專利名稱：雙向畢托管及其雙向流速傳感器和列車管貫通監(jiān)測裝置的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實用新型涉及一種畢托管、流速傳感器及管道貫通檢測裝置，特別是涉及一種雙向畢托管及其雙向流速傳感器和列車管貫通監(jiān)測裝置。
二背景技術(shù)：
在我國鐵路列車通常是以空氣制動機(jī)作為主要制動系統(tǒng)的。機(jī)車安裝有壓縮機(jī)、總風(fēng)缸、制動機(jī)、列車管、制動風(fēng)缸和折角塞門，在每輛車輛上安裝有列車管、制動風(fēng)缸和折角塞門。列車編組連接完成后，關(guān)閉列車兩端的折角塞門并打開列車其余的折角塞門，由列車管貫通整個列車的制動系統(tǒng)。機(jī)車司乘人員通過制動機(jī)控制列車管內(nèi)壓力變化來實現(xiàn)列車的制動與緩解。但在列車站?；蜻\行過程中，由于人為因素，如工作人員的疏忽、閑雜人員扒乘和非人為因素等，會造成車輛間列車管折角塞門的異常關(guān)閉，從而截斷列車管貫通通路，使其后部車輛制動系統(tǒng)失控，有時會導(dǎo)致列車行車事故的發(fā)生，造成國家經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)和人民生命安全的巨大損失。
由機(jī)車和若干車輛編組成列車，其制動系統(tǒng)是一個有限長、非恒定流、終端封閉的壓力管道系統(tǒng)。它具有流體沖擊壓力大(最大沖擊壓力700kpa)，管道的瞬時壓力、流量變化范圍寬的特點，是一個典型的分布參數(shù)系統(tǒng)。對于分布參數(shù)系統(tǒng)的精確計算處理通常是使用偏微分方程，但對于偏微分方程的大計算量、車輛類型多及列車編組隨機(jī)性造成邊界條件無法確定，使得實時計算成為不可能。因而長期以來，對于如何判斷列車管折角塞門開、關(guān)以監(jiān)測列車管貫通狀態(tài)就成為亟待解決的技術(shù)難題之一。
中國實用新型專利ZL98204154.3提出了一種《列車管貫通狀態(tài)監(jiān)測儀》，由串接于列車管中的檢測組件和安裝于司乘駕駛室內(nèi)的主機(jī)構(gòu)成。檢測組件包括壓力傳感器、流量傳感器和前置放大系統(tǒng)及脈沖產(chǎn)生整形電路。主機(jī)內(nèi)為以單片計算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。用于在列車停站試壓或運行過程中鐵路列車牽掛客貨車輛后由于異常因素而可能出現(xiàn)的折角塞門異常關(guān)閉或列車管異常堵塞位置的監(jiān)測。其流量傳感器采用渦街傳感器、渦輪傳感器或差壓流量傳感器。而傳感器是列車管貫通狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的核心關(guān)鍵技術(shù)，對輛數(shù)的計算影響最為關(guān)鍵，在機(jī)車的惡劣工作環(huán)境(電磁干擾，機(jī)械振動，噪聲，溫度變化范圍大)下，這些常用的流速傳感器均不能長時間正常工作，有些甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到起碼的精度要求，更不用說測量結(jié)果的準(zhǔn)確性了。上述實用新型專利無法實現(xiàn)列車管貫通檢測功能。
三、實用新型內(nèi)容本實用新型針對背景技術(shù)所述當(dāng)前列車管貫通監(jiān)測裝置存在的問題，革新了畢托管結(jié)構(gòu)和測速傳感器，實現(xiàn)了雙向畢托管及雙向流速傳感器，及列車管貫通監(jiān)測裝置。
本實用新型采用的技術(shù)方案是一種雙向畢托管，含有扁平管體，總壓孔和靜壓孔，扁平管體的前、后平面互相平行，扁平管體左、右兩端面為近似流線型的曲面，在該扁平管體的水平方向0度和180度正反方向安裝有兩根通氣管，每根通氣管各自在順時針或反時針的正或負(fù)90度豎直方向的扁平管體上方或下方開有連通引壓孔，0度和180度的兩根通氣管的管口互為總壓孔和靜壓孔。
所述的雙向畢托管，引壓孔為螺紋引壓孔，通氣管的中心軸線與雙向畢托管體水平方向中心軸重合，雙向畢托管體左、右對稱，上、下對稱，通氣管端部外表面為錐形。
一種帶有所述雙向畢托管的雙向流速傳感器，含有雙向畢托管，傳感器外套殼體和內(nèi)套管，傳感器的外套殼體內(nèi)腔有一個圓柱腔，該外套殼體豎向上方或下方的外表面開有兩個與雙向畢托管引壓孔相匹配的通孔，通過中空連接螺栓將外套殼體和雙向畢托管體連接安裝固定在外套殼體的圓柱腔中，在兩根通氣管長度方向各對應(yīng)截錐腔，與兩截錐腔小端匹配連接的是兩內(nèi)套管內(nèi)的圓柱腔體。
所述的傳感器，外套殼體的上方或下方設(shè)有一個安裝平面，在平面上開有定位孔和連接安裝固緊孔，外套殼體與兩邊的內(nèi)套管通過固緊件連接固定。
一種帶有所述雙向流速傳感器的列車管貫通監(jiān)測裝置，含有雙向流速傳感器，壓力傳感器，溫度傳感器，以及信號處理電路CPU模塊、通訊模塊、顯示模塊和電源模塊，所述的壓力傳感器安裝在列車管上，溫度傳感器探頭安裝在機(jī)車上暴露在大氣中，雙向流速傳感器安裝于機(jī)車制動機(jī)和列車管之間，流速傳感器的兩個取壓孔連接差壓變送器，如果流速、壓力、溫度傳感器輸出為模擬量信號，則傳感器輸出的電信號經(jīng)過濾波及信號放大電路接入A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出接入CPU的相應(yīng)I/O端口；如果流速、壓力、溫度傳感器的輸出為數(shù)字量信號時，則各傳感器輸出的數(shù)字信號直接接入CPU的相應(yīng)I/O端口，所述的通訊模塊包括串行通訊模塊和USB通訊模塊，信號處理電路CPU模塊一方面通過串行通訊模塊連接機(jī)車信號記錄儀，另一方面通過串行通訊模塊連接監(jiān)測裝置的顯示模塊，同時信號處理電路CPU模塊通過USB通訊模塊實現(xiàn)和上位計算機(jī)通訊，電源模塊為監(jiān)測裝置各部分提供工作電源。
所述的列車管貫通監(jiān)測裝置，信號處理電路的CPU模塊采用ARM7CPU，CPU模塊集成有2M的DataFlash作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲單元，和一個擴(kuò)展的外部SRAM存儲器，所述的雙向流速傳感器輸出為模擬量，壓力傳感器采用模擬量儀表，溫度采用數(shù)字量儀表，CPU采用AT91FR40162，A/D轉(zhuǎn)換模塊采用TLV2544 12位串行變換器，流速、壓力模擬量信號經(jīng)濾波后接入相應(yīng)的信號放大電路，各放大電路的輸出分別接入TLV2544的6、8腳和7、9腳，TLV2544轉(zhuǎn)換后的信號輸出經(jīng)其1、2、3、4、10、16腳接入AT91FR40162的44、45、46、47、43、42腳，TLV2544的16、2、3、13、10腳分別通過上拉電阻接電源；溫度傳感器采用DS 1820數(shù)字溫度傳感器，其輸出的數(shù)字量溫度信號通過連接導(dǎo)線或接線端子直接和CPU的I/O端34腳連接，串行通訊模塊采用兩組MAX485E，通訊方式采用RS-485/半雙工串行總線方式，其串行口分別和顯示模塊的顯示盒和機(jī)車運行記錄儀連接，和機(jī)車運行記錄儀連接的串行口通過光電隔離和CPU連接；USB通訊模塊采用PDIUSBD12.USB接口芯片，所述的顯示模塊數(shù)據(jù)端口1～4、6～9連接CPU的11～18腳，其數(shù)據(jù)端口25、26通過相應(yīng)的USB插接件實現(xiàn)和上位機(jī)通訊。
所述的列車管貫通監(jiān)測裝置，CPU采用具有同類功能的ARM7CPUAT91FR4042，或AT91FR4081，A/D變換器使用TLV2548，或者TLC2574，或者TLC2578。
所述的列車管貫通監(jiān)測裝置，信號處理電路及功能模塊及接口電路安裝在一塊主板上，主板安裝于機(jī)車操縱室原有的TXS箱的插槽中，壓力、流速、溫度傳感器安裝于機(jī)車的機(jī)械間內(nèi)，它們之間用電纜連接，整機(jī)及主板各接口模塊使用TXS箱的電源，由其向監(jiān)測裝置各功能模塊提供+5V、+15V、+24V電源，該監(jiān)測裝置通過所述的串行通訊模塊導(dǎo)線連接機(jī)車信號記錄儀，使用機(jī)車信號記錄儀提供的列車信息，所述的顯示模塊包括兩個帶有顯示數(shù)碼管的顯示盒，兩組顯示數(shù)碼管分別通過相應(yīng)的接插件和監(jiān)測裝置的串行通訊口以及供電電源連接，顯示盒安裝于機(jī)車操縱室的操縱臺上，顯示列車輛數(shù)、列車管貫通狀態(tài)及位置。
本實用新型的積極有益效果1、將單向畢托管巧妙組合，構(gòu)成雙向畢托管，結(jié)構(gòu)及加工工藝簡單、造價低，用于雙向流速檢測，在一定流速范圍內(nèi)精度很高，性能可靠，耐腐蝕，無任何運轉(zhuǎn)部件，使用壽命長。
2、利用雙向畢托管設(shè)計出雙向流速傳感器，結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，適用較為惡劣的環(huán)境，長時間工作可靠、運行穩(wěn)定，配以高精度的差壓變送器完成流速測量，為計算流量提供可靠的數(shù)據(jù)。
3、雙向流速傳感器，孔徑可以做到很小，能在很細(xì)的管道內(nèi)使用，動態(tài)響應(yīng)快，壓力損失小，占用安裝空間小，特別適用在一些特殊場合(如壓力管道)，測量非恒定流動態(tài)流速，使用效果好。
4、列車管貫通監(jiān)測裝置，采用雙向流速傳感器和高精度壓力傳感器和數(shù)字溫度儀表，利用先進(jìn)的計算機(jī)控制技術(shù)，完成了對列車管折角塞門異常關(guān)閉的智能化監(jiān)測，實現(xiàn)了制動和緩解的雙向監(jiān)測功能，首先計算出列車輛數(shù)，再根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)和機(jī)車泄漏類別正確地將數(shù)據(jù)分為不同類型進(jìn)行校正，得出最后的列車貫通輛數(shù)，實驗對列車編組在60輛以內(nèi)的貨物列車進(jìn)行監(jiān)測，其精度誤差不超過4輛。
5、使用USB接口芯片，建立主板與外部主機(jī)的通訊，可以完成程序的改寫、采樣數(shù)據(jù)的提取及主板工作狀態(tài)的顯示等。串行通訊模塊保證主板與兩個顯示盒的通訊，顯示檢測結(jié)果，同時根據(jù)需要進(jìn)行語音報警。使用方便、操作簡單，性能穩(wěn)定、可靠。
6、由于采用光電隔離及其它減振、隔音措施，使監(jiān)測裝置具有抗電磁干擾，抗沖擊壓力、機(jī)械振動、噪聲、溫度變化大等特點，適合在惡劣環(huán)境長時間運行，性能穩(wěn)定可靠，監(jiān)測準(zhǔn)確。
7、本實用新型解決了鐵道部幾十年來想解決而一直沒有解決的問題，特別是在我國鐵路系統(tǒng)大提速的情況下，為保證行車安全，本實用新型的推廣應(yīng)用更為重要，鐵道部對本實用新型技術(shù)甚為重視。
四

圖1-1、1-2、1-3分別為雙向畢托管剖視結(jié)構(gòu)示意圖、側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖和結(jié)構(gòu)示意俯視圖圖2雙向畢托管測試原理圖圖3帶雙向畢托管的雙向流速傳感器外套管俯視結(jié)構(gòu)示意圖圖4圖3所示帶內(nèi)套管的雙向流速傳感器剖視結(jié)構(gòu)示意圖圖5列車管貫通監(jiān)測裝置硬件結(jié)構(gòu)方框圖圖6列車管貫通監(jiān)測裝置主板電路原理方框圖圖7列車管貫通監(jiān)測裝置CPU模塊電路原理圖圖8列車管貫通監(jiān)測裝置壓力、流速信號放大及濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊電路原理圖圖9列車管貫通監(jiān)測裝置串行通訊模塊電原理圖圖10列車管貫通監(jiān)測裝置USB通訊模塊電原理圖圖11列車管貫通監(jiān)測裝置電源模塊電原理圖五具體實施方式
實施例一參見圖1-1、圖1-2、圖1-3，雙向畢托管含有扁平管體10，扁平管體10的前、后平面互相平行，扁平管體10的左、右兩端面為近似流線型的曲面，在該扁平管體的水平方向0度和180度正反方向安裝有兩根通氣管9和11，每根通氣管各自在豎直方向的扁平管體上方開有連通引壓孔7和8，0度和180度的兩根通氣管9和11的管口5和6互為總壓孔和靜壓孔。
所述的引壓孔7和8為螺紋引壓孔，通氣管9和11的中心軸線與雙向畢托管體水平方向中心軸重合，雙向畢托管體左、右對稱，上、下對稱，通氣管9和11端部外表面為錐形。
雙向畢托管工作原理參見圖2，和單向畢托管不同的是，雙向畢托管沒有專用的靜壓孔，而是互為總壓或靜壓孔。當(dāng)A端正對向流體流向時，則A端為總壓孔，B端為靜壓孔；當(dāng)B端正對向流體流向時，則B端為總壓孔，A端為靜壓孔。雙向畢托管的總壓通氣管和單向畢托管的總壓通氣管原理一樣，這里不再贅述。雙向畢托管的靜壓取自于流體的回流區(qū)，回流區(qū)中通氣管處的壓力相對于流體的靜壓來講是一個負(fù)壓，而且是回流區(qū)中相對較為穩(wěn)定的均壓，線性地反映了流體的靜壓變化，乘以靜壓校正系數(shù)后它可以作為靜壓使用。將A、B兩端的壓力通過通氣管引壓管道引入到一個可測量正反向差壓的差壓變送器(即零點大范圍可調(diào))，測得總壓和靜壓的差壓值。如果要達(dá)到較高的測量精度，一方面要對畢托管的外形精心設(shè)計及標(biāo)定，從而取得正確的畢托管系數(shù)；另一方面對測量點的前后端直線段管道有一定的長度要求，并需提取流體的溫度、壓力數(shù)據(jù)做為修正數(shù)值。流速及流量的計算使用單向畢托管計算公式進(jìn)行運算。
實施例二參見圖3、圖4，雙向流速傳感器含有雙向畢托管1，傳感器外套殼體2和內(nèi)套管3，傳感器的外套殼體2的上方設(shè)有一個安裝平面，在平面上開有定位孔和連接安裝固緊孔，外套殼體2內(nèi)腔有一個圓柱腔，該外套殼體2豎向上方的外表面開有兩個與雙向畢托管引壓孔8相匹配的通孔4，通過中空連接螺栓將外套殼體和雙向畢托管體1連接安裝固定在外套殼體2的圓柱腔中，在兩根通氣管9和11長度方向各對應(yīng)內(nèi)套管3和外套殼體2內(nèi)截錐腔的大端，一端設(shè)有截錐腔的內(nèi)套管3與外套殼體2內(nèi)的圓柱腔體匹配連接，外套殼體2與兩邊的內(nèi)套管3或列車管段12通過固緊件連接固定，傳感器外套殼體2兩端設(shè)有接口連接螺紋13。
實施例三參見圖5，為本實施利列車貫通監(jiān)測裝置的系統(tǒng)硬件構(gòu)成。系統(tǒng)由一個主板、二個顯示盒、一個壓力傳感器、一個流速傳感器、一個溫度傳感器構(gòu)成。主板占用了機(jī)車TXS箱的一個插槽，使用了TXS箱的供電及機(jī)車信號記錄儀發(fā)布的公用信息，其中有車次、輛數(shù)、列車總重、換長、時間、速度、公里標(biāo)、客/貨、本/補等。本系統(tǒng)壓力傳感器采用美國Nova公司生產(chǎn)高精度、高穩(wěn)定性擴(kuò)散硅壓力敏感芯片的壓力傳感器，其量程范圍為0～1MPo。精度和線性度均為0.25級；溫度傳感器采用美國DALLAS公司生產(chǎn)的DS1820數(shù)字溫度傳感器，它具有測量范圍寬，測量精度高，誤差小的特點。
圖6為列車貫通監(jiān)測裝置主板電路原理方框圖。主板的電路分為CPU模塊、串行通信模塊、USB通訊模塊、顯示模塊、A/D變換及模擬量接口。傳感器輸出的模擬量信號經(jīng)A/D變換后通過系統(tǒng)總線連接ARM7CPU，數(shù)字量溫度信號和通訊模塊、顯示模塊均通過系統(tǒng)總線和CPU連接，電源模塊為各部分提供工作電源。系統(tǒng)主板安裝在機(jī)車操縱室的TXS箱內(nèi)；顯示盒安裝在機(jī)車操縱室的操縱臺上；三個傳感器則安裝在機(jī)車機(jī)械間內(nèi)。它們之間通過電纜進(jìn)行連接。
圖7～11為本實施利列車貫通監(jiān)測裝置的電路組成，包括CPU模塊、信號放大及濾波、A/D轉(zhuǎn)換模塊、串行通訊模塊、USB通訊模塊、電源模塊等。CPU選用較為流行的Atmel公司生產(chǎn)的AT91FR40162.ARM7CPU做為整個系統(tǒng)的核心。它的最大頻率為70M.32位RISC結(jié)構(gòu)，256K在片SRAM.1024K在片F(xiàn)lash，及2個USART串行接口等。CPU模塊上還集成有2M的DataFlash做為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存貯單元和一個擴(kuò)展的外部SRAM。A/D變換模塊采用了TEXAS Instruments公司生產(chǎn)的TLV254412位串行A/D變換器，它具有每秒200K的采樣速率，2.7V～5.5V的單電源，4通道模擬輸入。它的穩(wěn)定性好、精確度高、非線性誤差為正負(fù)1LSB。模擬通道采用了常用的電流型變換模式以保證采樣的可靠性及精確度。電源模塊從TXS箱的電源中變換出主板要求的主5V及24V，它具有穩(wěn)壓，過壓及過流保護(hù)功能。
流速傳感器、壓力傳感器輸出的模擬量信號經(jīng)阻容濾波電路濾波后輸入信號放大電路的輸入端，信號放大電路的輸出接模數(shù)轉(zhuǎn)換器。圖中的流速、壓力信號放大電路均為由TLC4502放大器組成的四級運放及一個跟隨器組成，放大后流速信號V01接入TLV2544的6、8腳，壓力信號V02接入TLV2544的7、9腳，TLV2544轉(zhuǎn)換后的流速、壓力信號經(jīng)其1、2、3、4、10、16腳接入AT91FR40162的44、45、46、47、43、42腳，TLV2544的16、2、3、13、10腳分別通過上拉電阻接電源，TLV2544的5和12腳接電源，11、14腳接地，其15腳通過并聯(lián)的兩個電容CAD2、CAD3接地。數(shù)字溫度傳感器輸出的數(shù)字量溫度信號直接接入CPU的I/O端34腳。
串行通訊接口模塊有兩個通道，均采用型號為MAX485E，RS485協(xié)議傳輸芯片，一個是普通485通訊接口，采用了RS-485/半雙工串行總線方式，另一個在CPU與485通訊接口電路間使用了隔離式RS-485半雙工串行總線方式，可保證不對TXS箱系統(tǒng)造成干擾，他們分別連接CPU模塊的兩個USART接口，即CPU的35、36、37腳和31、32、33腳。串行通訊模塊主要有兩個功能A.保證主板與兩個顯示盒的通訊，B.主板接受機(jī)車運行記錄儀的列車信息。
USB通訊接口采用型號為PDIUSBD12PW的芯片，其1～4、6～9腳分別接CPU的11～18腳，其11、14、15、16、28分別連接CPU的28、29、10、9、27腳，其24、25腳連接接上位計算機(jī)USB插口，PDIUSBD12PW的22、23接時鐘，12、14腳通過電阻接電源，12腳同時串接電阻連接CPU的30腳，其21腳連接USB通訊指示發(fā)光二極管，接口模塊中PDIUSBD12PW的ALE接地、DMACK、電源、復(fù)位口接3.3V的VDD電壓。USB通訊主要完成外部計算機(jī)與主板之間的通訊，保證數(shù)據(jù)完整的打包并高速傳輸。
CPU的1、2腳為復(fù)位端，7、68腳為3.3V電壓VDD的輸入端，39、40腳為5V電壓VCC的輸入端，38、41、80、腳為GND接地端，CPU模塊的69～74腳連接存儲器SN74HC245的13～18腳，SN74HC245的20腳接電源，1、10腳接地，其2～7腳各經(jīng)電阻串接發(fā)光二極管接電源，即為信號處理電路的工作狀態(tài)顯示電路.RS485串行通訊接口的兩個通道連接具有串口的數(shù)碼管驅(qū)動電路，即顯示盒面板上的數(shù)碼顯示管，完成人機(jī)對話，顯示計算結(jié)果。
實施利四本實施利基本同實施利三，不同之處在于處理電路CPU采用具有同類功能的ARM7CPU AT91FR4042，A/D變換器使用TLV2548。
實施利五本實施利基本同實施利三，不同之處處理電路CPU采用具有同類功能的AT91FR4081，A/D變換器使用TLC2574，或者TLC2578。
權(quán)利要求1.一種雙向畢托管，含有扁平管體，總壓孔和靜壓孔，其特征是扁平管體的前、后平面互相平行，扁平管體左、右兩端面為近似流線型的曲面，在該扁平管體的水平方向0度和180度正反方向安裝有兩根通氣管，每根通氣管各自在順時針或反時針的正或負(fù)90度豎直方向的扁平管體上方或下方開有連通引壓孔，0度和180度的兩根通氣管的管口互為總壓孔和靜壓孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向畢托管，其特征是引壓孔為螺紋引壓孔，通氣管的中心軸線與雙向畢托管體水平方向中心軸重合，雙向畢托管體左、右對稱，上、下對稱，通氣管端部外表面為錐形。
3.一種帶有權(quán)利要求1所述雙向畢托管的雙向流速傳感器，含有雙向畢托管，傳感器外套殼體和內(nèi)套管，其特征是傳感器的外套殼體內(nèi)腔有一個圓柱腔，該外套殼體豎向上方或下方的外表面開有兩個與雙向畢托管引壓孔相匹配的通孔，通過中空連接螺栓將外套殼體和雙向畢托管體連接安裝固定在外套殼體的圓柱腔中，在兩根通氣管長度方向各對應(yīng)截錐腔，與兩截錐腔小端匹配連接的是兩內(nèi)套管內(nèi)的圓柱腔體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器，其特征是外套殼體的上方或下方設(shè)有一個安裝平面，在平面上開有定位孔和連接安裝固緊孔，外套殼體與兩邊的內(nèi)套管通過固緊件連接固定。
5.一種帶有權(quán)利要求3所述雙向流速傳感器的列車管貫通監(jiān)測裝置，含有雙向流速傳感器，壓力傳感器，溫度傳感器，以及信號處理電路CPU模塊、通訊模塊、顯示模塊和電源模塊，其特征是所述的壓力傳感器安裝在列車管上，溫度傳感器探頭安裝在機(jī)車上暴露在大氣中，雙向流速傳感器安裝于機(jī)車制動機(jī)和列車管之間，流速傳感器的兩個取壓孔連接差壓變送器，如果流速、壓力、溫度傳感器輸出為模擬量信號，則傳感器輸出的電信號經(jīng)過濾波及信號放大電路接入A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出接入CPU的相應(yīng)I/O端口；如果流速、壓力、溫度傳感器的輸出為數(shù)字量信號時，則各傳感器輸出的數(shù)字信號直接接入CPU的相應(yīng)I/O端口，所述的通訊模塊包括串行通訊模塊和USB通訊模塊，信號處理電路CPU模塊一方面通過串行通訊模塊連接機(jī)車信號記錄儀，另一方面通過串行通訊模塊連接監(jiān)測裝置的顯示模塊，同時信號處理電路CPU模塊通過USB通訊模塊實現(xiàn)和上位計算機(jī)通訊，電源模塊為監(jiān)測裝置各部分提供工作電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的列車管貫通監(jiān)測裝置，其特征是信號處理電路的CPU模塊采用ARM7CPU，CPU模塊集成有2M的DataFlash作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲單元，和一個擴(kuò)展的外部SRAM存儲器，所述的雙向流速傳感器輸出為模擬量，壓力傳感器采用模擬量儀表，溫度采用數(shù)字量儀表，CPU采用AT91FR40162，A/D轉(zhuǎn)換模塊采用TLV2544 12位串行變換器，流速、壓力模擬量信號經(jīng)濾波后接入相應(yīng)的信號放大電路，各放大電路的輸出分別接入TLV2544的6、8腳和7、9腳，TLV2544轉(zhuǎn)換后的信號輸出經(jīng)其1、2、3、4、10、16腳接入AT91FR40162的44、45、46、47、43、42腳，TLV2544的16、2、3、13、10腳分別通過上拉電阻接電源；溫度傳感器采用DS1820數(shù)字溫度傳感器，其輸出的數(shù)字量溫度信號通過連接導(dǎo)線或接線端子直接和CPU的I/O端34腳連接，串行通訊模塊采用兩組MAX485E，通訊方式采用RS-485/半雙工串行總線方式，其串行口分別和顯示模塊的顯示盒和機(jī)車運行記錄儀連接，和機(jī)車運行記錄儀連接的串行口通過光電隔離和CPU連接；USB通訊模塊采用PDIUSBD12.USB接口芯片，所述的顯示模塊數(shù)據(jù)端口1～4、6～9連接CPU的11～18腳，其數(shù)據(jù)端口25、26通過相應(yīng)的USB插接件實現(xiàn)和上位機(jī)通訊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的列車管貫通監(jiān)測裝置，其特征是CPU采用具有同類功能的ARM7CPU AT91FR4042，或AT91FR4081，A/D變換器使用TLV2548，或者TLC2574，或者TLC2578。
8.根據(jù)權(quán)利要求5～7任一項所述的列車管貫通監(jiān)測裝置，其特征是信號處理電路及功能模塊及接口電路安裝在一塊主板上，主板安裝于機(jī)車操縱室原有的TXS箱的插槽中，壓力、流速、溫度傳感器安裝于機(jī)車的機(jī)械間內(nèi)，它們之間用電纜連接，整機(jī)及主板各接口模塊使用TXS箱的電源，由其向監(jiān)測裝置各功能模塊提供+5V、+15V、+24V電源，該監(jiān)測裝置通過所述的串行通訊模塊導(dǎo)線連接機(jī)車信號記錄儀，使用機(jī)車信號記錄儀提供的列車信息，所述的顯示模塊包括兩個帶有顯示數(shù)碼管的顯示盒，兩組顯示數(shù)碼管分別通過相應(yīng)的接插件和監(jiān)測裝置的串行通訊口以及供電電源連接，顯示盒安裝于機(jī)車操縱室的操縱臺上，顯示列車輛數(shù)、列車管貫通狀態(tài)及位置。
專利摘要本實用新型涉及一種雙向畢托管及其雙向流速傳感器和列車管貫通監(jiān)測裝置。所述的雙向流速傳感器含有雙向畢托管，傳感器外套殼體和內(nèi)套管，傳感器的外套殼體內(nèi)腔有一個圓柱腔，該外套殼體豎向上方或下方的外表面開有兩個與雙向畢托管引壓孔相匹配的通孔。所述的列車管貫通監(jiān)測裝置，含有雙向流速傳感器，壓力、溫度傳感器及信號處理電路，信號處理電路根據(jù)接收的壓力、溫度、流速信號進(jìn)行運算處理，一方面通過串行通訊模塊連接機(jī)車信號記錄儀，另一方面連接監(jiān)測裝置的顯示模塊，同時通過USB口實現(xiàn)和上位機(jī)通訊。完成了對列車管折角塞門異常關(guān)閉的智能化監(jiān)測，實現(xiàn)了制動和緩解的雙向監(jiān)測功能，解決了鐵道部幾十年來想解決而一直沒有解決的問題。
文檔編號G01M17/00GK2757134SQ20042007537
公開日2006年2月8日 申請日期2004年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者閻玉祥 申請人:閻玉祥