一种车轮伤损检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种车轮伤损检测装置，所述装置包括：加速度传感器、数据采集器、处理器；所述加速度传感器位于轮对的轴箱处，所述加速度传感器的输出端通过信号线与所述数据采集器的输入端连接；所述处理器的输入端连接所述数据采集器的输出端，用于根据所述数据采集器输出的车轮垂向振动加速度数据信息得到车轮垂向振动的时频图，以便工作人员根据所述时频图确定车轮伤损的类型。采用本实用新型专利技术的装置，可以实时检测车辆在线路运行过程中的车轮伤损信息，提高了车轮伤损检测装置的伤损检测效率。由于加速度传感器是根据车轮的频率计算加速度，因此对加速度传感器的位置要求不严格，不会因为加速度传感器的位置影响测量结果。

A Wheel Damage Detection Device

The utility model discloses a wheel damage detection device, which comprises an acceleration sensor, a data acquisition device and a processor; the acceleration sensor is located at the axle box of the wheelset, and the output end of the acceleration sensor is connected with the input end of the data acquisition device through a signal line; and the input end of the processor is connected with the input end of the acceleration sensor. The end connects the output end of the data acquisition device to obtain the time-frequency diagram of the wheel vertical vibration according to the data information of the wheel vertical vibration acceleration output by the data acquisition device, so that the staff can determine the type of wheel damage according to the time-frequency diagram. The device of the utility model can real-time detect the wheel damage information of the vehicle in the course of running on the road, and improve the efficiency of the wheel damage detection device. Because the acceleration sensor calculates the acceleration according to the frequency of the wheel, the position of the acceleration sensor is not strictly required, and the position of the acceleration sensor will not affect the measurement results.

【技术实现步骤摘要】
一种车轮伤损检测装置
本技术涉及智能检测领域，特别是涉及一种车轮伤损检测装置。
技术介绍
铁道车辆在线路上长期运行会造成不同程度的车轮周向磨耗伤损问题，主要表现为车轮不圆和车轮扁巴。车轮不圆是指车轮出现不同程度的变形，例如变形成为椭圆(2阶不圆)、三边形(3阶不圆)、四边形(4阶不圆)……车轮扁巴是指车轮局部出现擦损或缺陷，例如出现豁口或者局部缺陷。车轮伤损会引起轮轨间的剧烈振动，严重影响车辆的动力学性能和旅客乘坐舒适感，同时产生的噪声也影响车内外环境，而且剧烈的振动会导致车辆和轨道零部件的疲劳失效，直接危及行车安全。因此，检测车轮伤损程度具有重要的工程意义，是铁道车辆安全预警和健康监测的重要依据。现有的车轮伤损检测装置主要为机械式车轮不圆度测量装置：将测量仪器固定在钢轨上，通过千斤顶将车轮架起悬空，采用高精度位移传感器和角度测量仪，测量车轮在旋转一周过程的径向跳动量，通过分析数据进一步确定车轮伤损的程度。利用车轮不圆度测量装置的测试工作繁琐，整列车辆的车轮测试需要数个小时，浪费时间和人力；此外，车轮不圆度测量装置只能在车辆停库后进行离线测试。因此，现有的车轮伤损检测装置的伤损检测效率低。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种车轮伤损检测装置，通过实时检测车辆在线路运行过程中的车轮伤损信息，以提高车轮伤损检测装置的伤损检测效率。为实现上述目的，本技术提供了如下方案：一种车轮伤损检测装置，所述装置包括：加速度传感器、数据采集器、处理器；所述加速度传感器位于轮对的轴箱处，所述加速度传感器的输出端通过信号线与所述数据采集器的输入端连接；所述处理器的输入端连接所述数据采集器的输出端，用于根据所述数据采集器输出的车轮垂向振动加速度数据信息得到车轮垂向振动的时频图，以便工作人员根据所述时频图确定车轮伤损的类型。可选的，所述装置还包括显示器，所述显示器的输入端连接所述处理器的输出端，用于显示所述时频图。可选的，所述加速度传感器为压电式加速度传感器。可选的，所述加速度传感器的量程至少为700g。可选的，所述数据采集器的采样频率大于10kHz。可选的，所述数据采集器用于将所述加速度传感器的电压信号放大，并转换为车轮垂向振动加速度数据信息。可选的，所述数据采集器还用于为所述加速度传感器供电。可选的，所述处理器还用于根据振动加速度-波长-波深的三维数表，获得车轮伤损等级。可选的，所述显示器还用于显示所述车轮伤损等级。可选的，所述处理器为车载工控机。根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：将加速度传感器设置于轮对的轴箱处，实时采集车轮的垂向加速度，通过信号线向数据采集器实时传输通过车载工控机根据加速度传感器的数据获得车轮加速度的时频图，以便工作人员根据频谱特征判断是否出现车轮不圆或扁巴，实现了实时检测车辆在线路运行过程中的车轮伤损信息，提高了车轮伤损检测装置的伤损检测效率。在具体实施方式中，如果出现车轮不圆或扁巴，可以按照上述振动加速度-波长-波深的三维数表进行查表计算，确定定量的车轮伤损程度。由于加速度传感器是根据车轮的频率计算加速度，因此对加速度传感器的位置要求不严格，不会因为加速度传感器的位置影响测量结果。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术车轮伤损检测装置结构图；图2为本技术车轮伤损检测装置输出的车轮不圆的时频图；图3为本技术车轮伤损检测装置输出的车轮扁巴的时频图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术车轮伤损检测装置结构图。如图1所示，所述装置包括：加速度传感器101、数据采集器102、处理器103；所述加速度传感器101位于轮对的轴箱104处，由于加速度传感器101是根据车轮105的频率进一步得到车轮的加速度，因此，加速度传感器101位于轴箱104的位置要求不严格，无论出于哪个位置，均不影响装置检测的准确性，在安装时可以根据实际情况进行安装。加速度传感器101为压电式加速度传感器，用于采集车轮105垂向振动的加速度。加速度传感器101的量程至少达到700g，加速度传感器101可以使用BK压电式高频响加速度传感器。所述加速度传感器101的输出端通过信号线107与所述数据采集器102的输入端连接；数据采集器102一方面用于接收加速度传感器101的电信号，对电信号进行放大，并根据所述电信号计算对应的加速度数据信息；另一方面用于为加速度传感器101供电。数据采集器102设置的采样频率为10kHz以上，数据采集器102可以使用HBMeDAQ数据采集系统。所述处理器103的输入端连接所述数据采集器102的输出端，用于根据所述数据采集器102输出的车轮垂向振动加速度数据信息得到车轮垂向振动的时频图，以便工作人员根据所述时频图确定车轮伤损的类型。车轮不圆的时频特征表现为连续的横向条带，且该频率随车速的变化而变化；车轮扁巴的时频特征表现为周期性的纵向冲击条带，每条纵向条带上的频率均为车轮转频的倍频，如果相邻两个条带的间隔T为车轮滚动一圈的周期，则出现车轮扁巴。所述处理器103可以采用车载工控机。处理器103还可以根据内部存储的振动加速度-波长-波深的三维数表，获得车轮伤损等级。所述装置还可以包括显示屏108，显示屏108的输入端连接所述处理器103的输出端，用于显示时频图。还用于显示车轮伤损等级。所述装置可以实现车轮105在钢轨106上行驶过程中，实时获得时频图，工作人员根据时频图获得车轮伤损的类型。还可以直接获得车轮伤损等级。图2为本技术车轮伤损检测装置输出的车轮不圆时频图。图3为本技术车轮伤损检测装置输出的车轮扁巴时频图。处理器根据数据采集器传输的数据具体获得时频图的过程为：对数据采集器传输的数据进行去噪、去零漂等预处理，对车轮垂向加速度数据进行短时傅里叶变换并得到车轮振动的时频图。车轮不圆的时频特征表现为连续的横向条带，且该频率随车速的变化而变化，通过公式N＝2πr*f/V可以确定车轮不圆的阶数N，其中r为车轮半径，f为车轮不圆产生的主频，V为车速。车轮扁巴的时频特征表现为周期性的纵向冲击条带，每条纵向条带上的频率均为车轮转频的倍频，如果相邻两个条带的间隔T为车轮滚动一圈的周期，即T满足T＝2πr/V，则出现车轮扁巴。处理器中存储有基于车辆-轨道系统的动力学模型，其利用线路部分试验数据验证模型有效性。通过计算不同波长和波深下车轮不圆和扁巴的车轮振动加速度，建立成为关于振动加速度-波长-波深的三维数表。利用该装置对车轮加速度进行实时采集，计算车轮加速度的时频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车轮伤损检测装置，其特征在于，所述装置包括：加速度传感器、数据采集器、处理器；所述加速度传感器位于轮对的轴箱处，所述加速度传感器的输出端通过信号线与所述数据采集器的输入端连接；所述处理器的输入端连接所述数据采集器的输出端，用于根据所述数据采集器输出的车轮垂向振动加速度数据信息得到车轮垂向振动的时频图，以便工作人员根据所述时频图确定车轮伤损的类型。

【技术特征摘要】
1.一种车轮伤损检测装置，其特征在于，所述装置包括：加速度传感器、数据采集器、处理器；所述加速度传感器位于轮对的轴箱处，所述加速度传感器的输出端通过信号线与所述数据采集器的输入端连接；所述处理器的输入端连接所述数据采集器的输出端，用于根据所述数据采集器输出的车轮垂向振动加速度数据信息得到车轮垂向振动的时频图，以便工作人员根据所述时频图确定车轮伤损的类型。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括显示器，所述显示器的输入端连接所述处理器的输出端，用于显示所述时频图。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加速度传感器为压电式加速度传感器。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾京，邬平波，魏来，
申请(专利权)人：成都西交智众科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51