机车安全信息综合监测装置便携式检测仪的设计与实现
一种用于机车监控装置的便携式速度、信号测试仪
南 杰 ，沈 宝 林
（ 同 西 电 力 机 务 段 ，山 西 大 同 大 ０ ７ １ ３ ０１ ）
摘 要 ： 绍 便 携 式 速 度 、 号 测 试 仪 的 功 能 及 工 作 原 理 ， 析 其 硬 件 和 软 件 的 结 构 。并 对 测 试 仪 中小 型 介 信 分
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｏｒ ｂｌ ｐ ｅ ｄ ｓ ｇｎ ｅ ｔ ｇ ａｐ ａｒ ｔ ｓ ｓｇ ｆ ｐ ｔ ｅ ｓ ｅ ｄ ａｎ ｉ ａｌ ｓ ｉ ｐ ａ ｕ ａ ｔ ｎ
ｕ ｅ ｎ ｍ ｏｎｔ ｒ ｖｉｅ ｏ ｃ ｍ ｏ ｉ ｅ ｓ ｄｏ ｏ ｉ ｄｅ ｃ ｆ ｏ ｏ ｌ ｔ ｖ
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第 ２ ５卷 第 ５期
２０ 年 ０ 月 ２ 日 ０ ２ ９ ０
电 力 机 车 技 术
Ｔｃ ｅ ｈｎｏ ｏ ｙ ｏ ｅ ￣ ｃ Ｌｏ ｍ ｏｉ ｅ ｌ ｇ ｆ ｒＨ ｃ ｃｏ ｔｖ ｓ
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ ５ １２ ． Ｓｐ２ｔ ２０ ｅ ． ０ ｈ， ０ ２
１１ 单 片 机 ．
确 但 是 ， 设 备 在 使 用 中若 出 现 故 障 或 因其 他 设 备 引 该
起 监 控 装 置 不 能 正 常 工 作 时 ，就 给 机 车 的 运 行 带 来 很 大 的 隐 患 。特 别 是 由 于机 车 的 速 度 或 机 车 信 号 的 检 测 引 起 的 故 障 ，给 机 车 的 正 常 运 输 带 来 许 多 不 确 定 的后 果 。 如 ： 机 车 运 行 中 ， 度 乱 变 或 无 速 度 ， 致 监 控 例 在 速 导 装 置 显 示 距 离 不 准 确 而 失 控 。要 判 断 这 些 故 障 是 出在
便携式多功能检测仪的开发与应用
111作为管理场站信息，维护场站运行的重要制度，场站巡检制度在场站运行中占据十分重要的地位[1]。
国内外很多学者将场站巡检使用的点检设备作为研究对象，对具备超声波测厚、红外测温、激光测距、噪音检测以及振动监测等功能的单体设备进行了大量的研究设计开发工作。
这些仪器种类繁多，每个仪器的功能和用途都不尽相同，巡检人员需要逐一携带、操作和记录，十分耗费时间和精力，给巡检工作带来诸多困扰。
为提高巡检效率，改善现有的传统巡检方式，以场站现有点检设备为基础，进行功能分析、设备参数收集、环境参数收集，并采用集成化设计理念，开发设计了一款便携式多功能检测仪。
使其具备噪音测量、振动检测、激光测距、红外测温、超声波测厚等五种检测功能，能够适应场站多数巡检场景，同时对设备进行了便携式的设计，方便场站操作人员的使用。
在设计时融合日益发展的物联网技术，采用蓝牙通讯技术，增加数据无线传输功能，通过智能点检终端将检测数据无线传输至云端系统，为场站的整体物联提供了支持[2]。
1 方案设计总体方案由智能点检设备与智能点检终端两部分组成，智能点检设备由气体五合一检测仪，多功能检测仪以及激光遥测仪组成，能够适用于场站日常巡检，周期性检查等场景。
智能点检终端选取防爆手机作为载体，包含红外热成像功能。
2 设备原理2.1 通讯原理选用短距离无线通讯的蓝牙5.0进行数据的无线传输工作。
蓝牙无线通讯在进行无线数据传输前需进行设备配对工作，确认数据的接受与发送方，以多功能点检仪为辅助设备，智能点检终端为主设备，主设备查找设备，发起配对，建立链接，成功配对后双方即可收发数据[3]。
多功能点检仪与智能点检终端的配对信息自动保存记录，同时在智能点检终端预存设备的个人识别（PIN）码、地址等信息，智能点检终端根据设置周期进行心跳检测，确认连接设备状态，确保无线通讯数据的正常传输。
2.2 功能原理通过选择不同的功能界面，进行特定的功能检测。
测振功能通过传感器对物体表面振动速度、加速度以及位移值测量，根据采集数据判断物体振动情况；红外测温功能通过光学系统采集红外辐射能量，聚焦在光电探测器上转变为相应便携式多功能检测仪的开发与应用孙勇 游泽彬 何淼 陈锐 李鹏宇 任景辉国家管网集团北方管道有限责任公司 河北 廊坊 065000 摘要：一种适用于输油、输气场站的多功能检测仪器，集成了场站现有多个单体点检设备功能，增加了物联特性，对场站巡检工作提供了设备支持。
《2024年矿用便携式振动监测分析仪设计及应用》范文
《矿用便携式振动监测分析仪设计及应用》篇一一、引言在矿山生产过程中，设备的运行状态直接关系到生产效率和安全性。
因此，对设备进行实时监测和故障诊断显得尤为重要。
其中，振动监测作为一种有效的手段，在矿山设备管理中得到了广泛应用。
本文将重点介绍一种矿用便携式振动监测分析仪的设计及其实际应用，以实现矿山的设备运行状态的实时监控与故障诊断。
二、矿用便携式振动监测分析仪的设计（一）设计原则1. 便携性：仪器体积小、重量轻，方便在矿山现场使用。
2. 可靠性：确保在复杂多变的矿山环境下，仪器能够稳定运行。
3. 实时性：能够实时监测设备的振动情况，及时发现异常。
4. 准确性：监测数据准确可靠，为故障诊断提供有力支持。
（二）硬件设计1. 传感器：选用高灵敏度的振动传感器，能够准确捕捉设备的振动信息。
2. 信号处理电路：对传感器采集的信号进行滤波、放大等处理，以便于后续的信号分析。
3. 显示与控制单元：采用触摸屏显示设备状态和监测数据，同时具备控制功能，如参数设置、数据存储等。
4. 电源模块：采用大容量可充电电池，确保仪器在无外接电源的情况下仍能持续工作。
（三）软件设计1. 数据采集与处理：通过软件实现数据的实时采集、处理和存储功能。
2. 故障诊断算法：集成多种故障诊断算法，如频谱分析、波形分析等，实现对设备故障的快速诊断。
3. 人机交互界面：设计友好的人机交互界面，方便操作人员查看设备状态和监测数据。
4. 数据通信：支持与上位机的数据通信，便于将监测数据传输至其他设备或系统。
三、矿用便携式振动监测分析仪的应用（一）实时监测设备运行状态通过安装在设备上的传感器，实时采集设备的振动信息，并将数据传输至分析仪进行处理。
在仪器的人机交互界面上，操作人员可以查看设备的运行状态和振动数据。
一旦发现异常，可以及时采取措施，避免设备故障的发生。
（二）故障诊断与预警通过集成的故障诊断算法，对设备的振动数据进行频谱分析、波形分析等处理，实现对设备故障的快速诊断。
TAX2型机车安全信息综合监测装置
接邻近电子元件处的空气温度可在-25℃到 70℃之间变化。
装置应允许在不低于-40℃环境温度里存放。
3、振动与冲击
电子装置要承受频率（f）为 1~100Hz 的纵向、横向和垂向正弦振动，振动幅值（A）
如下：
A=25/f2mm
f=1~10Hz
A=250/f2mm
f=10~100Hz
电子装置还要承受纵向、横向和垂向三个方向的冲击，冲击加速度不大于 30m/s2。
4、相对湿度
最湿月月平均最大相对湿度不大于 90%(该月月平均最低温度为 25℃)。
5、安装条件
一般安装在能防止风、沙、雨、雪直接侵袭的车体内或车体外部的箱体内。
三、主要功能及特点
1、装置基本配置的主要功能 TAX2 型机车安全信息综合监测装置以电源单元和通讯记录单元及主体机箱作为基
本配置，该基本配置主要有以下功能： ①串行通信功能 装置内通讯记录单元能通过 RS-485 串行通信方式从监控装置获取年月日、时分秒、
件（增加对各功能单元的事件记录项目，但与原软件兼容）进行地面分析和数据管理。
2、主要特点 ①装置采用 4U 标准机箱及插件单元式结构，既符合开放式工作平台结构的要求，也
便于装置的标准化、模块化，有利于装置的检测、维护、功能扩充和规范管理。 ②装置电源单元采用与 LKJ-93A 型监控装置电源一致的方式，技术成熟、性能稳定、
LKJ-93A 监控通讯电缆 7 芯（LKJ2000 型装置不配）
LKJ-93A 监测通讯电缆 3 芯（或 LKJ2000 型监测通讯电缆 3 芯）
电源电缆（2 芯）
二、装置主机箱的组成
装置主机箱采用符合 GB3047.2 和 GB3047.4 机械尺寸要求的 4U 标准机箱及插件单 元式结构，机箱面板宽 60R。它以电源单元、通讯记录单元作为基本单元配置，其它已 开发的功能单元有：TMIS 单元、轨道检测单元、弓网检测单元、DMIS 单元、无线列调 语音录音单元；另外，预留 4 个单元位置用于备用功能单元的扩展。各单元以插件形式 插装在机箱内母板上，另外有一块滤波板装在机箱后面板上。机箱各单元配置见装置前 面板布置示意图（图一）。
TAX2型机车安全信息综合监测装置
主要功能
• ③数据转储功能 • 通讯记录单元记录的信息可以利用监控装臵转 储器通过RS-232串行通信方式进行数据转储。且 预留有与可能应用的大容量IC卡设备通信的RS485接口。 • ④数据分析处理功能 • 装臵记录的信息通过转储器输送到地面微机后， 可以利用LKJ-93监控装臵地面分析处理软件（增 加对各功能单元的事件记录项目，但与原软件兼 容）进行地面分析和数据管理。
TAX2型机车安全信息综合监测装臵
设计环境
• 随着车载系统信息化以来，一些与机车运行有关 的辅助安全信息的检测及数据传输设备已相继问 世，如轨道动态检测设备、弓网检测设备、无线 列调语音录音设备、TMIS及DMIS列车运行信息 传输设备等。但这些设备分别由不同的研制单位 生产或试制，自成一体，在机车上分散安装，系 统性不强，资源浪费大；而且由于没有与列车运 行的时间、公里标和速度等信息相结合，又没有 一套较好的地面管理系统支持，致使记录的信息 可用性差，不便于分析和统一管理。为此，很有 必要将这些设备集中化、系统化，并建立统一的 工作平台。
系统概述
• 1998年11月，在铁道部组织下，由株洲所牵头开始进行 机车安全信息综合监测装臵（第一代tax装臵）的研制，至 今已经发展到第二代tax2装臵。 • 该装臵将各检测设备以标准模块单元臵于工作平台中， 由该工作平台中的通讯记录单元一方面获取监控装臵的时 间、公里标、速度和车次等信息，另一方面综合各功能模 块单元检测到的信息进行记录，记录的格式与LKJ-93A监 控装臵的数据记录格式相同，可以用监控装臵转储器进行 记录数据的转储，并利用其地面处理软件进行地面分析处 理和数据管理。另外，通过装臵中的信息传输单元（如 DMIS单元、TMIS单元等），可以将列车运行的信息实时 传送给有关地面设备，以便实现对机车的动态跟踪管理， 提高对机车的周转率和利用率。该装臵既解决了所有检测 信息以统一时间、公里标作为基准座标记录的问题，又解 决了数据的转储、分析管理和车地信息传输问题，同时也 节约了资源和便于对设备的统一维护。
机车安全信息综合监测装置架构设计
机车安全信息综合监测装置架构设计徐瀚段士超文卫明陈小雨苗延波河南思维自动化设备股份有限公司河南郑州 450000ʌ中图分类号ɔU260.3ʌ文献标识码ɔB ʌ文章编号ɔ2095-588X(2019)-02-0092-01简介1.1研究背景 TAX2型机车安全信息综合监测装置于1999年研制并运用推广,已安装运用于全路2万多台机车和动车组上㊂TAX 是列车运行监控系统(LKJ)重要组成部分,是我国运用范围最广的机车安全信息综合平台㊂受上世纪九十年代技术条件限制,TAX2型机车安全信息综合监测装置采用的RS485通信总线架构日益不能满足不断增加的多节点外部通信需求,相对较低的数据传输㊁处理能力不能满足更大容量的数据通信要求,也无法支持更高级别的数据校验和加密要求㊂随着机车和动车组装备的不断发展,各种机车监测设备日渐增多,据不完全统计,全路TAX装置装入的第三方功能扩展插件和外围设备已有30多种㊂由于既有TAX对第三方设备缺乏有效的接入验证机制和管控手段,TAX通信的安全性和数据的可靠性已无法得到保障㊂既有TAX硬件性能较低,不能支持软件复杂运算来实现安全数据通信㊂另一方面,随着LKJ-15系统装置的研发和推广应用, TAX需通过优化升级与之兼容㊂早期研发的TAX2型机车安全信息综合监测装置受电子产业的快速发展的影响,也面临着设备关键原材料停产和被淘汰㊁装置生产和维护难以为继的窘况㊂因此有必要从系统层面开展列车安全运行监测装置(TAX)优化技术研究,优化TAX系统架构,全面提升产品性能㊂经铁路总公司批准,命名新型机车安全信息综合监测装置为TAX18㊂TAX18装置架构设计1.2内部总线架构设计1)既有产品通信架构分析与新架构选择既有TAX2型机车安全信息综合监测装置均采用RS485半双工总线作为数据交互总线,并采用一对多的广播式总线架构,在与第三方功能扩展插件和设备进行多节点通信时,必须采用轮询方式进行数据交互,通信效率较低,而且易受到各节点的通信终端干扰㊂当单个或多个节点的通信终端的总线终端阻抗失配时,会造成总线信号失真,通信终端误码率大幅提升,引起错帧㊁漏帧㊂当某节点的通信终端的总线接口的收发控制处于失控状态,非法占用总线,则会引起其它插件或设备丢帧,若该终端无法恢复,则整条总线持续处于堵塞状态,所有终端均无法正常通信㊂其总线架构如下图所示㊂图1既有TAX总线架构为了解决TAX与第三方功能扩展单元的通信总线抗干扰问题,确保可靠的数据通信,本设计采用一对一的RS485通信总线结构取代广播式的多节点的RS485总线㊂TAX18通信记录插件具备12路独立的RS485总线接口,分别与9种功能扩展插件㊁3种TAX外围设备采用点对点的通信方式,彼此互不干扰㊂某一功能扩展单元故障引起RS485总线堵塞,也不会影响到其它各路总线通信㊂从而在根本上RS485总线丢帧或错帧问题㊂图2 TAX18装置RS485网络拓扑2)内部高速通信架构设计RS485总线通信速率仅为28800b p s,用于TAX与功能扩展单元之间实时信息的交互基本满足,但要进一步扩充实时通信的内容,甚至需要实现大容量文件的传输,则通信速率已构成瓶颈,因此TAX18型装置采用以太网总线与各功能扩展单元实现高速数据通信,增强TAX数据对监测信息的数据集中和记录功能,并预留与LMD系统相结合,实现数据车-地无线传输,使各种监测信息及时落地㊂装置具备以太网交换机插件,对外提供13路以太网总线接口,与9种功能扩展插件㊁4种外设进行高速数据通信㊂为了避免影响设备间的网络安全,通过划分不同VLAN,防止外设之间的非法访问㊂图3 TAX18装置以太网网络拓扑1.3内部接口规划1)电源接口规划图4 TAX18装置内部电源连接T AX18装置内部插件由电源插件供电,其中通信记录插件㊁交换机插件采用DC5V1供电,各功能扩展插件采用DC15V㊁DC5V2或DC110V/ DC74V供电,DC5V1和其它几路电源之间采取电气隔离措施㊂两块电源插件采取冗余设计㊂2)通信接口规划各功能扩展插件对外电气接口沿用T AX2设计,每块插件均在背板对留有1个插座,用于外接相应的监测装置,其对应关系如下表所示㊂表1插槽与背板插座对应表A序号插件名称TAX18插座备注1轨道检测X32弓网监测X43TMIS X5接电子标签4DMIS X6接口CIR5扩展接口X76语音录音X9接CIR7备用2X108备用1X119备用3X1229机械与应用2019年2月探索科学1.4 插件功能规划1)电源插件㊂电源插件将机车电源转换为供装置内部插件和第三方功能扩展插件使用的内部电源,电源插件适应机车DC74V和DC110V输入电源,具备过流㊁过压㊁反接等保护,具体参数如下:输入电源范围为:DC38V-DC160V功率:不含功能扩展插件ɤ50W,含功能扩展插件ɤ110W㊂输出电压:DC5V1给2块通信记录插件㊁交换机插件供电㊂输出电压:DC15V给扩展接口插件㊁语音录音插件㊁DMIS插件及备用1-备用3插件供电㊂输出电压:DC5V2给TMIS插件㊁备用1-备用3插件供电2)通信记录插件㊂通信记录插件作为TAX装置的主控单元,完成LKJ信息采集㊁外设接入验证㊁机车安全信息转发㊁数据汇集及维护等功能,并预留数据加解密功能㊂通信记录插件采用DC5V供电,提供1路RS485和2路CAN与LKJ通信,1路以太网与交换机插件相连,13路RS485接口与功能扩展插件和外围设备通信㊂所有电气接口进行内外电气隔离㊂3)交换机插件㊂交换机插件负责TAX装置的以太网通信,采用DC5V供电,提供16个百兆以太网口实现通信记录插件与功能扩展插件㊁外围设备之间的以太网互联㊂其中12路以太网通过背板矩形插头连接TAX装置内部通信记录插件和和功能扩展插件,面板4个以太网口提供对外使用㊂连接关系见图4㊂4)扩展接口插件㊂扩展接口插件用于提升TAX18装置对外通信扩展能力,采用DC15V供电,通过1路RS485与通信记录插件通信㊁1路以太网与交换机插件连接,对外提供4路RS485接口(面板3路㊁背板1路)连接TAX相关外设㊂必要时,可在预留插槽安装扩展接口插件,最多可外接12个外设㊂图5扩展接口插件5)第三方插件扩展装置为各功能扩展插件提供9个4U槽位,分别为TMIS㊁DMIS㊁语音录音㊁弓网检测㊁轨道检测㊁扩展接口及备用1-备用3㊂在每个槽位的背板上,均设置DC110V/DC74V㊁DC15V㊁DC5V2供电电源,为各功能扩展插件提供工作电源,并及1路RS485接口和1路以太网接口,各功能扩展插件通过RS485总线与TAX通信记录插件通信,通过以太网总线实现高速数据交互㊂在装置背板,TAX为所有功能扩展插件提供对应的对外接口,用于外连相应的监测装置㊂1.5新架构技术特点㊂1)采用控制器局域网(CAN)作为系统内部与LKJ-15系统的通信方式进行数据交换,CAN总线器件本身带CRC校验功能,具有高强的检错与容错的能力,可以避免RS485总线的死锁情况,大大提高了传输可靠性进一步提高㊂2)一对一的RS485通信总线结构,TAX与各个功能单元之间形成单独通道,物理层面上杜绝功能单元故障对TAX通信的影响㊂3)增加了以太网总线,进一步丰富TAX装置与各监测设备之间信息的数据共享,可与LMD相连接,实现车-地监测数据传输㊂4)完全兼容TAX2的所有插件,可直接插在机箱中㊂5)装置对外接口兼容TAX2,可以在不更改现有机车布线的情况下完全替换TAX2装置㊂6)采用统一的硬件规范和软件通信协议,有利于功能单元的合作开发和新功能的扩展㊂7)采用符合GB3047.2和GB3047.4机械尺寸要求的单元插件式19英寸4U标准机箱结构,既符合开放式工作平台结构的要求,也便于装置的标准化,模块化,有利于装置的检测维护和规范管理㊂8)装置中各功能单元采用电源隔离㊁通信接口隔离和对外输入/出信号隔离技术,提高了装置的可靠性㊁安全性和抗干扰能力㊂9)系统电磁兼容性满足GB/T 24338.4-2009标准要求,抗干扰能力强,工作可靠性高㊂新架构关键技术1)多节点的通信总线冗余和抗干扰技术㊂既有TAX2型机车安全信息综合监测装置采用一条RS485总线向所有功能扩展单元进行数据广播,并采用轮询方式收集各功能扩展单元的信息,从而实现多节点通信㊂这种方式易受到各节点的通信终端干扰,引起数据传输过程中的丢帧或错帧,误码率较高,甚至整个通信总线被堵塞㊂为兼容既有功能扩展单元插件,TAX18装置仍保留RS485总线作为交互总线,但采用网关技术,由TAX通信记录单元提供多路RS485总线接口,与各功能扩展单元实现一对一的通信,从而使安全验证成为可能,各通信节点先经安全接入验证后,方能实现业务数据的通信㊂任一节点不能干扰到其它节点㊂同时采用以太网总线,作为RS485总线的通信冗余总线,提高通信的可靠性,并承担大容量数据的通信传输㊂由以太网交换机负责数据交换,阻断各通信节点之间的非法通信,隔绝TAX与系统外设备的非法通信,避免网络风暴㊂2)安全通信及加密技术㊂既有TAX2型机车安全信息综合监测装置采用校验和方式来确保数据传输的正确性,数据校验等级较低,同时TAX协议为半公开状态㊂数据通信安全和可靠性难以保障㊂TAX18装置通过安全通信及加密技术来解决TAX与功能扩展单元在通信应答过程中,通过授权码识别合法和非法设备,防止非法设备窃取或篡改数据㊂TAX与功能扩展单元在数据传输过程中,对通信数据采取加密措施,防止数据被篡改并加强数据的安全性;采用点名接收的方式,加强数据信息传输过程的确认;并采用CRC校验方式,提高数据校验能力,降低通信误码率㊂功能扩展单元采取通信容错机制,对获取的数据进行校核确认㊂3)兼容新一代LKJ系统㊂新一代LKJ系统(即LKJ-15型)在既有LKJ列车监控装置的基础上,强化安全计算机㊁应答器信息接收㊁轨道电路信息接收等技术,实现了列车在不同设备制式㊁不同等级线路的跨线运行控制要求,在安全性㊁可靠性㊁用户体验和可维护性方面有质的提升,满足中国铁路运输当前和未来发展的新需求㊂TAX18装置在支持既有LKJ装置基础上,针对新一代LKJ系统(即LKJ-15型)的数据通信需求,提高通信接口速率,制定通信协议,实现与新一代LKJ的兼容,并扩充与第三方功能扩展单元交互的信息内容,之间互相对接数据信息内容更丰富,便利于监测设备更丰富的运用㊂4)高速通信总线技术㊂为提升通信速率和能力,TAX18装置采用了以太网㊁CAN等高速通信总线技术,加强TAX对功能扩展单元的数据采集能力,强化TAX对监测数据的集中存储功能㊂全面提升TAX装置与各外设通信的速率㊁可靠性和可用性,适应铁路信息化需求㊂5)嵌入式冗余计算机技术㊂TAX18装置采用嵌入式计算机系统架构,运算处理和存储能力大幅提升,并且采用双机冗余技术,实现主备冗余切换,提高装置可靠性为更好实现安全信息监测和交互打下基础㊂4结论TAX18型机车安全信息综合监测装置构架能够满足目前及LKJ -15型列控装置推广后对新型TAX装置的需求,相比老产品架构具备极大的技术优势,目前应用该架构的设备样机已完成研制,具备试用条件㊂39探索科学2019年2月机械与应用。
便携式监控装置综合测试仪
５ ４
引进 与咨询 ２ ０ ０ ６年 第 １ 期 １
铁道 科学
便 携 式 监 控 装 置 综 合 测 试 仪
汪 章 培
（ 州机务段 技 术科 ，福 建 福 州 ３０ １ ） 福 ５ ０ ３
摘 要 ：介 绍便 携 式监 控 装 置 综 合 测 试 仪 的 功 能及 工 作 原 理 ，分 析 其 硬 件 和 软 件 的 结 构 ，设 计 适 用 于
控装置进行相关的功能性检测 ，从而保证 机车在修程交验 、
运用 出库运行监控 装置 工作在 良好状 态。 目前机 务系统使
用 的 监 控 装 置 测 试 设 备 只 局 限 在 地 面 测 试 （ 备 必 须 下 设
１ ．２ 输 出过机信号 能够模拟 轨道过机 信号进行 过机 信号输 出，信 号包括 交流 ２ Ｈ 、移 频 、Ｕ ７ ５ｚ Ｍ １等 轨道 电路 信号形式 ，并且可以选择半 自动闭塞或 自动闭塞模式。 １ ．３ 输 出机 车速度 信号 能 同时 输 出两 路方 波信 号 ， 模拟机车光 电速度 传感器信 号 ，速度信 号能 够根据 机车类
目前机务系统使用的监控装置测试设备只局限在地面测试设备必须下车原先各单位配置的在线测试仪由于产品质量差故障率高加上功能不全等原因几乎没有哪个单位能正常使用造成修程机车监控装置交验时不能按验收标准开展监控模式模拟试验为弥补机车监控装置在线测试设备的空缺并能够在线快速检测和判断速度信号过机等关连外部信息采集通道软故障处所
２ ．１ 测试仪结构和外观 如下 图示 ：
测试仪 由一个测试 主机和针对不 同接 口的测试线组成 。 为了完成各种信 号 的模拟 和测试 ，由此 对测试 仪设计 了一
个高性 能的 ３ ２位嵌 入式系统 ，采用了一个实时的嵌入式操 作 系统 ，模拟 实现列车运行进路 上机车接收到 的点灯信 号、 轨道 过机信号及机 车运行 速度信 号等 ，来对 机车监控 装置
《2024年矿用便携式振动监测分析仪设计及应用》范文
《矿用便携式振动监测分析仪设计及应用》篇一一、引言在矿山生产过程中，设备的正常运行与安全至关重要。
为了实现对矿山设备的实时监测和故障预警，矿用便携式振动监测分析仪的设计与应用显得尤为重要。
本文将详细介绍矿用便携式振动监测分析仪的设计原理、技术特点以及在实际应用中的效果，以期为矿山安全生产提供有力保障。
二、矿用便携式振动监测分析仪的设计原理1. 硬件设计矿用便携式振动监测分析仪的硬件设计主要包括传感器、信号处理单元、电源模块、通信模块等部分。
传感器负责采集设备的振动信号，信号处理单元对采集的信号进行滤波、放大和数字化处理，电源模块为整个设备提供稳定的电力支持，通信模块则实现数据的传输和远程监控。
2. 软件设计软件设计是矿用便携式振动监测分析仪的核心部分，主要包括信号处理算法、故障诊断算法以及人机交互界面等。
信号处理算法用于对采集的振动信号进行分析和处理，提取出有用的信息；故障诊断算法则根据处理后的信息判断设备是否出现故障；人机交互界面则方便操作人员对设备进行控制和参数设置。
三、技术特点1. 便携性：矿用便携式振动监测分析仪采用轻量化设计，方便操作人员携带和移动，适用于各种矿山环境。
2. 实时性：设备能够实时采集设备的振动信号，并对信号进行快速处理，实现设备的实时监测和故障预警。
3. 准确性：采用先进的信号处理算法和故障诊断算法，提高了诊断的准确性和可靠性。
4. 智能化：具备自学习和自适应功能，能够根据设备的运行状态自动调整监测参数和诊断策略。
四、实际应用矿用便携式振动监测分析仪在矿山生产中得到了广泛应用，主要应用于煤矿、金属矿等各类矿山。
通过实时监测设备的振动信号，分析设备的运行状态，及时发现潜在故障，为矿山生产提供了有力保障。
同时，该设备还具有远程监控功能，方便管理人员对设备进行远程控制和调度。
五、应用效果1. 提高设备运行安全性：通过实时监测设备的振动信号，及时发现潜在故障，避免了设备故障引发的安全事故。
机车空调便携式测试仪
机车空调便携式测试仪【摘要】本文介绍了机车空调便携式测试仪，首先从工作原理和功能特点两个方面进行了详细介绍。
接着分析了该测试仪的应用场景，包括在维修和保养工作中的实际应用。
然后列举了其优点，如便携性强和操作简单等。
同时也提到了该测试仪的缺点，比如可能存在的测量误差。
机车空调便携式测试仪在提高工作效率、保障机车安全等方面具有重要作用，但在使用过程中仍需注意其局限性，以获得更准确的测试结果。
【关键词】引言、介绍、背景、工作原理、功能特点、应用场景、优点、缺点、总结、机车空调便携式测试仪1. 引言1.1 介绍机车空调便携式测试仪是一种用于检测机车空调系统性能的便携式设备。
随着交通工具的普及和机车使用量的增加，对机车空调系统的性能要求也越来越高。
而机车空调便携式测试仪就是为了满足这一需求而设计的一种专用工具。
这种便携式测试仪可以快速准确地检测机车空调系统的制冷和制热性能，以及空调系统的出风温度和风速等参数。
通过使用这种测试仪，可以及时发现空调系统中的故障和问题，并采取相应的维修措施，保证机车空调系统的正常运行。
机车空调便携式测试仪不仅具有便携性和高效性的特点，而且操作简便，适用范围广泛。
无论是机车维修单位还是机车制造厂商，都可以通过这种测试仪对机车空调系统进行快速、准确的检测和诊断。
这种设备在提高机车空调系统维护效率和降低维护成本方面具有重要意义。
1.2 背景机车空调便携式测试仪的背景：机车是重要的运输工具，尤其是在铁路运输行业中扮演着重要角色。
随着时代的发展，机车的舒适度和安全性要求也越来越高。
机车空调系统作为提升机车舒适度的关键设备，对其性能进行测试和监测变得尤为重要。
随着对机车舒适度和安全性要求的不断提高，机车空调便携式测试仪的应用将会越来越广泛。
研究和了解机车空调便携式测试仪的工作原理、功能特点、应用场景、优点和缺点是十分必要的。
2. 正文2.1 工作原理机车空调便携式测试仪的工作原理是通过内置的传感器和控制器来实时监测机车空调系统的运行情况。
便携式现场测试仪设计与研制
便携式现场测试仪设计与研制摘要：直流输电工程以直流电的形式完成电能的远距离传输，送端将交流电变为直流电，为整流站；受端将直流电变为交流电，为逆变站。
换流阀即为实现整流与逆变的设备。
为保证直流输电工程的可靠稳定运行，每年均需要对换流阀设备进行检修。
为避免早期检修设备功能少，需多人测量、需拆卸测量、测量数据需人工抄录等问题，针对便携式现场测试仪进行设计研制，实现对设备的不脱线闭环测试，检测数据就地显示及分析存储，快速显示测量结果，单人操作即可完成，大大提高检修效率。
关键词：换流阀，测试仪，便携式1 引言换流阀为直流输电工程的核心设备，其可靠稳定运行至关重要。
换流阀中重要的部件是晶闸管级，这些部件对于换流阀设备运行的安全与稳定具有决定意义，因此晶闸管级的功能测试显得尤为重要[1]。
换流站检修时，需对站内的晶闸管级进行检测，而每个换流站内的晶闸管级数量庞大，现行的测试方法操作步骤繁琐，存在人员及设备安全隐患，效率低下。
为提高换流阀测试的效率，同时能够保障功能和可靠性，需研制能够进行完整功能测试和快速测试晶闸管级功能的仪器。
2 换流阀介绍直流输电工程依据技术路线的不同分为大组件换流阀和小组件换流阀，同时大组件换流阀又分为光控换流阀和电控换流阀。
光控换流阀的触发方式为光触发，即触发信号为光信号，发送至光控晶闸管门极使其触发导通。
电控换流阀的触发方式为电触发，即触发信号为电信号，发送至晶闸管级的触发监测板卡，再由触发监测板卡将光信号转换成电信号发送至晶闸管门极使其触发导通[2]。
换流阀利用晶闸管的导通与关断，实现整流与逆变。
由于晶闸管在导通时基区存在大量的过剩载流子，晶闸管两端的电压由正向变为负向时，基区的载流子通过扩散、迁移、复合等方式浓度逐渐降低，从而恢复高阻状态，该过程称为反向恢复期过程。
如果在此过程中，晶闸管承受冲击，则很容易损坏。
因此需设置反向恢复期保护功能[3]。
电控换流阀的反向恢复期保护功能集成在触发监测板卡内，当检测到冲击电压时触发监测板卡发送电触发脉冲使电控晶闸管导通。
便携式汽车仪表检测装置的设计与实现
便携式汽车仪表检测装置的设计与实现作者：钱田义李美来源：《电脑知识与技术》2020年第23期摘要：针对目前仪表检测装置缺乏集成，体积大，不方便携带等问题，开发一款便携式汽车仪表检测装置。
该装置基于C#开发上位机，集成嵌入式板卡，使用11.6寸触屏作为交互界面，实现对汽车仪表的功能进行检测，并对仪表测试数据记录和存储。
通过实际测试验证，该装置稳定可靠。
关键词：C#;便携式;汽车仪表;数据记录和存储;检测装置中图分类号：U467; ; ; 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2020）23-0068-04Abstract： In view of the lack of integration， large volume and inconvenient carrying of the current instrument detection device， a portable automobile instrument detection device is developed.The device is based on C# development host computer， integrated with embedded board card， using 11.6 inch touch screen as an interactive interface， to realize the function detection of automobile instrument， and to record and store the instrument test data.Through the actual test， the device is stable and reliable.Key words： C#; portable; automobile instrument; data recording and storage; detection device1 背景随着电子测控技术以及汽车仪表技术的发展，现有汽车仪表检测暴露以下问题：1）检测装置缺乏集成，体积大，不方便携带;2）人机交互复杂，且通用性较差;3）检测装置采用CANOE，PC作为上位机，依靠CANCASE工具，需要Vector软件平台支持，实现成本高。
TAX2型机车安全信息综合监测装置
LKJ-93A 监控通讯电缆 7 芯（LKJ2000 型装置不配）
LKJ-93A 监测通讯电缆 3 芯（或 LKJ2000 型监测通讯电缆 3 芯）
电源电缆（2 芯）
二、装置主机箱的组成
装置主机箱采用符合 GB3047.2 和 GB3047.4 机械尺寸要求的 4U 标准机箱及插件单 元式结构，机箱面板宽 60R。它以电源单元、通讯记录单元作为基本单元配置，其它已 开发的功能单元有：TMIS 单元、轨道检测单元、弓网检测单元、DMIS 单元、无线列调 语音录音单元；另外，预留 4 个单元位置用于备用功能单元的扩展。各单元以插件形式 插装在机箱内母板上，另外有一块滤波板装在机箱后面板上。机箱各单元配置见装置前 面板布置示意图（图一）。
第二章 装置的组成及结构 ................................................. 5 第三章 装置的原理简介 ................................................... 9
第一节 装置的基本原理 ............................................... 9 第二节 电源单元原理 ................................................ 10 第三节 通讯记录单元原理 ........................................... 14 第四节 滤波板电路原理 .............................................. 17 第五节 各功能单元接口、功能及原理 .................................. 17 第六节 数据转储及地面分析处理操作 .................................. 18 第四章 系统安装指南 ................................................... 21 第一节 系统安装技术要求 ........................................... 21 第二节 系统安装布线 ............................................... 23 第五章 系统装车调试及常见故障处理 ...................................... 28 附录一 MAX1480B 简介 .................................................... 30 附录二 安装 TAX2 综合监测装置软硬件接口说明 ............................. 32 附录三 主要元器件介绍 .................................................. 35 附录四 电路原理图………………………………………………………………………40
机车空调便携式测试仪
机车空调便携式测试仪机车空调便携式测试仪是目前市场上广泛应用的一款便携式测试仪器，它具有小巧轻便、易操作、功能齐全等特点，能够在机车维修保养过程中，对机车空调系统进行全面检测，以确保机车空调系统的正常运行。
本文将从测试仪的基本原理、功能特点、使用方法、维护保养等方面进行详细介绍，希望对机车维修保养人员有所帮助。
一、测试仪的基本原理机车空调便携式测试仪是基于机车空调系统工作原理设计的专用测试设备，采用先进的传感技术和数据处理技术，能够快速准确地对机车空调系统进行测试和诊断。
测试仪的基本原理是通过传感器采集机车空调系统的温度、压力、流量等参数，然后将采集到的数据传输到测试仪的主控芯片进行处理，最终通过显示屏显示出相应的测试结果。
而在整个测试过程中，测试仪还能够自动对数据进行分析，根据预设的标准值进行比对，给出相应的测试报告，为机车维修保养人员提供科学的数据支持，方便他们对机车空调系统进行维修和保养。
二、功能特点1. 多参数测试：机车空调便携式测试仪能够对空调系统的温度、压力、流量等多个参数进行测试，具有全面性和准确性。
2. 简便操作：测试仪采用人性化的设计，操作简单方便，即使对于不熟悉仪器的维修保养人员也能够轻松上手。
3. 高效性能：测试仪的主控芯片和数据处理技术具有高效性能，能够快速准确地进行数据处理和分析，提高了维修保养的效率。
4. 多种显示方式：测试仪能够通过显示屏显示测试数据、测试结果和测试报告，方便维修保养人员进行查看和分析。
5. 数据存储和导出：测试仪能够将测试数据进行存储，并支持通过USB接口进行数据导出，方便后续的数据分析和管理。
6. 高精度传感器：测试仪采用高精度传感器，能够准确地采集各项测试参数，确保测试结果的可靠性。
7. 自动诊断功能：测试仪具有自动诊断功能，能够根据测试数据自动分析、识别和报警，帮助维修保养人员快速找到故障点。
三、使用方法1. 连接测试仪：将测试仪的传感器与机车空调系统连接，确保连接牢固和电路连接正确。
机车空调便携式测试仪
机车空调便携式测试仪随着交通工具的普及和人们生活水平的提高，机车已经成为人们生活中不可或缺的交通工具之一。
尤其是在一些气候较为炎热的地区，机车空调已经渐渐成为大家选择交通方式的重要因素之一。
机车空调虽然带来了舒适的乘坐体验，但是在使用中也会遇到一些问题，如何保证机车空调的正常工作，特别是在使用便携式测试仪对机车空调进行测试是非常有必要的。
便携式测试仪是一种便携式的测试仪器，可以用于机车空调的测试和监测。
使用便携式测试仪可以方便快捷地对机车空调的制冷、制热效果进行检测，以确保机车空调的正常工作。
便携式测试仪不仅能够提高机车空调的使用效率，而且还能够降低机车空调的使用成本和维护费用。
便携式测试仪还可以帮助用户及时发现机车空调的故障，及时进行修理，保障机车空调的正常使用。
随着机车空调的日渐普及，便携式测试仪在机车空调的维护和保养中扮演着越来越重要的角色。
在使用便携式测试仪时，用户需要注意一些使用技巧和注意事项，才能更好地发挥便携式测试仪的作用。
用户在使用便携式测试仪之前，需要仔细阅读设备的使用说明书，了解便携式测试仪的功能和使用方法。
在使用便携式测试仪时，用户需要按照说明书的要求正确操作，以避免不必要的损坏和安全事故的发生。
用户在使用便携式测试仪时，需要根据实际情况选择合适的测试项目和测试参数。
不同的机车空调可能具有不同的制冷、制热性能，所以在测试机车空调时，用户需要根据实际情况灵活调整测试项目和测试参数，以确保测试结果的准确性和实用性。
用户在使用便携式测试仪时，需要定期对设备进行维护和保养，以确保便携式测试仪的正常使用。
在平时的使用过程中，用户需要对便携式测试仪进行定期的清洁和检查，及时发现并处理设备的故障和问题。
用户在使用便携式测试仪时，需要遵守相关的安全规定和操作流程，确保自身和他人的安全。
在使用便携式测试仪时，用户需要注意设备的使用环境和条件，防止设备在不适宜的环境和条件下使用，造成设备的损坏和安全事故的发生。
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机车安全信息综合监测装置便携式检测仪的设计与实现
作者：张华黄娟娟
来源：《科技资讯》2015年第17期
摘要：机车安全信息综合监测装置便携式测试仪不仅可以解决TAX装置内部通信状态检测的问题，同时还可以解决TAX装置与LKJ监控装置主机之间的通信状态检测的问题。
操作界面简单便捷，使作业者在现场能够迅速、准确的判断故障点，缩短故障处理时间，大大提高了工作效率。
关键词：监测装置 TAX 便携式硬件软件
中图分类号：U26 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（b）-0048-02
随着TAX2、TAX3型监测装置信息平台的全面推广使用，与机车运行相关的辅助安全信息监测插件也在不断增加，这些插件可以实现行车过程的信息传递、操作控制、安全检测、事件记录等功能，通过对记录数据的分析能确定发生事件及原由，为安全行车提供了强大的技术保证。
而由于这些辅助插件的增加，导致TAX装置的工作量大大增加，故障率增高，结合部增多，插件之间相互影响的问题也随之而来。
但是目前对TAX装置的检测手段单一，检测所需时间较长，无法满足现场的需求。
因此，要想在作业现场能够迅速、准确的判断故障点，缩短故障处理时间，提高工作效率。
同时，通过检测及时发现故障隐患，提高TAX装置通信的稳定性、可靠性，为相关的辅助安全信息监测插件提供准确的信息，确保机车运行安全。
只能依靠自行研制一种便于车上使用、可以兼容检测TAX2、TAX3装置、可以全面检测TAX装置通信状态的便携式测试设备。
1 便携式检测仪的设计
1.1 技术路线
TAX装置的通信主要分为两部分，一部分是与LKJ装置之间的RS485通信，实时获取监控装置采集的时间、公里标、速度、车号和车次等重要列车运行信息；另一部分是与其内部的插件之间的RS485通信，将实时获取的信息发送到RS485总线，供其他功能单元取用。
根据TAX装置的通信特点，检测也分为两部分，一是检测LKJ装置与TAX装置之间的通信状态；二是TAX装置内部的通信状态。
因此，便携式测试仪的外部连接也需要两种方式，可以分别检测两种状态。
同时，TAX装置作为一个信息平台，同时兼顾接收与发送两种功能，那便携式测试仪也应具备读取与发送两种功能，才能完整的测试TAX装置的通信状态。
1.2 硬件的选取与设计
一款手持式的测试设备，主要由主模块、存储设备、电源、液晶屏、输入设备、外壳等组成，而主模块的选择决定了其余设备及开发平台的选择。
（1）主模块：Intel ATOM n270低功耗平台最为适合，该主板体积小（3.5寸），采用的是INTEL ATOM N270处理器1.6GHz，处理速度快，支持电阻触摸屏，并且带有RS232、RS485串口。
（2）存储设备：综合比较后，选择了1.8寸16G的固态硬盘作为测试仪的存储设备，体积小、功耗小、稳定性高。
（3）液晶屏：从便携性、功耗等因素上考虑，采用杭州平望科技有限公司生产的
AT50TV型8寸显示屏。
（4）电源：采用日本三洋电机株式会社生产的锂电池单节，定制了专用的充放电电路。
（5）输入设备：选择了市场上普通的数字键盘。
这样如果键盘损坏，维修和更换的成本都很低廉，保证了设备的可用性。
设备选型完成后，就要开始组装调试，为保证在机车上可靠使用，手工制作了一个钢板外壳。
首先为了实现监听LKJ2000型监控主机对外发出的RS485信息的功能，该研究者制作了一根LKJ2000型监控主机X37插头至机车安全信息综合监测装置便携式检测仪的通信连接线，可以通过此连接线，将LKJ2000型监控主机的RS485信息传输到测试仪上。
通过测试仪的液晶显示屏来查看LKJ2000型监控主机对外发布的RS485信息是否正确。
其电气连接线路图如图1。
其次为了实现模拟LKJ2000型监控主机向TAX机车安全信息综合检测装置发送RS485信息的功能，该研究者制作了一根机车安全信息综合监测装置X1插头至机车安全信息综合监测装置便携式检测仪的通信连接线，可以通过此连接线，将模拟LKJ2000型监控主机将的测试仪上RS485信息传输到TAX机车安全信息综合检测装置，供TAX机车安全信息综合检测装置上的其他功能单元读取信息。
通过测试仪的液晶显示屏来的输入信息，以及TAX机车安全信息综合监测装置上功能单元读取的信息来核对信息的正确性。
其电气连接线路图如图2。
最后为了实现通过过渡插件监听每个功能单元上发出的RS485信息的功能，该研究者制作了一块过渡插件和一根过渡插件至机车安全信息综合监测装置便携式检测仪的通信连接线，可以通过此连接线和过渡插件，能单独监听TAX机车安全信息综合检测装置信息平台对每个功能单元所发出的RS485信息是否正确。
通过测试仪的液晶显示屏来查看LKJ2000型监控主机对外发布的RS485信息是否正确。
其电气连接线路图如图3、图4。
2 软件开发
由于硬件平台确定为Intel架构，操作系统选择Windows，软件的开发就有了许多选择。
经过对比，最终决定选择.Net平台进行软件模块开发。
其原因有三：第一使用的.Net平台可以提高开发效率，快速研制出产品。
第二无论是LKJ与TAX箱之间的通讯还是TAX箱内部的通讯均属于LKJ生产厂家的内部协议（尤其是LKJ与TAX箱之间的通讯协议厂家可任意改变）。
使用.Net平台可以保证LKJ、TAX通讯协议变更时该研究者快速对软件进行调整。
第三使用.Net平台可以提供友好的人机对话界面，便于现场操作。
根据测试仪的功能需求，软件分为TAX和LKJ两大模块，两个模块都具有监听和发送双重功能，且两个模块信息项点都是相同的，全面覆盖了目前各种设备需取用的信息内容，显示方式如图5。
通过软件检测仪可在LKJ和TAX装置之间及TAX装置内部监听各种信息，直观的显示在触摸屏上，工作人员能根据这些信息迅速判断信息的正确性。
同时也可模拟LKJ向TAX装置发送指定信息，还能在TAX装置内部模拟广播信息。
3 结语
TAX装置便携式测试仪的研制成功，不仅解决了TAX装置内部通信状态检测的问题，同时还解决了TAX装置与LKJ监控装置主机之间的通信状态检测的问题。
同时，简单便捷的操作界面，即可以监听TAX装置、LKJ2000装置的通信信息，还可以模拟TAX装置、LKJ2000型监控装置的RS-485通讯接口实现相关信息的收发。
使作业者在现场能够迅速、准确的判断故障点，缩短故障处理时间，大大提高了工作效率。
参考文献
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[2] 霍凯，陈志鸿，赵谭羿.基于LPC的便携式机车供电检测仪的研制[J].中国仪器仪表，2011（11）：54-57.
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[4] 黄国平.C#实用开发参考大全[M].北京：北京电子工业出版社，2008.
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