一种用于轨道信号监测传感器电源工作状态的自诊断装置的制作方法

文档序号:16084666发布日期:2018-11-27 22:16阅读:120来源:国知局
本发明涉及铁路轨道信号监测装置领域,具体涉及一种用于轨道信号监测传感器电源工作状态的自诊断装置。
背景技术
:现阶段在国内相关的检测方法大多应用在工业控制现场,特别是在安全级设备或系统中常常会采用自诊断的方式来实现对某一功能电路或者设备的运行情况进行检测,实现方案则是通过对信号的采集获得当前状态,大多数是非实时采集,即非在线检测,通过定期维护发送命令进行诊断,且诊断后仅仅上报诊断结果,需要后期人工干预进行维护更换。譬如在铁路集中监测系统中大量的使用了电参量监测传感器对铁路各种轨道信号进行监测,该监测传感器均是传统设备,只对被监测信号进行采集,并把该信号传递给监测系统,监测传感器从供电设备获得电源后工作,对获得的电源质量状态以及监测传感器本身是否正常工作状态不得而知,对铁路轨道信号监测传感器的工作状态是通过对监测传感器的电源指示灯或者监测传感器监测信号后的传输数据进行综合判断监测传感器故障与否。采用该技术存在以下缺陷:当监测传感器工作状态处于临界状态时,不能够及时的发现,依然使用很容易带来安全风险,导致监测数据不准确,报警信息缺失,烧毁监测传感器,甚至因该故障烧毁供电设备和其它铁路设备,已至于影响铁路行车安全。技术实现要素:本发明为了解决上述技术问题提供一种用于轨道信号监测传感器电源工作状态的自诊断装置。本发明通过下述技术方案实现:一种用于轨道信号监测传感器电源工作状态的自诊断装置,包括监测传感器、为监测传感器提供工作电源的电源电路、控制器,所述电源电路上连接有过压欠压检测电路和过流检测电路,所述控制器根据过压欠压检测电路和过流检测电路的检测信息对电源电路的通断进行控制。在铁路轨道信号监测传感器领域还只是停留在实现信号监测,对于监测传感器电源工作状态运行,供电设备电源质量状态均属于被动接受,无从知晓。本方案通过对监测传感器电源工作状态进行过压欠压过流自诊断,可以有效的实现对供电电源状态和监测传感器本身工作状态进行检测,自诊断出故障后上报故障状态,切断供电电源,保障了监测传感器只会在良好状态下运行,也保护因监测传感器故障后影响其它铁路监测设备,出现二次故障,同时也为电务人员进行维护提供了指导作用。作为优选,所述过压欠压检测电路包括两条检测支路,所述检测支路包括依次连接在电源上的限流电阻、稳压二极管、光电隔离电路、输出电路;其中,两条检测支路中一个稳压二极管导通电压为电源电路的正常电压、另一个稳压二极管导通电压为电源电路欠压允许的临界电压。本方案的过压欠压检测电路采用光电隔离原理对监测传感器的供电电源进行创新性的隔离采集和监测,再通过开关量输出信号进行信号分析和处理,判断当前的供电设备的电源质量以及监测传感器的工作状态,再结合多组信号值综合给出是否允许监测传感器继续工作。通过半导体原理,对不同电压的稳压管利用电流驱动特性进行使用,使其工作在截止和导通两种状态,从而通过施加在限流电阻前端的不同电压值使得该回路出现导通和截止,从而跟两路输出电路的输出值判断电压正常、欠压或者过压情况。作为优选,所述电源电路包括DC/DC转换器和隔离电路,所述过流检测电路包括依次连接的取样电阻、用于放大取样电阻上信号的信号放大电路、滤波电路和模数转换电路,所述取样电阻连接在隔离电路后端与监测传感器之间。本方案通过在电路中串联一个取样电阻,通过固定增益后把该电压值传递给ADC采样,进行模数转换,使得系统可以实时的诊断出当前监测传感器工作电流的状态,若监测传感器的工作出现了故障,譬如短路、烧毁,工作的电流值会急剧上升,超出既有设定阀值,监测传感器会上报故障信息,并主动切断工作电源,使得停止工作,实现故障导向安全的原则。本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:1、本发明通过对监测传感器电源工作状态进行过压欠压过流自诊断,可以有效的实现对供电电源状态和监测传感器本身工作状态进行检测,自诊断出故障后上报故障状态,切断供电电源,保障了监测传感器只会在良好状态下运行,也保护因监测传感器故障后影响其它铁路监测设备,出现二次故障,同时也为电务人员进行维护提供了指导作用。附图说明此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。图1为本发明实施例2的过压欠压检测电路的电路原理图。图2为本发明实施例2的过流检测电路的电路原理图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。实施例1一种用于轨道信号监测传感器电源工作状态的自诊断装置,包括监测传感器、为监测传感器提供工作电源的电源电路、控制器,所述电源电路上连接有过压欠压检测电路和过流检测电路,所述控制器根据过压欠压检测电路和过流检测电路的检测信息对电源电路的通断进行控制。监测传感器的工作电源是通过电磁隔离原理进行隔离,保证了供电设备与监测传感器内部无电气连接,隔离耐压高达AC2500V能够更可靠稳定的保障了监测传感器自身的安全工作,不会和其他设备产品电气回路,产生安全风险;而在保证电源隔离工作后还需要对供电设备提供的电源进行实时自诊断,及时了解到当前电源质量和监测传感器工作状态。本方案通过对过压欠压过流故障提前预警,保障轨道信号监测传感器正常工作,保护铁路电子设备不受故障影响。实施例2基于上述实施例的原理,本实施例举一具体实施方式进行说明。如图2所示,过压欠压检测电路可采用以下电路结构,包括两条检测支路,检测支路包括依次连接在电源上的限流电阻、稳压二极管、光电隔离电路、输出电路;监测传感器所提供的供电电源电压值也只是一个范围,比如直流12V±2V,则其中两条检测支路中一个稳压二极管导通电压为电源电路的正常电压即12V,另一个稳压二极管导通电压为电源电路欠压允许的临界电压即10V。监测传感器电源过压欠压自诊断电路中,过压诊断主要是通过2个光耦HCPL-181对隔离前端的+12V进行采集,其中通过2个不同的限流电阻控制光耦导通和截止,使得在隔离后端直接使KO1和KO2将控制信号传递给控制器。在该方法中就是通过光电隔离原理进行了创新性的采集和监测,使用了两组开关光耦的导通和截止状态,通过组合方式可以自诊断出当前施加的电源电压值,再通过截止和导通的阀值点分别得出当前工作电源电压是正常、欠压、过压等状态,其判断逻辑如表1所示。表1过压欠压判断阀值增值表KO1KO2正常(允许拉偏±10%)01过压00欠压11如图2所示,电源电路包括DC/DC转换器和隔离电路,所述过流检测电路包括依次连接的取样电阻、用于放大取样电阻上信号的信号放大电路、滤波电路和模数转换电路,所述取样电阻连接在隔离电路后端与监测传感器之间。通过差分采样芯片U8对该采样电阻两端电压进行采集,通过固定增益后把该电压值传递给ADC采样,进行模数转换,使得系统可以实时的诊断出当前监测传感器工作电流的状态。以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3 
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