[發明專利]路基與鐵軌振動的非接觸同步測量儀器

無效

• 申請號: 201010241762.2
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN101915603A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 羅韜;史再峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

技術領域

本發明涉及一種測量儀器。特別是涉及一種能夠實現對路基與鐵軌的振動進行非接觸同步測量的路基與鐵軌振動的非接觸同步測量儀器。

背景技術

高速鐵路是交通運輸現代化的標志，高速鐵路由于具有速度快，運能大，能耗低，污染輕，占地少和安全性好等諸多優點，受到世界各國的普遍重視。當前，我國正處于經濟建設飛速發展的階段，鐵路運輸是我國國民經濟的大動脈，鐵路是溝通城鄉物資交流，發展經濟所不可缺少的運輸工具。高速鐵路的發展將會為我國的鐵路運輸帶來生機與活力。但隨著列車運行速度的提高，鐵路面臨著許多由于高速而出現的問題。主要是輪軌動力作用加強，導致的路基和鐵軌受到機車的激勵所產生的受迫振動加大。當振動量級過大時會使鐵軌產生裂紋、疲勞、斷裂、接觸面磨損、緊固件松動，導致車輛運行質量下降，線路惡化，噪聲增加，嚴重時甚至鐵軌會提前報廢造成車毀人亡的慘痛事故。因此在機車行車過程中對鐵軌的振動狀況進行現場在線檢測已成為鐵道部門的重要課題。

現有的鐵軌振動測量常采用電阻應變片進行接觸式測量。這種測量方法精度低、誤差大，且測試手段繁瑣。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠實現對路基與鐵軌的振動進行非接觸同步測量，實現了檢測的智能化的路基與鐵軌振動的非接觸同步測量儀器。

本發明所采用的技術方案是：一種路基與鐵軌振動的非接觸同步測量儀器，包括有CCD驅動電路、A/D與SRAM工作時序控制器及地址計數器時序發生器、CCD視頻信號二值化處理單元和基于并行接口的數據采集接口電路，其中，所述的CCD驅動電路分別連接CCD視頻信號二值化處理單元和A/D與SRAM工作時序控制器及地址計數器時序發生器，為CCD器件提供必須的工作脈沖，并產生與數據采集卡之間的接口信號；所述的CCD視頻信號二值化處理單元的輸出以及A/D與SRAM工作時序控制器及地址計數器時序發生器的輸出連接基于并行接口的數據采集接口電路。

所述的CCD驅動電路采用現場可編程邏輯器件CPLD。

所述的A/D與SRAM工作時序控制器及地址計數器時序發生器包括有：與CCD視頻信號二值化處理單元相連的模擬開關，分別與CCD驅動電路相連的A/D轉換、SRAM和計數器，所述的模擬開關、A/D轉換和SRAM還依次相連，所述的計數器輸出連接SRAM，所述的SRAM連接基于并行接口的數據采集接口電路。

所述的CCD視頻信號二值化處理單元包括有兩個相同的第一線陣CCD1和第二線陣CCD2，將所述的第一線陣CCD1和第二線陣CCD2輸出的信號都分成兩路進行處理，一路進入A/D與SRAM工作時序控制器及地址計數器時序發生器，另一路進入二值化處理電路，所述的二值化處理電路分別連接反相器及第一鎖存器，所述的反相器連接第二鎖存器，還設置有計數器和譯碼器，所述的計數器和譯碼器均分別連接第一鎖存器和第二鎖存器，所述的第一鎖存器和第二鎖存器均連接基于并行接口的數據采集接口電路。

本發明的基與鐵軌振動的非接觸同步測量儀器，具有如下特點：

1、本發明的振動測量儀采用筆記本計算機與線陣CCD光電傳感器對路基與鐵軌的振動進行非接觸的同步測量。計算機控制自動測量。極大的杜絕了人為因素的影響，實現了檢測的智能化。

2、測量儀器中采用許多光學、電子學、CCD光電傳感技術與微機數據處理軟、硬件技術，解決了非接觸同步測量2個不同振動頻率與振幅的同步問題。

3、可隨時進行軟件標定，從而避免長期使用造成的精度降低。

4、因為采用非接觸光電測量方式，對被測物沒有影響，對于光電探頭也不存在磨損的問題，不必要定期更換檢測探頭，只要定期為光電探頭除塵即可。

附圖說明

圖1是本發明的構成框圖；

圖2是本發明的電路原理框圖；

圖3是驅動脈沖產生電路的電路原理圖；

圖4是邊沿送數法二值化數據采集電路原理圖；

圖5是邊沿送數法二值化數據采集波形圖；

圖6是采用線陣CCD光電傳感器同步測量鐵軌振動的原理圖；

圖7是振動測量波形圖。

其中，

1：CCD驅動電路

2：A/D與SRAM工作時序控制器及地址計數器時序發生器

3：CCD視頻信號二值化處理單元

4：基于并行接口的數據采集接口電路

5：模擬開關????????????????????????6：A/D轉換

7：SRAM????????????????????????????8：計數器