基于虛擬儀器的軌道電路抗牽引電流干擾測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于基于虛擬儀器的鐵路信號設備測試領域，用于對軌道電路設備進行準確、高效的抗牽引電流干擾測試。
【背景技術】
[0002]鐵路信號設備是鐵路系統(tǒng)中易受干擾的設備，尤其在電力牽引區(qū)段，牽引電流極易對地面和車載信號設備形成強干擾。重載、高速鐵路已在中國大規(guī)模運用，但牽引干擾電流影響鐵路信號設備工作的事件屢有發(fā)生。目前，在對軌道電路設備進行抗牽引電流諧波干擾測試中，利用信號發(fā)生器、信號分析儀等獨立的測量儀器組合搭建，測試過程有如下不足。I)信號發(fā)生器一次只能輸出一種諧波，而現(xiàn)場實際中某一帶內(nèi)多種諧波并存。2)測試過程中，實現(xiàn)固定諧波比例，施加的不平衡牽引電流需要人工反復調(diào)整。3)被測設備的工作狀態(tài)需要人工觀察，測試時間長極易引起人眼疲勞，從而導致漏判、誤判，并且臨界干擾測試的瞬態(tài)過程不能捕捉。4)依靠人工逐次測試并記錄結果，存在測試人員多、測試時間長、重復性和數(shù)據(jù)處理同步性差、測試結果精度低。測試中，對出現(xiàn)的問題也不能快速分析與診斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是:解決現(xiàn)有軌道電路設備抗牽引電流干擾測試技術中存在的問題。
[0004]本發(fā)明的技術方案是:
[0005]基于虛擬儀器的軌道電路抗牽引電流干擾測試裝置，包括PC機、PXI多功能采集卡、PXI機箱、功放、模擬鋼軌1、模擬鋼軌I1、鋼軌I電流傳感器、鋼軌II電流傳感器、鋼軌
1、鋼軌I1、發(fā)送端耦合裝置、接收端耦合裝置、軌道繼電器接點電路；被測設備為軌道電路設備，包括發(fā)送設備和接收設備。
[0006]模擬鋼軌1、模擬鋼軌I1、鋼軌1、鋼軌I1、發(fā)送端耦合裝置、接收端耦合裝置用來仿真現(xiàn)場測試環(huán)境；PC機、PXI多功能采集卡、PXI機箱用來實現(xiàn)牽引電流諧波干擾的輸出、鋼軌電流信息的采集、軌道繼電器狀態(tài)的采集；鋼軌I電流傳感器、鋼軌II電流傳感器用來測量鋼軌電流信息；軌道繼電器接點電路實現(xiàn)繼電器由吸起與落下狀態(tài)至高電平與低電平轉換，通過PXI多功能采集卡數(shù)字輸入功能實現(xiàn)PC機LabVIEW軟件平臺對軌道繼電器狀態(tài)的采集，進而實現(xiàn)在牽引電流諧波干擾下對軌道電路設備工作狀態(tài)的采集。
[0007]其中牽引電流諧波干擾生成，利用LabVIEW的信號生成工具包中的正弦信號子函數(shù)在PC機LabVIEW軟件平臺上，生成不同類型、幅度可調(diào)的諧波干擾，通過PXI多功能采集卡模擬輸出端口 AOO輸出，再通過功放功率放大后分別進入發(fā)送端耦合裝置中點、接收端耦合裝置中點，進入到接收設備中；鋼軌I電流傳感器、鋼軌II電流傳感器用來測量鋼軌電流信息，并把鋼軌電流信息輸送到PXI多功能采集卡A10、AI1端口，經(jīng)過PXI多功能采集卡模數(shù)轉換(ADC)，把數(shù)字信號再輸送到PC機LabVIEW軟件平臺，通過與設定值比較結果做出自動調(diào)整，使得諧波干擾滿足要求。
[0008]所述的構成該裝置的器件之間的連接為:
[0009]PXI多功能采集卡安裝在PXI機箱槽內(nèi)，其模擬輸出AOO、GND端口分別與功放的輸入IMKINl端口連接，功放的輸出0UT0、0UT1端口分別與發(fā)送端耦合裝置、接收端耦合裝置中點連接。
[0010]鋼軌I電流傳感器安裝在模擬鋼軌I的一端，模擬鋼軌I的一端與鋼軌I的一端連接；鋼軌II電流傳感器安裝在模擬鋼軌II的一端，模擬鋼軌II的一端與與鋼軌II的一端連接。
[0011]PXI多功能采集卡的模擬輸入ΑΙ0、GND端口分別與鋼軌I電流傳感器的S-0UT0、S-OUTl輸出端口連接；PXI多功能采集卡的模擬輸入AIUGND端口分別與鋼軌II電流傳感器的S-OUT2、S-OUT3輸出端口連接。
[0012]PXI多功能采集卡的數(shù)字輸入D1端口與軌道繼電器接點電路的前接點K2連接；PXI多功能采集卡的數(shù)字輸入DIl端口與軌道繼電器接點電路的后接點K3連接。
[0013]軌道繼電器接點電路的中接點Kl與5V電源正極連接，5V電源負極與第一電阻R3和第二電阻R4的一端連接，第一電阻R3和第二電阻R4的另一端分別與軌道繼電器接點電路的前接點K2、軌道繼電器接點電路的后接點K3連接。
[0014]發(fā)送端耦合裝置的兩端并接在模擬鋼軌1、模擬鋼軌II另一端上；接收端耦合裝置的兩?而并接在鋼軌1、鋼軌II上。
[0015]發(fā)送端耦合裝置、接收端耦合裝置是扼流變壓器或空心線圈，當被測設備為站內(nèi)設備時，采用扼流變壓器，當被測設備為區(qū)間設備時，采用空心線圈。
[0016]PC機通過MX1-Express電纜與PXI機箱中的ΜΧΙ-Express控制器端口連接。
[0017]PC機安裝Window操作系統(tǒng)以及LabVIEW軟件平臺和驅(qū)動程序。
[0018]測試時，將發(fā)送設備的軌道信號輸出端分別與模擬鋼軌1、模擬鋼軌II另一端連接；接收設備的軌道信號輸入分別與鋼軌1、鋼軌II另一端連接。
[0019]模擬鋼軌I由模擬鋼軌I電阻、模擬鋼軌I電感串聯(lián)連接成，模擬鋼軌II由模擬鋼軌II電阻、模擬鋼軌II電感串聯(lián)連接成，模擬鋼軌I與鋼軌I的電阻、電感值均相等，模擬鋼軌II與鋼軌II的電阻、電感值均相等。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:基于虛擬儀器的軌道電路抗牽引電流干擾測試裝置，測試操作界面采用虛擬儀器面板，操作簡便；實現(xiàn)了牽引電流諧波的輸出，多種諧波疊加并同時輸出，達到與現(xiàn)場實際情況的逼近；測試過程中，鋼軌中的牽引電流諧波實現(xiàn)了實時檢測；牽引電流諧波自動調(diào)整，省去人工調(diào)整環(huán)節(jié)，提高了測試效率；軌道繼電器狀態(tài)實現(xiàn)了實時采集，其臨界干擾時的瞬態(tài)過程能夠準確捕捉，找到的臨界干擾限值更科學；PXI機箱、PXI多功能采集卡，抗干擾能力強、精度高、速度快；各類諧波干擾測試無需人工干預，避免了人為誤差，提高了測試精度。
【附圖說明】
[0021]圖1是基于虛擬儀器的軌道電路抗牽引電流干擾測試裝置原理圖。
[0022]圖2是PXI機箱接口端子電路連接圖。
[0023]圖3是基于虛擬儀器的軌道電路抗牽引電流干擾測試裝置測試流程圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0025]基于虛擬儀器的軌道電路抗牽引電流干擾測試裝置，如圖1、圖2。該裝置包括PC機1、PXI多功能采集卡2、PXI機箱3、功放4、模擬鋼軌15-1、模擬鋼軌115-2、鋼軌I電流傳感器6-1、鋼軌II電流傳感器6-2、鋼軌17-1、鋼軌117-2、發(fā)送端耦合裝置8、接收端耦合裝置9、軌道繼電器接點電路12 ;發(fā)送設備10和接收設備11為被測設備，所述的構成該裝置的器件之間的連接為:
[0026]PXI多功能采集卡2安裝在PXI機箱3槽內(nèi)，其模擬輸出AOO、GND端口分別與功放4輸入IMKINl端口連接，功放4輸出0UT0、0UT1端口分別與發(fā)送端耦合裝置8、接收端耦合裝置9中點連接。PXI多功能采集卡2模擬輸出端口輸出的諧波干擾經(jīng)功放4功率放大后，通過發(fā)送端耦合裝置8、接收端耦合裝置9耦合到被測設備中。發(fā)送端耦合裝置8、接收端耦合裝置9是扼流變壓器或空心線圈，當被測設備為站內(nèi)設備時，采用扼流變壓器，當被測設備為區(qū)間設備時，采用空心線圈。
[0027]鋼軌I電流傳感器6-1安裝在模擬鋼軌15-1的一端，模擬鋼軌15_1的一端與鋼軌17-1的一端連接；鋼軌II電流傳感器6-2安裝在模擬鋼軌II5-2的一端，模擬鋼軌II5-2的一端與與鋼軌Π7-2的一端連接。
[0028]PXI多功能采集卡2的模擬輸入ΑΙ0、GND端口分別與鋼軌I電流傳感器6_1的S-OUTO, S-OUTl輸出端口連接；PXI多功能采集卡2的模擬輸入All、GND端口分別與鋼軌II電流傳感器6-2S-0UT2、S-0UT3輸出連接。
[0029]PXI多功能采集卡2的數(shù)字輸入D1端口與軌道繼電器接點電路12的前接點K2連接；PXI多功能采集卡2的數(shù)字輸入DIl端口與軌道繼電器接點電路12的后接點K3連接。
[0030]軌道繼電器接點電路12的中接點Kl與5V電源正極連接，5V電源負極與第一電阻R3和第二電阻R4的一端連接，第一電阻R3和第二電阻R4的另一端分別與軌道繼電器接點電路12的前接點K2、軌道繼電器接點電路12的后接點K3連接；其中，軌道繼電器接點電路12的前接點K2是吸起導通，軌道繼電器接點電路12的后接點K3是落下導通。其中，K1、K2、K3是軌道繼電器的接點。
[0031]發(fā)送端耦合裝置8的兩端并接在模擬鋼軌15-1、模擬鋼軌ΙΙ5-2另一端上；接收端耦合裝置9的兩端并接在鋼軌17-1、鋼軌ΙΙ7-2上。
[0032]PC機I通過MX1-Express電纜與PXI機箱3的ΜΧΙ-Express控制器端口連接。
[0033]PC機I安裝Window操作系統(tǒng)以及LabVIEW軟件平臺和驅(qū)動程序。
[0034]測試時，將發(fā)送設備10的軌道信號輸出端分別與模擬鋼軌15-1、模擬鋼軌II5-2另一端連接；接收設備11的軌道信號輸入端分別與鋼軌17-2、鋼軌II7-2另一端連接；被測設備即為軌道電路設備:發(fā)送設備10是ZPW2000A軌道電路發(fā)送設備或者25Hz相敏軌道電路發(fā)送設備，接收設備11是ZPW2000A