一種車載補(bǔ)償電容檢測方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鐵路行業(yè)軌道電路補(bǔ)償電容的檢測，具體提供了一種車載補(bǔ)償電容檢測方法及系統(tǒng)，通過生成模擬信號(hào)并發(fā)送到電磁環(huán)路形成原生電磁場；該電磁環(huán)路由列車相鄰的兩個(gè)輪對和列車兩側(cè)的鋼軌組成，所述電磁環(huán)路中還包括一補(bǔ)償電容，該補(bǔ)償電容位于所述兩個(gè)輪對之間，與所述兩個(gè)輪對并聯(lián)于所述列車兩側(cè)的鋼軌上；通過接收天線感應(yīng)所述電磁環(huán)路上的次生電磁場，得到所述感應(yīng)電流的感應(yīng)信號(hào)；將感應(yīng)信號(hào)與工控機(jī)中預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，得到補(bǔ)償電容的狀態(tài)信息；并通過定位模塊計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信息，可方便快速的判斷補(bǔ)償電容的相對容值和故障補(bǔ)償電容的精確位置。
【專利說明】一種車載補(bǔ)償電容檢測方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路行業(yè)軌道電路補(bǔ)償電容的檢測，特別涉及一種車載補(bǔ)償電容檢測方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，為了適應(yīng)鐵路運(yùn)輸高速度的需求，電氣絕緣軌道電路在全國范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。為了能夠盡大程度地延長信號(hào)的傳輸距離，在電氣絕緣軌道電路上等間距地安裝了若干個(gè)補(bǔ)償電容。但是，由于受環(huán)境、天氣以及人為等因素影響，補(bǔ)償電容會(huì)產(chǎn)生電特性參數(shù)漂移或接觸不良等，導(dǎo)致補(bǔ)償電容老化、失效或丟失，最終直接地影響到軌道電路信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，傳輸距離以及列車控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，故而需對補(bǔ)償電容經(jīng)常檢查。
[0003]為了滿足鐵路電務(wù)專業(yè)對補(bǔ)償電容檢測的需求，鐵路有關(guān)部門或研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開發(fā)出一些專用的軌道電路參數(shù)綜合測試儀，但測試儀需要通過直接測量來判斷其工作狀態(tài)，因而實(shí)際應(yīng)用中需要對每個(gè)電容進(jìn)行人工檢測，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作量大，效率低，且具有一定的危險(xiǎn)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種車載補(bǔ)償電容的檢測方法及系統(tǒng)，通過車載檢測系統(tǒng)在行車過程中自動(dòng)檢測車載電容的狀態(tài)，并實(shí)時(shí)檢測故障電容的位置，以直接有效的指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)和維修。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種車載補(bǔ)償電容檢測方法，包括:
[0006]通過信號(hào)源模塊生成模擬信號(hào)；
[0007]發(fā)射天線接收所述模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成變化的磁場；
[0008]電磁環(huán)路感應(yīng)所述變化的磁場，形成感應(yīng)電流；所述電磁環(huán)路由列車相鄰的兩個(gè)輪對和列車兩側(cè)的鋼軌組成，所述電磁環(huán)路中包括一補(bǔ)償電容，該補(bǔ)償電容位于所述兩個(gè)輪對之間，與所述兩個(gè)輪對并聯(lián)于所述列車兩側(cè)的鋼軌上；
[0009]通過接收天線感應(yīng)所述電磁環(huán)路上的感應(yīng)電流，得到感應(yīng)信號(hào)；
[0010]通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所述感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字感應(yīng)信號(hào)，并發(fā)送到工控機(jī)；
[0011]所述工控機(jī)將所述數(shù)字感應(yīng)信號(hào)與工控機(jī)中預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，得到補(bǔ)償電容的相對容值；
[0012]如果所述補(bǔ)償電容的相對容值低于預(yù)設(shè)閾值，則通過定位模塊計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信息；
[0013]將所述補(bǔ)償電容的相對容值以及所述補(bǔ)償電容的精確位置信息輸出。
[0014]可選的，所述預(yù)設(shè)閾值可根據(jù)檢測需求設(shè)為(0，I]區(qū)間內(nèi)任意值。
[0015]可選的，通過定位模塊計(jì)算所述補(bǔ)償電容與相鄰的上一補(bǔ)償電容間的步長信息，并將該步長信息輸出。
[0016]可選的，所述發(fā)射天線接收所述模擬信號(hào)之后，還包括:[0017]通過功放模塊將所述模擬信號(hào)放大；
[0018]其中，放大的倍數(shù)可由該功放模塊調(diào)節(jié)。
[0019]可選的，所述通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所述感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字感應(yīng)信號(hào)之前還包括:
[0020]通過接收處理模塊對所述感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行濾波、整形及放大處理。。
[0021]可選的，所述通過定位模塊計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信息具體為:
[0022]通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)位置信息；
[0023]通過軸頭傳感器獲取速度脈沖信息，進(jìn)而得到速度信息；
[0024]通過所述實(shí)時(shí)位置信息、速度信息及系統(tǒng)時(shí)延，計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信
肩、O
[0025]可選的，還包括:
[0026]通過系統(tǒng)背板為信號(hào)源模塊、功放模塊、接收處理模塊供電，并通過該系統(tǒng)背板傳輸信號(hào)源模塊和功放模塊之間以及接收處理模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊之間的信號(hào)。
[0027]可選的，所述模擬信號(hào)的頻率可由所述信號(hào)源模塊調(diào)節(jié)。
[0028]本發(fā)明另外提供了一種車載補(bǔ)償電容檢測系統(tǒng)，包括:
[0029]信號(hào)源模塊，用于生成模擬信號(hào)和調(diào)節(jié)所述模擬信號(hào)的頻率；
[0030]發(fā)射天線，用于接收所述模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成變化的磁場，以使電磁環(huán)路形成感應(yīng)電流；所述電磁環(huán)路由列車相鄰的兩個(gè)輪對和列車兩側(cè)的鋼軌組成，所述電磁環(huán)路中還包括一補(bǔ)償電容，該補(bǔ)償電容位于所述兩個(gè)輪對之間，與所述兩個(gè)輪對并聯(lián)于所述列車兩側(cè)的鋼軌上；
[0031]接收天線，用于感應(yīng)所述電磁環(huán)路上的感應(yīng)電流，得到感應(yīng)信號(hào)；
[0032]模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字感應(yīng)信號(hào)，并發(fā)送到工控機(jī)；
[0033]工控機(jī)，用于將所述數(shù)字感應(yīng)信號(hào)與工控機(jī)中預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，得到補(bǔ)償電容相對容值；
[0034]定位模塊，用于當(dāng)所述補(bǔ)償電容的相對容值低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信息；
[0035]顯示模塊，用于顯示所述補(bǔ)償電容的相對容值以及所述補(bǔ)償電容的精確位置信
肩、O
[0036]可選的，所述預(yù)設(shè)閾值可根據(jù)檢測需求設(shè)為(0，I]區(qū)間內(nèi)任意值。
[0037]可選的，所述定位模塊還用于計(jì)算所述補(bǔ)償電容與相鄰的上一補(bǔ)償電容間的步長信息，并將該步長信息發(fā)送到所述顯示模塊。
[0038]可選的，還包括功放模塊，與所述信號(hào)源模塊和所述發(fā)射天線相連，用于將所述模擬信號(hào)放大和調(diào)節(jié)放大的倍數(shù)。
[0039]可選的，還包括接收處理模塊，與所述接收天線和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連，用于對所述感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行濾波、整形及放大處理。
[0040]可選的，定位模塊包括:
[0041]GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，用于獲取實(shí)時(shí)位置信息；
[0042]軸頭傳感器，用于獲取速度脈沖信息，進(jìn)而得到速度信息；
[0043]計(jì)算模塊，用于通過所述實(shí)時(shí)位置信息、速度信息及系統(tǒng)時(shí)延，計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信息。
[0044]可選的，還包括系統(tǒng)背板，所述信號(hào)源模塊、功放模塊、接收處理模塊及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊通過插卡方式連接于所述系統(tǒng)背板上，該系統(tǒng)背板用于為所述信號(hào)源模塊、功放模塊、接收處理模塊供電和傳輸各模塊之間的傳輸信號(hào)。
[0045]本發(fā)明的有益效果是:通過感應(yīng)鋼軌-輪對環(huán)路中電流變化的方式判斷連接在鋼軌上的補(bǔ)償電容的相對容值，并通過定位模塊準(zhǔn)確的定位故障電容的位置，為現(xiàn)場施工提供極大的幫助；檢測系統(tǒng)利用檢測列車的速度優(yōu)勢，可以大幅提高補(bǔ)償電容的檢測效率；檢測系統(tǒng)由于采用了系統(tǒng)背板，因而實(shí)現(xiàn)了小型化設(shè)計(jì)，節(jié)省了占用空間，提高了系統(tǒng)可靠性；插卡式的結(jié)構(gòu)便于系統(tǒng)部件的維修和升級(jí)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1為本發(fā)明一種車載補(bǔ)償電容檢測方法的流程圖；
[0047]圖2為本發(fā)明一種車載補(bǔ)償電容檢測方法的流程圖；
[0048]圖3為本發(fā)明一種車載補(bǔ)償電容檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0049]圖4為本發(fā)明一種車載補(bǔ)償電容檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本系統(tǒng)實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本系統(tǒng)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0051]實(shí)施例一
[0052]如圖1所示，為本實(shí)施例一種車載補(bǔ)償電容檢測方法的流程圖，具體包括以下步驟:
[0053]步驟101，通過信號(hào)源模塊生成模擬信號(hào)。
[0054]步驟102，發(fā)射天線接收所述模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成變化的磁場。
[0055]步驟103，電磁環(huán)路感應(yīng)所述變化的磁場，形成感應(yīng)電流；
[0056]所述電磁環(huán)路由列車相鄰的兩個(gè)輪對和列車兩側(cè)的鋼軌組成，所述電磁環(huán)路中還包括一補(bǔ)償電容，該補(bǔ)償電容位于所述兩個(gè)輪對之間，與所述兩個(gè)輪對并聯(lián)于所述列車兩側(cè)的鋼軌上。
[0057]步驟104，通過接收天線感應(yīng)所述電磁環(huán)路上的感應(yīng)電流，得到感應(yīng)信號(hào)。
[0058]步驟105，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所述感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字感應(yīng)信號(hào)，并發(fā)送到工控機(jī)。
[0059]步驟106，所述工控機(jī)將所述數(shù)字感應(yīng)信號(hào)與工控機(jī)中預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，得到補(bǔ)償電容相對容值。
[0060]步驟107，如果所述補(bǔ)償電容的相對容值低于預(yù)設(shè)閾值，，則通過定位模塊計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信息。
[0061]步驟108，將所述補(bǔ)償電容的相對容值以及所述補(bǔ)償電容的精確位置信息輸出。
[0062]實(shí)施例二
[0063]如圖2所示，為本實(shí)施例一種車載補(bǔ)償電容檢測方法的流程圖，包括以下步驟:[0064]步驟201，通過系統(tǒng)背板為信號(hào)源模塊、功放模塊、接收處理模塊供電，并通過該系統(tǒng)背板傳輸信號(hào)源模塊和功放模塊之間以及接收處理模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊之間的信號(hào)。
[0065]該步驟與以下所有步驟并行進(jìn)行，為以下各個(gè)步驟提供服務(wù)和支持。
[0066]步驟202，通過信號(hào)源模塊生成模擬信號(hào)。
[0067]該模擬信號(hào)的頻率可由該信號(hào)源模塊調(diào)節(jié)。
[0068]步驟203，通過功放模塊將所述模擬信號(hào)放大。
[0069]其中，放大的倍數(shù)可由該功放模塊調(diào)節(jié)。
[0070]步驟204，發(fā)射天線接收所述模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成變化的磁場。
[0071]步驟205，電磁環(huán)路感應(yīng)所述變化的磁場，形成感應(yīng)電流。
[0072]所述電磁環(huán)路由列車相鄰的兩個(gè)輪對和列車兩側(cè)的鋼軌組成，所述電磁環(huán)路中還包括一補(bǔ)償電容，該補(bǔ)償電容位于所述兩個(gè)輪對之間，與所述兩個(gè)輪對并聯(lián)于所述列車兩側(cè)的鋼軌上。
[0073]步驟206，通過接收天線感應(yīng)所述電磁環(huán)路上的感應(yīng)電流，得到感應(yīng)信號(hào)。
[0074]步驟207，通過接收處理模塊，對所述感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行濾波、整形及放大處理。
[0075]步驟208，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所述濾波處理后的感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字感應(yīng)信號(hào)，并發(fā)送到工控機(jī)。
[0076]步驟209，所述工控機(jī)將所述數(shù)字感應(yīng)信號(hào)與工控機(jī)中預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，得到補(bǔ)償電容相對容值。
[0077]步驟210，如果所述補(bǔ)償電容的相對容值低于預(yù)設(shè)閾值，則通過定位模塊計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信息。
[0078]其中，當(dāng)所述相對容值為零時(shí)，所述補(bǔ)償電容的狀態(tài)為停止工作；當(dāng)所述相對容值為I時(shí)，所述補(bǔ)償電容的狀態(tài)為工作正常；所述預(yù)設(shè)閾值可根據(jù)檢測需求設(shè)為0-1之間任意值。
[0079]如檢測之前已經(jīng)知道有故障電容，且亟需將故障電容修好，則在檢測時(shí)可以將預(yù)設(shè)閾值設(shè)置為0，僅當(dāng)相對容值為0，即將徹底不工作的補(bǔ)償電容標(biāo)識(shí)出來，以盡快修復(fù)。
[0080]如檢測任務(wù)為安全隱患排查，則預(yù)設(shè)閾值可以設(shè)置為I或0.7等O以上的任意值，以查找到不同程度出現(xiàn)問題的補(bǔ)償電容；且進(jìn)一步，由于相對容值可以具體顯示出來，可以更有針對性的進(jìn)行維修，提高了維修的效率。
[0081]通過定位模塊計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信息包括:
[0082]通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)位置信息；
[0083]通過軸頭傳感器獲取速度脈沖信息，進(jìn)而得到速度信息；
[0084]通過所述實(shí)時(shí)位置信息、速度信息及系統(tǒng)時(shí)延，計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信
肩、O
[0085]步驟211，將所述補(bǔ)償電容的相對容值以及所述補(bǔ)償電容的精確位置信息輸出。
[0086]步驟212，通過定位模塊計(jì)算所述補(bǔ)償電容與相鄰的上一補(bǔ)償電容間的步長信息，并將該步長信息輸出。
[0087]通過定位模塊測得的速度信息，以及工控機(jī)接收數(shù)字感應(yīng)信號(hào)的時(shí)間差，即可得到補(bǔ)償電容之間的步長信息。
[0088]該步長信息可用于結(jié)合GPS信息精確定位故障補(bǔ)償電容的位置，以便于提高維修效率。
[0089]該步長信息還可以實(shí)時(shí)傳輸給顯示器，或存入數(shù)據(jù)庫，以便于實(shí)時(shí)了解各個(gè)補(bǔ)償電容之間的相對位置。
[0090]本實(shí)施例優(yōu)選的，上述步長信息的測量還可以僅在工控機(jī)計(jì)算得到補(bǔ)償電容出現(xiàn)故障時(shí)，觸發(fā)定位模塊計(jì)算。當(dāng)然，此時(shí)計(jì)算的步長是當(dāng)前補(bǔ)償電容與下一補(bǔ)償電容之間的距離。此時(shí)計(jì)算的步長信息，一般用于結(jié)合GPS信息進(jìn)一步精確定位故障補(bǔ)償電容的位置。
[0091]實(shí)施例三
[0092]如圖3所示，為本實(shí)施例一種車載補(bǔ)償電容檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，包括以下模塊:
[0093]信號(hào)源模塊301，用于生成模擬信號(hào)和調(diào)節(jié)所述模擬信號(hào)的頻率；
[0094]發(fā)射天線302，用于接收所述模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成變化的磁場，以使電磁環(huán)路形成感應(yīng)電流；所述電磁環(huán)路由列車相鄰的兩個(gè)輪對和列車兩側(cè)的鋼軌組成，所述電磁環(huán)路中還包括一補(bǔ)償電容，該補(bǔ)償電容位于所述兩個(gè)輪對之間，與所述兩個(gè)輪對并聯(lián)于所述列車兩側(cè)的鋼軌上；
[0095]接收天線303，用于感應(yīng)所述電磁環(huán)路上的感應(yīng)電流，得到感應(yīng)信號(hào)；
[0096]模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊304，用于將所述感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字感應(yīng)信號(hào)，并發(fā)送到工控機(jī)；
[0097]工控機(jī)305，用于將所述數(shù)字感應(yīng)信號(hào)與工控機(jī)中預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，得到補(bǔ)償電容相對容值；
[0098]定位模塊306，用于當(dāng)所述補(bǔ)償電容的相對容值低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信息；
[0099]當(dāng)所述相對容值為零時(shí)，所述補(bǔ)償電容的狀態(tài)為停止工作；當(dāng)所述相對容值為I時(shí)，所述補(bǔ)償電容的狀態(tài)為工作正常；所述預(yù)設(shè)閾值可根據(jù)檢測需求設(shè)為0-1之間任意值。
[0100]如檢測之前已經(jīng)知道有故障電容，且亟需將故障電容修好，則在檢測時(shí)可以將預(yù)設(shè)閾值設(shè)置為0，僅當(dāng)相對容值為0，即將徹底不工作的補(bǔ)償電容標(biāo)識(shí)出來，以盡快修復(fù)。
[0101]如檢測任務(wù)為安全隱患排查，則預(yù)設(shè)閾值可以設(shè)置為I或0.7等O以上的任意值，以查找到不同程度出現(xiàn)問題的補(bǔ)償電容；且進(jìn)一步，由于相對容值可以具體顯示出來，可以更有針對性的進(jìn)行維修，提高了維修的效率。
[0102]顯示模塊307，用于顯示所述補(bǔ)償電容的相對容值以及所述補(bǔ)償電容的精確位置信息。
[0103]實(shí)施例四
[0104]如圖4所示，為本實(shí)施例一種車載補(bǔ)償電容檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，主要包括:系統(tǒng)背板1、信號(hào)源模塊2、功放模塊3、接收處理模塊4、機(jī)箱機(jī)殼5、發(fā)射天線6、接收天線7、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊8，定位模塊9，GPS天線10，軸頭傳感器11，工控機(jī)12，顯示器13，其中系統(tǒng)背板
1、信號(hào)源模塊2、功放模塊3和接收處理模塊4安裝在機(jī)箱機(jī)殼5內(nèi)，發(fā)射天線6和接收天線7安裝在檢測列車的設(shè)備艙內(nèi)，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊8、定位模塊9安裝在工控機(jī)12內(nèi)，顯示器13安裝在檢測列車上:
[0105]系統(tǒng)背板1，與信號(hào)源模塊2、功放模塊3、接收處理模塊4和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊8相連，用于信號(hào)源模塊2和功放模塊3之間以及接收處理模塊4和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊8之間的信號(hào)傳輸，和為信號(hào)源模塊2、功放模塊3、接收處理模塊4供電；
[0106]系統(tǒng)背板I為信號(hào)源模塊2、功放模塊3、接收處理模塊4提供可靠機(jī)械連接和電氣連接，用于解決高速檢測列車的機(jī)械振動(dòng)問題；
[0107]系統(tǒng)背板I安裝在機(jī)箱機(jī)殼5中，由外部提供電源，供電電源可選用220VAC50HZ，但本實(shí)施例并不以此作為限制。
[0108]信號(hào)源模塊2,與系統(tǒng)背板I相連；
[0109]信號(hào)源模塊2作為功放模塊3的信號(hào)前級(jí)，產(chǎn)生具有一定頻率的模擬信號(hào)，并通過系統(tǒng)背板I向功放模塊3輸出可調(diào)節(jié)頻率的模擬信號(hào)。
[0110]功放模塊3,與系統(tǒng)背板1、發(fā)射天線6相連；
[0111]功放模塊3作為信號(hào)源模塊2的信號(hào)后級(jí)，接收信號(hào)源模塊2通過系統(tǒng)背板I輸入的模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)放大一定倍數(shù)，輸出到發(fā)射天線6，使發(fā)射天線6在鋼軌-輪對環(huán)路中形成感應(yīng)電動(dòng)勢進(jìn)而形成感應(yīng)電流；
[0112]發(fā)射天線6與功放模塊3相連；
[0113]在本實(shí)施例中，發(fā)射天線6安裝在檢測列車設(shè)備艙內(nèi)，可以安裝在鋼軌上方或鋼軌附近，但本實(shí)施例并不以此作為限制；
[0114]發(fā)射天線6接收功放模塊3輸出的模擬信號(hào)，在兩根鋼軌和檢測列車設(shè)備艙前后兩個(gè)輪對組成的電流環(huán)路中，形成感應(yīng)電動(dòng)勢進(jìn)而形成感應(yīng)電流，當(dāng)環(huán)路中補(bǔ)償電容的容值發(fā)生變化時(shí)該感應(yīng)電流將發(fā)生改變；
[0115]在本實(shí)施例中，共有2個(gè)功放模塊3和2個(gè)發(fā)射天線6，功放模塊3和發(fā)射天線6的數(shù)量可以改變，但本實(shí)施例并不以此作為限制。
[0116]接收天線7，與接收處理模塊4相連；
[0117]接收天線7用于感應(yīng)鋼軌-輪對環(huán)路中的感應(yīng)電流，當(dāng)鋼軌-輪對環(huán)路中補(bǔ)償電容狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，如電容失效、容值改變、斷線等，鋼軌-輪對環(huán)路中的感應(yīng)電流大小即發(fā)生變化，這種變化可以被接收天線7感應(yīng)到，并將感應(yīng)信號(hào)輸出到接收處理模塊4 ；
[0118]在本實(shí)施例中，接收天線7安裝在檢測列車設(shè)備艙內(nèi)，可以安裝在鋼軌中心位置上方，但本實(shí)施例并不以此作為限制；
[0119]接收處理模塊4，與系統(tǒng)背板I和接收天線7相連；
[0120]接收處理模塊4接收到接收天線7輸出的感應(yīng)信號(hào)，并將該感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行處理，對感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行濾波、整形、放大處理，將處理后的模擬信號(hào)輸出到系統(tǒng)背板I ;
[0121]在本實(shí)施例中，共有I個(gè)接收處理模塊4和I個(gè)接收天線7，接收處理模塊4和發(fā)接收天線7的數(shù)量可以改變，但本實(shí)施例并不以此作為限制。
[0122]模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊8，與系統(tǒng)背板I和工控機(jī)12相連，受工控機(jī)12的控制；
[0123]模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊8接收由接收處理模塊4通過系統(tǒng)背板I輸出的模擬信號(hào)，在工控機(jī)12的控制下，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)輸出到工控機(jī)12。
[0124]定位模塊9，與GPS天線10、速度傳感器11和工控機(jī)12相連，受工控機(jī)12的控制，用于進(jìn)行所述裝置的空間位置和運(yùn)動(dòng)速度的測量；
[0125]在本實(shí)施例中，定位模塊9可以采用GPS模塊和GPS天線10獲取GPS衛(wèi)星定位信息，并可以采用脈沖計(jì)數(shù)卡接收并計(jì)算安裝在檢測列車軸頭位置的速度傳感器11發(fā)送的速度脈沖，該速度傳感器11根據(jù)檢測列車輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)距離輸出相應(yīng)的脈沖，并可以采用陀螺儀獲取轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等信息，通過GPS定位信息、列車速度脈沖、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等綜合計(jì)算實(shí)現(xiàn)隧道等復(fù)雜環(huán)境的空間位置和運(yùn)動(dòng)速度的測量，但本實(shí)施例并不以此作為限制。[0126]工控機(jī)12,與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊8、定位模塊9和顯不器13相連,用于控制模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊8和定位模塊9 ；
[0127]工控機(jī)12控制模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊8，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析處理，并通過計(jì)算鋼軌-輪對環(huán)路中感應(yīng)電流大小等方式，應(yīng)用相應(yīng)的算法，通過復(fù)雜的計(jì)算，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為補(bǔ)償電容的相對容值信息，利用程序編寫的UI界面在顯示器13上顯示出來，便于判斷補(bǔ)償電容的相對容值；同時(shí)，工控機(jī)12控制定位模塊9，獲取所述裝置的空間位置和運(yùn)動(dòng)速度信息，并利用相關(guān)輔助定位信息(如地面設(shè)施位置靜態(tài)數(shù)據(jù)庫信息等)，準(zhǔn)確獲得補(bǔ)償電容空間位置的信息，并將該空間位置信息和相對容值信息對應(yīng)起來，即可在發(fā)現(xiàn)故障補(bǔ)償電容或相鄰補(bǔ)償電容步長錯(cuò)誤的同時(shí)，確定故障電容或錯(cuò)誤步長的位置，對指導(dǎo)維修和現(xiàn)場施工具有重要的意義；
[0128]在本實(shí)施例中，工控機(jī)12具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和回放數(shù)據(jù)的功能，但本實(shí)施例并不以此作為限制。
[0129]顯示器13，用于顯示工控機(jī)12輸出的補(bǔ)償電容相對容值信息和空間位置信息。
[0130]本系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是:檢測裝置通過感應(yīng)鋼軌-輪對環(huán)路中電流的方式判斷連接在鋼軌上的補(bǔ)償電容的相對容值，設(shè)計(jì)巧妙，實(shí)際檢測效果準(zhǔn)確可靠；檢測裝置通過計(jì)算鋼軌-輪對環(huán)路中感應(yīng)電流的大小，并通過相應(yīng)的算法和復(fù)雜的計(jì)算，可以計(jì)算補(bǔ)償電容的相對容值，相對容值的計(jì)算能夠發(fā)現(xiàn)即將失效但仍具有部分補(bǔ)償效果的補(bǔ)償電容，對預(yù)測補(bǔ)償電容損壞趨勢有極大的實(shí)際意義和經(jīng)濟(jì)效益；檢測裝置中定位模塊的設(shè)計(jì)，使該檢測裝置能夠準(zhǔn)確判斷補(bǔ)償電容的實(shí)際位置并計(jì)算相鄰補(bǔ)償電容的步長(間距)，使該檢測裝置在實(shí)際應(yīng)用(如聯(lián)調(diào)聯(lián)試、巡檢等)中能夠準(zhǔn)確的定位故障電容的位置或發(fā)現(xiàn)相鄰補(bǔ)償電容的步長(間距)錯(cuò)誤，為現(xiàn)場施工提供極大的幫助；檢測裝置利用檢測列車的速度優(yōu)勢，可以大幅提高補(bǔ)償電容的檢測效率，可在幾小時(shí)內(nèi)完成上千公里上萬個(gè)補(bǔ)償電容的檢測工作；檢測系統(tǒng)由于采用了系統(tǒng)背板，因而實(shí)現(xiàn)了小型化設(shè)計(jì)，節(jié)省了占用空間，提高了系統(tǒng)可靠性；插卡式的結(jié)構(gòu)便于系統(tǒng)部件的維修和升級(jí)。
[0131]以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種車載補(bǔ)償電容檢測方法，其特征在于，包括: 通過信號(hào)源模塊生成模擬信號(hào)； 發(fā)射天線接收所述模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成變化的磁場； 電磁環(huán)路感應(yīng)所述變化的磁場，形成感應(yīng)電流；所述電磁環(huán)路由列車相鄰的兩個(gè)輪對和列車兩側(cè)的鋼軌組成，所述電磁環(huán)路中包括一補(bǔ)償電容，該補(bǔ)償電容位于所述兩個(gè)輪對之間，與所述兩個(gè)輪對并聯(lián)于所述列車兩側(cè)的鋼軌上； 通過接收天線感應(yīng)所述電磁環(huán)路上的感應(yīng)電流，得到感應(yīng)信號(hào)； 通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所述感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字感應(yīng)信號(hào)，并發(fā)送到工控機(jī)； 所述工控機(jī)將所述數(shù)字感應(yīng)信號(hào)與工控機(jī)中預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，得到補(bǔ)償電容的相對容值； 如果所述補(bǔ)償電容的相對容值低于預(yù)設(shè)閾值， 則通過定位模塊計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信息； 將所述補(bǔ)償電容的相對容值以及所述補(bǔ)償電容的精確位置信息輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)閾值可根據(jù)檢測需求設(shè)為(O，I]區(qū)間內(nèi)任意值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 通過定位模塊計(jì)算所述補(bǔ)償電容與相鄰的上一補(bǔ)償電容間的步長信息，并將該步長信息輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射天線接收所述模擬信號(hào)之后，還包括: 通過功放模塊將所述模擬信號(hào)放大； 其中，放大的倍數(shù)可由該功放模塊調(diào)節(jié)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所述感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字感應(yīng)信號(hào)之前還包括: 通過接收處理模塊，對所述感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行濾波、整形及放大處理。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過定位模塊計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信息具體為: 通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)位置信息； 通過軸頭傳感器獲取速度脈沖信息，進(jìn)而得到速度信息； 通過所述實(shí)時(shí)位置信息、速度信息及系統(tǒng)時(shí)延，計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信息。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 通過系統(tǒng)背板為信號(hào)源模塊、功放模塊、接收處理模塊供電，并通過該系統(tǒng)背板傳輸信號(hào)源模塊和功放模塊之間以及接收處理模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊之間的信號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述模擬信號(hào)的頻率可由所述信號(hào)源模塊調(diào)節(jié)。
9.一種車載補(bǔ)償電容檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 信號(hào)源模塊，用于生成模擬信號(hào)和調(diào)節(jié)所述模擬信號(hào)的頻率； 發(fā)射天線，用于接收所述模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成變化的磁場，以使電磁環(huán)路形成感應(yīng)電流；所述電磁環(huán)路由列車相鄰的兩個(gè)輪對和列車兩側(cè)的鋼軌組成，所述電磁環(huán)路中還包括一補(bǔ)償電容，該補(bǔ)償電容位于所述兩個(gè)輪對之間，與所述兩個(gè)輪對并聯(lián)于所述列車兩側(cè)的鋼軌上； 接收天線，用于感應(yīng)所述電磁環(huán)路上的感應(yīng)電流，得到感應(yīng)信號(hào)； 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字感應(yīng)信號(hào)，并發(fā)送到工控機(jī)； 工控機(jī)，用于將所述數(shù)字感應(yīng)信號(hào)與工控機(jī)中預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，得到補(bǔ)償電容相對容值； 定位模塊，用于當(dāng)所述補(bǔ)償電容的相對容值低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信息； 顯示模塊，用于顯示所述補(bǔ)償電容的相對容值以及所述補(bǔ)償電容的精確位置信息。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)閾值可根據(jù)檢測需求設(shè)為(0，I]區(qū)間內(nèi)任意值。
11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位模塊還用于計(jì)算所述補(bǔ)償電容與相鄰的上一補(bǔ)償電容間的步長信息，并將該步長信息發(fā)送到所述顯示模塊。
12.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括功放模塊，與所述信號(hào)源模塊和所述發(fā)射天線相連，用于將所述模擬信號(hào)放大和調(diào)節(jié)放大的倍數(shù)。
13.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括接收處理模塊，與所述接收天線和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連，用于對所述感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行濾波、整形及放大處理。
14.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，定位模塊包括: GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，用于獲取實(shí)時(shí)位置信息； 軸頭傳感器，用于獲取速度脈沖信息，進(jìn)而得到速度信息； 計(jì)算模塊，用于通過所述實(shí)時(shí)位置信息、速度信息及系統(tǒng)時(shí)延，計(jì)算所述補(bǔ)償電容的精確位置信息。
15.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括系統(tǒng)背板，所述信號(hào)源模塊、功放模塊、接收處理模塊及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊通過插卡方式連接于所述系統(tǒng)背板上，該系統(tǒng)背板用于為所述信號(hào)源模塊、功放模塊、接收處理模塊供電和傳輸各模塊之間的傳輸信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01R27/26GK103777119SQ201410058161
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】吳楠, 王衛(wèi)東, 高利民, 謝保鋒, 孟景輝, 劉玉江 申請人:中國鐵道科學(xué)研究院, 中國鐵道科學(xué)研究院基礎(chǔ)設(shè)施檢測研究所, 北京鐵科英邁技術(shù)有限公司