钢轨探伤车检测作业电气系统技术方案

本发明专利技术公开了一种钢轨探伤车检测作业电气系统，包括：信号分析处理模块、电子柜、电气控制器、人机交互触摸屏、执行器和传感器。来自于电子柜的超声信号和里程信号，以及来自于传感器的温度信号经过信号分析处理模块进行分析处理后生成处理结果信号。电气控制器接收来自于人机交互触摸屏的操作命令，同时将信号分析处理模块输出的处理结果信号发送至人机交互触摸屏显示。信号分析处理模块将处理结果信号输出至电气控制器对处理结果信号进行分析处理后控制执行器动作。电气控制器获取执行器的状态信息，人机交互触摸屏显示执行器的状态信息。本发明专利技术系统能够解决现有系统存在的操作繁琐、抗干扰能力较弱和自动化程度较低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁路工程和维护领域，尤其是涉及一种应用于铁路工程和维护领域钢轨探伤车的检测作业电气系统。
技术介绍
现有的钢轨探伤车通常是由两节车厢组成，一节为动力车，为整个探伤车提供动力，另一节为检测车，钢轨探伤检测系统装配在检测车上。钢轨探伤检测系统主要由超声波检测系统、电气控制系统和探伤装置机械系统三大部分组成，它们的内部结构和组成连接关系示意图如附图1所示。在现有的钢轨探伤车上，探伤检测作业电气控制系统包含多个功能的子系统，它们之间是相对独立的，各个子功能系统相互协同，为钢轨超声波探伤检测提供检测条件和环境，以实现钢轨探伤作业。如附图1中所示，超声波检测系统为核心系统，它主要包含超声探轮、超声波激励接收，以及回波信号分析处理嵌入式系统、上层数据分析处理和图形显示检测软件三个主要单元。其中，嵌入式系统对应于电子柜，而检测软件则运行于工业计算机中。电气控制系统为辅助系统，为超声波检测系统提供最佳检测条件和用户作业控制，它包含很多相对独立的子系统，各自完成相应的子功能。探伤装置机械系统为超声波检测系统和电气控制系统提供承载平台，安装超声波探轮、水路管道、风路管道和气缸等传感机构和执行机构。超声波探轮是一种轮式结构体，轴中心架装有几种不同检测角度的超声波晶片，轮胎外膜内充满耦合液，当机车运行时，探轮沿钢轨滚动，检测晶片移动方向与钢轨平行。然而，目前钢轨探伤车检测作业时多个辅助电气子系统需要操作员根据实际作业情况来进行实时控制和调节，整个电气系统是一个开环系统，缺少自动化分析和处理过程，不具备智能化特点，具体存在如下技术缺陷:(1)现有系统在开始作业时，操作员需要选择行车作业方向，打开水栗进行喷水，打开风机，天气寒冷时还需要开启加热器对风机吹出来的风进行加热。停止作业或者临时停车时，操作员需要关闭水栗，关闭风机及加热器，以节约用水和用电。如果外界环境温度很低(低于_5°C )，那么临时停车也需要将整个水路管道中充满防冻液，即切换水源为防冻液，然后人工下车确认防冻液已喷出并充满整个水路管道，再关闭水栗。这些操作都由人工进行，容易出现遗忘和出错，造成防冻液的浪费，同时也给操作员带来较大工作量。现有技术钢轨探伤车检测作业电气系统在开始作业和停止作业时，需要人工进行较繁琐的设置，给操作员带来不少工作量。当临时停车，等待信号放行时，容易忘记关闭水栗和风机，造成用水和用电的浪费。当外界环境温度很低时，临时停车或者停止作业时如果没有及时对水路管道充满防冻液，那么管道接头处就会出现因管内耦合水结冰膨胀而破裂，造成设备的损害，不能继续进行探伤作业。(2)现有系统在实时作业过程中，超声波探轮由于轮内液体受热膨胀，同时探轮长时间受到挤压，探轮轮膜出现变形，为了保持轮内超声晶片与钢轨表面的相对高度不变，因此探轮的下压力需要随之变化。而目前探轮的下压力调节是由操作员通过目测进行的，这样会造成调整不及时和调整不到位等技术问题。而在作业过程中，如果探轮在使用较长时间后未进行轮膜的更换，则轮膜会因膨胀而发生变形。为了保持轮内超声晶片与钢轨表面的距离不变，则需要操作员进行调整。而探轮下压量需要进行调整的时刻不容易被操作员及时发觉，而且人工调整也不准确。(3)现有系统在实时作业过程中，探伤车在经过弯道(特别是弯道半径小于800m)时，机车轮对与钢轨发生摩擦，产生大量噪声，这些噪声被超声晶片接收后对检测系统造成大量噪声干扰信号，从而影响钢轨探伤的精度。因此，在这段线路检测的过程中需要对机车轮对进行喷水以降低或消除噪声。而目前在作业过程中经过弯道时，操作员首先需要根据超声波检测系统中的显示图像来判断机车轮对与钢轨之间的摩擦噪声过大，然后再进行降噪处理。这些操作完全需要由操作员进行人工判断，然后再开启水栗对机车轮对进行喷水。由于机车作业速度最高为80km/h，人工操作没有实时性，操作员分析判断后再进行操作，此时探伤车已行走很长一段距离或者已驶出弯道，容易造成较长线路检测无效。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种钢轨探伤车检测作业电气系统，能够解决现有系统存在的操作繁琐、抗干扰能力较弱和自动化程度较低的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术具体提供了一种钢轨探伤车检测作业电气系统的技术实现方案，钢轨探伤车检测作业电气系统，包括:信号分析处理模块、电子柜、电气控制器、人机交互触摸屏、执行器和传感器。来自于所述电子柜的超声信号和里程信号，以及来自于所述传感器的温度信号经过所述信号分析处理模块进行分析处理后生成处理结果信号。所述电气控制器接收来自于所述人机交互触摸屏的操作命令，同时将所述信号分析处理模块输出的处理结果信号发送至所述人机交互触摸屏进行显示。所述信号分析处理模块将处理结果信号输出至所述电气控制器，所述电气控制器对处理结果信号进行分析处理后控制所述执行器动作。所述电气控制器获取所述执行器的状态信息，所述人机交互触摸屏显示所述执行器的状态信息。优选的，所述信号分析处理模块包括噪声分析处理单元，所述噪声分析处理单元从超声波检测系统的电子柜中获取多路超声波模拟信号，依次经过模拟信号调理电路和模数转换电路，再经过数字信号分析和处理后，最终向所述电气控制器输出噪声偏大标志信号和噪声大小量化数值。优选的，所述信号分析处理模块包括探轮下压量分析处理单元，所述探轮下压量分析处理单元从所述超声波检测系统的电子柜中获取多路超声波模拟信号，依次经过模拟信号调理电路和模数转换电路，再经过数字信号分析和处理后，最终向所述电气控制器输出探轮下压量过大或探轮下压量过小标志信号，以及下压量偏差数值。优选的，当在所述人机交互触摸屏的人机交互主界面的自动作业参数配置界面中设置探轮下压量调节项，则在所述钢轨探伤车自动作业使能状态下，所述电气控制器根据所述探轮下压量分析处理单元输出的探轮下压量过大或探轮下压量过小标志信号自动调节探轮下压量，实现所述钢轨探伤车探轮内超声晶片与钢轨表面高度始终保持在设定范围内。同时，通过所述自动作业参数配置界面中对所述探轮的下压力调节范围进行设定，保证所述钢轨探伤车在探伤检测过程中探轮的下压量在设定范围内，当需要的探轮下压力超过设定的范围时，则通过所述人机交互主界面提示探轮缺液或探轮充液过多。优选的，所述信号分析处理模块包括里程编码器处理单元，所述里程编码器处理单元从所述超声波检测系统的电子柜中获取里程编码器信号，分别经过调理电路处理，以及数字信号分析和处理后，最终向所述电气控制器输出钢轨探伤车动车检测信号或停止状态标志信号，所述钢轨探伤车动车检测信号包括前向运动信号和后向运动信号。优选的，通过按钮手动输入方式在所述人机交互触摸屏的人机交互主界面中设置钢轨探伤车自动作业使能模式。当所述电气控制器接收到所述里程编码器处理单元输出钢轨探伤车动车检测信号，则水路防冻液填充标志被设置为零，所述水路防冻液填充标志用于保证所述钢轨探伤车停车后只对水路的管道进行一次防冻液填充，所述防冻液填充时间到条件根据经验值在所述电气控制器中设定，以保证所述水路的管道中都被填充满防冻液。优选的，所述信号分析处理模块包括环境温度处理单元，所述环境温度处理单元从安装在所述钢轨探伤车车体外部的传感器获取温度信号，依次经过调理电路处理，以及数字信号分析和处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢轨探伤车检测作业电气系统，其特征在于，所述系统包括：信号分析处理模块(1)、电子柜(2)、电气控制器(3)、人机交互触摸屏(4)、执行器(5)和传感器(6)；来自于所述电子柜(2)的超声信号和里程信号，以及来自于所述传感器(6)的温度信号经过所述信号分析处理模块(1)进行分析处理后生成处理结果信号；所述电气控制器(3)接收来自于所述人机交互触摸屏(4)的操作命令，同时将所述信号分析处理模块(1)输出的处理结果信号发送至所述人机交互触摸屏(4)进行显示；所述信号分析处理模块(1)将处理结果信号输出至所述电气控制器(3)，所述电气控制器(3)对处理结果信号进行分析处理后控制所述执行器(5)动作；所述电气控制器(3)获取所述执行器(5)的状态信息，所述人机交互触摸屏(4)显示所述执行器(5)的状态信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏芳坤，罗江平，邓亦农，夏浪，李红梁，谭群林，曹经纬，王君，
申请(专利权)人：株洲时代电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43