一种在线式走行部异常温升检测系统技术方案

本发明专利技术公开一种在线式走行部异常温升检测系统，包括用于感应车轮信息实现计轴功能的计轴组件、用于采集红外热图的图像采集组件以及对图像信息进行分析的服务器；所述计轴组件包括车轮触发传感器；所述图像采集组件包括若干红外热像仪。本发明专利技术的原理是通过在车底、车侧安装红外热像仪采集带有车底及车侧关键部件(齿轮箱、电机及轴箱)的红外热图或温度视频流数据，再通过图像识别算法进行上述关键部件的定位及温度计算。通过在线式动态成像，可以有效解决车底走行部件的实时测温，并且通过动态图像展示。态图像展示。态图像展示。

【技术实现步骤摘要】
一种在线式走行部异常温升检测系统


[0001]本专利技术涉及一种基于红外热成像的在线式轨道交通工具走行部异常温升检测系统。

技术介绍

[0002]城市轨道交通列车是一个非常复杂的体系，该体系中的任何关键环节出现问题，都会造成车毁人亡的严重事故，产生巨大的损失。列车走行部作为整个列车重要部分，是车辆下部引导车辆沿轨道运行，并将机车车辆的全部重量传给轨道的部分，由轮对、轴箱油润装置、侧架、摇枕和弹簧减振装置等组成。其中，齿轮箱、电机、轴箱等动力传输部件是最为关键的部件。这些动力传输部件在长期运行过程中必然会产生磨损，进而影响润滑，温度也将随之发生大幅度改变。当其温度超过一定限制时，将导致机械部件的机械强度不断下降，甚至发生软化、热切等严重故障。因此，各传动系统的温度控制对于列车运行安全性和可靠性起着至关重要的作用，及时检测出各动力传输部件的异常温升并跟踪其发展状况，是十分必要的。
[0003]目前，针对铁路车底温度监测的系统主要是利用非接触式红外测温仪测量具体位置的温度，例如国内THDS红外线轴温探测系统是对轨道列车进行非接触式探测发现车辆热轴、防止热切轴的安全保障设施。采用自动化控制技术、红外线辐射探测技术等实现温度检测。此外，针对其他走行部的温度检测大多是等待车辆进站或者入库后在静态条件下人工手持便携式红外测温设备进行温度检测及统计。
[0004]现有的铁路车底温度监测的系统缺点如下：测温精度有待提高，同时检测范围较小，不能够有效地覆盖其它发热部件，例如车底电机及齿轮箱等。同时，对于人工判断温升部件不具实时性，但部件的异常温升大多发生在车辆运行过程中。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种在线式走行部异常温升检测系统，能够通过红外热像仪实时采集红外热图并识别异常温升部件。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为采用一种在线式走行部异常温升检测系统，包括用于感应车轮信息实现计轴功能的计轴组件、用于采集红外热图的图像采集组件以及对图像信息进行分析的服务器；所述计轴组件包括车轮触发传感器；所述图像采集组件包括若干红外热像仪。本专利技术的原理是通过在车底、车侧安装红外热像仪采集带有车底及车侧关键部件(齿轮箱、电机及轴箱)的红外热图或温度视频流数据，再通过图像识别算法进行上述关键部件的定位及温度计算。通过在线式动态成像，可以有效检测车底走行部关键部件的温度，并且通过动态图像展示。
[0007]红外热成像技术作为一种非接触式的测定目标物表面温度场分布的技术，主要涉及红外辐射的产生、传播、接收及测量，同时包含光电成像、服务器及图像处理技术，通过接收物体发射的红外线，将温度分布以图形、图像的形式显示于服务器。其实质是测温，基本
原理是当被检测的热源温度升高时，会不断地向外辐射能量(红外波段为主)。利用红外热成像设备接收目标发射出的红外辐射，然后由内置的红外探测器元件将热源辐射功率信号转化成电信号或者是其他可以被测量的物理信号，最后电子系统对这部分信号进行处理，转化成能够和物体表面热量分布一一对应的热图像。检测者则可以通过分析热图或者是灰度图像的宏观颜色及微观像素差异，提取其中包含的信息，便能深刻理解物体的辐射温度。
[0008]作为一种改进，所述红外热像仪包括两个设置在道床上的底中红外热像仪，两个底中红外热像仪沿轨道延伸方向前后设置；还包括两个设置在轨道侧面的车侧红外热像仪，两个车侧红外热像仪沿轨道中轴线对称布置。安装在不同位置的红外热像仪用于采集车底和车侧的红外热图。
[0009]作为一种进一步的改进，所述两个底中红外热像仪与地面倾斜安装于轨道中轴线上，且两个底中红外热像仪的拍摄方向相对。热像仪的拍摄方向与目标物的移动轨迹不垂直，而是成一定角度，理论上也会增加目标物在热像仪视场中的停留时间，用于适应一定车速，减少图像拖尾带来的影响。另外，一定的倾斜角度，也使得热像仪的覆盖范围加大，减少热像仪的数量。
[0010]作为一种优选，所述两个底中红外热像仪与地面的倾角为30～60
°
，且安装间距大于转向架轴颈间距。保证视场大小及检测范围、降低行车速度过快带来的图像质量影响。
[0011]作为一种优选，所述两个车侧红外热像仪拍摄方向与轨道中轴线成 10～60
°
夹角。该区间可根据视场范围灵活调整，目的是检测范围覆盖车轮。
[0012]作为一种优选，单侧车侧红外热像仪安装于距离轨道中轴线1～3米处。使得车侧红外热像仪和底中红外热像仪能够覆盖同一个转向架。
[0013]作为一种改进，所述车轮触发传感器为沿轨道延伸方向前后设置的两组。车轮触发传感器的主要功能是为采集箱提供相对准确的触发信息，便于整个系统采集模块的及时正常工作，同时还帮助软件截取单个转向架的红外热成像检测结果。两组传感器的安装位置需保证电机、齿轮箱等部件在热像仪视场中停留合适的时间，但是不宜过长或过短。
[0014]作为另一种进一步的改进，还包括用于保护红外热像仪的采集箱，红外热像仪安装在采集箱内。所述采集箱内设置有用于清洁镜头的风机；所述风机在红外热像仪采集图像完毕后再进行吹风除尘。红外热像仪的镜头十分脆弱，通过采集箱保护红外热像仪，可延长其使用寿命。另外由于风机除尘会加快热像仪镜头前的温度及热量扩散，从而影响测温准确性，因此除尘工作都在采集图像后再进行,降低镜头前的气体流动以减少红外热像仪接收热能的影响。
[0015]作为一种改进，还包括一个综合控制箱，所述综合控制箱内安装有PLC 控制器；所述综合控制箱内设置有在水淹时将综合控制箱断电的水淹开关，所述水淹开关为设置在综合控制箱底部的水压力传感器。传感器平时是闭合的，水淹时会断开，控制器识别到断开动作后会判断是否为误动作，如果断开持续10秒以上即认为是水淹报警，断开系统电源；否则认为是误动作，不予理会。
[0016]本专利技术的有益之处在于：
[0017]1、利用红外热成像非接触式测温技术能够提高检测效率及精度，同时检测范围较大，能够较好地满足车底及车侧指定部位的大范围成像；
[0018]2、采用灵活的底中采集箱体及车侧立柱安装方式，便于热像仪视场的合理调整；
[0019]3、自动化在线检测，能够降低人工成本及难度，利用涡流车轮传感器感知并传递过车信号，开启相关采集设备并实现车轴定位功能；
附图说明
[0020]图1为本专利技术的原理图。
[0021]图2为底中红外热像仪的安装示意图。
[0022]图3为车侧红外热像仪的安装示意图。
[0023]图4为本专利技术的工作流程图。
[0024]图中标记：1轨道、2开机传感器、3车轮触发传感器、3A计轴传感器、4底中红外热像仪、4A底中红外热像仪、5车侧红外热像仪、7综合控制箱。
具体实施方式
[0025]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0026]如图1所示，本专利技术包括用于感应车轮信息实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线式走行部异常温升检测系统，包括用于感应车轮信息实现计轴功能的计轴组件、用于采集红外热图的图像采集组件以及对图像信息进行分析的服务器；其特征在于：所述计轴组件包括车轮触发传感器；所述图像采集组件包括若干红外热像仪。2.根据权利要求1所述的一种在线式走行部异常温升检测系统，其特征在于：所述红外热像仪包括两个设置在道床上的底中红外热像仪，两个底中红外热像仪沿轨道延伸方向前后设置；还包括两个设置在轨道侧面的车侧红外热像仪，两个车侧红外热像仪沿轨道中轴线对称布置。3.根据权利要求2所述的一种在线式走行部异常温升检测系统，其特征在于：所述两个底中红外热像仪与地面倾斜安装于轨道中轴线上，且两个底中红外热像仪的拍摄方向相对。4.根据权利要求3所述的一种在线式走行部异常温升检测系统，其特征在于：所述两个底中红外热像仪与地面的倾角为30～60
°
，且安装间距大于转向架轴颈间距。5.根据权利要求2所述的一种在线式走行部异常温...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，梁斌，高春良，谢利明，廖伟，李恒雨，张维彬，汪永恒，
申请(专利权)人：成都盛锴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：