车体振动加速度测量用石英挠性加速度计,轴箱振动加速度测量采用变电容式加速度计。
8.地面标志自动测量ALD
轨道上的道口、道岔、桥梁、轨距拉杆等会含有金属部件,所以可用安装于轨距吊梁中部的电涡流传感器来检测,把它标志在自动里程图上,可以方便准确地找出病害的位置。
9.速度及里程
轨检车轮对的转动驱动光电编码器同步转动。光电编码器每转一周A相及B相分别输出1000个脉冲,A相输出与B相输出相位差90度。根据轮周和每周1000个脉冲可计算出脉冲间距l??Dn,通过计算机对l进行计算
可得距离,通过l和时基计算可得速度。
(二)GJ-4型轨检车轨道几何检测装置
GJ-4型轨检车的检测系统主要由模拟信号处理系统和数字信号处理系统两部分组成,模拟信号处理系统由各路传感器、信号转接及监视装置、信号处理装置、功率放大装置、调制/解调装置、和电源等五个单元构成。数字信号处理系统由主微机、编辑微机、热敏记录仪、行式打印机、条形显示屏等组成。
1.模拟信号处理系统 (1)各种传感器
图4-3-17 轨检车车体尾部传感器安装位置示意图
GJ-4型轨检车上共有21个转感器,它们在车体上的安装位置见图4-3-17所示,传感器的编号及主要技术参数见表4-3-1,车体底板上安装有1,2,5,6,7,ll,12,13,14共9个传感器。车体与构架间安装有8,9,10共3个传感器,第四轴的轴箱上安装有3,4共2个传感器,车体尾部转向架上安装有17共1个传感器,车体尾部横向检测梁上安装有15,16,18,19,20,21共6个传感器。
表4-3-1 传感器的编号及主要技术参数 ±150mm 31mV/mm 测车体相对于转向架的位移 DT2 横向位移计 ±150mm 16mV/mm 测车体相对于转向架的9 位移 DT3 横向位移计 ±300mm 16mV/mm 测车体相对于转向架的10 位移 LPDT 左高低位移计 ±150mm 31V/mm 测车体相对于左轮轴的11 位移 12 LACC 左高低加速度计 1g 10V/g 测车体底板左侧加速度 测车体相对于右轮轴的13 RPDT 右高低位移计 ±150mm 31mV/mm 位移 14 RACC 右高低加速度计 1g 10V/g 测车体底板右侧加速度 15 ALGN 轨向加速度计 10g 1V/g 测横向检测梁加速度 16 ALD 地面标志传感器 检测地面金属物 17 TACH 光电编码器 1000P/转 测车体速度及里程 18 LSEN 左光电传感器 ±10mm 80mV/mm 测左轨距用 19 LGDT 左轨距位移传感器 ±125mm 40mV/mm 测左轨距用 20 RSEN 右光电传感器 ±125mm 80mV/mm 测右轨距用 21 RGDT 右轨距位移传感器 ±125mm 40mV/mm 测右轨距用 (2)信号转接及监视装置 轨检车上各路传感器的输出信号,信号处理装置的输入、输出信号,以及主微机的A/D、D/A输入、输出信号,它们在信号转接及监视装置上都有对应的信号插孔以便于监视、短路、开路前端电路,同时加入调试信号。
信号转接及监视装置的插孔由A、B、C、D、E、F、G、H共8行组成,每行20列总共160个插孔,A与B、C与D、E与F、G与H各编成一组。每组的上面一行有两种用途,一种用于开路前端电路并同时向后端电路加入调试信号,另一种用于短路后端信号;每组下面一行用于监视信号。
(3)信号处理装置(SCU)
信号处理装置SCU是传感器信号在进入A/D转换器前进行模拟预处理的单元,SCU由三部分电路板组成:第一部分是轨距伺服控制板,第二部分是
序号 代号 名称 1 BLA 伺服式加速度计 2 BVA 伺服式加速度计 3 LJBA 变容式加速度计 4 RJBA 变容式加速度计 CAS 滚动陀螺传感器 5 ROLL CAS 6 摇头陀螺传感器 YAW CAS 7 伺服式加速度计 INCL DT1 横向位移计 8 测量范围 刻度系数 备注(用途) 1g 10V/g 测车体水平加速度 1g 10V/g 测车体垂直加速度 100g 20mV/g 测左轴向加速度 100g 20mV/g 测右轴向加速度 1o/sec/V 测车体滚动角速率 1g 测车体摇头角速率 1o/sec/V 10V/g 测车体倾斜角 传感器前置放大与滤波板,第三部分是地面标志传感器板。
2.数字信号处理系统 (1)主微机
在GJ-4型轨检系统中采用了两套标准工业级PC计算机,其中一台为主微机,另一台为数据编辑机。在主微机上除标准配置外还增加了磁带机、SCSI接口卡、A/D、D/A变换器板和多功能接口板等外接设备。
主微机上运行的有两个程序软件:轨检数据实时处理软件和轨检数据重放合成软件。轨检数据实时处理软件是轨检车实际运行时实用的,它实时地进行传感器信号数据的采集,同时对传感器信号进行处理,合成轨道几何参数,输出轨道几何参数的波形图,并同时提供下列功能:
A.提供下列轨道几何参数的实时显示; B.提供曲线分析报告;
C.提供轨道状态分析报告(根据用户标准); D.提供对于轨道几何参数相关报告
E.提供对于轨道几何参数超限数据的编辑 (2)编辑微机 接收数据 公共数据区 条形显示屏控制 超限编辑 打印数据文件缓冲池 打印报表 图4-3-18 超限编辑模块关系 超限数据文件缓冲池
编辑微机的标准配置与主微机的一样,在它上运行的软件为超限编辑和打印以及数据显示程序。该程序由接收数据模块、超限编辑模块、打印报表模块和条形显示屏模块组成,各模块之间的相互关系如图4-3-18所示。接收数据模块、超限编辑模块和条形显示屏模块之间通过公共数据区传递数据。超限编辑模块和打印报表模块之间通过硬盘文件传递数据。
(3)热敏式绘图仪
热敏式绘图仪主要用于记录轨道几何参数和传感器信号的波形数据以及相关记录信息。它的型号为GOULD TA6000,输入为AM800 8通道基准直流输入组件,可通过增选输入组件扩充通道数。
(4)行式打印机
行式打印机主要用于打印输出各种轨道检测统计报告。为适应单位时间内打印数据量大的特点以及输出报告形式为汉字,采用Proline Series 5 P5XKA汉字行矩式打印机,打印速度为3261pm,支持如下打印机仿真(或协议):Line Printer Plrs,Epson LQ l600K。
(5)条形显示屏
条形显示屏主要用于即时显示各种线路检测信息以及相关提示内容,选用的条形显示屏为“LOPU-7-OS”电子显示屏,它通过RS-232接口与编辑计算机相连传递信息,内设两级汉字库。
(三)GJ-4型轨检车检测系统的新技术
2003年后,在原有的GJ-4型轨检车的基础上对检测系统进行了进一步改进,改进轴箱式轨距测量装置为构架式光电伺服测量装置,采用了构架与轴箱间的侧滚和垂向位移量修正的技术,保证了跟踪轨距点的稳定性,消除了轴箱式轨距测量的不安全隐患。通过最新研制的车载局域网,实现了计算机实时显示轨道几何波形、网络打印机打印波形图的功能。通过GPS里程修正系统,完成里程自动修正。
1.构架式光电伺服轨距测量装置 新研制开发的检测梁安装在构架上的“构架式光电伺服轨距测量装置”,采用构架与轴箱间的侧滚和垂向位移量修正的测量技术,保证了跟踪轨距点的稳定性,消除了轴箱式轨距测量的不安全隐患。
(1)构架式轨距测量装置基本结构
构架式轨距测量装置由原理和结构完全相同的左右两部分组成,测量装置的组成和原理见图4-3-19。它们各自测量左轨及右轨的轨距变化分量,两个轨距分量之和可得到轨距值。左(右)轨距测量子装置均包括八个部分:左(右)轨距光电传感器、调制解调器1、左(右)轴头光电传感器2、调制解调器2、信号处理器、功放、伺服机构和左(右)位移计。
其中左(右)光电传感器、伺服机构和左(右)位移计安装在车体下面的测量梁上,测量梁吊挂在四位轴后方的转向架的构架上。调制解调器1、调制解调器2、信号处理器及功放安装在车内。左(右)轴头光电传感器安装在四位轴左(右)轴箱正上方的构架上。
图4-3-19 构架式轨距测量装置
(2)轨距点的跟踪方法
列车辆运行时,由于轨道存在着各种不平顺,构架产生上下浮动、左右摇摆,使轨距光电传感器发出的光束不能保持在轨面下16mm处。为了解决这一难题,在4位轴左右轴箱正上方的构架上,分别安装了两个轴头光电传感器,用于感受构架相对于轮轴的姿态,和轨距光电传感器一起,通过全新的数学模型,确保光电传感器发出的光束打在轨面下16mm处。