铁路客车轴温检测系统的应用与分析

铁路客车轴温检测系统的应用与分析
摘要列车在运行过程中，机车车辆与钢轨的冲击、动力效应和震动，将导
致车辆走行部分各轴承的发热。

当轴承磨损或产生缺陷时，不正常发热增大，将
会严重影响车辆的行车安全，造成巨大的生命和财产损失。

所以性能优良、可靠
的列车车辆轴温监测报警系统对保证行车安全具有重要的意义。

本文介绍的轴温
报警系统是一种新型的走行部安全监测系统，采用数字和模拟传感器冗余测温技术，对轮对轴承的工作温度进行实时监测并判断报警。

关键词轴温检测系统传感器故障报警
1.
系统组成
轴温报警系统包括轴温报警器、轴温记录仪、温度传感器（包括轴温传感器、环温传感器）、声光报警器、传输线缆等。

见图1。

图1
轴温传感器安装
于轴箱上，能够实时
采集轴端的温度，转换并传输给相应的报警器。

传感器内核采用数字信号和模拟
信号的冗余设计，部分故障时不影响测温的可靠性，同时综合了数字传感器抗干
扰能力强，模拟传感器测温范围广的优点。

另外，传感器探头结构实现了自由旋
转的安装方式，在保证安装可靠的同时，能够选择更合理的走线方向，提高可靠
性与使用寿命。

环温传感器安装于车下的相应支架上，能够采集环境温度。

内核与结构采用
与轴温传感器相同的设计，仅外部接口有差异。

报警器安装于车厢的电气控制柜内，能够实时监测轴温、环温，诊断报警状态，并与整个系统、网关交互轴温数据与故障状态等。

报警输出，除声光报警和
相应轴温闪烁显示外，新增安全环路输出功能，参与控车。

记录仪安装于车厢的电气控制柜内，能够显示并记录系统内的轴温数据与故
障状态，记录间隔可以设置，记录数据能够通过存储器转储，通过导入相应的地
面分析系统能够实现更全面的故障预判。

同时可以显示轴温曲线，能够有效帮助
运营时的在线预判，排除隐患，避免事故的发生。

1.
轴温报警系统的功能说明
2.1面板说明
轴温报警器通常采用嵌入式安装方式。

其面板包括LCD液晶屏、报警指示灯、通信指示灯、蜂鸣器、键盘及键盘锁组成。

见图2。

图2
LCD液晶屏用于显示输出，当自检时开机显黑1s 后，显示相应自检参数；
自检完成后显示相应轴温信息；当设备故障或工作异常时则长期显黑、无字或者
乱码。

报警指示灯用于报警提示，当设备自检时，开机点亮1s 后熄灭；处于正常工作状态无报警时，熄灭，报警时，周期性闪烁；当设备故障或工作异常时则常亮或者常灭。

通信指示灯用于通信指示，当自检时开机点亮1s 后熄灭；处于正常工作状态无发帧时，通信指示灯熄灭，发帧时，通信指示灯点亮。

蜂鸣器用于报警或者按键指示，当设备自检时，开机鸣叫1s 后静音；处于正常工作状态无报警或按键时，蜂鸣器静音，当设备报警时，周期性鸣叫，当按键时，短促鸣叫；当设备故障或工作异常时长期鸣叫或静音。

键盘用于操作输入（键盘锁打开时），处于正常工作状态时操作后会显示相应输入，当设备故障或工作异常时操作无反应，无法按下或弹起。

键盘锁用于禁止或允许操作。

当设备处于工作状态时，关闭后，键盘无法输入；打开后，能够键盘输入。

当工作异常时，关闭后，键盘可以输入，打开后，键盘无法输入。

轴温报警器背面设置电气接口，包括电源通信接口和传感器接口等。

2.2功能说明
报警器开机自动执行自检功能，检查各输出功能是否正常，内容包括：LCD 液晶屏输出、LED 指示灯输出、蜂鸣器输出。

此外，还将显示相关自检信息，内容包括：产品型号名称、软件版本、模块信息，时钟信息等。

自检完成后，默认进入轴温功能，开始正常测温处理、报警诊断、通信联网等功能。

在轴温功能下，按● 键，即可进入“设置”功能，默认首先显示“产品型号名称、软件型号版本”、”模块信息”，以方便随时查阅。

连按●键，则进入“车次、车号设置”功能。

报警器能够同时检测各通道传感器内的数字温度计、模拟温度计的温度及异常，整合处理后，显示在LCD 液晶屏上。

根据预设的跟踪报警、定点报警阈值，报警器能够实时诊断本车各轴温是否
满足报警条件。

当任意轴温满足任意报警条件时，报警器判断为报警，显示相应
轴温闪烁，同时报警灯闪烁，蜂鸣器周期性鸣叫，当本车报警解除时，报警器恢
复常态显示，报警灯熄灭，蜂鸣器静音。

当报警时，按任意键操作（键盘锁已打开），即可实现消音功能，此时蜂鸣器不再鸣叫。

当轴温正常，或跟踪报警时，
安全环路输出为开路（断开），当定点报警时，安全环路输出为短路（闭合）。

当网络中，任意一辆其他车发生报警时，非报警车报警器能够及时显示报警
车的轴温信息，报警轴温、报警灯闪烁，蜂鸣器周期性鸣叫，一定时间后自动停止。

当报警车执行消音操作或报警解除后，非报警车报警器恢复常态显示，报警
灯熄灭，蜂鸣器静音。

当网络中，任意多辆车同时发生报警时，所有车报警器能够及时循环显示报
警车的轴温信息，报警轴温、报警灯闪烁，蜂鸣器周期性鸣叫，10s 后自动停止。

当报警车执行消音操作或报警解除后，非报警车报警器恢复常态显示，报警灯熄灭，蜂鸣器静音。

2.3报警记录
当发生报警时，报警器自动开始周期性记录。

内容包括：报警时间（年、月、日、时、分）、报警轴位、轴温、环温，记录间隔为固定时间。

数据记录满后应
能自动刷新，先进先出，始终保持最新的记录。

报警数据记录不可通过按键操作
删除，且数据记录应具备断电自动保存功能。

1.
结语
轴温报警系统的应用，可以实现车辆轴承温度的实时监控，智能预报车辆轴
承故障，极大的保证了车辆的行车安全。

参考文献
［1］祝常红.数据采集与处理技术［M］.电子工业出版社, 2008.。