1、制作者：xxx,测试技术在列车上的运用,在铁路的发展过程中，安全和高效是其发展永恒不变的两个重要目标。现如今列车的行走理念是高速和重载，随之而来的各类问题是我们绝不容忽视的，所以对于列车的测试就显得尤为重要,CONTENT,目录,测试技术在列车上的运用,列车的完整性监测,列车的完整性监测是指列车运行过程中利用设备检测列车的完整性，即检测列车有无脱钩抛车现象。,PART 1,目前国内大多采用列车尾部安全防护装置-列尾装置来完成。,列尾装置由安装在列车尾部的主机和司机室内的控制盒两部分组成，它能实时检测列车尾部风管风压并将风压信息不停的反馈给机车司机控制盒，实现欠压报警，提示司机采取紧急制动等应急
2、措施。主机对主管风压进行检测，当列车发生抛车，风管断开漏风，泄露量超过规定值时，通过无线调度系统机车电台及时向机车乘务员发出警示。,列尾装置,在使用过程中还存在一些问题，如：既有或新增的无线列调，没有列尾装置司机控制盒的预留接口，给安装和使用带来困难，无线列调的使用频率不当，造成枢纽内列尾装置主机与无线列调间相互干扰影响，列车的出发列尾装置对风压的查询频率不够有些一分钟甚至几分钟查询一次，这样不能保证完整性检查的实时性，另外无线通信存在盲区，设备受环境影响较大。,不足之处,GPS技术,火车在正常行使过程中车头和车尾的距离固定不变。如果发生抛车事故，车头和车尾的距离增大。GPS检测列车抛车的原理
3、就是在火车的行进过程中检测列车头尾的GPS位置信息，并计算列车头尾两点的直线距离。当发现计算的直线距离Lt大于火车的原始长度L0时即可以判定抛车。 欧洲相关部门于目前采用的列车完整性检查系统即TIMS(Train Integrity Monitoring System)是欧洲列车控制系统(ETCS)中的重要组成。TIMS是ETCS三级必需的子系统,能够应用在高密度、移动闭塞的线路上。不仅减少路旁设备外,而且缩短平均列车间隔,提高行车效率。在TIMS的实现方法中,GPS的应用是通过对车头尾定位来检测车长。定位方法大多轨道地图数据库与卫星定位相结合,利用轨道数字地图的数据资源补充卫星不完备条件下的
4、定位条件缺失问题。 例如在基于轨道地图数据库的双星定位模型中,数字地图提供的区间轨道信息可视为一系列坐标点信息,轨道段可根据要求划分,每一个小段可视为空间直线段,利用一定的坐标转换方法可以将其转换至WGS一84坐标,再应用双星定位算法定位结算。这种方法计算精确,但是需要编辑数据库,前期准备测量工作繁重。,列车的测速,PART 2,随着中国铁路路况的改善以及列车性能的提高,近年来列车已经大幅度提速。为了行车安全，因此铁路交通的调度和维护对于列车运行速度的实时准确测量的需求尤为突出。,(1)离心式转速表测速法 离心式转速表是利用离心原理制成的测速仪表，可以直接读出转速。测转速时，转速表的端头要插入
5、电机转轴的中心孔内，插入前，应注意清除中心孔中的油污，并使转速表的轴与电机的轴保持同心，不可上下左右偏斜，否则易将表轴扭坏，并影响准确读数，而且转速表要间歇使用，以减少磨损和发热。如果要改变量程，还要将转速表取出停转后再改变量程。 (2) 测速发电机测速法 测速发电机测转速时，测速发电机连接到被测电机的轴端，将被测电机的机械转速变换为电压信号输出E=CeFn，在输出端接一个刻度以转速为单位的电压表，即可读出转速。(3) 闪光测速法 闪光测速法是利用可调脉冲频率的专用电源施加于闪光灯上，将闪光灯的灯光照到电机转动部分(可在电机端轴上粘贴一张标记纸片)，当调整脉冲频率使黑色扇形片静止不动时，此时脉
6、冲的频率是与电机转动的转速是同步的。若脉冲频率为f，则电机的转速为n=60f(rmin) 。(4) 光电码盘测速法 光电码盘测速法是通过测出转速信号的频率或周期来测量电机转速的一种无接触测速法。光电码盘安装在转子端轴上，随着电机的转动，光电码盘也跟着一起转动，如果有一个固定光源照射在码盘上，则可利用光敏元件来接收到的光的次数就是码盘的编码数6。若编码数为60，测量时间为t，测量到的脉冲数为N，则n=N/t。 (5) 霍尔元件测速法 霍尔元件测速法是利用霍尔开关元件测转速的。霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。输出电平与TTL电平兼容，在电机转轴上装一个圆盘
7、，圆盘上装若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关固定在小磁钢附近，当电机转动时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的转速。 在这五种测速方法中，离心式转速表测速法和测速发电机测速法所用的都是现成的测速仪表，容易得到。但转速表或测速机都要与电机同轴连接，一方面增加了电机机组安装难度，另一方面有些微电机功率很小，转速表或测速机消耗的功率占了微电机大部分，更有甚者微电机甚至拖不动这些仪表，所以对微特电机的测速，这二种方法不适用。霍尔元件测速法和光电码盘测速法的测速方法基本类似，都是在转轴上装一个很轻巧的传感器，将电机的转动信号通过磁(霍
8、尔元件)或光(光电码盘)转换为电脉冲，从而通过计算电脉冲的个数来测速。闪光测速法目前实际应用不广泛，主要是光源的问题。,光电式测速传感器,透光式测速传感器由带孔或缺口的回盘、光 源和光电管组成。圆盘随被测轴旋转时，光 线只能通过因孔或缺口照射到光电管上。光 电管被照射时，其反向电阻很低，于是输山 一个电脉冲信号。光源被圆盘遮住时，光电 管反向电阻很大，输出端就没有信号输出。 这样，根据圆盘上的孔数或缺口数，即可测 出被测轴的转速。圆盘孔或缺口数通常取为 仍，因此被测轴每转一周时，光电变换器便 可输出60个脉冲信号。若取电子计数器的时 基信号为1s，则可直接读出被测轴转速。反射式测速传感器的原理
9、与透光式一样，是通过光电管将感受的光变化转换为电信号变化，但它是通过光的反射来得到脉冲信号的，通常是将反光材料粘贴于被测轴的测量部位上构成反射面。常用的反射材料为专用测速反射纸带(胶带)，也可用铝箔等反光材料代替，有时还可以在被测部位涂以白漆作为反射面。投光器与反射面需适当配置，通常两者之间距离为5-15M。当被测轴旋转时，光电元件接受脉动光照，并输出相应的电信号送人电子计数器，从而测量出被测轴的转速。 光电式测速传感器输出信号的波形比较规整，接近标准方波，几乎无干扰信号产生。但透光式由于震动会使光源寿命降低，因而在具有较强震动的条件下不宜采用。反射式的与被测轴无任何机械联系，使用方便。,光电
10、速度传感器的优缺点,光电测速传感器的缺点: 轴端光电测速传感器是采用方轴、软性连接器随机车车轴一起转动的方式，所以当列车较高速度运行时（尤其是大于）转动的机械部分容易损坏。再则，光电传感器中的光栅孔德方原设计最多为每转个孔，而中方改制为每转个孔，传感器内部轴承的润滑油飞溅到光栅上，导致传感器脉冲数丢失，不能真实反映列车运行状况，可能造成严重后果。第三，随着列车轮径的磨损，要及时进行修正参数。,光电速度传感器的优点:以前我国机车上使用的磁电式传感器输出的信号正弦波是模拟量脉冲数较少，脉冲幅度低，尤其在低速时更是如此。而光电速度传感器一转达脉冲，信号幅度大、高电平，而低电平是方波数字量，信号幅度不
11、受机车低速的影响，只要有位移就有脉冲输出。光电速度传感器在制造工艺上采用了最先进的电子印刷板表面贴片装连工艺，接插件采用压接技术，保证传感器能安全承受机车快速运行中带来的巨大震动力和冲击力。,列车轴端磁敏测速传感器,目前在欧洲普遍采用的磁敏测速传感器，由磁钢、磁敏器件、放大整形电路、外壳和内附导线、护套、插头等组成。 它安装于机车轴端轴箱盖（径向）上，被测转动物体为模数的铁磁齿轮。当车轮测速齿轮转动时，传感器将产生频率（为转速为齿轮齿数）的方波信号，该传感器内部有两个完全隔离的通道，同时输出两路方波，供列车防空转、速度监控、车轮打滑、运行方向等进行采样检测。,磁敏测速传感器的缺点：安装磁敏测速
12、传感器的轴箱盖要进行技术改造，轴箱盖内首先要安装铁磁齿轮，其次磁敏传感器与铁磁轮间的安装空隙有一定严格的工差范围，一般为0.90.5mm。,磁敏测速传感器的优缺点,磁敏测速传感器的优点：磁敏测速传感器与转动齿轮没有任何接触，故能克服其他测速传感器因机械传动而产生的故障。同时它能防尘、防油，这样就克服了光电测速传感器脉冲易丢失的故障。磁敏测速传感器具有极好的低速、高速检测功能，特适用于高速机车的使用，而且制造成本低。年，笔者在德国学习培训时曾乘坐的高速列车上轴端全部安装此类传感器。年代初，上海从德国引进地铁一号线动车组全部安装德国公司生产的这种传感器。我国第六次大提速动车组也装此类传感器。,列车
13、的定位,PART 3,1. 相对传感器相对传感器是根据预先确定的或先前测量的距 离、位置等信息所安装的一种设备。该方式目前由 轮轴传感器实现。其工作原理：将传感器输出频率 与轮轴转速成正比的脉冲信号，通过对频率进行一 系列换算先得出速度，再由速度对时间进行积分得 到距离。 2 .地面传感器相对传感器在工作时必须首先确定其相对于大地的绝对位置和取向。为此，在地面适当位置必须加 装地面传感器，俗称信标。当机车通过时，车上感应器接收到地面传感器提供的绝对位置信息，使列车 对距离信息进行更新，得到新的初始位置，从而克服了相对传感器的误差缺陷。 3 .绝对传感器由于相对传感器工作的局限性，绝对传感器成为未来高速铁路运行中列车定位的主流技术。绝对传 感器可直接提供绝对位置和取向信息，进而实现列车的测距定位。,感谢观看,
