基于虚拟仪器的轨道电路抗牵引电流干扰测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于基于虚拟仪器的铁路信号设备测试领域，用于对轨道电路设备进行准确、高效的抗牵引电流干扰测试。
【背景技术】
[0002]铁路信号设备是铁路系统中易受干扰的设备，尤其在电力牵引区段，牵引电流极易对地面和车载信号设备形成强干扰。重载、高速铁路已在中国大规模运用，但牵引干扰电流影响铁路信号设备工作的事件屡有发生。目前，在对轨道电路设备进行抗牵引电流谐波干扰测试中，利用信号发生器、信号分析仪等独立的测量仪器组合搭建，测试过程有如下不足。I)信号发生器一次只能输出一种谐波，而现场实际中某一带内多种谐波并存。2)测试过程中，实现固定谐波比例，施加的不平衡牵引电流需要人工反复调整。3)被测设备的工作状态需要人工观察，测试时间长极易引起人眼疲劳，从而导致漏判、误判，并且临界干扰测试的瞬态过程不能捕捉。4)依靠人工逐次测试并记录结果，存在测试人员多、测试时间长、重复性和数据处理同步性差、测试结果精度低。测试中，对出现的问题也不能快速分析与诊断。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:解决现有轨道电路设备抗牵引电流干扰测试技术中存在的问题。
[0004]本发明的技术方案是:
[0005]基于虚拟仪器的轨道电路抗牵引电流干扰测试装置，包括PC机、PXI多功能采集卡、PXI机箱、功放、模拟钢轨1、模拟钢轨I1、钢轨I电流传感器、钢轨II电流传感器、钢轨
1、钢轨I1、发送端耦合装置、接收端耦合装置、轨道继电器接点电路；被测设备为轨道电路设备，包括发送设备和接收设备。
[0006]模拟钢轨1、模拟钢轨I1、钢轨1、钢轨I1、发送端耦合装置、接收端耦合装置用来仿真现场测试环境；PC机、PXI多功能采集卡、PXI机箱用来实现牵引电流谐波干扰的输出、钢轨电流信息的采集、轨道继电器状态的采集；钢轨I电流传感器、钢轨II电流传感器用来测量钢轨电流信息；轨道继电器接点电路实现继电器由吸起与落下状态至高电平与低电平转换，通过PXI多功能采集卡数字输入功能实现PC机LabVIEW软件平台对轨道继电器状态的采集，进而实现在牵引电流谐波干扰下对轨道电路设备工作状态的采集。
[0007]其中牵引电流谐波干扰生成，利用LabVIEW的信号生成工具包中的正弦信号子函数在PC机LabVIEW软件平台上，生成不同类型、幅度可调的谐波干扰，通过PXI多功能采集卡模拟输出端口 AOO输出，再通过功放功率放大后分别进入发送端耦合装置中点、接收端耦合装置中点，进入到接收设备中；钢轨I电流传感器、钢轨II电流传感器用来测量钢轨电流信息，并把钢轨电流信息输送到PXI多功能采集卡A10、AI1端口，经过PXI多功能采集卡模数转换(ADC)，把数字信号再输送到PC机LabVIEW软件平台，通过与设定值比较结果做出自动调整，使得谐波干扰满足要求。
[0008]所述的构成该装置的器件之间的连接为:
[0009]PXI多功能采集卡安装在PXI机箱槽内，其模拟输出AOO、GND端口分别与功放的输入IMKINl端口连接，功放的输出0UT0、0UT1端口分别与发送端耦合装置、接收端耦合装置中点连接。
[0010]钢轨I电流传感器安装在模拟钢轨I的一端，模拟钢轨I的一端与钢轨I的一端连接；钢轨II电流传感器安装在模拟钢轨II的一端，模拟钢轨II的一端与与钢轨II的一端连接。
[0011]PXI多功能采集卡的模拟输入ΑΙ0、GND端口分别与钢轨I电流传感器的S-0UT0、S-OUTl输出端口连接；PXI多功能采集卡的模拟输入AIUGND端口分别与钢轨II电流传感器的S-OUT2、S-OUT3输出端口连接。
[0012]PXI多功能采集卡的数字输入D1端口与轨道继电器接点电路的前接点K2连接；PXI多功能采集卡的数字输入DIl端口与轨道继电器接点电路的后接点K3连接。
[0013]轨道继电器接点电路的中接点Kl与5V电源正极连接，5V电源负极与第一电阻R3和第二电阻R4的一端连接，第一电阻R3和第二电阻R4的另一端分别与轨道继电器接点电路的前接点K2、轨道继电器接点电路的后接点K3连接。
[0014]发送端耦合装置的两端并接在模拟钢轨1、模拟钢轨II另一端上；接收端耦合装置的两?而并接在钢轨1、钢轨II上。
[0015]发送端耦合装置、接收端耦合装置是扼流变压器或空心线圈，当被测设备为站内设备时，采用扼流变压器，当被测设备为区间设备时，采用空心线圈。
[0016]PC机通过MX1-Express电缆与PXI机箱中的ΜΧΙ-Express控制器端口连接。
[0017]PC机安装Window操作系统以及LabVIEW软件平台和驱动程序。
[0018]测试时，将发送设备的轨道信号输出端分别与模拟钢轨1、模拟钢轨II另一端连接；接收设备的轨道信号输入分别与钢轨1、钢轨II另一端连接。
[0019]模拟钢轨I由模拟钢轨I电阻、模拟钢轨I电感串联连接成，模拟钢轨II由模拟钢轨II电阻、模拟钢轨II电感串联连接成，模拟钢轨I与钢轨I的电阻、电感值均相等，模拟钢轨II与钢轨II的电阻、电感值均相等。
[0020]本发明的有益效果是:基于虚拟仪器的轨道电路抗牵引电流干扰测试装置，测试操作界面采用虚拟仪器面板，操作简便；实现了牵引电流谐波的输出，多种谐波叠加并同时输出，达到与现场实际情况的逼近；测试过程中，钢轨中的牵引电流谐波实现了实时检测；牵引电流谐波自动调整，省去人工调整环节，提高了测试效率；轨道继电器状态实现了实时采集，其临界干扰时的瞬态过程能够准确捕捉，找到的临界干扰限值更科学；PXI机箱、PXI多功能采集卡，抗干扰能力强、精度高、速度快；各类谐波干扰测试无需人工干预，避免了人为误差，提高了测试精度。
【附图说明】
[0021]图1是基于虚拟仪器的轨道电路抗牵引电流干扰测试装置原理图。
[0022]图2是PXI机箱接口端子电路连接图。
[0023]图3是基于虚拟仪器的轨道电路抗牵引电流干扰测试装置测试流程图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0025]基于虚拟仪器的轨道电路抗牵引电流干扰测试装置，如图1、图2。该装置包括PC机1、PXI多功能采集卡2、PXI机箱3、功放4、模拟钢轨15-1、模拟钢轨115-2、钢轨I电流传感器6-1、钢轨II电流传感器6-2、钢轨17-1、钢轨117-2、发送端耦合装置8、接收端耦合装置9、轨道继电器接点电路12 ;发送设备10和接收设备11为被测设备，所述的构成该装置的器件之间的连接为:
[0026]PXI多功能采集卡2安装在PXI机箱3槽内，其模拟输出AOO、GND端口分别与功放4输入IMKINl端口连接，功放4输出0UT0、0UT1端口分别与发送端耦合装置8、接收端耦合装置9中点连接。PXI多功能采集卡2模拟输出端口输出的谐波干扰经功放4功率放大后，通过发送端耦合装置8、接收端耦合装置9耦合到被测设备中。发送端耦合装置8、接收端耦合装置9是扼流变压器或空心线圈，当被测设备为站内设备时，采用扼流变压器，当被测设备为区间设备时，采用空心线圈。
[0027]钢轨I电流传感器6-1安装在模拟钢轨15-1的一端，模拟钢轨15_1的一端与钢轨17-1的一端连接；钢轨II电流传感器6-2安装在模拟钢轨II5-2的一端，模拟钢轨II5-2的一端与与钢轨Π7-2的一端连接。
[0028]PXI多功能采集卡2的模拟输入ΑΙ0、GND端口分别与钢轨I电流传感器6_1的S-OUTO, S-OUTl输出端口连接；PXI多功能采集卡2的模拟输入All、GND端口分别与钢轨II电流传感器6-2S-0UT2、S-0UT3输出连接。
[0029]PXI多功能采集卡2的数字输入D1端口与轨道继电器接点电路12的前接点K2连接；PXI多功能采集卡2的数字输入DIl端口与轨道继电器接点电路12的后接点K3连接。
[0030]轨道继电器接点电路12的中接点Kl与5V电源正极连接，5V电源负极与第一电阻R3和第二电阻R4的一端连接，第一电阻R3和第二电阻R4的另一端分别与轨道继电器接点电路12的前接点K2、轨道继电器接点电路12的后接点K3连接；其中，轨道继电器接点电路12的前接点K2是吸起导通，轨道继电器接点电路12的后接点K3是落下导通。其中，K1、K2、K3是轨道继电器的接点。
[0031]发送端耦合装置8的两端并接在模拟钢轨15-1、模拟钢轨ΙΙ5-2另一端上；接收端耦合装置9的两端并接在钢轨17-1、钢轨ΙΙ7-2上。
[0032]PC机I通过MX1-Express电缆与PXI机箱3的ΜΧΙ-Express控制器端口连接。
[0033]PC机I安装Window操作系统以及LabVIEW软件平台和驱动程序。
[0034]测试时，将发送设备10的轨道信号输出端分别与模拟钢轨15-1、模拟钢轨II5-2另一端连接；接收设备11的轨道信号输入端分别与钢轨17-2、钢轨II7-2另一端连接；被测设备即为轨道电路设备:发送设备10是ZPW2000A轨道电路发送设备或者25Hz相敏轨道电路发送设备，接收设备11是ZPW2000A