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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN106428110B(45)授权公告日2018.06.05(21)申请号201610988873.7(22)申请日2016.11.10(65)同一申请的已公布的文献号申请公布号CN106428110A(43)申请公布日2017.02.22(73)专利权人湖南工业大学地址412007湖南省株洲市天元区泰山西路88号(72)发明人黄晓峰龙永红谷志茹石伟梁建华李军军朱永祥刘建华易吉良吴煌辉范晋龙(51)Int.Cl.B61K9/12(2006.01)审查员王蒙权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种机车轮对故障实时监测装置(57)摘要一种机车轮对故障实时监测装置,由电源电路、控制器、电压基准电路、电阻应变片、非平衡电桥电路、低噪声放大电路、显示电路、报警电路、存储电路组成;监测装置安装在机车内部,电阻应变片粘贴固定在机车轮对的轮辐上;电阻应变片动态监测机车轮对踏面与钢轨的接触力,通过非平衡电桥电路和低噪声放大电路放大处理后,送控制器进行分析、处理、显示和存储;当轮对踏面剥离超限时,导致轮对与钢轨的冲击力超限,导致轮辐变形超限,控制器通过电阻应变片检测到超限的踏面剥离后,会同时报警提示机车驾驶员,在机车回库后检查相应的轮对故障,保障机车行驶安全;存储的数据也可以作为机车轮对健康管理的有效数据。CN106428110BCN106428110B权利要求书1/2页1.一种机车轮对故障实时监测装置,由电源电路、控制器、低噪声放大电路、显示电路、报警电路、存储电路组成;其特征在于还包括电压基准电路、电阻应变片、非平衡电桥电路;监测装置安装在机车内部,电阻应变片粘贴固定在机车轮对的轮辐上;电阻应变片动态监测机车轮对踏面与钢轨的接触力,通过非平衡电桥电路和低噪声放大电路放大处理后,送控制器进行分析、处理、显示和存储;当轮对踏面剥离超限时,导致轮对与钢轨的冲击力超限,导致轮辐变形超限,控制器通过电阻应变片检测到超限的踏面剥离后,会同时报警提示机车驾驶员稍后进行检修,保障机车行驶安全;存储的数据也可以作为机车轮对健康管理的有效数据;所述电压基准电路由第一电压基准芯片组成;第一电压基准芯片的电压输入脚VIN连接第一电源VD1;公共地脚连接第一电源公共地GND1;电压基准输出脚VREF输出第一电压基准VREF1;第一电压基准VREF1供非平衡电桥电路和控制器作为电压基准使用;所述控制器由第一控制器组成;第一控制器的AD转换参考电压输入脚连接第一电压基准VREF1;所述非平衡电桥电路由第一电阻、第二电阻、第三电阻组成;第一电阻、第二电阻、第三电阻和电阻应变片组成非平衡电桥;非平衡电桥的电源脚VCC连接第一电压基准VREF1;非平衡电桥的公共地脚GND连接第一电源公共地GND1;第一电阻连接在非平衡电桥的电源脚VCC和输出正极脚OUT+之间;第二电阻连接在非平衡电桥的输出正极脚OUT+和公共地脚GND之间;第三电阻连接在非平衡电桥的输出负极脚OUT-和公共地脚GND之间;电阻应变片连接在非平衡电桥的电源脚VCC和输出负极脚OUT-之间;当轮对踏面与钢轨接触,导致轮对轮辐和电阻应变片发生应力形变时,电阻应变片的电阻变化,非平衡电桥输出负极脚OUT-和输出正极脚OUT+之间输出的非平衡输出电压发生变化;所述低噪声放大电路由第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一运算放大器组成;第一运算放大器的电源正极脚VCC连接第一电源VD1,电源地脚GND连接第一电源公共地GND1;第一运算放大器的负极输入脚IN-通过第四电阻连接非平衡电桥输出负极脚OUT-,同时负极输入脚IN-通过第五电阻连接第一运算放大器的输出脚OUT;第一运算放大器的正极输入脚IN+通过第六电阻连接非平衡电桥输出正极脚OUT+,同时正极输入脚IN+通过第七电阻连接第一电源公共地GND1;第一运算放大器的输出脚OUT连接第一控制器的模数转换脚AD1;第一运算放大器组成由单电源供电的减法电路,第一运算放大器是低噪声低功率运算放大器;所述显示电路由液晶显示器、第一三极管、第八电阻组成,液晶显示器的电源输入脚VCC连接第一电源VD1,电源地脚GND连接第一电源公共地GND1;寄存器选择脚RS连接第一控制器的输出脚OUT1,读写信号脚R/W连接第一控制器的输出脚OUT2,使能脚EN连接第一控制器的输出脚OUT3,数据脚DB0-DB7连接第一控制器的输入输出脚IO0-IO7,背光正极脚LED+连接第一电源VD1,背光负极脚LED-连接第一三极管的发射极;第一三极管的基极通过第八电阻连接第一控制器的输出脚OUT4,第一三极管的集电极连接第一电源公共地GND1;所述存储电路,由MICROSD卡、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十