车辆轴温检测ppt课件

缺点是不能测定高温，因流过电流大时，会发生自热现象而影响准确度。由于感温元件占有一定的空间，所以也不能用它来测量“点”的温度。此外，反应速度慢。
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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。
频率3× 10-13× 102 3× 1053× 1083× 10103× 10113× 10143× 10173× 10183× 1021
名称声波
无线电波
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可紫红外线见外 X射线γ 射线
光线
物体对于给定的入射辐射必然存在着吸收、反射和透射，而且吸收率α，反射率ρ 和透射率τ之和必然等于1：
(1 1 )
R
R e T T0
T
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二、非接触式测温
1、基本原理任何物体，当其温度高于绝对零度时，都会以电
磁波的形式向外辐射能量，温度越高，辐射的能量越多。
辐射能的波长很广，但主要是红外线和可见光。温度越高，电磁波谱中包含的短波成分越多；温度越低则长波成分越多。
波长104Km 10Km 1Km 1m 1cm1mm 1μ m1nm 0.1nm
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3、红外轴温探测系统
α+ρ+τ=1
若物体的α=1，则称为黑体，若ρ=1则称白体，若τ=1则称为透明体。
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2、单色温度计当波长一定时，物体的辐射亮度只随物
体的温度面改变。单色温度计就是通过测量物体的辐射亮度来检测其温度。
单色温度计又称亮温仪。
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单色温度计可分为光学高温计和光电高温计。
光学高温计：通过人眼比较高温计灯丝和被测物的亮度，并调节灯丝的电流，使两者达到亮度平衡。灯丝的电流大小就反映了被测物的温度的高低。
4.9 温度检测诊断
温度是表征物体冷热程度的物理量。温度的微观概念是大量分子运动平均强度的表示。分子运动愈激烈其温度表现越高。
温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。
温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。
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接触式测温利用热平衡原理来测量温度，测量仪表通常比较简单、可靠，测量精度较高；但存在测温的延迟现象，且不能应用于很高的温度测量。
非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受外界因素的影响，其测量误差较大。
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一、接触式测温
1、热膨胀式温度计利用液体、气体、或固体热胀冷缩的
性质来进行测量，如水银温度计、双金属温度计。
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热释电元件：利用热释电效应进行测量，当其表面
温度发生变化时，晶体表面就会产生电荷，电荷经放大后可转换为电压输出，实现温度的测量。
这种传感器响应速度快，适合检测人体或者动物的活动。
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三、车辆轴温检测
1、车辆轴温检测的方法
① 在停车时，由车辆乘务员逐个用手摸。 ② 在线路上，定点设置红外线轴温探测装置。 ③ 在轴箱上装双金属片接点，在温度高时，接通
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热电偶多用铜-康铜、镍铬-康铜、金钴-铜、铂-铑等组成。
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3、热电阻测温热电阻测温是基于导体或半导体的电
阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。因此只要测出电阻值的变化（一般用电桥，需外加电源），就可测量出温度。
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热电阻测温的主要特点是测量精度高，性能稳定，信号可以远距离传送和记录等特点。
车上报警电路。 ④ 在轴箱上安装轴温监测与报警装置，温度传感
器采用热敏电阻、合金丝或铂电阻等。
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2、红外测温原理
红外测温是辐射测温的特例。因为根据维恩位移定律：物体峰值辐射波长与物体自身的绝对温度成正比：
λmax=2897／T
而低温时(<600℃)，峰值辐射波长正好在红外区域。
红外测温的检测元件与辐射温度计一样。 .
光电高温计：采用光电元件代替人眼来进行亮度平衡。
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3、辐射温度计辐射温度计是通过检测被测物体入射到探测元
件上的辐射能来实现温度测量的。其依据为斯忒藩一波尔兹曼定律：
黑体全辐射能 E00e0(,T)dT4
式中σ＝5.67× 10-8W/(m2K4)，称为斯忒藩一玻耳兹曼常数。
工程材料均为灰体，其全辐射能E=εE0，ε称为黑度或比辐射率。0<ε<1。
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2、热电偶测温
热电偶是利用热电效应来测量温度的。
将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。
当导体A和B的两个接触点1和2之间存在温差(t>t0) 时，两者之间便产生电动势 eAB(t, t0)，这种现象称为热电效应。 eAB称为热电势。
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当热电极材料A、B确定后，若使冷端温度不变，则热电势就只是热端温度t的单值函数。因此，通过测量热电势，就可以测出温度t。

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车辆轴温智能探测系统(THDS)概论PPT课件

98年以后，采用光子器件，研制推广适应高速列车的探测系统。主要代表机型有哈科所（威克） HTK-499、广汉厂（科峰） HTZ-2000＋、航天部502所（康拓） HBDS-Ⅲ。
2001年，利用办公网络，实现铁道部、铁路局、铁路分局的全路联网。
2004年，主要干线陆续增加车号检测装置，实现智能跟踪，车号检测也是“5T”综合预报的前提。
轴承在运转过程中由于材料缺陷、加工或装配不当、润滑不良、水份和异物侵入、腐蚀剥落以及过载等原因都可能导致损坏。当然，即使在安装、润滑和使用维护都正常的情况下，经过一段时间的运转，轴承也会出现疲劳剥落和磨损等现象影响轴承的正常工作。
铁路车辆在运行过程中，如果轴承内部损伤或外部不合理受力，会导致轴承发生部件过度磨耗或损坏、卡滞等故障，如果不及时对这些轴承故障发出警告，最终会导致发生严重的列车安全事故。
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。
1
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THDS系统简介
90年代：大面积推广使用二代机，探测站无人职守，实现分局中心、复示站、探测站的网络连接。主要代表机型有哈科所（威克） HTK-391、广汉厂（科峰）HTZ-2000、航天部502所（康拓）HBDS-Ⅱ。
可以准确的发现轴承早、中期故障。更重要的时，通过对
轴承温度的监测是及时发现车辆轴承后期严重故障，防止
热切轴的重要手线辐射能量有关，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。

车辆轴温检测 ppt课件

α+ρ+τ=1
若物体的α=1，则称为黑体，若ρ=1则称白体，若τ=1则称为透明体。
2021/3/30
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2、单色温度计
当波长一定时，物体的辐射亮度只随物体的温度面改变。单色温度计就是通过测量物体的辐射亮度来检测其温度。
单色温度计又称亮温仪。
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单色温度计可分为光学高温计和光电高温计。
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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一、接触式测温
1、热膨胀式温度计利用液体、气体、或固体热胀冷缩的
性质来进行测量，如水银温度计、双金属温度计。
二、非接触式测温
1、基本原理任何物体，当其温度高于绝对零度时，都会以电
磁波的形式向外辐射能量，温度越高，辐射的能量越多。
辐射能的波长很广，但主要是红外线和可见光。温度越高，电磁波谱中包含的短波成分越多；温度越低则长波成分越多。
波长104Km 10Km 1Km 1m 1cm1mm 1μ m1nm 0.1nm
频率3× 10-13× 102 3× 1053× 1083× 10103× 10113× 10143× 10173× 10183× 1021
名称声波
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无线电波
可紫
红外线见外 X射线γ 射线
光线
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物体对于给定的入射辐射必然存在着吸收、反射和透射，而且吸收率α，反射率ρ 和透射率τ之和必然等于1：

铁路5T系统PPT演示课件

（2）传感器：板式双向压力传感器（同时测试轮轨作用的垂直力和横向力，12只）和不打孔轨腰剪力传感器（测量钢轨剪切力，8只）。两套传感器合成得到完整的轮轨作用力大小和波形特征。
安装测试系统不必对线路和形车条件进行限制。
•9
五、货车运行状态地面安全监测系统（TPDS）
3、AEI地面天线和车轮传感器
铁道科学研究院
4、货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）
武昌南车辆段振南设备公司、哈尔滨铁路局哈尔滨科学技术研究所、辽宁海
特科技开发有限公司、武汉莱特伟业科技责任有限公司、北京精测合力科技开发有限公司
5、客车运行安全监控系统（TCDS）
铁道科学研究院
•2
三、红外线轴温探测系统配套故障智能跟踪装置（THDS）
（1）车载安全监控系统：对车辆主要设备进行实时监控与集中报警。包括供电系统、空调系统、车下电源、车门、烟火报警、轴温报警器、防滑器、制动系统、车体、转向架动力学性能、轮对状态等。系统硬件包括各类力学、温度、电流等传感器，列车通信网络，集中存储报警器，人机交互显示屏等。
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七、客车运行安全监控系统（TCDS）
•3
三、红外线轴温探测系统配套故障智能跟踪装置（THDS）
3、工作流程
•4
三、红外线轴温探测系统配套故障智能跟踪装置（THDS）
4、工作过程描述
假定当前站报了一个热轴车，监测中心首先找到这辆车的车号信息，记录下来，然后开始查找前方站，考虑热轴跟踪的适时性，从前方跟踪站的最后一列通过列车开始查找，共查25列，如果找到同样的车号，就可以认为找到要跟踪的热轴车了。而且，前方站也保留了其前方站的信息，就可以得到前方第二站的信息，依次类推，实现全列跟踪。再根据热判标准进行热轴车的跟踪跃升、预报。

车辆轴温智能探测系统(THDS)—THDS热轴预报及处置流程

车辆检测技术
热轴处置流程
一、强热处置流程
列车调度员接到强热预报后，须立即安排列车在最近前方站侧线停车，并通知机车乘务员；机车乘务员采用常用制动停车。
前方停车车站有列检作业场的，由列检人员检查、确认、处理；无列检作业场的，由车站安排将该车从列车中摘下，按规定通知机辆部派人员前往检查处理。
1 THDS发生临时故障。
2
THDS受到干扰出现异常。
3
列车在THDS探测站调速或停车影响探测。
4
因停电、维修、线路施工及其他因素等造成THDS无法探测。
>> 另外，对连续五个轴温探测站预报微热且热轴波形明显的按强热预报处理。
热轴预报等级
预报强热时最近前方站停车，并进行车辆轴温检测处理。
热轴处置流程
二、激热处置流程
列车调度员接到激热预报后，须立即呼叫机车乘务员就地停车；机车乘务员接到列车调度员的口头停车命令后，采用常用制动停车。
（1）
列车在区间停车时，由车辆乘务员负责检查、判断和处置，无车辆乘务员的由机车乘务员判断处置，确认能否继续安全运行。

机车乘务员按规定对激热报警信息，准确确定激热货车编组位置和轴位，并对轴承外观和车轮状态进行检查。
跟踪时发生激热或强热预报时，按热轴预报规定处理。
热轴故障典型案例
热轴故障典型案例
热轴故障典型案例
热轴故障典型案例
热轴故障典型案例
（1）
对激热报警、可限速不超过25km/h就近运行到前方车站或限速不超过15km/h退行至后方车站的列车，调度员安排车站将热轴车从列车中摘下时，仍须按上述限速要求进行调车作业，即调车牵引运行不超过25km/h，推进运行不超过 15km/h，并在调车作业通知单中注明限速条件。

车辆轴温智能探测系统(THDS)概论

红外探测器是红外线传感器的核心，利用红外线辐射与物质相互作用所呈现的物理效应来探测红外线辐射。根据对红外线辐射响应方式的不同，红外线探测器分为热探测器和光子探测器两大类。
热探测器和工作原理是入射的红外线能量使得探测器温度升高，而导致探测器的某些物理性质发生变化，并进而转化成可测量的信号，就可确定入射红外线能力的大小。热探测器主要有四类：热释电型、热敏电阻型、热电阻和气体型。
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。
90年代：大面积推广使用二代机，探测站无人职守，实现分局中心、复示站、探测站的网络连接。主要代表机型有哈科所（威克） HTK-391、广汉厂（科峰）HTZ-2000、航天部502所（康拓）HBDS-Ⅱ。
查询TADS系统预报情况如下：
TADS系统主要针对轴承早期故障，当局部故障的形状比较规则时，产生的周期性冲击明显，系统较为敏感；但是对于故障现象较为复杂的后期故障，其诊断能力有限，此时THDS系统的安全防范力就能得到很好的体现。因此，THDS系统与TADS系统相互互补，不可替代，共同铸就了铁路运输的安全防线。
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。

《铁路红外轴温》课件2

故。
除了监测车轴温度，红外轴温检测技术还可用于检测车辆其他部位的温度，如轴承、制动系统等
。
红外轴温检测技术的发展历程
20世纪70年代，随着红外技术的发展，红外轴温检测技术开始应用于铁路运输领域。
20世纪90年代，线阵扫描式红外轴温检测技术出现，实现了自动、快速、大面积的测温，提高了检测效率和准确性。
工作原理
红外探测器接收铁路车辆轴箱发出的红外辐射，通过信号处理单元转换成电信号，再经过显示控制单元处理，实时显示轴温并实现超温报警。
系统特点与优势
实时监测
系统能实时监测铁路车辆轴温，及时发现高温
异常轴箱。
可靠性高
采用非接触式测温方式，不受恶劣天气和环境
影响，可靠性高。
智能化
系统具有自动报警、数据存储和远程传输等功能，方便智能化管理。
提高铁路运输的可靠性和稳定性，为社会经济发展提供有力保障
。
增强铁路运输企业的社会责任感和公众形象，提升市场竞争力。
CHAPTER 05
未来展望与研究方向
红外轴温检测技术的未来发展趋势
技术创新
随着科技的不断进步，红外轴温检测技术将不断革新，提高检测精度和稳定性。
智能化发展
人工智能和机器学习技术在红外轴温检测领域的应用将逐渐普及，实现自动识别、预警和故障诊断。
总结词
数据共享、协同作业
详细描述
该系统的数据可以与其他管理系统共享，方便各部门之间的协同作业，提高了工作效率和协作能力。
CHAPTEபைடு நூலகம் 04
红外轴温检测技术在铁路运输安全中的作用与意义
提高铁路运输安全水平
实时监测列车轴温，预防热轴、切轴等重大事故。

轴温检测系统

轴温检测系统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。

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。

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。

车辆检测技术——红外线轴温探测系统

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-Ⅲ型红外热轴探测系统。

HBDS-Ⅲ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5～360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图10-1 红外轴温探测系统探测站的组成1 系统探测站构成探测站设备由轨边设备和轨边机房内设备组成，如图10-1。

(完整word版)机车轴承温度监测

1 绪论1.1 课题意义机车车辆在运行过程中车轴与轴承之间相互摩擦，容易使轴温升高，温度达到一定程度就会引起燃轴，轻则轴体变形、热轴、固死，造成机破，影响机车的正常运转，重则造成热切轴,车毁人亡，严重影响铁路运输安全，对国家造成巨大的经济损失。

对于机车轴承的温度控制不但可以防止火灾，而且对于延长仪器的工作寿命都有着极其重要的作用。

为此铁道部于2000年颁发了关于机车轴承温度监测报警装置技术条件（暂行）的通知，对机车轴承温度监测报警装置的研制生产提出了明确的规定和严格的技术要求，以便能及时、可靠、准确的对机车轴温进行监测报警，确保机车车辆的安全运行。

以前铁路工人采用手摸的方式对车轴进行温度检查。

在每趟列车进站停稳后，几十名列检工人钻入车下用手触摸轴箱判断温度，工人要在5-10分钟内检查完毕,劳动强度,安全保障率低。

后来使用红外线探测轴温装置,当列车通过安装在咽喉道岔处的探测装置时，红外线探头就会将车轴温度情况显示出来,值班列检人员根据显示，就能准确判断这趟列车是否有热轴发生.红外线探测只须一个人坐在室内，仅用一分钟就能把整趟列车的情况探测清楚。

减轻了列检人员的劳动强度，提高了检查的准确性、可靠性和工作效率，更提高了经济效益。

车轴温度随火车运输速度不断变化,长途列车的轴温又是怎样控制呢？所以又有了轴温报警装置。

当轴温超限时，显示器的报警装置便发出声响或红色信号,有关人员即可根据此采取防护措施。

不管列车跑多远，轴温报警装置都能随时发出信号,有效防止热轴、裂轴等重大事故发生,极大地保证了行车安全。

1。

2 解决方案那么如何设计一台机车轴承温度监测报警装置呢？DS18B20芯片可以把温度信号直接转换为数字量，而无须A/D转换器与数据调理电路，而且它采用单总线原理，易于电路扩展，只需在相应单总线上继续挂接器件即可。

我们可以利用DS18B20的这些优点,把4个DS18B20连接到轴承的上下左右，组成一个数据采集电路，对轴承的温度进行监测。

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