铁路货车承载鞍磨耗智能测控系统开发

论文摘要

承载鞍安装在货车的滚动轴承和转向架侧架导框之间,起着轴承与侧架的连接、定位和传递各种载荷的作用。承载鞍左右导框横向挡、左右导框纵向挡、前后轴承挡肩以及承载鞍顶面等部位的磨耗对车辆的动力学性能都有较大的影响。为保证行车安全,就要按照检修规程对承载鞍及时进行检修。为满足铁路货车承载鞍检修现场的要求,本文研究和开发了一套先进的承载鞍磨耗检测系统。该检测系统以基于涡流传感器的数据采集系统为基础,以工控机和测试板卡为核心,并在此基础上构建软硬件测试平台,实现工控机控制的铁路货车承载鞍磨耗的自动检测。 本文在对原有检测装置和测量方法进行仔细研究的基础上,设计出了承载鞍磨耗智能测控系统。在模块化硬件的基础上,通过软件定义测控系统的功能,有效利用广泛的计算机资源,增强系统灵活可靠性。系统采用自行设计的多路电涡流传感器,利用工业控制计算机及数据采集卡,实现对被测对象多个测量点磨耗量的同时测量,大大降低了工人的劳动强度,提高了检修效率。 系统设计出了一套涡流传感器的快速准确的标定系统,对多路传感器逐一进行标定。该标定系统以工控机及数据采集卡为核心,采用光电编码器的输出脉冲作为标准量,其具有很高的精度及分辨率。应用工控机控制巡检系统,采用双通道直接读取的方式,对A/D采集板及脉冲计数板的输出数值直接读取,精度高,速度快。通过数据处理程序对光电编码器的输出脉冲量进行数字滤波,再将脉冲量转换成实际的磨耗量,实现承载鞍实际磨耗量与电涡流传感器的输出电压量的准确量化对应,为承载鞍磨耗的自动检测提供可靠标准。 系统利用先进的测控技术,结合强大的计算机资源,研究出了铁路货车承载鞍磨耗量测量的新方法,提高了承载鞍检修的自动化程度。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 铁路货车承载鞍段修规程
• 1.3 铁路货车承载鞍磨耗现状
• 1.4 测试测量技术和仪器的发展及应用
• 1.5 本文课题来源及内容
• 第二章 电涡流传感器
• 2.1 电涡流传感器的基本工作原理
• 2.2 电涡流传感器的等效电路分析
• 2.3 电涡流传感器测量电路
• 2.4 数据采集与处理
• 本章小结
• 第三章 承载鞍磨耗智能测控系统的总体设计
• 3.1 承载鞍磨耗检测问题分析
• 3.2 承载鞍磨耗测量基准和原理
• 3.3 系统的总体设计
• 3.3.1 系统的开发方法
• 3.3.2 系统的总体设计
• 3.3.3 测控软件系统编程语言的选择
• 3.4 系统的可行性分析
• 本章小结
• 第四章 承载鞍磨耗自动检测系统设计
• 4.1 虚拟仪器
• 4.1.1 虚拟仪器的概念及其构成
• 4.1.2 虚拟仪器驱动器
• 4.1.3 VISA标准
• 4.1.4 虚拟仪器在检测系统中的应用
• 4.2 检测系统硬件设计
• 4.2.1 涡流传感器测量电路的设计
• 4.2.2 温度漂移现象的分析
• 4.2.3 数据采集卡 PCL-818LS
• 4.3 检测系统软件设计
• 4.3.1 检测系统软件需求分析
• 4.3.2 软件开发方法的选择
• 4.3.3 检测系统软件的总体设计
• 4.3.4 检测系统软件详细设计及实现
• 本章小结
• 第五章 涡流传感器标定系统
• 5.1 标定系统硬件总体框图及其原理
• 5.2 光电编码器原理
• 5.3 数据采集板卡定时/计数器特性
• 5.4 标定系统软件设计
• 5.4.1 VB对数据文件的管理
• 5.4.2 VB对顺序型数据文件的访问
• 5.4.3 标定软件系统实现
• 5.4.4 数据文件处理
• 5.5 数字滤波
• 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 附录