[實用新型]一種高速列車軸承聲發射信號監測裝置

有效

• 申請號: 201820353701.7
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN207850995U
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 張瓊潔;畢紅雪;張金瑞;鐘恩松;宋慧娟
• 申請（專利權）人: 鄭州鐵路職業技術學院
• 主分類號: G01N29/14
• 分類號: G01N29/14;G01M13/04
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 龐慶芳

本實用新型公開了一種高速列車軸承聲發射信號監測裝置，包括多路聲發射傳感器、與多路發射傳感器配套使用的前置放大模塊、AD轉換模塊、FPGA模塊以及處理器，聲發射傳感器、前置放大模塊、AD轉換模塊、FPGA模塊與處理器依次相連；所述AD轉換模塊采用多路模擬輸入方式與前置放大模塊接口，輸出的并行數據由FPGA模塊接收。本實用新型能夠形成冗余的聲發射信號采集，使用FPGA同步采集多路數據，不僅能夠提高聲發射識別準確度，也能實現軸承聲發射位置的定位。

技術領域

本實用新型涉及列車軸承監測領域，具體涉及一種高速列車軸承聲發射信號監測裝置。

背景技術

轉向架是高速列車的走行機構，具有導向、承載、牽引和制動等功能，是保證列車行駛安全的主要因素之一，軸承通過軸箱與轉向架相連，支撐著車輛在運行中的沖擊載荷，因此針對軸承的故障監測預警對于整個列車的高速行駛越來越重要。

現有技術中關于軸承監測的主要方式是采用振動診斷、溫度監測或者油樣分析、聲發射診斷等方法，目前聲發射技術的故障監測還基本處于實驗室監測階段，通常采用單路數據采集方式，不能很好的集成多路數據形成冗余數據采集方式，導致實際應用中容易產生誤報警，需要結合其他監測手段或者人工檢查的方式進行確定，導致監測效率低下的問題。

實用新型內容

本實用新型提供一種高速列車軸承聲發射信號監測裝置，能夠解決聲發射單路采集不能很好的形成冗余數據采集的問題。為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是：提供一種高速列車軸承聲發射信號監測裝置，包括多路聲發射傳感器、與多路發射傳感器配套使用的前置放大模塊、AD轉換模塊、FPGA模塊以及處理器，聲發射傳感器、前置放大模塊、AD轉換模塊、FPGA模塊與處理器依次相連，所述AD轉換模塊采用多路模擬輸入方式與前置放大模塊接口，輸出的并行數據由FPGA模塊接收；

其中，聲發射傳感器采用聲華科技(Soundwel)SR系列的聲發射傳感器，型號為SR150N，工作頻率范圍為22KHz～220KHz，中心頻率范圍為150KHz，靈敏度大于-65dB；

所述前置放大模塊采用帶寬為4KHz～100KHz，增益為40dB的PII型低通前置放大器；

所述AD轉換模塊中的AD芯片型號為AD7606，AD7606系列器件采用單+5V供電，并支持真正的±10V和±5V雙極性信號輸入，每通道的轉換速率能達到200kSPS。AD7606系列的所有8個通道都能實現最高200kSPS的轉換速率，采用并行數據輸出方式；

所述FPGA模塊包括EP2C20芯片、下載電路、時鐘電路、電源電路和復位電路；

所述處理器選用內核最高運行頻率為72MHz，內部512K FLASH和64K RAM內存的STM32F103大內存系列單片機。

本實用新型的有益效果是：采用多路并行采集方式能夠形成冗余的聲發射信號采集，使用FPGA同步采集多路數據，不僅能夠提高聲發射識別準確度，也能實現軸承聲發射位置的定位。

附圖說明

圖1為本發明整體硬件系統框圖；

圖2為AD7606接口圖；

圖3為FPGA模塊與AD轉換模塊接口圖；

圖4為FPGA模塊與處理器接口圖。

在圖1-4中：1-1傳感器a、1-2傳感器b、1-3傳感器c、1-4傳感器d、2-1前置放大模塊a、2-2前置放大模塊b、2-3前置放大模塊c、2-4前置放大模塊d、3AD轉換模塊、4FPGA模塊、5處理器。

具體實施方式