到来，发送信号给PLC，传送到数据处理单元，2CN107364467A权利要求书2/2页数据处理单元发送信号给振动采集仪，开始采集数据；步骤3，振动采集仪与工业交换机相连，将采集的数据通过光纤传输到数据处理单元，完成对数据的处理、存储、显示和预警；步骤4，