【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种轨道电路设备的信号采集系统，属于轨道电路设备监测。
技术介绍
1、zpw-2000r型无绝缘移频轨道电路设备是用于铁路轨道上的信号设备。它通常被用于铁路交通系统中，用于控制列车的行驶和停车，以及监测轨道的状态。这种类型的设备属于铁路信号系统的一部分。zpw-2000r型无绝缘移频轨道电路设备通常由电子控制单元（ecu）、轨道电路传感器、信号放大器、通信设备、电源供应、防雷模拟网络盘、维护接口、数据记录和存储设备、警报和通知系统等多个组成部分构成，以实现其相应功能。
2、在zpw-2000r型无绝缘移频轨道电路中“防雷模拟网络盘”作用是确保系统在雷电冲击事件发生时能够继续正常运行，并防止雷电对设备造成损坏或干扰，防雷模拟网络盘在该设备中的主要作用包括：（1）防雷保护：防雷模拟网络盘具有电阻、电感、电容和放电器等元件，它们一起构成一个防雷保护电路。当雷电冲击事件发生时，这个电路可以吸收、分散或引导雷电能量，以减轻雷电对轨道电路设备的冲击，从而保护设备免受损坏。（2）模拟雷电事件：防雷模拟网络盘可以模拟雷电冲击事件，产生高电压和高电流的脉冲，类似于真实的雷电。实现轨道电路设备在受到模拟雷电冲击时进行测试，以评估其抗雷电性能。（3）系统验证：通过使用防雷模拟网络盘，运营者可以验证zpw-2000r型无绝缘移频轨道电路设备的抗雷电性能，有助于确保设备在雷电环境下能够可靠运行，不会因雷电干扰而导致列车信号系统的故障或安全风险。（4）安全性增强：防雷模拟网络盘的存在可以增强系统的安全性，降低由于雷电引发的事故风险
3、在防雷模拟网络盘的运行过程中，需要实时采集防雷模拟网络盘的电流和电压数据，其目的是为系统维护终端故障判断提供数据条件。
4、采集防雷模拟网络盘运行过程中的电流和电压数据是为了评估系统的抗雷电性能以及确保系统在雷电事件下的可靠性。这些数据可以用来分析系统的响应、电压电流波形、电阻、电容和电感等参数，以确定系统是否能够有效地应对雷电冲击。
5、目前常用的采集方法是通过电压或电流传感器或测量仪直接获取防雷模拟网络盘运行过程中的电流和电压数据，但采集后的这些数据并未进行规范化处理，当采集值与实际值产生偏差时，这些数据用来分析系统的相关性能时，由于采集后的数据并未得到规范化处理，因而极易导致因数据不准确导致系统分析失效等问题，严重的话直接影响zpw-2000r型无绝缘移频轨道电路设备的运行稳定性。
6、综上所述，亟需提出一种区间轨道设备的信号采集传输系统，以实现zpw-2000r型无绝缘轨道电路设备中防雷模拟网络盘的电压、电流数据采集，为评估系统的抗雷电性能以及确保系统在雷电事件下的可靠性提供支撑。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述技术问题。在下文中给出了关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。
2、本专利技术为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：
3、一种区间轨道设备的信号采集传输系统，包括电压量程转换单元、电流量程转换单元、电压信号隔离单元、电流信号隔离单元、电压a/d采集单元、电流a/d采集单元和中央处理器，所述电压量程转换单元与电压信号隔离单元连接，电压信号隔离单元与电压a/d采集单元连接，所述电流量程转换单元与电流信号隔离单元连接，电流信号隔离单元与电流a/d采集单元连接，电压a/d采集单元和电流a/d采集单元均与中央处理器连接；
4、电压量程转换单元接收电压信号进行量程转换后传输给电压信号隔离单元，电压信号隔离单元对电压量程转换后的电压信号进行隔离，得到隔离后的电压信号送至电压a/d采集单元，电压a/d采集单元将隔离后的电压信号转换为数字信号后传输给中央处理器；
5、电流量程转换单元接收电流信号进行量程转换后传输给电流信号隔离单元，电流信号隔离单元对电流量程转换后的电流信号进行隔离，得到隔离后的电流信号送至电流a/d采集单元，电流a/d采集单元将隔离后的电流信号转换为数字信号后传输给中央处理器；
6、所述中央处理器收集到的电流信号和电压信号数据包括：输入电压、输出电压、输入电流和输出电流，其数据处理过程包括：
7、首先，将输入电压、输出电压、输入电流和输出电流进行整理形成输入电压数据集、输出电压数据集、输入电流数据集和输出电流数据集；
8、其次，根据输入电压数据集、输出电压数据集、输入电流数据集和输出电流数据集，进行抽样，每间隔n小时进行抽样一次，然后利用时间序列水平法计算得到平均输入电压、平均输出电压、平均输入电流和平均输出电流，计算公式为：
9、；
10、；
11、；
12、；
13、公式中，表示平均输入电压，表示平均输出电压，表示第n次采集的输入电压，表示第n次采集的输出电压，表示电压抽样时间间隔值（i=1.2.3…n）；表示平均输入电流，表示平均输出电流，表示第n次采集的输入电流，表示第n次采集的输出电流，表示电流抽样时间间隔值（i=1.2.3…n）；
14、最后，利用平均输入电压、平均输出电压、平均输入电流和平均输出电流分别与输入电压数据集、输出电压数据集、输入电流数据集和输出电流数据集中的每个数据进行单独比较，并设定比较阈值，将比较结果大于阈值和小于阈值的数据进行分组存储保存，用于后续分析工作。
15、优选的：所述电流量程转换单元包括第一电阻r1、第一电容c1、第二电阻r2、第三电阻r3、第一运算放大器ic1、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6和可调电阻rw1，电流输入端连接有第一电阻r1，第一电阻r1上并联有第一电容c1，第一电容c1的一端通过第二电阻r2与第一运算放大器ic1的同向输入端连接，第一电容c1的另一端通过第三电阻r3与第一运算放大器ic1的反向输入端连接，第一运算放大器ic1的输出端通过第五电阻r5与电流输出端连接，所述第一运算放大器ic1的反向输入端通过第四电阻r4连接有可调电阻rw1，可调电阻rw1的另一端与电流输出端连接，所述第六电阻r6连接在电流输出端上。
16、优选的：所述电压量程转换单元包括第二运算放大器ic2、第三运算放大器ic3、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14和第十五电阻r15，电压输入端通过第七电阻r7与第二运算放大器ic2的反向输入端连接，在第二运算放大器ic2的反向输入端和输出端连接有第二电容c2，第二电容c2的两端分别连接在第一三极管t的发射极和集电极上，第一三极管t的基极通过第十一电阻r11与电压输出端连接，第二运算放大器ic2的同向输入端通过第八电阻r8接地，第二运算放大器ic2的输出端通过第九电阻r9与第三运算放大器ic3的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种区间轨道设备的信号采集传输系统，其特征在于：包括电压量程转换单元（1）、电流量程转换单元（2）、电压信号隔离单元（3）、电流信号隔离单元（4）、电压A/D采集单元（5）、电流A/D采集单元（6）和中央处理器（7），所述电压量程转换单元（1）与电压信号隔离单元（3）连接，电压信号隔离单元（3）与电压A/D采集单元（5）连接，所述电流量程转换单元（2）与电流信号隔离单元（4）连接，电流信号隔离单元（4）与电流A/D采集单元（6）连接，电压A/D采集单元（5）和电流A/D采集单元（6）均与中央处理器（7）连接；
2.根据权利要求1所述的一种区间轨道设备的信号采集传输系统，其特征在于：所述电流量程转换单元（2）包括第一电阻R1、第一电容C1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一运算放大器IC1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和可调电阻RW1，电流输入端连接有第一电阻R1，第一电阻R1上并联有第一电容C1，第一电容C1的一端通过第二电阻R2与第一运算放大器IC1的同向输入端连接，第一电容C1的另一端通过第三电阻R3与第一运算放大器IC1的反向输入端连接，第一运算放
3.根据权利要求1所述的一种区间轨道设备的信号采集传输系统，其特征在于：所述电压量程转换单元（1）包括第二运算放大器IC2、第三运算放大器IC3、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14和第十五电阻R15，电压输入端通过第七电阻R7与第二运算放大器IC2的反向输入端连接，在第二运算放大器IC2的反向输入端和输出端连接有第二电容C2，第二电容C2的两端分别连接在第一三极管T的发射极和集电极上，第一三极管T的基极通过第十一电阻R11与电压输出端连接，第二运算放大器IC2的同向输入端通过第八电阻R8接地，第二运算放大器IC2的输出端通过第九电阻R9与第三运算放大器IC3的同向输入端连接，第三运算放大器IC3的输出端通过第十五电阻R15与电压输出端连接，第三运算放大器IC3的反向输入端通过第十电阻R10与第十三电阻R13连接，第十三电阻R13通过第十二电阻R12与负电源端连接，第十三电阻R13通过第十四电阻R14接地。
4.根据权利要求1所述的一种区间轨道设备的信号采集传输系统，其特征在于：所述中央处理器（7）对接收的电压信号和电流信号进行处理后存储到RAM（9）中。
5.根据权利要求1所述的一种区间轨道设备的信号采集传输系统，其特征在于：所述中央处理器（7）通过两路CAN总线（8）将计算处理后的电压信号和电流信号上传至后续数据分析终端，用于后续数据分析处理。
6.一种区间轨道设备的信号采集传输方法，是基于权利要求1所述的一种区间轨道设备的信号采集传输系统实现的，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种区间轨道设备的信号采集传输系统，其特征在于：包括电压量程转换单元（1）、电流量程转换单元（2）、电压信号隔离单元（3）、电流信号隔离单元（4）、电压a/d采集单元（5）、电流a/d采集单元（6）和中央处理器（7），所述电压量程转换单元（1）与电压信号隔离单元（3）连接，电压信号隔离单元（3）与电压a/d采集单元（5）连接，所述电流量程转换单元（2）与电流信号隔离单元（4）连接，电流信号隔离单元（4）与电流a/d采集单元（6）连接，电压a/d采集单元（5）和电流a/d采集单元（6）均与中央处理器（7）连接；
2.根据权利要求1所述的一种区间轨道设备的信号采集传输系统，其特征在于：所述电流量程转换单元（2）包括第一电阻r1、第一电容c1、第二电阻r2、第三电阻r3、第一运算放大器ic1、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6和可调电阻rw1，电流输入端连接有第一电阻r1，第一电阻r1上并联有第一电容c1，第一电容c1的一端通过第二电阻r2与第一运算放大器ic1的同向输入端连接，第一电容c1的另一端通过第三电阻r3与第一运算放大器ic1的反向输入端连接，第一运算放大器ic1的输出端通过第五电阻r5与电流输出端连接，所述第一运算放大器ic1的反向输入端通过第四电阻r4连接有可调电阻rw1，可调电阻rw1的另一端与电流输出端连接，所述第六电阻r6连接在电流输出端上。
3.根据权利要求1所述的一种区间轨道设备的信号采集传输系统，其特征在于：所述电压量程转换单元（1）包括第二运...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭立群，贺亮，王海波，贾雪松，李长斌，李逸峰，黄春雷，王永花，
申请(专利权)人：黑龙江瑞兴科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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