国产轴温报警器发展简介

我国国产轴温报警器发展情况简介

一、概况

轴温报警器从八十年代初开始应用于铁道车辆，先是进口民德车上采用的是熔断式预警，熔断式传感器布置于八个轴头，当某车轴温度达到90℃时熔断丝熔断，报警装置发出声光报警。熔断式缺点是没有温度显示，对轴温变化的状态和趋势没有直觉提示。

国产第一代轴温报警器产品采用的传感器基本都是电阻型的，分别有铂电阻Pt100、铜电阻传感器几种。电阻型传感器最大的不足就是灵敏度偏低（1欧姆电阻就要影响Pt100近3℃），受串联电阻的影响比较大。针对传感器串联电阻影响测温精度的问题，国内于八六年初研制了采用电流型传感器AD590的轴温报警器，这种传感器的特点是：流过它的电流仅取决于传感器所处的温度（温度变化1℃电流变化1uA），不受传感器两端电压的影响。因此即使在传感器引线中串一个几千欧姆的电阻，也丝毫不影响测温精度。而且仪器结构大大简化，体积小，重量轻。同年，通过由中国科学院南京分院的主持，由成都、沈阳、兰州、上海、北京等各铁路局专家组成的鉴定小组的鉴定，该仪器开始在各铁路局推广使用。

八七年，这种电流型传感器的弊病开始暴露。在运用中，当接线盒受潮、结霜、绝缘下降时，传感器只要有几十微安的旁路电流，就能影响温度几十度，这是无法接受的。串联特性好了，并联特性就必然差了。当初Pt100虽然串联特性差点，但并联特性非常好，即使并联一个几十K的电阻，也不会影响测温精度1℃，而AD590就是并联一个几百K的电阻，测温误差也能达几十度。总结了以上两方面的利弊，国内轴报器生产厂研制出了采用PN结温度

传感器的轴温报警器。这种传感器既不同于电阻型也不同于电流型，它的串联特性比电阻型的好一个数量级，而并联特性比电流型的要好几个数量级，因而具有实用价值。但是PN结的结电压在制造时难以控制，因而在大批量生产时，一致性和互换性就成了难题。

八八年五月，铁道部在苏州召开了客车轴温报警器统型会议，会议制定了客车轴温报警器技术条件（讨论稿），技术条件中将温度传感器定为双PN结，采用选配的方法，将两个PN结串联，有效地解决了传感器的一致性和互换性问题。于是TKZW-IT型客车轴温报警器诞生了。这是有史以来全国客车轴温报警器的首次统型，所以后来大家一直都管这种型号的报警器叫“统一型”报警器。

随着全国经济的发展和第一次铁路大提速，轴温报警器的重要性越来越被重视。乘车的人多了，速度快了，轴承的温升也高了。报警也成了常见的现象。列车乘务员必须经常巡查每一个车厢的轴温报警器，即便是半夜，也得定时记录轴温。但到了逢年过节，满员超载，想通过一节车厢非常困难，轴温的监测也就产生了漏洞。轴温报警器联网的课题自然地提出来了。

一九九O年由南京紫台和兰州铁路局车辆处联合研制的TW-J 型客车轴温集中报警装置在北京－银川，兰州－上海两列列车上安装试用，当时能完成的主要功能就是：一台报警器报警时，其它报警器都能看到该车号和报警温度。鉴于当时的电子技术水平，要完成更多的功能还有难度。随着铁路一次次大提速以及电子技术和通信技术的不断发展，九十年代初各轴温报警器生产厂家几乎都开始了集中报警器的研发工作，而且功能越来越多。但基本都处在试装试运行阶段。一九九七年初，由四方所牵头，南京紫台研制的ZB1

型集中报警装置在北京通过了铁道部车辆处组织的鉴定，并开始在全路范围推广，那时的轴温报警装置，除了完成联网报警的功能外，还能在主机上查巡各分机的轴温，并定时打印。还有一个重大发展就是该报警器既能用原来的PN结传感器又能用新引进的数字传感器DS1820。数字传感器的使用使轴温报警器的抗干扰能力大大提高。

2002年以后，在新造的25G、25T型客车首次采用电气综合控制柜，轴温报警器的信息通过RS485接口与安装于电气综合控制柜的列车Lonworks网络进行互通，除轴温报警器本身显示、报警外，综合控制柜显示终端也对轴温信息进行监测、报警，实现了全列双重联网。

2005年，新造25G、25T型客车采用车载无线传输装置，通过GPRS、WLan方式实时将数据传输至地面终端，全国各铁路局可通过铁路公网TCDS系统下载车上数据，实现了地面对列车轴温信息的实时监控。

二、轴承的发热特性

车辆轴承运转过程中的发热主要由轴承的载荷、转速和润滑脂特性构成。轴承的最高工作温度主要受润滑脂工作特性和轴承的热处理温度影响。并且以润滑脂的温度特性为主。

正常工作条件下，润滑脂的工作温度不大于120度，以保证正常的正常寿命期。

三、各国铁路车辆轴承的报警考虑

一级报警停车在一级报警下辅助条件

同一车轴两轴箱温差

德国 75度 100度 55度

瑞士 80度 100度 50度

法国 75度 100度 30度

意大利 70度 90度 30度

日本 143度

四、主机主要性能参数

1 报警温度：

a 定点报警：90℃±2℃。

b 跟踪报警：C＋40±4℃。（C为外温。）

2 测量温度范围：－45℃～125℃。

3 测量精度：±1℃（20～90℃）、±2℃（＜20℃或＞90℃）。

4 系统测量精度：±2℃（20～90℃）、±4℃（＜20℃或＞90℃）。

5 温度测定路数： 8 路轴温， 1路环温。

6 定点延时： 30±2秒。

7报警方式：声光报警，所有控制显示器同时显示车厢顺位号、轴位号和温度。有多个轴位同时超温报警时循环显示所有报警点轴温。

8 车厢数：≤ 20。

9 控制显示器不分主机、分机（无主式），并具有联网功能。

10工作环境温度：－10℃～50℃。

五、传感器主要性能参数

KZS/M--1型轴温检测报警系统采用的温度传感器有两种形式:模拟传感器和数字传感器。

1 、模拟传感器

模拟型传感器性能参数

a工作电流： 300μA±2%

b测温精度：±1℃（20～90℃）、±2℃（＜20℃或＞90℃）。

c测量温度范围：－45～125℃。

d工作环境温度：－45～125℃

e工作环境相对湿度：不大于93%

2、数字温度传感器

a工作电压： DC 3.6V～5.5V

b测温范围：－45℃～125℃

c 测温精度±1℃（20～90℃）、±2℃（＜20℃或＞90℃）。

d 工作环境温度：－45℃～125℃

e工作相对湿度：不大于93%