[發明專利]25HZ室外軌道電路電氣數據采集系統

在審

• 申請號: 201810509499.7
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108957170A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 尹學新;秦亞明;陳場;邵思鐘
• 申請（專利權）人: 上海鐵大電信科技股份有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 陸林輝

本發明25HZ室外軌道電路電氣數據采集系統，電流互感器設置于防雷分線柜的底座內；電流互感器用于對軌道電路的電流采樣，通過分線端子傳至對外接口單元，電流采樣調理電路用于對電流值進行調理并將調理后的電流信號傳至MCU；電壓采樣調理電路用于通過對外接口單元和分線端子對軌道電路的電壓進行隔離采樣，對采樣的電壓值進行調理并將調理后的電壓信號傳輸至MCU；MCU用于對每一路傳輸來的電壓/電流信號進行FFT以獲得相應的電壓/電流有效值和相位角數據，根據相位角數據和采樣基準頻率確定實際頻率，然后根據實際頻率更新采樣頻率以使得實際頻率無限接近頻率分辨率的整數倍，進而消除FFT上柵欄效應對數據精度的影響。

技術領域

本發明涉及鐵路信號集中監測和故障診斷技術領域，特別是涉及一種25HZ室外軌道電路電氣數據采集系統。

背景技術

軌道電路是用于檢測線路是否被機車占用、控制信號和轉轍的裝置，以保證行車設備的安全，是鐵路系統的重要組成部分。因此為了保障鐵路運輸系統的穩定可靠，對軌道電路工作狀態的在線監測和故障診斷顯的尤為重要。目前一般25HZ軌道電路的采集點都位于軌道測試盤側面端子或交流二元繼電器組合側面端子，是經過25HZ防護盒之后的數據，只能采樣到基準電壓和相位角數據，不能反應出軌道電路的實際工作狀態。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題和不足，提供一種25HZ室外軌道電路電氣數據采集系統，在分線盤處采集數據，用于對25HZ軌道電路運行狀態進行全面的監控和診斷。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：

本發明提供一種25HZ室外軌道電路電氣數據采集系統，其特點在于，其包括電流互感器、對外接口單元、電流采樣調理電路、電壓采樣調理電路和MCU，所述電流互感器設置于防雷分線柜的底座內，所述電流互感器通過防雷分線柜的分線端子與對外接口單元電連接。

所述電流互感器用于對室外軌道電路的電流進行采樣，并通過分線端子傳輸至對外接口單元，所述電流采樣調理電路用于對接收的電流值進行調理并將調理后的電流信號傳輸至MCU。

所述電壓采樣調理電路用于通過對外接口單元和分線端子對室外軌道電路的電壓進行隔離采樣，并對采樣的電壓值進行調理并將調理后的電壓信號傳輸至MCU。

所述MCU用于對每一路傳輸來的電壓/電流信號進行FFT(快速傅里葉變換)以獲得相應的電壓/電流有效值和相位角數據，根據相位角數據和采樣基準頻率確定實際頻率，然后根據實際頻率更新采樣頻率以使得實際頻率無限接近頻率分辨率的整數倍，進而消除FFT上柵欄效應對數據精度的影響。

較佳地，所述MCU用于通過FFT算法獲得相鄰兩個周期的相位角信息，根據公式△f＝2π/△θ求出頻率偏移值，根據公式Fs＝Fx±△f求出實際頻率，其中，△θ表示相鄰兩個周期的相位角的差值，Fs為實際頻率，Fx為采樣頻率，Fx的初始值為采樣基準頻率；

根據公式Fn＝Fs/n計算出頻率分辨率，根據公式Fx＝Fn/64計算出下次的采樣頻率，通過頻率跟蹤加冗余迭代方式使實際頻率落在采樣頻率下生成的譜線上，有效的消除柵欄效應。

較佳地，所述電壓采樣調理電路包括：第一保險絲和第二保險絲的一端均與對外接口單元電連接，第一保險絲的另一端通過第一電阻與交流電壓采樣器的第一輸入端電連接，第二保險絲的另一端通過第二電阻與交流電壓采樣器的第二輸入端電連接，交流電壓采樣器的第一輸出端通過第三電阻電連接基準電壓，交流電壓采樣器的第二輸出端直接電連接基準電壓，交流電壓采樣器的第一輸出端與第一運算放大器的正輸入端電連接，第一運算放大器的輸出端與MCU電連接，第一運算放大器的輸出端還與第一運算放大器的負輸入端電連接。

較佳地，所述電流采樣調理電路包括：第二運算放大器的正輸入端與對外接口單元電連接、還通過第五電阻電連接基準電壓，第二運算放大器的輸出端與MCU電連接，第二運算放大器的輸出端還與第二運算放大器的負輸入端電連接。