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轴温检测系统
列车在运行过程中，机车车辆与钢轨的冲击、动力效应和振动，将导致车辆走行部分各轴承的发热。
当轴承磨损和产生缺陷时，不正常发热增大，轻则热轴、固死造成机损，影响车辆的正常运行;重则造成疲劳破坏和热切轴，车毁人亡，严重影响铁路运输安全，造成巨大的生命和财产损失可见，所以开发研制性能优良、可靠的列车车辆轴温监测报警系统，对保证行车安全具有重大的意义。
近年来，国内外研究人员利用各种测试方法对列车轴温进行了大量的研究，车载接触测量式与地面红外探测式是目前最主要的两种措施田，但因受空气介质、周围环境、车型以及行驶中车体晃动等因素的影响，易造成检测误报率高、浪费大量人力、物力进行维护等因素等不可靠情况。
经查论文与分析，我们把无线数据传输模块和温度测量相结合设计了一种新型列车车轴温度无线监测系统。
1测温系统的要求
根据TB/T 3057-2002《机车轴承温度监测报
警装置技术条件》和TB/T 2226-2002《铁道客车
用集中轴温报警器技术条件》，轴温报警器性能参数
应符合在-15~105℃时，系统测量误差镇士2℃，
而在<-15℃或>105℃时，系统测量误差镇士4
℃
2车轴
目前，我国铁路货车轮对绝大部分都采用滚动轴承及滚动轴承车轴，但也有极少数车辆还在使用滑动轴承车轴及滑动轴承(一般为重载车辆所使用)
（1）名称
（2）型号
铁道部在新修订的车轴形式尺寸标准(GB 12814-1991)中，规定我国铁路货车用标准型滚动轴承车轴有四种，即RB2、RC2、RD2、RE2型滚动轴承车轴；标准滑动轴承车轴
中现在还存使用的有四种，即D、E、F、G型滑动轴承车轴。
滑动轴承现在主要用于重载车辆上，因此滑动轴承车轴都是大轴重车轴。
各型货车车轴的轴重、和车轴的基本尺寸如表1-1表1-2、所示。
（3）材质
车轴采用优质碳素钢，如平炉钢或电炉钢钢锭或专门的车轴钢坯加热锻压成型，经过热处理（正火、或正火后再回火）和机械加工制成。
3 在每个铁路货车车厢底部设有两个轴温检测装置和一个车厢轴温采集单元,所述两个轴温检测装置分别对应两个转向架上的轴温检测,所述各轴温检测装置结构为：包括分别用于测量安装在所对应转向架上四个车轴轴承温度的无
线轴温传感器,所述四个无线轴温传感器与一个近距无线通讯单元无线连接；所述车厢轴温采集单元与该车厢底部的两个轴温检测装置中的近距无线通讯单元有线通讯连接；所述无线轴温传感器包括红外传感器、处理器CPU和无线通讯模块,所述红外传感器所输出的温度电信号经处理器CPU的I/O 接口由处理器CPU读取,所述处理器CPU将读取的该温度电信号附加一个用于识别该无线轴温传感器的地址识别信息并进行协议转换,形成适配于无线通讯模块通讯协议的调制信号,该调制信号经处理器CPU的I/O接口输出至无线通讯模块信号输入端,所述无线通讯模块将接收的所述调制信号转换成无线通讯信号发送至近距无线通讯单元；所述近距无线通讯单元包括无线通讯模块和处理器CPU,所述无线通讯模块将接收于无线轴温传感器的无线通讯信号输出至处理器CPU的I/O接口由处理器CPU读取,所述处理器CPU将无线通讯信号进行有线协议调制信号协议转换,形成适配于有线通讯模块通讯协议的总线信号,所述总线信号经处理器CPU的I/O接口传输至车厢轴温采集单元；所述车厢轴温采集单元包括处理器CPU和远程无线通讯模块,所述处理器CPU分别设有接收所述近距无线通讯单元所输出的总线信号的I/O接口和与RFID读卡器连接的I/O接口,所述RFID读卡器用于读取所处车厢的ID信息,所述处理器CPU将总线信号附加RFID 读卡器读取的车厢ID信息进行无线协议调制信号协议转换,
形成适配于远程无线通讯模块通讯协议的调制信号,所述远程无线通讯模块将接收的所述调制信号转换成无线通讯信号发送至机车显示终端和地面监控中心
4测量原理
硬件结构
信号调理
程序框图。
THDS-A型红外线轴温探测系统-培训
2.5 防雷设备配置
系统采用CITEL防雷设备，性能可靠。系统配置通道防雷箱、电源防 雷箱各一台。 2.5.1防雷地线 防雷采用等电位防雷方式，防雷地线和设备地线都接到等电位地上， 要求接地电阻小于4欧姆。 2.5.2电源防雷箱 壁挂式安装，按《红规》要求，符合GB50057-94(2000版)和 TB/T2311-2002技术标准： 最大冲击电流（10/350）：Iimp15kA 最大放电电流（8/20）：Imax 140kA 标准放电电流（8/20）：In>70kA 电压保护水平：Up＜1.5kV 2.5.3 通道防雷箱 采用19英寸标准机柜插箱式安装，对单向探测站，提供四路磁钢和2 路通信线路的保护；对双向探测站，提供8路磁钢和2路通信线路的保护。 防雷出入接线采用端子形式。
2.2.3 模拟信号调理板
实现4路轴温信号的滤波、4路调制信号的整形，以及电 网电压信号、稳压电压信号的调理。面板上有轴温信号、调制 信号、挡板信号测试端子，包括内探左轴温信号（Vzzw1）、 内探右轴温信号（Vyzw1）、外探左轴温信号（Vzzw2）、 外探右轴温信号（Vyzw2）、内探左调制信号、内探右调制 信号、外探左挡板信号、外探右挡板信号。
多串口卡
工控机主板自带两个串口COM1、COM2，扩展 1个8串口卡。 串行接口分别连接智能跟踪装置、控制箱通信接 口、远程管理机通信接口、UPS通信接口、远程通 信modem等设备。 扩展出的8个串口对应的COM口，可已通过 “我的电脑”右键属性—硬件—设备管理器—”端口 （com和LPT）”查询，每个端口的序号和COM口 一一对应。
第四步、将光子探头固定在内探45度固定架上，锁紧磁力吸盘开关，安装激光 器。 第五步、将校准架在钢轨上放好，并沿钢轨平移至适当位置，调整探头的0度 偏 航角，通过以上调整，应使激光瞄准器所发出的激光直接打在后靶的 中心，这样该探头即调整好。 第六步、将黑体架卡在钢轨上，黑体置于黑体架上。调整黑体架的位置，使激 光瞄准器的光点打在黑体中心，记下此时黑体架的位置，以后进行探 头标定和系统标定时黑体架就放在此位置上。 第七步、在调整另一侧探头时，具体操作同前。 第八步、检查电缆连接是否可靠，扣紧上箱体。
车辆轴温检测ppt课件
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热电阻温度计包括金属丝电阻温度计 和热敏电阻温度计两种。 金属丝电阻温度计：
利用金属导体的电阻值随温度变化而 改变的特性来进行温度测量的。纯金属及 多数合金的电阻率随温度升高而增加，在 一定温度范围内，电阻－温度关系接近线 性。
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辐射温度计的工作原理：
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辐射温度计的工作原理：
被测物体的辐射线由物镜聚焦在受热 板上，受热板是一种人造黑体，通常为涂 黑的铂片，当吸收辐射能以后温度升高， 由接在受热板上的探测元件测定。
通常被测物是灰体，如果知道了被测 物体的ε值，就可以求得其温度。
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检测元件可分为光电型和热电型两类。
光电型检测元件（光子探测器）：是利用光 电效应来检测辐射能的，其响应速度快，但 对波长有选择性。
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热敏电阻： 在锰、镍、钴、铁、锌、钛、镁等金
属的氧化物中分别加入其它化合物制成的。 热敏电阻具有负电阻温度系数，其电
阻值是随温度的升高而减小。因为虽然温 度升高引起自由电子迁移率略为下降，然 而自由电子的数目随温度的升高而增加得 更快，所以温度升高其电阻值下降。
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热敏电阻的温度系数大，灵敏度高， 但非线性大。
热电型元件：是利用其电特性随温度变化而 改变的原理来进行测量的。其特点是对波长 无选择性，特别适合全辐射测温和低温辐射 测温。
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热电型检测元件可分为热敏电阻、热 电堆和热释电元件三类。 热敏电阻： 测量原理是物体的电阻随温度改变。
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热电堆： 测量原理是物体的输出热电势随温度
改变。由数对以串联方式排列在受热板上 的热电偶组成。
主轴温度测量实验报告
一、实验目的1. 了解主轴温度测量的基本原理和方法。
2. 熟悉常用温度测量仪器的操作与使用。
3. 通过实验，掌握主轴温度测量的数据处理和分析方法。
4. 分析主轴温度对加工精度的影响，为实际生产提供理论依据。
二、实验原理主轴温度是机床加工过程中重要的工艺参数之一，它直接影响到加工精度和表面质量。
本实验采用热电偶作为温度测量传感器，通过测量主轴的温度变化，分析温度对加工精度的影响。
三、实验仪器与材料1. 主轴温度测量仪2. 热电偶3. 热电偶延长线4. 加工中心5. 待加工工件6. 数据采集系统四、实验步骤1. 将热电偶固定在主轴上，确保其与主轴表面紧密接触。
2. 将热电偶延长线连接到主轴温度测量仪上。
3. 启动加工中心，使主轴运转至正常工作温度。
4. 打开数据采集系统，记录主轴温度随时间的变化曲线。
5. 在不同加工阶段，如切削、冷却等，记录主轴温度变化情况。
6. 关闭加工中心，停止实验。
五、实验数据与分析1. 实验数据| 时间（min） | 主轴温度（℃） || ----------- | -------------- || 0 | 25 || 5 | 40 || 10 | 45 || 15 | 50 || 20 | 55 || 25 | 60 || 30 | 65 |2. 数据分析从实验数据可以看出，随着加工时间的推移，主轴温度逐渐升高。
在加工初期，主轴温度上升较快，这是因为加工过程中摩擦和切削热的影响。
在加工后期，主轴温度趋于稳定，说明主轴已达到热平衡状态。
通过分析不同加工阶段的温度变化，可以发现：（1）切削阶段：主轴温度上升较快，这是因为切削过程中产生的热量较大。
（2）冷却阶段：主轴温度下降较快，这是因为冷却液带走部分热量。
（3）空转阶段：主轴温度波动较小，说明此时主轴的热稳定性较好。
六、实验结论1. 主轴温度对加工精度有显著影响，过高或过低的主轴温度都会导致加工误差。
2. 在实际生产中，应合理控制主轴温度，确保加工精度和表面质量。
红外线轴温探测系统培训教程138页PPT
红外线轴温探测系统培训教程
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
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十一章THDS红外线轴温探测系统资料
第十一章红外线轴温探测系统第一节红外热轴探测系统红外线轴温探测系统经历了第一代、第二代及第三代，目前使用得较多的是第三代HBDS-口口红外热轴探测系统。
HBDS-口型红外热轴探测系统(以下简称三型机)是为适应列车不断提速而开发的新型热轴探测系统，采用调制型致冷式光子探头和新型的自适应轴温计算技术，满足最高车速达360公里/小时运行列车轴温探测和热轴报警的需要。
三型机的光子探头采用碲镉汞光导型(HgCdTe-Pc)器件，器件响应时间常数小于1微秒；探测器件采用半导体二级致冷，使探头的响应率及信噪比比常温工作状态下的探测器有很大提高。
探头光路用调制盘调制，电路采用交流放大，实现高增益而没有漂移。
探测器件采用国内器件，降低成本。
三型机的轴温计算采用新型的自适应轴温计算技术，定量测温，轴温计算准确。
能满足5口360公里/小时运行的列车轴温探测和热轴报警的需要。
自适应轴温计算技术使系统具有一定的自适应能力，以往的轴温计算技术以探头的状态和性能保持不变为基础，对硬件提出较高要求，而且若探头性能发生变化即需人工调整或维修。
而自适应轴温计算技术使轴温计算精度不受系统状态变化的影响，能够自动适应探头工作状态和性能的变化，适应探测器件响应率的变化，适应探头光学系统增益和电路增益的变化，弥补探头的不一致性，保证轴温计算准确。
三型机软件对异常波形进行处理，克服了由于探测器件对异常光源比较敏感而对测温和热轴预报的影响。
三型机的采集板采用智能方式，以80C552作为CPU,一块采集板可以进行单方向轴箱温度波形的采集和车号信息的采集，便于系统扩展。
三型机具有比较完善的自检，易于进行故障分析。
三型机与红外线测报中心及复示站的通讯方式与现有设备兼容，可直接与现有网络组网运行。
本章主要介绍探测站的内容，其它内容在《车辆运用与管理》中讲述。
一系统探测站构成及技术指标探测站设备由轨边设备和轨边机房内设备组成，如图10-1。
轨边设备包括光子探头（红外轴箱扫描器）、卡轨器、车轮传感器；轨边机房内设备装置在机柜中，包括主机箱、控制箱、电源箱、防雷设备。
车辆检测技术——红外线列车轴温探测讲义
模模模模 数数通 复 拟拟拟拟 字字讯 位 采 采 采 采 I/ I/ 扩 、 集集集集 O O 展 开 卡卡卡卡来自上下卡 关 sn sw xn xw
电网 电源防雷 UPS、稳压电源
专用通讯网
控制箱 S 控制箱 X
智能跟踪装置（单/双） 远程管理箱
通讯设备
通道防 雷
1.4 探测站的功能
THDS－A 红外线轴温探测站是整个系统的主要组成部分， 完成以下功能
1. 列车车速、轴距 2. 轴温 3. 车号等列车运行信息的采集 4. 处理以及信号的传输通信等功能。
1.5 探测站的技术特点
1.5.1 室外备的技术特点
室外设备也叫轨边设备，是探测站的重要部分，主要的传感器都安装在轨边 的轴箱扫描器和卡轨器中。轨边设备的技术性能直接影响轴温测量的准确度和系 统的稳定度。THDS－A探测站轨边设备具有以下特点：
THDS-A 网络构成
1.3 技术指标
1、探测站采用光子探头与热敏探头相结合的双下探方式，自动探测客、货车辆 的热轴； 2、自动识别机车、客车、货车； 3、自动测速；适应车速：客探5～360公里/小时；货探5～160公里/小时 4、系统测温精度：静态标定在温升40℃时，误差不大于±2℃，温升70℃时， 误差不大于±3℃；动态检测中低温区误差不大于±3℃，中高温区误差不大于 ±4℃ 5、计轴计辆精度：计轴误差 ＜ 2×10-6；计辆误差 ＜ 2×10-5； 6、具有双向同时接车的功能，可探测最大编组为400辆的列车； 7、探测站主机存储容量：保存不少于30天的原始列车数据；保存不少于30天的 设备自检故障信息； 8、在线读取设备编号，实时同步更新三个系统中的设备管理信息。
探测站设备图
红外线轴温探测系统培训教程
上电初始化
检查初始化复位类 型，是刚上电吗？
N
置异常复位标记
与上位机通信
Y
置上电复位标记
收到开机中断
N
是正向来车吗？
自动探测蒸气、内燃和电力机车牵引的货、客车辆所发生的 热轴故障；
自动测速（显示最高、最低、平均速度）； 自动分级判别热轴故障和跟踪热轴； 自动显示轴箱温度； 探测站信息传输采用有线音频二线方式或网络信息传输； 自动检测探测站电源、磁钢、探头、环温箱、保护门等12类
故障，并保留当前100个故障纪录； 自动补偿校正设备增益和灵敏度，以适应环境温度和车速的
机柜
交流电源箱 直流电源箱 主机箱 无线发射机 温控箱
391室内设备
HTK-391设备特点
HTK-391型红外线设备是在前代机型成功的经验上运用先进 的微机技术，从单点式探测发展到区间联网监测，集中预报 的先进管理模式。
探测站探头测得的轴温信息由探测站主机贮存、处理后，经 铁路通信信道传输至路局监测站，对热轴进行跟踪，发现热 轴，通知有关部门拦停列车并对热轴进行检查处理。
Y
计轴，测轴距，测速，车号 信息采集，轴温信号采集
N
是否收到正常的磁钢中断信号
并完成正常采集过程？
Y
辆数匹配
判滚滑
幅值计算
车号信息重签、错 签处理，标签定位
形成过车报文 存车、存目录
通信
一、工作原理：探头探测角度
一、工作原理：外探角度
一、工作原理：内探角度
工作原理：双探角度
高速机车轴温测试系统
课程名称：工程测试技术设计题目：高速机车轴温测试系统院系：机械工程系专业：机制二班年级：2010级姓名：张振、季川、苏晓茜指导教师：曾祥光西南交通大学峨眉校区2013年6月6日课程设计任务书专业姓名学号开题日期：年月日完成日期：年月日题目高速机车轴温测试系统一、设计的目的为了积极避免机车轴温现象给行车安全带来的隐患，多年来，人们一直致力与轴温探测系统的研究。
此处课程设计的目的在于研究DS1820传感器与单片机结合测试高速机车的轴温，避免轴温带来的危险。
二、设计的内容及要求此处设计基于DS1820温度传感器与单片机的结合，测试高速机车的轴温。
要求能检测机车每根轴的轴温、每台牵引电机的轴和抱轴瓦的温度。
检测的温度通过微机处理，可随时在屏幕上显示。
三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日西南交通大学目录一、测试任务 (4)1、测试系统的主要技术参数 (5)2、对测试系统的其他要求 (5)二、测试方案的选择 (5)1、传感器类型的选择 (6)2、红外轴温探测 (7)3、DS1820 (8)4、检测计算机系统的选择 (12)5、DS1820在单片计算机温度测控中的应用 (13)三、测试系统的硬件和软件设计 (14)1、系统的硬件构成 (14)2、传感器与主机的数据传输 (15)3、测试系统的软件设计 (16)4、系统的功能 (19)5、常见问题分析 (19)四、测试系统的可靠性与抗干扰设计 (20)1、系统电源的抗干扰设计 (21)2、系统主板的抗干扰设计 (21)3、系统软件的抗干扰设计 (21)五、测试系统的应用前景 (22)六、结束语 (22)七、参考文献 (22)高速机车轴温测试系统前言温度是科学研究和工业生产中应用极为普遍又极其重要的热工参数。
无论是在动力、机械、化工、冶金、制冷、电子、医药、食品、航天等工业部门，还是在国防、科学研究领域里都有大量的温度测量问题，因此可以说它对国民经济各部门都是必不可少的。
车辆轴温智能探测系统(THDS)概论.ppt
车辆轴温智能探测系统（THDS）：通常称为红外 线轴温探测系统，是利用安装在轨边的温度探测 装置，采用辐射测温技术，实时检测运行状态下 的列车轴承温度，发现车辆轴承故障隐患，保证 铁路运输安全的车辆安全防范系统。 70年代：开始研制一代机，热敏电阻测温，交流 放大，不定量测温，描笔式记录仪输出，人工判 断热轴。 85年后：研制二代机早期产品，热敏电阻测温， 直流放大，定量测温，计算机进行数据采集和处 理，自动判别预报热轴。
正确解读TADS系统预报准确率
≥97% 预报准确率≠探测准确率 从系统名称的定义上看，货车滚动 轴承早期故障轨边声学诊断系统。
早期 微小 局部
从TADS系统的原理分析
当轴承零件的滚动工作面上出现故障（如剥离、碎裂、
点蚀、塑性变形等）时，在轴承运转中滚动体碾压到 故障部位，就会产生冲击振动。这种冲击振动与正常 情况下的振动有所不同，具有很宽的频率范围，常能 激起轴承零件的共振，引发异常声响。这种信号的特 点是每个冲击的作用时间很短，能量不大，但频谱丰 富，且冲击具有周期性。 正常状态的轴承在运转中也有十分复杂的振动和噪声， 其信号总体上表现出随机特性，虽含有周期成分，但 频率较低，能量较弱。一旦轴承内部出现局部损伤， 则振动和噪声信号的结构将发生变化，出现周期性的 冲击脉冲，引起轴承系统的高频共振响应。
由于物体的温度与其红外线辐射能量有关，利用将红外线辐射
转换为其它信号的红外传感器，就能够以非接触的方式测量物 体的温度。红外线测温具有非接触性、灵敏度高、检测速度快 的优点，但也有材料、制造成本高，以及难以精确测量物体某 一点确切的温度值的不足之处。 车辆轴温智能探测系统通过实时测量行进中列车车辆的轴承温 度，并根据是否出现异常轴温（热轴）判断车辆轴承状态是否 异常，及时发出警告，从而防止出现列车热切轴事故的车辆安 全防范系统。 经过多年的发展，车辆轴温智能探测系统目前已形成保障列车 运行安全的一个智能化、网络化、信息化的系统，综合运用红 外探测技术、自动控制技术、计算机技术、信息处理技术、网 络通信技术，实现分散探测，集中报警，联网运行，信息共享， 防止铁路车辆热切轴事故的发生，成为保障铁路运输安全与畅 通的一个重要体系。
《温度检测系统》课件
PCR实验室中的温度检测系统能够实时监测PCR仪的温度变化，确保PCR扩增过程中的温度控制准确无误 ，从而提高实验结果的可靠性。
05
温度检测系统的未来发 展与挑战
智能化与网络化的发展趋势
智能化
随着人工智能技术的不断发展，温度检 测系统将更加智能化，能够实现自适应 、自学习、自决策等功能，提高检测精 度和效率。
03
温度检测系统的关键技 术
高精度测温技术
红外测温技术
利用红外辐射原理，通过测量物 体发射的红外辐射量来计算物体 的温度。具有非接触、快速、高 精度的特点。
热电偶测温技术
利用热电效应原理，将温度转换 为电信号进行测量。具有测量范 围广、精度高、稳定性好的优点 。
无线传输技术
无线通信技术
利用无线电波传输数据，实现温度数 据的远程传输。具有灵活、方便、可 移动的优点。
实例
智能温室中的温度检测系统能够实时监测温室内外的温度变化，自动调 节温室的通风、遮阳、加热等设备，保证温室内适宜的温度环境，提高 农作物的产量和品质。
实验室环境中的温度控制
总结词
在实验室环境中，温度检测系统用于控制实验设备的温度，保证实验结果的准确性和可靠性。
详细描述
在化学、生物、医学等实验室中，实验设备的温度对实验结果具有重要影响。通过温度检测系统，可以实时监测实验 设备的温度变化，及时调整设备的工作状态，保证实验结果的准确性和可靠性。
02
温度检测系统的组成与 工作原理
温度检测系统的组成
温度传感器
负责感知物体或环境的温度，并将其转换为 电信号。
显示单元
将处理后的温度数据显示给用户。
数据采集与处理单元
接收温度传感器输出的电信号，进行数据采 集和初步处理。