HTK-499紅外軸溫防雪探測箱的設計

蘇喜海

（哈爾濱威克科技股份有限公司，黑龍江哈爾濱150090）

1 前言

紅外軸溫監測系統是我國鐵路上采用的車輛安全監測系統，用于動態檢測高速運行列車軸承發熱情況，準確預報列車運行情況，確保行車安全。探測站分布的自然環境千差萬別，每隔20～30km設探測站。

探測設備均安裝在距離車站較遠的主線上，北方的冬季高寒多雪，冬季降雪刮風和列車經過時帶起的軌邊殘雪，被帶到探測箱探測孔甚至保護門上，堵塞探測孔、保護門。氣溫高雪融化、氣溫低結冰，保護門凍住不能開或關，當列車經過時探測站報故障，使設備故障不斷增多，產生故障很難得到及時處理，軸溫漏報現象時有發生，遇到持續降雪天維護更加艱難，用戶強烈要求改進設備防雪性能。目前，鐵路上采用的各種探測設備防雪功能很差。

依據用戶和調試人員反饋的信息及大量的現場實驗觀察，設計HTK-499軸溫探測箱。經過多年實際運用，解決了軸溫探測箱防雪問題。

2 軸溫探測站概述

軸溫探測站由室外設備、室內設備組成，室外設備包括探測箱、探測器（探頭）、分線箱、車輪信號傳感器（磁鋼）及外部連接電纜等，見圖1，室內設備包括主機箱、電源箱、溫控箱、信號防雷箱、電源防雷箱等。

探測箱卡于鋼軌兩側，探頭安裝在探測箱內，探測箱起到防護探測器的作用，探頭通過探測孔探測高速運行列車軸承部位的發熱情況（軸承部位產生的紅外輻射熱量）。

3 防雪探測箱總體設計

3.1 HTK-499防雪探測箱結構概述

圖1 探測站室外設備布置圖

HTK-499探測箱由頂罩、上箱體、下箱體、承托架、調角吊架、卡具等組成，探測箱采用二級減震（長條減震器在承托架上對箱體減震，平板減震器在調角吊架上直接對探測器起減震作用），探頭與車體軸承同步震動相對位置不變。列車經過時接到1#（開機）磁鋼的開機信號，探測箱保護門打開，當車輪壓過2#（開門）磁鋼，探頭開關打開，開始軸溫采集，車輪壓過3#（關門）磁鋼，探頭開關關閉，結束軸溫采集，并將數據傳遞到路局紅外監控中心，監控中心對數據進行分析、處理并做出最終的判斷和預報，保證行車安全。探頭可安在探測箱內調角吊架上，與水平面成45°仰角，貨車探測位置距軌內側415mm，客車探測位置距軌內側260mm。增加擋渣板，保護探測箱箱體，見圖2。

圖2 探測箱外部結構圖

3.2 HTK-499防雪探測箱外觀設計

探測箱采用封閉式結構（開放式探測箱采用開放式結構，通風良好，箱溫穩定，箱體下部開放，毫無遮攔，雪可以在下部堆積或被吹到保護門處，在保護門處產生積雪或冰雪混合物，只要有雪和風的存在就很有可能產生雪堵故障），雪只能從上部落下，加大封閉范圍（增加存雪量），如同井一樣，東西落在底部不會在側面存在,只有量過大才會掛在較高的側面上。箱體底部封閉，當高速列車經過和刮大風時卷起的雪不會從底部帶到箱內，外部采用流線型設計，減小阻力象跳板一樣，雪大多跳過探測孔被帶走，即使有被帶起的雪落到探測箱探測口內保護門處，也不會封住探測口，見圖3。

圖3 探測箱內部結構圖

3.3 HTK-499防雪探測箱保護門設計

老型探測箱保護門擋板與探測方向垂直，保證探測器探測廣角，這是在設計上存在的誤區。HTK-499探測箱采用豎直方向的保護門，與探測方向成45°，擴大內層探測口的截面同時加大保護門擋板的截面，同樣能夠保證探測廣角。豎直方向的保護門擋板如同井的側壁，當雪被刮入到頂罩內也不會落到保護門擋板上，只有大量的雪堆滿底部后才會落在保護門上，保證保護門電機正常工作。保護門增加自鎖裝置，防止人為打開保護門損毀探測器。探測箱周圍即使有很多雪也不影響探測，從根本上解決了探測箱存在的冬季雪堵問題。見圖3。

3.4 HTK-499探測箱其它功能完善設計

HTK-499探測箱箱內溫度傳感器置于保護門擋板內側，更好地反映箱體內的實際溫度，考慮到采用封閉式箱體可能導致箱溫升高（受環境影響），在頂罩內側加裝隔熱材料，保持箱溫穩定。頂罩探測口周圍放置加熱膜，局部加熱使探測口處無雪及冰雪混合物，已在青藏鐵路驗證效果良好。箱內探測器用卡簧固定，方便操作。探測箱外部連接法蘭采用開口式（配線電纜在出廠時制作好，無須現場穿線壓頭），方便現場施工。另外在材質上采用環保的ABS塑料取代玻璃鋼等不符合環保要求的材料。

4 結束語

結合紅外軸溫探測設備在實際應用中存在的問題，對紅外軸溫探測箱的應用現狀及存在的雪堵故障進行了詳細的分析，保持優點標本兼治設計出HTK-499型具有防雪功能的探測箱，使紅外軸溫探測系統能更好地探測、預報車輛運行情況，保證列車運行安全。紅外設備不再受到高寒多雪等惡劣環境條件的影響，防止故障頻發，軸溫探測信息準確率進一步提高，減少維護人員的工作量，用準確的探測、預報切實保證行車安全。