运行列车轮轴温度成像监测仪制造技术

运行列车轮轴温度成像监测仪属于高速运动目标温度监测领域，解决现有技术存在的不能准确判断轮轴温度及其分布情况，轮轴故障的诊断存在一定的困难的问题。本发明专利技术包括主控电路、高亮度LED灯、可见光线阵相机、中波红外线阵探测器、红外镜头、挡板、温度传感器和电机；中波红外线阵探测器前方设置有红外镜头，红外镜头与轮轴之间设置有带温度传感器挡板，挡板上设置有温度传感器，主控电路通过电机控制挡板动作；主控电路通过控制高亮度LED灯对运行列车轮轴进行照射，通过控制可见光线阵相机和中波红外线阵探测器采集轮轴位置及温度信息，主控电路通过Camera link接口将采集的轮轴位置信息和温度信息传给外部计算机进行成像。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】运行列车轮轴温度成像监测仪属于高速运动目标温度监测领域，解决现有技术存在的不能准确判断轮轴温度及其分布情况，轮轴故障的诊断存在一定的困难的问题。本专利技术包括主控电路、高亮度LED灯、可见光线阵相机、中波红外线阵探测器、红外镜头、挡板、温度传感器和电机；中波红外线阵探测器前方设置有红外镜头，红外镜头与轮轴之间设置有带温度传感器挡板，挡板上设置有温度传感器，主控电路通过电机控制挡板动作；主控电路通过控制高亮度LED灯对运行列车轮轴进行照射，通过控制可见光线阵相机和中波红外线阵探测器采集轮轴位置及温度信息，主控电路通过Camera link接口将采集的轮轴位置信息和温度信息传给外部计算机进行成像。【专利说明】运行列车轮轴温度成像监测仪
本专利技术属于高速运动目标温度监测领域，具体涉及一种运行列车轮轴温度成像监测仪。
技术介绍
列车运行的速度较高，通常货车的速度在70km/h左右，客车通常在120km/h左右，而动车和高铁的速度能达到300km/h以上。在高速的行驶中，列车的车轮中的轴承由于摩擦会产生一定的热量，质量好的轴承产生的这些热量是没有危害的。但是，由于制造缺陷的存在，轴承在高速和重载条件下容易发生各种失效，产生热轴甚至燃轴，危害列车的运行安全。 国内现有的监测列车热轴的设备中，通常都是采用单点温度探测器，在列车经过时对车轴的温度进行采集。由于采集过程中只使用了一个探测器，容易受到来自环境的干扰，如刹车产生的火花，热水的倾倒。这些干扰使得监测设备产生误判断，结果使没有问题的列车被拦截下来，影响了列车的正常运作和调度。 在国外，德国SST公司的产品采用多点探测列车的轴温，有效的提高了监测的正确性。但是，该方案采用的是多个点对轴的不同侧面位置进行监测，不能对轮轴的温度分布进行成像，不能直观的反应轮轴的温度分布情况，轮轴故障的诊断存在一定的困难。而在现有的红外热像仪中，如德国的英福泰克热像仪，拍摄时的帧频在全帧模式下可以达到100Hz，对于高速运行的列车的车轴无法清晰成像。因此需要一种可以对运行列车轮轴的温度进行成像的监测仪。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种运行列车轮轴温度成像监测仪，解决现有技术存在的不能准确判断轮轴温度及其分布情况，轮轴故障的诊断存在一定的困难的问题；实现对运行列车轮轴温度分布的成像，并直观反应出轮轴的温度分布情况。 为实现上述目的，本专利技术的运行列车轮轴温度成像监测仪包括主控电路、高亮度LED灯、可见光线阵相机、中波红外线阵探测器、红外镜头、挡板、温度传感器、电机、数据采集阵列、温控电路、恒流源驱动阵列、测温电路和电机驱动； 所述中波红外线阵探测器配有红外镜头，所述红外镜头与所述运行列车轮轴之间设置有挡板，所述挡板上设置有温度传感器，主控电路通过电机驱动驱动电机控制挡板动作，并通过温度传感器采集挡板的温度； 所述主控电路通过数据采集阵列获得中波红外线阵探测器采集的数据，主控电路通过温控电路控制中波红外线阵探测器的温度，所述中波红外线阵探测器通过恒流源驱动阵列驱动，主控电路通过测温电路获得挡板的温度； 所述主控电路通过控制高亮度LED灯对运行列车轮轴进行照射，通过控制可见光线阵相机和中波红外线阵探测器采集轮轴位置及温度信息，主控电路通过Camera link接口将采集的轮轴位置信息和温度信息传给外部计算机进行成像。 所述中波红外线阵探测器由多个单点红外探测器拼接而成。 所述多个单点红外探测器至少20个，每个单点红外探测器有独立的驱动和信号数据采集阵列。 所述每个单点红外探测器设置有独立的温控电路，所述温控电路采用三级半导体制冷器。 所述挡板涂油均匀的黑色涂料。 所述可见光线阵相机和中波红外线阵探测器的视场平行不重合。 本专利技术的有益效果为:本专利技术的运行列车轮轴温度成像监测仪采用由单点红外探测器拼接成的中波红外线阵探测器进行温度数据的采集，并且每个单点红外探测器使用独立的驱动电路和数据采集电路，使得系统的带宽得到很大的提高，能够对高速运动的物体进行温度成像；使用像元数目较少的红外探测器和像元数目较多的可见光探测器拍摄得到的图像做融合，提高了温度图像的成像质量和清晰度，直观反应出轮轴的温度分布情况，能够准确对运行列车的轮轴温度进行判断，有效的对轮轴故障进行诊断。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术运行列车轮轴温度成像监测仪系统框图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明。 参见附图1，本专利技术的一种运行列车轮轴温度成像监测仪包括主控电路、高亮度LED灯、可见光线阵相机、中波红外线阵探测器、红外镜头、挡板、温度传感器和、电机、数据采集阵列、温控电路、恒流源驱动阵列、测温电路和电机驱动； 所述中波红外线阵探测器前方设置有红外镜头，红外镜头的设计能够使得轮轴的像位于红外探测器的像面上；所述红外镜头与所述运行列车轮轴之间设置有挡板，所述挡板上设置有温度传感器，主控电路通过电机控制挡板动作，并通过温度传感器采集挡板的温度，所述主控电路和可见光线阵相机采用Camera link接口连接,主控电路通过Cameralink接口控制可见光相机动作； 所述主控电路通过数据采集阵列获得中波红外线阵探测器采集的数据，主控电路通过温控电路控制中波红外线阵探测器的温度，所述中波红外线阵探测器通过恒流源驱动阵列驱动，主控电路通过测温电路获得挡板的温度，主控电路通过控制电机驱动控制电机动作； 所述主控电路通过控制高亮度LED灯对运行列车轮轴进行照射，通过控制可见光线阵相机和中波红外线阵探测器采集轮轴位置及温度信息，主控电路通过Camera link接口将采集的轮轴位置信息和温度信息传给外部计算机进行成像。 所述中波红外线阵探测器由多个单点红外探测器拼接而成。 所述多个单点红外探测器至少20个，每个单点红外探测器有独立的驱动和信号数据采集阵列。主控电路控制所有的数据采集阵列，按照行频实时采集每个单点红外探测器的信号。 所述每个单点红外探测器设置有独立的温控电路，所述温控电路采用三级半导体制冷器。 所述挡板涂油均匀的黑色涂料，使用黑色是为了提高挡板的辐射发射率。 所述可见光线阵相机和中波红外线阵探测器的视场平行不重合。 本专利技术的运行列车轮轴温度成像监测仪的工作流程为:当列车进入监测仪的视场之前，首先对中波红外线阵探测器进行非均匀性矫正，列车进入视场后，主控电路控制高亮度LED打开进行可见光补光，控制电机旋转放下挡板，可见光线阵相机与红外部分同步采集图像数据。主控电路将红外数据和可见光数据打包并且通过Camera Link接口发送给外部计算机。中波线阵红外探测器的温度控制采用的是3级半导体制冷器，每个像元探测器使用独立的恒流源驱动，并且使用独立的信号采集电路。20个像元采用20路电流驱动和信号采集。 主控电路通过电机驱动控制电机实现挡板动作，在设备不拍摄图像时，矫正挡板挡住红外镜头，红外部分进行非均匀性矫正和温度补偿，在拍摄图像时，矫正挡板撤出视场范围。 红外部分采集到的数据和车辆的温度相对应，对应关系采用标定好的曲线，并且使用挡板做非均匀性矫正和的温度传感器做温度数据补偿；所述曲线的获得方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
运行列车轮轴温度成像监测仪，其特征在于，包括主控电路、高亮度LED灯、可见光线阵相机、中波红外线阵探测器、红外镜头、挡板、温度传感器、电机、数据采集阵列、温控电路、恒流源驱动阵列、测温电路和电机驱动；所述中波红外线阵探测器配有红外镜头，所述红外镜头与所述运行列车轮轴之间设置有挡板，所述挡板上设置有温度传感器，主控电路通过电机驱动驱动电机控制挡板动作，并通过温度传感器采集挡板的温度；所述主控电路通过数据采集阵列获得中波红外线阵探测器采集的数据，主控电路通过温控电路控制中波红外线阵探测器的温度，所述中波红外线阵探测器通过恒流源驱动阵列驱动，主控电路通过测温电路获得挡板的温度；所述主控电路通过控制高亮度LED灯对运行列车轮轴进行照射，通过控制可见光线阵相机和中波红外线阵探测器采集轮轴位置及温度信息，主控电路通过Camera link接口将采集的轮轴位置信息和温度信息传给外部计算机进行成像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许家林，王晓东，李丙玉，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22