第七章 红外线轴温探测系统
红外线轴温探测系统探头的探测角度
红外线轴 温探测 系统 采用红 外线敏 感探 头探 测
图 １ 探 头探 测 方 位 示 意
外 探 角度 的不 足 ： 近几年来 ， 动轴承逐 渐被 淘 滑 汰 。 动轴 承增 加 了新 型 的以 Ｓ Ｆ轴 承为 代表 的塑 滚 Ｋ 钢保持 架轴 承 ． 外探 的缺点 显露 出来 。 使
擦导致 局部 高温 的现象 ，而且 密封罩 端磨 的部位 正 好位 于红外 线探头 外探 角度 的探测位 置 ，因此导致 外探 的热轴 误报较 多 。 （ ）外 探还 存 在一 个致 命性 问题 ， Ｓ Ｆ轴 承 ２ 当 Ｋ
目前 ， 红外线 探测都 采用 下探 的方式 。
１１ 外 探 角 度 ．
研 究 与 交 流
红 外线 轴 温探 测 系统 探 头 的 探 洲 角 度
到 阳光照 射 的干扰 ， 造成误 报 热轴 ； 外探探 头 的位 置
表 １ 广坪段热轴预报情况
月 份 ｌ ２ ３ ４ ５ ６
处 于客车 炉渣 、 热水 等排 泄孔 下面 ， 若经 过探 头时 客
探测 角度 。
收 稿 日期 ： ０ ８ ０ — ８ ２ ０ — ２ ２
现其 它轴 承热轴 的轴温 相对不 高 ，而造成 热轴判 断 级别 降低 或不报热 轴 ， 样就 会引起 热轴 的漏报 ， 这 造
成重 大安全 隐患 。 （ ）由于外探 探 测 的是 车 辆 轴 承前 盖 部位 ， ３ 当
外探 角度 （ 图 １ 侧 线所 示 ）探 头 光学 中心 如 左 ：
和其 它轴 承混装 于 同一 辆车 ，Ｋ Ｓ Ｆ轴 承相对 较多 时 ，
由于外探 位置 探测 Ｓ Ｆ轴 承温度 较 高 ， 可 能会 出 Ｋ 有
距 钢轨 内侧 ４ ５１１． １ １ １与钢 轨夹 角 ３ ． １ １ 。 探测 货 车轴 承 前盖 密封部位 外探 角度 的优 点 ：能够兼探 滚动 轴承 和滑动 轴 承 ，在滚动轴 承 和滑动轴 承并存 的情 况下 是必须 的
红外线轴温探测系统工作流程
红外线轴温探测系统工作流程英文回答：An infrared line-scan temperature measurement system is a non-contact temperature measurement system that uses an infrared detector to measure the temperature of objects along a line. The system consists of an infrared detector, a scanning mirror, a signal processing unit, and a display unit. The infrared detector is responsible for converting the infrared radiation emitted by the object into an electrical signal. The scanning mirror is responsible for scanning the object along a line, and the signal processing unit is responsible for processing the electrical signal and converting it into a temperature value. The displayunit is responsible for displaying the temperature value.The working process of an infrared line-scan temperature measurement system is as follows:1. The infrared detector is placed near the object tobe measured.2. The scanning mirror scans the object along a line.3. The infrared detector converts the infrared radiation emitted by the object into an electrical signal.4. The signal processing unit processes the electrical signal and converts it into a temperature value.5. The display unit displays the temperature value.Infrared line-scan temperature measurement systems are used in a variety of applications, including:Industrial automation.Process control.Quality control.Research and development.中文回答：红外线轴温探测系统的工作流程。
红外线轴温探测系统在货车方面的运用分析
红外线轴温探测系统在货车方面的运用分析作者：杨蓉来源：《科学与财富》2017年第12期摘要：在现代化的铁路运行系统内，为了确保列车安全，通常会安全红外线轴温探测系统并在动态化的状况下，通过动态化监测装置完成智能化探测、智能化信息收集、一体化故障发现后及时处理等。
下文先对货车运行中存在的一些问题进行说明，提出应用该探测系统的理由，再按照运用实践进行具体探讨。
关键词：红外线轴温探测系统；货车；运用；分析在我国实践“一路一带”后，从重庆开始已经实现了国际化的物流通道，主要通过火车运输来完成；西北路线也以此为准。
可以看到由于铁路运输方面的货车车量数量不断增加、货运车量节数不断增加，在一定程度上会产生相应的运行影响因素，从而给货车造成一定的安全隐患，为了更好的解决此类问题，以下选取红外线轴温探测系统在货车方面的运用展开针对主题的分析。
一、铁路货车运行中易出现的问题目前铁路建设规模大、线路越来越长，因而存在下沉区线路中的弯道阻碍，以及相关不利条件的影响；在货车运输中由于装卸相对频繁，装卸站点的条件限制也会造成对货车检验作业的相对阻碍，影响全面检查；同时，由于货车提速、智能化发展，以及相关的新技术应用后，相关的检修人员在技术、检修流程等各个方面也会因知识学习与操作培训中的掌握程度存在差异而造成相应的误判；尤其是在不同线路段中的环境因素、天气因素、速度因素等会造成诸多监测不到位的影响。
因此当问题未被发现的情况下，会逐渐造成货车轴承方面的磨损现象；而且在热轴向切轴的转换时间相对较短，若更换不及时也会造成可能性的安全事故，因此，必要通过现代化的探测系统，选取智能程度高、与当前列车匹配程度较高的红外线轴温探测系统，解决此类问题，并提升货车运行安全系统等。
二、应用红外线轴温探测系统的解决对策1、基本原理红外线轴温探测系统在现代化的铁路车辆运输中比较常见，它的特征主要是动态化探测装置，能够与现代化的铁路网络进行有效连接，并对货车运行安全动态进行实时监测、信息收集、问题反馈，有助于及时解决轴温问题。
红外线轴温探测系统热轴误报分析及建议
红外线轴温探测系统热轴误报分析及建议
刘占功
【期刊名称】《铁道机车车辆》
【年(卷),期】2006(026)004
【摘要】红外线轴温探测系统是发现车辆热轴,防止热切轴事故,保证铁路运输安全的重要设备.但目前我国红外线轴温探测系统普遍存在着热轴兑现率低,热轴误报率高等缺陷,由于红外线轴温探测系统热轴误报而造成的列车晚点非常普遍,严重影响正常的铁路运输秩序.因此,查找热轴误报原因,提高红外线轴温探测热轴兑现率刻不容缓.……
【总页数】2页(P63-64)
【作者】刘占功
【作者单位】沈阳铁路局,车辆检测所,辽宁沈阳,110032
【正文语种】中文
【中图分类】U279.3+21
【相关文献】
1.THDS红外线轴温探测系统异常热轴的分析及处理 [J], 杨柯
2.提高红外线轴温探测系统热轴兑现率的技术改进方法 [J], 刘占功
3.红外线轴温探测系统热轴兑现率低原因分析及建议 [J], 齐辉
4.关于提高红外线轴温探测系统车辆热轴预报质量的探讨 [J], 曹新来
5.关于提高HBDS—Ⅱ型红外线轴温探测系统车辆热轴预报质量的探讨 [J], 丁根柱
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
红外线轴温测量系统的改进研究
红外线轴温测量系统的改进研究摘要：铁路交通运输在我国经济发展过程中扮演着至关重要的角色，应国家发展建设要求，二十年内完成了六次提速。
随着速度的提升，列车运行的安全问题成为了技术发展的焦点，得到了高度重视。
本文将中国铁路总公司颁布的列车安全规范以及升级换代配套设备的标准作为规范准则，对红外线测量列车轴温进行技术改进革新，用光子探头替代热敏电阻探头，旨在提高对轴温动态测量的准确性。
关键词：红外线；光子探头；轴温测量引言新世纪以来，我国高速铁路已完成四次提速，普通列车最高速度可达到490km/h。
速度的提升也伴随着危险的诞生。
众所周知，在列车运行过程中，车轮、车轴同钢轨的摩擦以及周期性振动都会使轴承发热，一旦列车的轴承温度过高，极易导致轴承磨损甚至造成车轴断裂，从而发生危害人民生命财产安全的事故。
但是，目前现有的热轴预报准确率较低，并且结构复杂，传感器灵敏度还有待提升。
由此可见对车轴的温度进行实施监测是避免发生事故的重要手段。
在保证检测准确度的同时，出于成本考量，可将测温系统安装在铁轨内侧，通过隔空探测的方式，完成轴温数据的实施捕捉，并对信号进行转换处理过滤，最后通过对车轴温度的计算来实现对轴温探测。
1红外线轴温探测系统1.1红外线测温原理红外线测温的基本原理是被测量的物体通过外界的辐射获取能量，使得物体内部的某种物质发生物理突变，通过对物质的内部发生的物理突变，进行数据的采集，成为可被使用的信号。
再通过定位、映射、复用等手段对信号进行相应的处理，最后对信号进行量化，确定红外线辐射具体的数值，这些数据就是被测物体的具体温度。
很多物体在不同温度下，呈现的电阻特性是不同的，尤其是一些特殊的金属或者半导体物质，对温度的变化较为敏感，此类元件较为适合作为热敏元件。
热敏元件同其他传感器共同作用，采集信号并完成光电信号转换，以实现测量物体的温度的目的。
目前，铁路使用的红外线轴温探测系统中恒流电路是采集光电信号的理想载体，那么，通过被测物体的辐射能量和恒流电路的输出电压之间的关系，即可测量出物体的温度。
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 。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
【2024版】红外测温系统PPT课件
C9 0.1uF
C10 10uF
C12 0.47uF
R16
220V
47K ICL7106
C13
0.22uF
A
显示部分由多位液晶显示驱LC动D显器示IC电L7路106和标准段式液晶显示屏EDS801及其他一些元
器件组成。经过测量电路处理过的信号，经过输入端口进入A/D转换电路，ICL7106进
行A/D转换，再与标准段的EDS801显示屏显示出被测物的温度。
2024/11/10
2024/11/10
热释电探测器 热释电红外探测器的结构通常由热释电晶 体、氧化膜、滤光镜片、结型场效应管 FET和电阻等部分组成。
当交变的红外线照射到晶体表面时，晶体 温度迅速变化，这时才发生电荷的变化， 从而形成一个明显的外电场，这种现象称 为热释电效应。
采用双探测元热释电红外传感器，其结构 如图所示。该传感器将两个特性相同的热 释电晶体逆向串联，用来防止其他红外光 引起传感器误动作。另外，当环境温度改 变时，两个晶体的参数会同时发生变化， 这样可以相互抵消，避免出现检测误差。 该传感器使用时，D端（漏极）接电源正 极，G端（栅极）接电源负极，s端（源极） 为信号输出。
2024/11/10
积分显示电路
测量部分电路
R13
B
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
V+ D1 C1 B1 A1 F1 G1 E1 D2 C2 B2 A2 F2 E2 D3 B3 F3 E3 AB4 POL
OSC1 OSC2 OSC3 IES1 UMF+ UMFCMF+ CMFCOM
1
2
3
红外线轴温探测系统工作流程
红外线轴温探测系统工作流程The infrared axle temperature detection system operates through a series of precise and coordinated steps. Initially, the system's infrared sensors scan the axles of passing vehicles, capturing the thermal emissions emitted by them. These emissions, which are directly related to the temperature of the axles, are then converted into electrical signals by the sensors.红外线轴温探测系统的工作流程是一系列精确且协调的步骤。
首先，系统的红外传感器扫描经过车辆的轴，捕捉其发出的热辐射。
这些辐射与轴的温度直接相关，随后被传感器转换为电信号。
Subsequently, these signals are transmitted to a central processing unit, where they are analyzed and compared against pre-set temperature thresholds. If the detected temperature exceeds these thresholds, indicating a potential overheating issue, the system triggers an alert.接着，这些信号被传送到中央处理单元，在那里进行分析并与预设的温度阈值进行比较。
如果检测到的温度超过这些阈值，表明可能存在过热问题，系统就会触发警报。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
红外轴温探测系统的发展
红外轴温探测系统的发展大致经历了两 个阶段，一代机阶段，限于当时国内红 外元件质量和其它电子技术条件，当时 红外探头采用热敏电阻和交流放大器， 显示部分采用描笔直接记录每个轴温信 息，最后由人工判别轴温波形并进行热 轴预报。二代机阶段，是在一代机的基 础上，融入单板计算机技术为主要特点。
7.1.1 红外辐射的基本知识
红外线在通过大气层时，有三个波段透过率高，它们 是0.3~2.6mm、3~5mm和8~14mm，统称为“大气窗 口”。如图所示，为通过一海里长度的大气透过率曲线。
7.1.1 红外辐射的基本知识
这三个波段对红外探测技术特别重要，因此红外探 测器一般都工作在这三个波段（大气窗口）之内。 能全部吸收投射到它表面的红外辐射物体称为黑体； 能全部反射的物体称为镜体；能全部透过的物体称为透 明体；能部分反射、部分吸收的物体称为灰体。 严格地讲，在自然界中，不存在黑体、镜体与透明
④ 红外测距和通信系统；
⑤ 混合系统，是指以上各类系统中的两个或多个的组合。
7.1.1 红外辐射的基本知识
红外辐射俗称红外线，它是一种不可见光，由于是位于可见光 中红色光以外的光线，故称红外线。 它的波长范围大致在0.76~1000mm，红外线在电磁波谱中的 位置如图所示。
工程上又把红外线所占据的波段分为四部分，即近红外、中红 外、远红外和极远红外。
4.2 红外辐射的基本定律
3.维恩位移定律
热辐射发射的电磁波中包含各种波长。
实验证明物体峰值辐射波长lm与物体自身的绝
对温度T成反比。即
lm=2897/T (mm)
4.2 红外辐射的基本定律
如图所示给出了不同温度的光谱辐射分布曲线，图中虚线表 示了由上式描述的峰值波长与温度的关系曲线。
由图可知，峰值辐射波长随温度升高向短波方向偏移。当温 度不很高时，峰值辐射波长在红外区域。如人体温度为 36~37℃，所辐射的红外线波长为9~10mm。
新型定标架角度校正方 法
若是新卡具，置标准架于离 3#磁钢中心470mm处。 (此为60公斤轨如果为75公 斤轨则放至490mm处;50公 斤轨则放至450mm处)， 打开校正器开关，激光打在 标准架前标靶圆里中心位置 （320、378）半径8mm， 后靶圆心（420，368）， 半径10mm为扫描点，若不 在靶范围，则调整探头位置。
黑体
隔热板
Z字板
415
260
实验车Z字板波形
一般的说，一峰可以通过 调整探头45度仰角及延 时点来控制其位置，峰峰 则可以通过调整415尺寸 及6度夹角来控制。只要 按照新型定标架认真调整 探头角度，基本上都可以 使角度满足优秀。 Z字板波形优秀的条件是： 一峰距起点位置6~10点， 峰峰间隔为12~16点。
老卡具，2#磁 钢中心对准卡 具后螺栓中心
新型定标架角度校正方法
此外，如果是老夹具（2#磁钢中心对准 探头箱夹具后螺栓中心的安装方式）， 则标准架的位置应相对于新卡具尺寸提 前45mm。 即60公斤轨应放至于425mm处。50轨则 应放至于距3#磁钢中心405mm处。
实验车Z字板
Z字板原理是透过隔热板的缝隙采集黑体，从而形 成尖峰波形，并通过尖峰的相对位置来评测探头角 度。
Байду номын сангаас
7.1
红外技术概述
我们都知道，车辆在运行时，承重轴承 都会由于摩擦而产生热量，轴承正常运转时， 它所产生的热量会使其表面的温度趋于稳定 值。 当轴承内部出现故障时，便会使它的摩 擦加剧，温度突升，达到一定程度时，便形 成热轴，严重者导致切轴，使运行中的车辆 颠覆，给行车带来了重大财产损失。
红外轴温探测系统的诞生
第七章 红外线轴温探测系统
红外技术概述
红外辐射基本知识
红外测温基本原理
红外线轴温探测系统
7.1
红外技术概述
红外技术是在最近几十年发展起来的一门新兴技术。它 已在科技、国防和工农业生产等领域获得了广泛的应用。红 外技术应用可分为以下几方面： ① 红外辐射计，用于辐射和光谱辐射测量； ② 搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其 空间位置并对它的运动进行跟踪； ③ 热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像， 如红外图像仪、 多光谱扫描仪等；
1.22 红外轴温度的产生
为了积极避免车辆轴温现象给行车安全带 来的隐患，多年来，人们一直致力于轴 温探测系统的研究中。 红外轴温探测系统就是人们研究出来的 一种利用红外线进行非接触方式的轴温 探测方式之一。
1.3红外轴温度发展
红外轴温探测系统的发展大致经历了两 个阶段，一代机阶段，限于当时国内红 外元件质量和其它电子技术条件，当时 红外探头采用热敏电阻和交流放大器， 显示部分采用描笔直接记录每个轴温信 息，最后由人工判别轴温波形并进行热 轴预报。二代机阶段，是在一代机的基 础上，融入单板计算机技术为主要特点。
Z字板注意事项
1.建议过实验车时尽量不要使用391磁钢板上三 路，因为上三路抗干扰性好，但波形滞后与速度 成正比，会导致Z字板一峰位置偏小，如果确实 干扰太大，可以通过调整整形电路电阻参数，入 口匹配电阻由3.6K调整为1.8K，放大倍数电阻R？ 由82K调整为27K，门限电阻由10K调整为 15K~21K。 2.使用499磁钢板则可考虑使用脉宽检测电路，6 个跨接套均跨在1、2脚，并调整电位器阻值，其 阻值与抗干扰性成正比，经验值：60K以下，否 则容易滤掉实验车假轴。
目前我们全面推广的是HTK499型红外轴温探测系统。
第二节 HTK-499型红外轴温探测系统
系统概述
HTK-499型红外热轴探测系统是为适应我国铁 路提速需求而研制的新一代探测设备。 HTK-499红外热轴探测系统可完成对高速通过 列车轴温数据的动态采集及定量测量，实现热 轴智能判别。
主要技术指标
目前我们全面推广的是HTK499型红外轴温探测系统。
第一节：红外轴温度简介 1.1红外线
就是在可见光的红色 光谱外端还有一种看 不见的辐射线存在， 而且具有热效应。
1.2红外轴温系统的诞生 1.21车辆轴温现象
车辆在运行时，承重轴承都会由于摩擦而产生热量， 轴承正常运转时，它所产生的热量会使其表面的 温度趋于稳定值。 当轴承内部出现故障时，便会使它的摩擦加剧， 温度突升，达到一定程度时，便形成热轴，严重 者导致切轴，使运行中的车辆颠覆，给行车带来 了重大财产损失。
室外设备位置
室外设备图
扫描位置示意
滚动轴承 端盖 415 位 置 扫描后的 轨迹
客车轴承 滚动轴承 滑动轴箱
260 位 置 扫描后的 轨迹
新型定标器使用方法
温度控制误差 ±0.5% 温度控制范围 0~100℃ 工作电源：交流220±10% 50Hz 工作环境：0~50℃ 相对温度≤85%的无 腐蚀及无强电磁场辐射的环境 输出功率≤600W
二代机的发展
目前，随着计算机技术的飞越发展，二代机红外轴 温探测系统也经历了多次更型，功能和探测数据上 也逐渐趋于准确完善。 我们哈科所研制的二代机经历了以下几个产品阶段： 一型机HTK187(87年产品定型) 二型机HTK289(89年产品定型) 三型机HTK391(91年产品定型) 四型机HTK499(99年产品定型)
热轴现象的产生，无疑给铁路行车安全 带来很大安全隐患。 为了积极避免这一现象给行车安全带来 的隐患，多年来，人们一直致力于轴温 探测系统的研究中。 红外轴温探测系统就是人们研究出来的 一种利用红外线进行非接触式的轴温探 测方式之一。
什么是红外线？
红外线：就是在可见光的红色光谱外端还有一 种看不见的辐射线存在，而且具有热效应，人 们习惯称之为红外线。它不象紫外线，X射线 那样，它是一种很常见辐射线，在自然界当中， 只要不是低于绝对零点温度(-273℃)以下的物 体，就具有红外线。 在日常生活中，人们利用红外线的特性，研制 了好多有利于人们生活的产品，比如：红外防 盗报警器、红外测温仪等等。
体。
4.2 红外辐射的基本定律
1.基尔霍夫定律 基尔霍夫定律指出，一个物体向周围辐射热能的同 时也吸收周围物体的辐射能。如果几个物体处于同一温 度场中，各物体的热发射本领正比于它的吸收本领，这 就是基尔霍夫定律，可由下式表示
Er E0
式中，Er为物体在单位面积和单位时间内发射出的辐射能； a为物体的吸收系数；
光子探头
光子探头主要技术指标
适用车速： 0-360km /h； 探头输出信噪比： 有效值大于25db（目标温差为5℃时）； 静态输出电压： +1.000±0.010V； 静噪声： ≤10mV（有效值）； 测温范围： -40℃-150℃ 视场: Φ40mm（距离为800mm时）； 漂移： 150mV/5min； 响应速度： < 1μS； 供电电源： ±17V-±18V； 致冷电流： 810mA 校零电压： 5 V； 工作温度： -40℃-60℃；
E0为常数，其值等于黑体在相同条件下发射出的辐射能，它 是常数。
4.2 红外辐射的基本定律
2.斯忒藩-玻尔兹曼定律
物体温度越高，发射的红外辐射能越多， 在单位时间内其单位面积辐射的总能量E为
E T
4
式中，T为物体的绝对温度，单位为K； = 5.67×10-8W/(m2· K4)为斯忒藩-玻尔兹曼常数； 为比辐射率，即物体表面辐射本领与黑体辐射本领的比值，黑体 的 = 1 。
1.31 二代机的发展
目前，随着计算机技术的飞越发展，二代机红外轴温 探测系统也经历了多次更型，功能和探测数据上也逐 渐趋于准确完善。 我们哈科所研制的二代机经历了以下几个产品阶段： 一型机HTK187(87年产品定型) 二型机HTK289(89年产品定型) 三型机HTK391(91年产品定型) 四型机HTK499(99年产品定型)