軸溫報警器檢測平臺的設計與實現

閆航 段國輝 胡慧瑩

摘? 要：鐵路部門大量推廣使用的車載型高速火車上的軸溫溫度報警器，它不僅能實時地自動檢測、記錄鐵路運行中車輛火車軸和車軸的轉動溫度，超過安全帶的溫度則自動發出報警提示信號。在列車運行中由于車軸震蕩、溫度等各種環境因素的直接影響而極有可能會致使其傳動設備系統中的某些器件發生老化、損壞等并導致其設備輸出的高壓電信號不完全能夠客觀地準確反映到輸出整個車軸的真實值和溫度，對重載火車的安全性和運行性能產生很大的不良影響。因此我們專門設計了一款特別檢測測試平臺，專門對各種車載型高速火車制動軸溫控制報警器的工作性能情況進行特別測試，保證火車軸溫控制報警器正常運行工作從而有效保證車載火車安全正常運行。

關鍵詞：軸溫報警器;檢測平臺;設計與實現

引言：

在課程設計的操作過程中，考慮到基于PC的主機的廣泛應用以及基于PC機人機交互操作界面易于使用的簡捷、易懂的操作，我們主要采用的是串行數據通信的實現方式以及用PC的主機機器作為上位機器來進行信息顯示、控制雙重交互功能。

1軸溫報警器簡介

軸溫溫度報警器主要由溫度傳感器驅動采集一輛火車停在車軸上的溫度檢測信號，然后通過內部控制電路驅動進行溫度信號采集處理、顯示及軸溫報警等。根據實際使用的不同傳感器器件類型可以分為模擬式、數字式兩種。模擬式數字軸溫溫度報警器所需要使用的雙雙DPN型聯結溫度傳感器，數字式模擬軸溫溫度報警器一般采用雙dds18b20數字溫度傳感器。模擬式主機軸溫溫度報警器、數字式主機軸溫溫度報警器各內部有一個八路溫度通道，即各一路外接八個溫度傳感器，主機內部各有一個八路溫度處理控制電路，可以輕松實現對八點不同軸位的主機溫度自動檢測。在以下的實例介紹中，我們把驅動軸溫溫度報警器控制整機結構分成溫度傳感器和驅動軸溫溫度報警器控制主機兩個部分。

2檢測平臺測試原理

2.1模擬式軸溫報警器的檢測原理

采用三端可調式恒流環形直接集成窗口時序八路恒流源lm334構成300ua恒流源系統設計原理通過由555構成的一個基準八路恒流環形直接集成窗口時序遠程電流檢測發生器組即可直接按一定順序地進行疊加連接到八個被遠程電流驅動檢測測量到的位于pn類型連和連及結上，通過直接集成一個基準窗口遠程電壓檢測控制電路、窗口遠程電流檢測比較驅動控制電路等多種方法即可實現對八個位于pn上的連和連及結上的電流檢測傳感器的遠程實時電流檢測。

對采用模擬式的同軸溫濕度報警器監控主機內部恒流源的電壓檢測方法采用基準電流一相和電壓三相轉換法，將恒流源電壓加到精密恒流電阻上，根據輸出誤差值的范圍分別計算其輸出上、下限基準電壓誤差值并然后利用一個基準恒流電壓比較電路計算輸出該基準電壓誤差值后再加到基準電壓窗口中的電較控制電路，輸出電壓信號通過一個單穩態電路觸發比較電路后自動送入到單片機。同時，為了準確測量第一路恒流源的精確電壓值，將第一路源的輸出恒流信號直接加到精密數字電阻上并通過采用tlc1550工作的a/d數字轉換器將該數字電壓源的模擬量轉換成一個數字模擬量后經存儲后送到一個單片機，并將其上電后傳到PC機器上顯示。

2.2數字式軸溫報警器的檢測原理

對一個ds18b20數字溫度傳感器元件性能的誤差檢測也可以采用的是單點數字溫度誤差測試的檢驗方法，把一個ds18b20數字溫度傳感器元件放入一個恒溫箱，溫度控制為600c，此設定溫度下使用ds18b20數字溫度傳感器使其輸出的溫度數字平均值一般是0078h，根據不同廠家性能要求，允許溫度誤差測量范圍一般是士10c，因此只要此設定溫度下使用ds18b20數字溫度傳感器使其輸出的溫度數字平均值在0076h-0080h之問，就可直接判定其溫度性能優良。直接仿真給出同軸溫度量報警器輸入主機內部的溫度控制器主機傳送不同數字溫度量所對應的單位數字溫度量的一種方法是用來通過仿真計算出一個ds18b20數字溫度傳感器的溫度特性。觀察您的軸溫溫度報警器的溫度液晶芯片顯示溫度是不是相當于對應的設定溫度，如果顯示是，說明您的軸溫溫度報警器的液晶溫度變化檢測及報警信號采集處理控制裝置已經工作正常。

2.3檢測監控平臺主要應用

功能控制軸溫濕度報警器冷熱檢測監控平臺需要主功能控制器設計選用一個at89c51單片機，可實現檢測系統數控鍵盤、上位機和PC發電機雙重編程控制，測試工作結果在上位PC機液晶顯示器上自動顯示。

3檢測平臺硬件電路

檢測控制平臺上的硬件控制電路主要組成有以下兒個部分：八個555構成的基準八路環形溫度時序信號發生器、lm334構成的零基準溫度電壓系數恒流源、仿真采用p-n型聯結結構的電壓控制電路、tl431構成的八路基準溫度電壓源控制電路、lm393電壓窗口比較器、555單穩態信號觸發控制電路、tlc1550工作時a/d信號轉換控制電路、開關信號轉換及主機工作時的狀態檢測控制電路、多個模組ds18b20與一個單片機共同使用一條十字數據線進行連接控制電路、檢測一個數字傳動軸溫度的報警器是由主機控制電路、串行數據通信控制電路和平開關轉換控制電路等部分構成。

結語：

電路種類較多，篇幅有限這里只簡單介紹其中兩個集成電路的基本設計。繼電器控制電路，主要用于實現恒流源軸溫檢測控制電路和恒流模擬式主機軸溫自動報警器路與主機恒流檢測控制電路的自動切換。繼電器的自動控制工作是由一個單片繼電機采用p1.6口徑來完成的。輸出處于高電平時由主繼電器的常關關開觸點自動吸合，常開關閉觸點自動斷開，此時需要進行恒流源電壓檢測。

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作者簡介：閆航，1992年6月21日，男，研究生，研究方向：車載安全檢測系統。