实时动态轨道衡制造技术

本发明专利技术属于工业用电子秤，一种称量铁路车辆的称重设备，特别涉及一种机车在轨道上行驶运行的过程中进行有效的动态计量称重的自动化称重设备－实时动态轨道衡。其特征在于：充分利用现有的微机内电源，不再采用外接电源，将轨道衡的通道与微机接口板内、外两块合为一块，统一放入微机机箱内；模数转换器件要选用１６位及以上Ａ／Ｄ转换器件，且输出接口要求并行传送数据；利用单片机实现动态实时数据采集；插入微机插槽的总线采用通用的ＰＣＩ总线设计，具有实时数据采集、存储、波形回放功能。本软件还具有温度显示和补偿、硬件自检及计量过程中的波形绘制，以及原始数据图形的追溯、网络通讯等功能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业用电子秤，一种称量铁路车辆的称重设备，特别涉及一种机车在轨道上行驶运行的过程中进行有效的动态计量称重的自动化称重设备——实时动态轨道衡。
技术介绍
铁路运输在国民经济中具有十分重要的位置，在冶金、矿山、建材、化工、石油等行业的大型和特大型企业中，铁路运输还是主要运输工具。在这些企业中，目前轨道衡的计量过程还是必不可少的。轨道衡器在铁路运输安全、运费结算以及企业间生产计量和经济核算都是重要的计量器具，尤其在加入WTO后，国际竞争日趋激烈的今天，更具有现实意义。动态轨道衡“顾名释义”，就是机车在运行的过程中进行有效的动态计量。它的特点是不用停止列车，使列车可以在慢速通过即可有效的称量。动态轨道衡的优点就在于使用效率高，不影响生产，因而受到了用户们的普遍欢迎。事实上对动态轨道衡本身而言，技术含量要求高，可靠性要求严，环境适应要求宽，精确度要求高，这就给动态轨道衡的研制增加很大的难度和几分神秘色彩。动态轨道衡是工业用电子秤，是对在轨道上行驶的分组列车进行动态称重的自动化称重设备，在我国已有近四十年的发展历史。按其结构和性能可分为三个阶段(一)早期的动态轨道衡以机械杠杆为主体，以转向架指针指示计量结果，用阻尼板产生的电磁阻尼力平衡车重，如4090型，这种轨道衡能够实现半车重量动态计量，但是精度低、性能差。(二)再一个时期的轨道衡采用传感器作为重力平衡主件，用Dz8数字电压表作为显示设备，逻辑元件采用半导体分立元件或简单的CMOS集成电路，基本上采用电测技术，已经初具现代动态轨道衡的雏形，但是这种轨道衡还具有精度低、温度特性和线性不好的缺点，并且故障率较高，维护困难。(三)进入八十年代，随着电子技术、微机技术和半导体集成技术的发展，使微机在生产的各个领域均得到了较为广泛的应用，也就出现了以微机作为显示和数据处理设备的微机动态轨道衡。这种轨道衡采用了微电子技术，具有了比较高的性能，精确度也有了很大提高，且工作稳定，故障率较低，维护也比较容易。目前大部分正在使用的动态轨道衡属三代产品，主要是利用80年代的生产技术，其主要的元器件如运算放大器、模数转换器等已经很难买到了。计算机多采用486或586的微处理器，数据插板采用计算机的ISA总线的插槽，计算机系统软件用DOS界面，应用软件采用汇编语言和BASIC语言来编写，汉字系统采用UCDOS，这些无论是硬件还是软件部分都不能适合计算机飞速发展的今天，更满足不了故障诊断和分析。DOS系统画面单一，显示单色，只能显示数据，不能显示图像和记录。一旦列车过去了，计量的有效性和稳定性都很难说的清楚。当轨道衡检定时，费时且来回调车。因此，大有改进的必要。中国专利91229828.6公开的是一种能应用于曲线轨道线路上的曲线动态轨道衡，是由承重装置、传感器、称梁、称梁轨、抗扭装置和横纵向限位装置组成的曲线动态轨道衡。
技术实现思路
本专利技术的目的是为在轨道上行驶的分组列车在运行的过程中进行有效的动态计量称重，提供一种自动化称重设备——实时动态轨道衡。本专利技术实时动态轨道衡内容简述本专利技术实时动态轨道衡，其特征在于充分利用现有的微机内电源，不再采用外接电源，将轨道衡的通道与微机接口板内、外两块合为一块，统一放入微机机箱内；模数转换器件要选用16位A/D及以上转换器件，且输出接口要求并行传送数据；利用单片机实现动态实时数据采集；插入微机插槽的总线采用通用的PCI总线设计，具有实时数据采集、存储、波形回放功能。本专利技术实时动态轨道衡使动态轨道衡进一步完善智能化，是建立在90年代末20年代初成熟的软件和硬件的发展基础之上的。其主要特点是1、性能稳定从5月份至今历经春夏秋冬四个季节的现场应用，无论外界环境温度如何变化，即使在没有UPS和交流稳压电源的情况下，该系统都能正常工作，性能稳定，且具有很强的抗干扰能力，以往每到雷雨季节传感器和通道易遭遇雷击损坏，外界温度变化会产生较大零点漂移的现象也从未发生。2、数据可靠从实际应用看，数据从采集到存储以及传送过程中均没有丢失现象，这样就保证了数据采集的实时性和有效性，因此没有产生丢车和数据偏差大的问题。3、检测精度高通过2次用检衡车对3个磅站轨道衡的实际检测，绝对误差都小于千分之五以内，并且在列车推进小于15km/h的速度范围内，检测数据重复性好。4、计量数据可以事后分析采用了实时采集后，将检测的数据按日期时间文件名进行存储，事后可以用波形进行分析，保证了对轨道衡进行故障诊断和进一步改进完善。5、技术先进实时动态轨道衡不仅软、硬件设计先进，通道卡实现智能化，而且与同类的动态轨道衡相比，克服了Windows98系统软件不能实时跟进，不能保证应用软件对计数器和逻辑判断软件的有效控制，改变了容易造成偶尔丢车或者数据采集不准的问题。具有操作简便、容错性强等优点，除具有动态计量、静态计量、数据管理等功能外，还可以处理混编列车的停、退等特殊情况下的计量。列车高速、低速、停车等任意方式运行时都能达到高精度的准确计量，并且车辆识别可达百分之百可靠。另外，本软件还具有温度显示和补偿、硬件自检及计量过程中的波形绘制。以及原始数据图形的追溯、网络通讯等功能。附图说明图1为硬件总体设计电源部分结构框2为两节列车联挂通过轨道衡时的理想波形3为Windows平台下的程序结构图具体实施方式本专利技术实时动态轨道衡是这样实现的，下面结合附图做具体说明。(一)硬件部分硬件总体设计，见图1，1、电源部分将计算机提供的直流+5V电源，经过电源逆变芯片转换成±15V直流电源，供给各级运算放大器，作为运算放大器的工作电源；再将±15V直流电源经过稳压产生±10V电源，做为一次元件传感器的供桥电源，驱动传感器工作；最后再将±15V直流电源经降压稳压转换成±5V直流电源，为其它元器件和芯片提供工作电源。其电路设计的独到之处在于在供桥电源的电路中采用了稳压器推挽，使电源间的压差保持稳定，进一步保证了一次元件的工作电源电压稳定，从而减少了输入信号(重量电测信号)因供桥电压变化造成的影响。2、放大滤波部分共分为四级放大、二级滤波，所有放大器均采用精密斩波稳定集成运算放大器，这种放大器具有失调电压极低；失调电压随温度变化(温漂)极低；低输入失调电流；差分电压放大；共模抑制比和电源电压抑制比；单电源工作，共模输入电压可以为负值；外电容接至VDD脚，可降低噪声性能等特点。并且工作性能稳定，对环境条件要求不高。放大器的配置为前置级差动输入，输入阻抗高，这样做使传感器输出信号为负电压时，也能正常工作，降低了前置级的噪声。放大电路中的电阻全部采用精密电阻，从而保证了放大信号的稳定，使放大后的信号能够满足模/数转换器的要求，进而保证数字信号的稳定，提高仪表的精度，并且，具有自动调零、输入信号保持和有源滤波的功能。3、模数转换部分该部分采用美国AD公司生产的模数转换器件。该器件高速度，高分辨率，低功耗和单±5V电源供电，并且将时钟信号和基准电压均集成在芯片内，又可将数字信号并行输出。因此使用非常灵活。4、数据处理部分单片机选用16位及以上高速控制用单片机，主要作用是实现实时采集并且协调插板上各部件的正常工作，保证数据传输的正常有序，并能够实现温度自动检测功能，还能够判断和滤掉输入信号中的一些不正常信号，如高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时动态轨道衡，其特征在于：充分利用现有的微机内电源，不再采用外接电源，将轨道衡的通道与微机接口板内、外两块合为一块，统一放入微机机箱内；模数转换器件要选用１６位及以上Ａ／Ｄ转换器件，且输出接口要求并行传送数据；利用单片机实现动态实时数据采集；插入微机插槽的总线采用通用的ＰＣＩ总线设计，具有实时数据采集、存储、波形回放功能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩德久，徐馨凤，
申请(专利权)人：鞍钢集团鞍山矿业公司质量计量中心，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]