專利名稱：一種實(shí)時(shí)檢測(cè)貨車車廂間隔的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)時(shí)檢測(cè)貨車車廂間隔的裝置屬于鐵路貨車檢查系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及在戶外惡劣環(huán)境下，檢查正在行駛中的貨車車廂間隔的領(lǐng)域。
單純的光電傳感器對(duì)于一般物體可給出到達(dá)特定位置的信號(hào)，而當(dāng)幾個(gè)復(fù)雜物體先后順序到達(dá)特定位置時(shí)，則不能準(zhǔn)確地將幾個(gè)復(fù)雜物體區(qū)分開。行駛中的鐵路貨車的各個(gè)車廂就是這類復(fù)雜物體。激光測(cè)量系統(tǒng)雖然可通過確定物體的輪廓線而將物體區(qū)分開，但一般不能適應(yīng)低于-35℃的戶外環(huán)境，而且是進(jìn)口的，價(jià)格貴。
使用證明它可達(dá)到預(yù)期目的。
圖2、光電傳感器安裝位置俯視圖。
圖3、光電傳感器安裝側(cè)視圖。
圖4、光電傳感器在保溫罩中的安裝示意圖。
圖5、信號(hào)處理電路的原理性框圖。
圖6、程序流程圖。
圖7、信號(hào)波形圖。
再見圖45是型號(hào)為E310的保溫罩內(nèi)部的加熱和散熱系統(tǒng)及其電路，6是保溫罩的玻璃罩，光電傳感器4發(fā)出的紅外線可通過保溫罩的玻璃端面，7、8分別是光電傳感器4的和保溫罩的電源線、信號(hào)線的引出線。
請(qǐng)見圖5三個(gè)傳感器4即G1、G2和G3的輸出信號(hào)分別輸入到型號(hào)為西門子的S7-200系列的PLC224可編程控制器的的數(shù)字信號(hào)輸入端I00、I0.1和I0.2。輸出的車廂間隔信號(hào)通過可編程控制器PLC224的數(shù)字輸出端Q0.0連接到采集機(jī)的型號(hào)為PCL725的I/O卡的數(shù)字輸入端DI1。然后再由采集機(jī)送往圖像處理系統(tǒng)。
本實(shí)用新型提出的實(shí)時(shí)檢測(cè)貨車車廂間隔的裝置的工作流程圖和信號(hào)波形處理過程圖見圖6和圖7。
為了解決車廂底盤上的空隙問題，在軟件中把10cm以下的縫隙忽略，見圖7的波形c。
另外還通過對(duì)縫隙或小孔屏蔽來防止對(duì)車廂間隔信號(hào)的干擾一旦得到一個(gè)車廂間隔信號(hào)，在一定的貨車行走距離也即5m內(nèi)禁止發(fā)送車廂間隔信號(hào)，以便對(duì)此5m內(nèi)的縫隙可能引起的假間隔信號(hào)起到了屏蔽作用。而且由于5m的距離是比車廂長(zhǎng)度小的，因此也不會(huì)漏發(fā)真正的車廂間隔信號(hào)。
車廂之間的網(wǎng)格狀空隙，其總的連接長(zhǎng)度可達(dá)6m，而且網(wǎng)格的空隙也超過10cm，若此時(shí)只作上述即5m的貨車行走距離內(nèi)禁止發(fā)送車廂間隔信號(hào)，兩個(gè)車廂之間就會(huì)給出許多車廂間隔信號(hào)。為此，每當(dāng)發(fā)出一個(gè)車廂間隔信號(hào)后，在其后5m不僅禁止發(fā)送車廂間隔信號(hào)，而且如在5m內(nèi)遇到一個(gè)空隙信號(hào)，則重新以此空隙位置為起點(diǎn)，其后5m禁止發(fā)送車廂間隔信號(hào)。圖7中，10為被一節(jié)車廂擋住的波形，11為縫隙的波形，12為車廂間遮擋物的波形。a為光電傳感器4得到的原始信號(hào)，高電平表示有物體擋住光路；b的高電平是由a的下降沿觸發(fā)得到的，低電平是由a的上升沿觸發(fā)得到的，是為了便于處理而變換的；c為剔除毛刺即10cm以下的縫隙后的信號(hào)；d為車廂間隔信號(hào)的允許發(fā)送信號(hào)，在間隔信號(hào)之后5m允許發(fā)送，如果5m之內(nèi)遇到另外的間隙，則以新的間隙為起點(diǎn)，在此之后5m允許發(fā)送；e為車廂間隔信號(hào)，由信號(hào)c和d相與后再展寬得到；f為最終的車廂間隔信號(hào)，由e向后延0.70m而得。實(shí)際的時(shí)間間隔由距離除以所測(cè)得的火車速度而得。
由此可見，它通過采用對(duì)射式光電傳感器，并把發(fā)射端和接收端分別安裝在鐵軌路基和檢測(cè)通道的天花板上，以使其光路垂直于車廂底盤，以及利用可編程控制器進(jìn)行判斷處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車廂間隔的實(shí)時(shí)檢測(cè)。另外，通過把光電傳感器加保溫罩使之適應(yīng)低于-35℃的室外工作環(huán)境。
權(quán)利要求1.實(shí)時(shí)檢測(cè)貨車車廂間隔的裝置，含有光電傳感器和信號(hào)處理電路，其特征在于它含有分別垂直于鐵軌方向地安裝在兩個(gè)軌道之間的地基上和一根軌道外側(cè)的地上，且靠近檢測(cè)面的按3取2冗余設(shè)計(jì)的三個(gè)光電傳感器的發(fā)射器、垂直方向地安裝在上述位置上方但固定在檢測(cè)通道天花板上的三個(gè)光電傳感器的接收器、分別安裝在上述光電傳感器發(fā)射器和接收器上且?guī)в袦囟茸詣?dòng)控制器的保溫罩以及用可編程控制器構(gòu)成的信號(hào)處理電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)檢測(cè)貨車車廂間隔的裝置，其特征在于所述的光電傳感器各自均安裝在入境方向上距檢測(cè)面700mm處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)檢測(cè)貨車車廂間隔的裝置，其特征在于所述的安裝在兩個(gè)軌道之間地基上的兩個(gè)傳感器分別距離軌道150mm和200mm，而在軌道外側(cè)的地上的傳感器位于離開和距離150mm的光電傳感器的那根軌道為200mm處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)檢測(cè)貨車車廂間隔的裝置，其特征在于所述的安裝在上述保溫罩內(nèi)的溫度自動(dòng)控制器的啟動(dòng)加熱溫度為-5℃，散熱風(fēng)扇動(dòng)作溫度為40℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)檢測(cè)貨車車廂間隔的裝置，其特征在于所述的帶溫度自動(dòng)控制器的保溫罩的型號(hào)為E310。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)檢測(cè)貨車車廂間隔的裝置，其特征在于所述的光電傳感器的型號(hào)為GT-10S。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)檢測(cè)貨車車廂間隔的裝置，其特征在于所述的用可編程控制器構(gòu)成的信號(hào)處理電路由接收上述三個(gè)光電傳感器輸出信號(hào)的可編程控制器和接收可編程控制器輸出信號(hào)并送到采集機(jī)的I/O卡構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的實(shí)時(shí)檢測(cè)貨車車廂間隔的裝置，其特征在于所述的可編程控制器的型號(hào)為S7-200系列的PLC224。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的實(shí)時(shí)檢測(cè)貨車車廂間隔的裝置，其特征在于所述的I/O卡的型號(hào)為PCL725。
專利摘要實(shí)時(shí)檢測(cè)貨車車廂間隔的裝置屬于鐵路貨車檢查系統(tǒng)領(lǐng)域，其特征在于它含有分別垂直于鐵軌方向地安裝在鐵軌間地基上和一側(cè)軌道外側(cè)的地上且靠近入境方向檢測(cè)面的按3取2冗余設(shè)計(jì)的三個(gè)光電傳感器的發(fā)射器，垂直方向地安裝在上述位置上方但固定在檢測(cè)通道天花板上的三個(gè)光電傳感器的接收器，分別安裝在上述光電傳感器發(fā)射器和接收器上且?guī)в袦囟茸钥仄鞯谋卣郑约坝每删幊炭刂破鳂?gòu)成的信號(hào)處理電路。所述溫度自控器的啟動(dòng)加熱的溫度為－5℃，散熱風(fēng)扇的啟動(dòng)溫度為40℃。它用對(duì)射式光電傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)貨車車廂的實(shí)時(shí)檢測(cè)。同時(shí)也借助于光電傳感器上的保溫罩實(shí)現(xiàn)了對(duì)低于－35℃的室外工作環(huán)境的適應(yīng)。
文檔編號(hào)G01M17/08GK2567561SQ0223525
公開日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2002年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月24日
發(fā)明者張玉愛, 叢鵬, 劉錫明, 談春明, 吳志芳, 苗積臣, 周立業(yè), 向新程, 安繼剛 申請(qǐng)人:清華大學(xué)