THDS-B型双角度红外轴温探测系统
T系统简介
5T系统简介一、THDS（红外线轴温探测系统）（Trace Ｈot box Detection System）二、TFDS（货车运行故障动态图像检测系统）TVDS（客车运行故障动态图像检测系统）（ Trouble of moving Freightcar Detection System ）三、TADS（滚动轴承早期故障轨边升学诊断系统）（Trackside Acoustic Detection System）四、TPDS（铁路客货车通用运行品质轨边动态监测系统.）（ Truck Performance Detection System ）五、TCDS（客车运行安全监控系统）一、THDS（红外线轴温探测系统）（Trace Ｈot box Detection System）THDS（红外线轴温探测系统），利用轨边红外线探头，对通过车辆每个轴承温度实时检测，并将检测信息实时上传到分局车辆运行安全检测中心，进行实时报警。
通过配套故障智能跟踪装置，实现车次、车号跟踪，热轴货车车号的精确预报，重点探测车两轴承温度，对热轴车辆进行跟踪报警。
重点防范热切轴事故。
THDS实现了联网运行，每个探测站接车和轴温探测信息直观显示，实现跟踪报警。
二、TFDS（货车运行故障动态图像检测系统） TVDS（客车运行故障动态图像检测系统）（ Trouble of moving Freightcar Detection System ）TFDS（货车运行故障动态图像检测系统），采用高速连续数字照像技术、大容量图像数据实时处理技术和精确定位技术，利用轨边高速摄像头，对运行货车隐蔽故障和常见故障进行动态检测，及时发现货车运行故障，重点检测货车走行部、制动梁、悬吊件、枕簧、大部件、钩缓等安全关键部位，重点防范制动梁脱落事故，防范摇枕、侧架、钩缓大部件裂损、折断，防范枕簧丢失和窜出等危及行车安全隐患。
TFDS的实施，实现了列检作业从人控向机控、室外向室内、静态检测向动态检测的大变革。
THDSBS型红外线设备大门故障分析与处置
·太原铁道科技摘要：针对THDS-BS 型红外线设备大门故障，进行了深入的调查分析，指出了大门故障对车辆运行安全造成的危害，结合大门故障的典型案例进行了原因分析，介绍了故障排查处置方法，提出了防止大门故障发生的防范措施，提高了红外线设备运行稳定性。
关键词：红外线；设备大门；故障分析；处置防范0引言红外线设备是铁道车辆轴温智能探测设备的简称，英文缩写为“THDS ”。
该设备利用轨边红外线高速探头，实时检测运行车辆的轴承温度，能及时发现车辆热轴、防止热切轴事故，是确保铁路运输安全的重要设备。
THDS-BS 型红外线设备是采用内外双探头的统型设备，内外探头均为光子探头，可适应0~360Km/h 的车辆运行速度。
光子探头安装在轨边探头箱内，是探测车辆轴承温度的核心部件。
1THDS-BS 型红外线设备原理及大门功能介绍1.1THDS-BS 型红外线设备的结构原理THDS-BS 型红外线设备由轨边设备和室内设备两大部分组成。
轨边设备包括双角度探头箱、卡轨器、过轨管组件、车轮传感器、智能跟踪装置天线、环境温度传感器等部分。
室内设备包括工控机、控制箱、电源箱、智能跟踪装置、无线数传机、车轮传感器智能处理装置、防雷设备等部分。
当列车接近轨边探头箱时，车轮传感器将列车接近信号送到室内工控机，接车程序被触发，工控机发出接车指令。
经控制箱送出开门探测信号，探头箱保护门打开，光子探头开始探测。
车辆轴承辐射的运转热被光子探头采集并转变成电信号，经控制箱后送到工控机。
工控机接收到轴温信号、车辆运行速度信息和车辆标签信息，综合处理后生成探测报文，上传到集团公司服务器，实现车辆热轴信息的自动实时预报。
1.2THDS-BS 型红外线设备大门作用光子探头是红外线设备的核心元件，安装在轨边探头箱内，探头箱上有直径100mm 的探测孔。
无列车通过时，大门关闭，探测孔处于封闭状态，保护光子探头免受损伤与污染。
当列车接近设备时，大门开启，露出探头视场，光子探头开始探测列车轴承温度。
THDS-B型远程标定装置用户手册(探测站软件修改版)20160401
数字电源板电路框图
4.3
控制软件包括探测站软件及监测中心软件，探测站软件主要在原有基础上实现实时接收监测中心传来的标定命令，对系统进行自动标定。监测中心软件包括通讯管理机、接口计算机、监测中心软件。
4.3.1
软件功能界面介绍
THDS工作模块主界面分为实时状态显示区、设备调试区、示波器显示区、过车数据显示区、热靶数据显示区、自检数据显示区、车号数据显示区等。主界面如下：
THDS-B型远程标定装置
用户手册
广汉科峰电子有限责任公司
2014年12月
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铁路运输是我国交通运输的重要力量，铁路车辆是铁路运输最重要的装备之一，随着铁路快速发展，车辆的运行速度不断提高，对车辆的安全行驶提出了更高的要求。
随着红外线设备的更新换代逐步趋于完善，对红外线车辆轴温智能探测系统的维护提出了更高的要求。很多红外线探测站设备安装于偏僻的山区和环境条件比较恶劣的地段，给用户日常维护带来很大的困难。THDS-B型远程标定装置通过远程自动标定，减少了现场作业时间，提高了车辆轴温智能探测系统测温精度。本装置由成都铁路局车辆处、广汉科峰电子有限责任公司等单位联合研制。
主机IO板通过标定箱保护门板，实现对室外探头箱挡板电机的电源控制，前面板设有控制状态指示灯，根据控制信号的状态，相应的指示灯熄灭或点亮，其状态说明如下表所示：
表1：保护门控制状态
控制按钮
开关状态
LED状态
动作
上电控制
打开
+30V LED点亮
30V供电
关闭
+30V LED熄灭
30V断电
大门（挡板）控制
(2)硬盘操作系统
采用普通XPSP3和Vwmare制作，集成了winrar、串口调试、十六进制查看器、MCAFEE防病毒等常用工具，使用Sysprep重新封装，使用GHOST工具打包和发布。
车辆轴温智能探测系统(THDS)概论PPT课件
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。
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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。
THDS-B型双角度红外轴温探测系统
控制板给热靶提供加热电压 可单路分别加热或双路同时加热 通过跳线可以分别设置成内加热和外加热模式 加热速率：33℃左右/分 加热电阻：R157 36—42 R158 36—42
可通过跳线设置将加热控制板设置为内加热控制板或外加热控制 板。 内加热控制板信号跳线设置（见图1）
J9 1 2 3 J8 J7 J6 J5 J4 图1
外加热控制板信号跳线设置（见图2）
J9 1
2 3
J8
J7
J6
J5
J4
图2
● ● ● ● ● ●
J4-3、J4-2连接：左外热靶热靶温度信号输入（4-20mA） J5-3、J5-2连接：右外热靶热靶温度信号输入（4-20mA） J6-3、J6-2连接：左外热靶温度输出（VOUT ） J7-3、J7-2连接：右外热靶温度输出（VOUT ） J8-3、J8-2连接：左外热靶加热控制 J9-3、J9-2连接：右外热靶加热控制
● ● ● ● ● ●
J4-1、J4-2连接：左内热靶热靶温度信号输入（4-20mA） J5-1、J5-2连接：右内热靶热靶温度信号输入（4-20mA） J6-1、J6-2连接：左内热靶温度输出（VOUT ） J7-1、J7-2连接：右内热靶温度输出（VOUT ） J8-1、J8-2连接：左内热靶加热控制 J9-1、J9-2连接：右内热靶加热控制
块
1
每个板上设有指示灯、测试孔。
控制箱内包括：
型 号 KZB-1 RKB-1 RKB-1 LKB-1 QFB-1 单位 块 块 块 块 块 数量 1 1 1 1 1
模板名称 控制板 加热控制板1 加热控制板2 制冷控制板 前放板（主）
前放板（从）
QFB-1
大秦线THDS设备各类温度异常的分析与处置
大秦线 THDS设备各类温度异常的分析与处置摘要：文章针对大秦线红外线轴温探测设备运行中产生的各类温度异常信息，进行分类归纳，并结合各类温度信号传输流程，分析故障产生的原因及部位，为异常信息处置提供了可行性解决方案。
关键词：大秦线红外线轴温探测温度异常分析与处置目前大秦线安装有63套THDS-BS型红外线轴温探测设备，为北京康拓公司产品，设备于2013年开始安装，2014年4月正式投入运用。
在设备运用维护过程中，各类温度异常报警信息多发，影响到了设备的稳定运行。
本文从各类温度信号的功用及传输流程入手，对各类温度异常信息进行分类，进而分析产生异常的原因，最后给出处置方法，消除设备故障隐患。
1.大秦线THDS设备各类信号简介1.1 THDS-BS设备的三类信号大秦线THDS-BS型红外线轴温探测设备的系统信号，主要分三类：模拟信号、数字IO信号、数据通信信号。
1.1.1 模拟信号指各种模拟电压信号，如探头输出的轴承温度信号、器件温度信号，各种电源电压采集信号。
模拟信号通过AD采集卡进行采集并转换为数字信号，供系统计算和处理。
1.1.2 数字IO信号指数字IO卡输入和输出的信号。
输入到数字IO卡的信号是各种状态信号，如大门状态、挡板状态。
数字IO卡输出的信号一般用于控制执行机构的“开”和“闭”，如控制大门电机、挡板、调制盘电机、热靶加热。
1.1.3 数据通信信号指各种接口的数据通信信号，如串口通信信号、网络通信信号、模拟无线信号。
串口通信主要用于工控机和串口设备的通信，如UPS、无线MODEM、车号智能跟踪装置。
网络通信信号主要用于与监测中心进行通信，负责将探测数据上传到中心，并接受中心下发的控制命令。
1.2 THDS-BS设备的各类温度信号THDS-BS型红外线轴温探测设备是双光子探头设备，可以精准探测运行中车辆的轴承温度，在系统涉及到的各类信号参数中，温度信号最多，有板温、靶温、环温、器温、轴温等。
THDS红外线轴温探测系统异常热轴的分析及处理
THDS红外线轴温探测系统异常热轴的分析及处理【摘要】本文通过对THDS红外线轴温探测系统的异常热轴进行具体分析，提出切实可行的处理方案。
旨在提高热轴预报兑现率，降低热探比，保障运输次序，确保铁路运输的安全和效益。
【关键词】THDS红外线轴温探测；异常热轴；分析；处理近年来，随着铁路高速重载的发展，对车辆运行安全提出了更高更严的要求。
THDS红外线轴温探测系统的广泛应用，突出了行车的安全防范，强化了车辆故障的早期预警。
经过多年的发展，已形成覆盖全路的安全监测信息传输网络，是保障铁路运输安全与畅通的一个重要体系。
铁路车辆在行驶过程中，如果轴承内部损伤或外部受力不均，会导致轴承发生结构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，最终会导致严重的列车安全事故。
铁路车辆轴箱温度过高，是车辆轴承出现故障的一个重要表象。
THDS红外线轴温探测系统通过对动态的列车车辆轴箱进行实时监测，量化分析，对异常轴温（热轴）预警，从而防止列车热切轴事故。
为了提高热轴预报兑现率，降低热探比，减少对正常运输的干扰。
本文对红外线轴温探测的异常热轴进行分析，提出处理方案，旨在提高工作效率和质量，保证运输安全。
1、通过对过车数据的分析，异常热轴一般是因为阳光干扰，电磁干扰，设备故障，标定车误传，抱闸车等情况引起的1.1 阳光干扰。
在固定的时间段和特定的地点出现，和车型也有关系，例如罐车和集装箱运输车，没有车底架，阳光可能会通过直射、反射、折射等方式进入探头光学系统，有一部分光能量不能被探头的光学系统所滤除，通过探头的光电转换就产生了电信号。
红外系统若不能识别阳光干扰信号的特征，就可能引起热轴误报。
1月30日12：32，11082次，18辆左1激热。
热轴波形如图所示：说明：此热轴为误报热轴。
（1）与标准热轴波形对比不同点有：起始部分输出幅度达到了最高；（2）列车通过时间12：32为白天中午；（3）车型为X6BK。
车辆轴温智能探测系统(THDS)概论
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
利用声传感器拾取轴承的声音（噪声）信号，采用特定的 信号分析技术，可以从时域、频域或幅域提取出轴承的故 障特征，再应用各种模式识别方法，就能够实现滚动轴承 的故障诊断。幅域特征可以反映故障的程度，频域特征则 可以反映故障的部位。因为故障部位不同，其产生的重复 冲击频率是不一样的。根据轴承运动学原理，如果已知轴 承的几何参数和转速，就可以
探头的种类
红外探测器件
光子探头的致冷
探头的角度
轴温波形
THDS红外探头的种类
按照红外探测器件的种类区分 热敏电阻探头，探测器件为热敏电阻 光子探头，探测器件为碲镉汞
按照放大电路的种类区分 直流探头，放大电路为直流放大电路 调制探头，放大电路为交流放大电路
红外探测器件
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。
一、THDS系统的发展历史
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。
息，识别轴位。
1. THDS探测站轨边设备
轨边设备主要包括红外探头、探头箱、卡轨器、车轮 传感器、智能跟踪装置微波天线等。
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它是轴温探头的安装平台，要求实现以下功能：减 振、内外探头同时安装、探头仰角为45°、夹角为 3°～6°角可调、转角电机独立驱动保护门、扫雪 与光子热靶实现一体化结构、箱体可选配融雪功能、 箱体采用玻璃钢材料减小阳光辐射对扫描器内腔的 升温作用、防腐蚀、抗击打、便于安装、拆卸和维 修。
采用热靶标定的自适应温度标定方法，实时获得轴温计 算标准，使系统能够自动适应探头工作状态的变化，以保 证轴温计算准确。热靶大门组合件除为轴温计算提供温度 基准外，还要在列车到达前、后将红外轴箱扫描器封闭， 保护内部的清洁，并避免某些外界因素损坏内部部件。热 靶大门组合件由力矩转角电机驱动，结构简单可靠，易于 维护。且在掉电状态下能够保持自锁状态，有效避免人为 破坏。
室外电缆共5根: 左右侧控制电缆各1根 左右侧探头电缆各1根 车号天线同轴电缆1根
用以发射微波和接收标签反射回来的调制信号。在 标签通过天线时，向标签发射微波信号，给标签提 供能量的同时，接收标签发射回来的信息。
插拔探头电缆时，必须关闭电源箱的开关。 左右侧的探头电缆和控制电缆要注意区分，做好标 记。 锁闭探头箱时，要注意先将探头箱后端的环扣相连。 安装探头前，先测量一下探头插头电压是否输出在 正常范围。
车轮传感器（以下简称磁钢）是THDS-B系统的重 要组件，共有4个，分别为1# 、2#、3#、4#。 1#负责触发系统进入采集列车轴温及车号信息的准 备状态。 2#3#4#为系统在列车通过后进行各类计算（如： 计轴计辆、速度计算、轴温计算等）提供重要依据。 1#距离2#磁钢推荐值为80米。 2#磁钢与3#磁钢的中心距为270 ±2mm 3#磁钢与4#磁钢的中心距为400 ±2mm 当2#、3#、4#中任意一个发生故障时，不影响系 统工作。
双探头结构:为更好地适应下阶段货物列车 120km/h提速开行，以及200km/h以上高速列 车的需要，保证铁路运输的畅通和安全，全面兼 顾K2、K3、K4、K5和K6等转向架以及特殊的 C61Y、X1K和D型轴等车辆，THDS-A系统采用 双探头结构。 内探采用光子探头，元件中心距钢轨内侧 260mm. 外探采用热敏探头，元件中心距钢轨内侧 395mm.
系统组成
探头箱
探头箱内部
光子探头和热敏探头
卡轨器
车轮传感器
环温箱
车号天线
轨边设备结构紧凑。 卡轨器特点。 轴箱扫描箱特点。 轴温探头安装卡具，具有快装快拆的功能。
卡轨器是轴温扫描器的安装承载平台，要求卡爪与 钢轨之间可靠连接，并保证一定的安装精度和稳定 度；同时要求为轴箱扫描器提供一级减振。以便保 证轴箱扫描器具有较为一致和稳定的安装角度及位 置，为探头瞄准提供稳定的平台，同时减缓钢轨振 动对扫描器的冲击。卡轨器的设计中着重考虑了卡 爪和托架的钢性，通过扩大卡爪和钢轨底面的接触 面积以及托架的机械强度，保证了卡轨器的稳定性 和安装尺寸的一致性。
THDS-B系统采用PT1000铂电阻测量环境温度。 系统通过铂电阻信号转换器把PT1000铂电阻对温 度变化的敏感度以电流的形式输出，通过相应的电 路变换成电压值，提供给AD卡采集。 铂电阻除了测量环境温度外，还用于确定保护门的 温度和探头的校零温度，并且还作为光子探头自适 应系统的启动条件及探头选择曲线和应用曲线的参 数。 PT1000铂电阻的测温精度更高，可以精确到0.1℃.
卡轨器为轴箱扫描提供了安装面，为保证其探测方 位还设计有调节机构。在安装后，探头能够沿钢轨 方向，垂直钢轨方向进行直线移动。此外，卡轨器 还为2＃、3＃车轮传感器提供了安装基面，能够满 足在50 轨、60 轨、75 轨等不同轨型上安装的需 要。为减小轨边振动、冲击对探头的影响，卡轨器 和轴箱扫描器设计有双级减震器，试验证明减震效 果很好，可保证探头在高速重载列车运行区段的正 常使用。