专利名称:不用校检及清扫的红外轴温探测器的制作方法
本实用新型涉及一种改进的列车热轴探测器，特别是一种不用校检清扫的红外轴温探测器。
目前国内使用的红外轴温探测器，一般都是安装在紧靠路轨两旁，固定的水泥基础上。它不能既对客车又对货车的热轴进行红外探测。用光栅或转盘调制入射红外光，既麻烦且光通量损失一半，其技术指标不能保证探头长期稳定工作，而且需要经常维修清扫。
美国伺服公司的8909型热轴探测器，是直卡于轨道上的探测器它的照射点是轴箱后壁防尘板处，此点热信号不明显，特别是由于轴瓦爬岭造成的热轴易漏检。该探测器靠钢轨近，在高温季节、温升快(偏离大气温度远)，基准温度为列车底板易造成信号失真。其缺点是震动大造成部件易损，清扫周期短，需人工定期校检。美国通用电器公司的高速快门，寿命5年，只限于160公里车速以下使用。
本实用新型的目的，就是针对以上的不足设计了一种不用校检清扫的红外轴温探测器，它适用于现运行的各种型号的客货列车。能自动进行滚滑判别，有抗工频及射频干扰之功能。
本实用新型是这样实现的不用校检清扫的红外轴温探测器主要是由轨面装置、地面装置、控制电路〔12〕、电子装置和记录装置组成。轨面装置主要包括屋脊形玻璃钢保护罩〔6〕、轨道卡具〔2〕、自动擦镜器〔4〕、带电子快门的前置放大器〔7〕和自动清雪控制电路〔8〕几部分。地面装置主要包括电子门电路〔13〕、自动模拟校检电路〔9〕、正反向列车判别电路〔10〕和低纹波稳压电源〔11〕几部分。
本实用新型可以是这样实现的屋脊形玻璃钢保护罩〔6〕，用四个螺丝〔3〕固定在探头外壳上部，实现落在保护罩〔6〕上的雪、雨水、沙、尘和列车排泄物无法积存。对列车运行中所带的气流变向、分流、中和，对入射光路的影响最小。保护罩〔6〕上的中心孔距轨内侧380mm，距轨面15mm，实现了对所有轴箱的探测。
本实用新型还可以是这样实现的用高强度铝合金制作的轨道卡具〔2〕，一端固定在探头底座上，另一端用螺栓〔1〕卡于钢轨上，实现了探头无位移不松动。
本实用新型还可以是这样实现的自动擦镜器〔4〕的泡沫塑料擦镜片〔16〕平行胶合在铝质保护门〔18〕上，每通过一次列车，由直流电机〔20〕与控制电路〔12〕完成自动对硫化锌保护镜〔17〕清擦两次。硫化锌保护镜〔17〕固定在高出镜座〔15〕0.2mm处镜座〔15〕旋紧在探头壳〔14〕上。
本实用新型还可以是这样实现的带电子快门的前置放大器〔7〕主要包括由R1、R2、R主、R补及W1构成的测温电桥，由电压放大倍数500－1500可调整的运算放大器A及R4构成主放大器，由反向器B及R5构成反向比较器，由控制电路〔12〕、保持器C构成环境基准保持电路，高阻抗隔离电路D与R3构成环境基准温度电平输出级，实现了无车通过时稳零，有车通过时自动和环境温度比较后输出轴温信号，完成电子快门的作用。D1、D2构成电源自保电路。平衡电容C1、C2及滤波电容C3构成降噪电路，实现了低噪声无直流飘移。
本实用新型可以是这样实现的在探头外壳上部距光孔中心仰角20°的位置，装有带轴承套内涂二硫化钼的微型电扇〔5〕，实现了电扇能在－45℃内正常运转。在下雪时，可将雪花吹向壳体一头而落在地面上。一种由PNP晶体管的一个PN结代替感温电阻R6和R7R8、W2、双三极管T1、T2构成感温电桥，由D3、D4、R9构成的控制与门电路，实现微型电扇〔5〕在0℃以下开始工作(其温差允许±1℃)。通过调W2，当环境温度在0℃以下时，使D3负端为高电位，无车通过时，D4负端也为高电位，这时三极管T3、T4导通，微型电扇〔5〕开始工作。有车通过时D4正向导通，当环境温度高于0℃时，D3也正向导通，三极管T3、T4截止，电扇〔5〕停止工作。
本实用新型还可以是这样实现的电子门电路〔13〕，是由两组并联Cmos模拟开关组成，经14毫秒延时后，实现了对轴温峰值信号的调制。
本实用新型还可以是这样实现的自动模拟校检电路〔9〕是由两输入Cmos施密特触发器构成校检振荡器，Cmos约翰逊计数器构成轴译码器，Cmos四输入两或门模拟轴温校检电路、平衡输出电路通过K1进入带电子快门的前置放大器〔7〕进行放大，实现了每当列车过完后自动校检一次，可准确输出一个故障轴、三个正常轴的轴温波形。
本实用新型还可以是这样实现的正反向列车判别电路〔10〕主要是由D触发器1、D触发器2、与门1和与门2组成，实现当正向列车通过时红外轴温探测器正常工作，当反向列车通过时红外轴温探测器停止工作。
本实用新型还可以是这样实现的低纹波稳压电源〔11〕主要是由四块Cmos真补码缓冲器完成振荡，多组并联后输出脉冲交变信号经全桥整流与15伏直流电源叠加和经C－L－Cπ式滤波器组成，具有降低前置放大器噪音的功能。
本实用新型结构简单、可靠，安装方便。能适用于所有现运行的各种型号的客货列车，能工作在强震、污染严重、温差大的环境中。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的描述图1是本实用新型的轨面装置示意图。
图2是本实用新型的工作结构图。
图3是本实用新型的带电子快门的前置放大器电路原理图。
图4是本实用新型的自动清雪控制电路原理图。
图5是本实用新型的自动擦镜器结构剖视图。
图6是本实用新型的低纹波稳压电源原理图。
如图2所示当列车第一根轴到达1号传感器时，传感器电路输出一脉冲信号，正反向列车判别电路〔10〕的D触发器1翻转，将电路锁定在工作状态。与门1等待着2号传感器脉冲信号的到来，与门2使控制电路〔12〕中的无车延时电路处于延时状态。记录仪开始走纸，保护门〔18〕打开，擦镜器清擦一次。此时若在环温0℃以下时，自动清雪控制电路〔8〕停止工作，带电子快门的前置放大器〔7〕将环温电平保持并锁定在保持器C中，探测器处在准备接收轴温信号状态。
当第一根轴到达2传感器时，传感器电路输出一脉冲信号，使双稳态翻转，
Q端变为低电位，使电子门打开，峰值保存电路接通，基座电平加于轴温信号上，轴温信号(如图5所示)经硫化锌保护镜〔17〕进入光孔〔19〕。(如图3所示)R主进行光电转换后，变成微伏级的弱信号，此信号在主放大器中和环温基准电平比较后放大成毫伏级信号通过峰保电路，跟随器电路输出轴温峰值信号。
当第一根轴到达3号传感器时，传感器电路输出一脉冲信号，此时轴箱已扫描完毕，双稳态返回初始状态，
Q端变为高电位，将基准电平断开，峰值保存14毫秒后电子门关闭，将峰值信号短路。为下根轴来做好准备，使其它热源信号不得进入后级。此时就完成了一根轴的探测如此下去至到所有车辆通过完时为止。
当车辆过完后10秒，无车延时电路 自动复原，并用其脉冲的下降沿驱动校检延时电路，校检振荡器开始振荡输出T＝0.1秒的方波，经轴译码器输出四轴车模拟波形。通过双或门及平衡输出电路输出，有一个燃轴信号的四轴车波形(用户可根据需要调整故障轴和正常轴的差值)。(如图3所示)四轴车波形送到带电子快门的前置放大器〔7〕接通开关K1送到运算放大器A进行系统放大，同时此校检信号，使控制电路〔12〕，自动模拟车辆通过时的全过程，校检完后5秒，校检延时电路回到低电位，此时自动模拟校检电路〔9〕停止工作，并驱动复0电路输出一尖脉冲，使正反向列车判别电路〔10〕复位。(如图3所示)开关K1断开，自动走纸停止，保护门〔8〕关闭，自动擦镜器〔4〕又清擦一次。带电子快门的前置放大器〔7〕，开始了无车时环境温度自动调零工作，完成了电子快门任务。此时气温若在0℃以下时自动清雪控制电路〔8〕的电扇〔5〕开始工作。该探测器完成了一次列车轴温探测。
权利要求
1.一种由探头、传感器、控制电路[12]、电子装置和记录装置组成的，不用校检清扫的红外轴温探测器，其特征在于a、轨面装置主要由屋脊形玻璃钢保护罩[6]、轨道卡具[2]自动擦镜器[4]、带电子快门的前置放大器[7]和自动清雪控制电路[8]组成，b、地面装置主要是由电子门电路[13]、自动模拟校检电路[9]，正反向列车判别电路[10]和低纹波稳压电源[11]组成。
2.根据权利要求
1所述的红外轴温探测器，其特征在于屋脊形玻璃钢保护罩〔6〕上的入射光孔中心，距轨内侧380mm，距轨面15mm。
3.根据权利要求
1所述的红外轴温探测器，其特征在于用高强度铝合金制作的轨道卡具〔2〕，一端固定在探头底座上，另一端用单螺栓〔1〕卡于钢轨上。
4.根据权利要求
1所述的红外轴温探测器，其特征在于自动擦镜器〔4〕，是用泡沫塑料制成的擦镜片〔16〕，平行胶合在铝质保护门〔18〕上，由直流电机〔20〕与控制电路〔12〕完成自动擦镜。硫化锌保护镜〔17〕固定在高出镜座〔15〕0.2mm处。
5.根据权利要求
1所述的红外轴温探测器，其特征在于带电子快门的前置放大器〔7〕，主要包括由R1、R2、R主、R补及W1构成的测温电桥。由电压放大倍数500－1500可调整的运算放大器A及R4构成主放大器。由反向器B、R5构成反向比较器。由控制电路〔12〕、保持器C构成环境基准温度保持电路。高阻抗隔离电路D与R3构成环境基准温度电平输出级。由D1、D2构成电源自保电路。由平衡电容C1、C2及滤波电容C3构成降噪电路。
6.根据权利要求
1所述的红外轴温探测器，其特征在于自动清雪控制电路〔8〕，主要包括带轴承套内涂二硫化钼的微型电扇〔5〕一种PNP晶体管的一个PN结代替感温电阻R6和R7、R8、W2与双三管T1、T2构成感温电桥和由D3、D4、R9构成的控制与门电路。
7.根据权利要求
1所述的红外轴温探测器，其特征在于电子门电路〔13〕是由两组并联的Cmos模拟开关组成，经14毫秒延时后，来控制电子门。
8.根据权利要求
1所述的红外轴温探测器，其特征在于自动模拟校检电路〔9〕，主要是由两输入Cmos施密特触发器构成校检振荡器、双Cmos约翰逊计数器为轴译码器、Cmos四输入两或门构成模拟轴温校检电路和平衡输出电路组成。
9.根据权利要求
1所述的红外轴温探测器，其特征在于正反向列车判别电路〔10〕，主要是由D触发器1、D触发器2、与门1和与门2组成。
10.根据权利要求
1所述的红外轴温探测器，其特征在于低纹波稳压电源〔11〕，主要是由四块Cmos真补码缓冲器完成振荡，多组并联后输出脉冲交变信号，经全桥整流与15伏直流电源叠加后，经C－L－Cπ式滤波器，组成低纹波稳压电源。
专利摘要
本实用新型提供了一种不用校检清扫的红外轴温探测器。该探测器由轨面装置主要包括屋脊形玻璃钢保护罩、单螺栓轨道卡具、自动擦镜器、带电子快门的前置放大器、自动清雪控制电路几部分。地面装置主要包括电子门电路、自动模拟校检电路、正反向列车判别电路、低纹波稳压电源几部分和电子装置、记录装置组成。它适用于现运行的各种型号的客货列车。
文档编号G01K7/02GK87202557SQ87202557
公开日1987年11月25日 申请日期1987年2月27日
发明者李双悦 申请人:李双悦导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan