[发明专利]路基与铁轨振动的非接触同步测量仪器

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量仪器。特别是涉及一种能够实现对路基与铁轨的振动进行非接触同步测量的路基与铁轨振动的非接触同步测量仪器。

背景技术

高速铁路是交通运输现代化的标志，高速铁路由于具有速度快，运能大，能耗低，污染轻，占地少和安全性好等诸多优点，受到世界各国的普遍重视。当前，我国正处于经济建设飞速发展的阶段，铁路运输是我国国民经济的大动脉，铁路是沟通城乡物资交流，发展经济所不可缺少的运输工具。高速铁路的发展将会为我国的铁路运输带来生机与活力。但随着列车运行速度的提高，铁路面临着许多由于高速而出现的问题。主要是轮轨动力作用加强，导致的路基和铁轨受到机车的激励所产生的受迫振动加大。当振动量级过大时会使铁轨产生裂纹、疲劳、断裂、接触面磨损、紧固件松动，导致车辆运行质量下降，线路恶化，噪声增加，严重时甚至铁轨会提前报废造成车毁人亡的惨痛事故。因此在机车行车过程中对铁轨的振动状况进行现场在线检测已成为铁道部门的重要课题。

现有的铁轨振动测量常采用电阻应变片进行接触式测量。这种测量方法精度低、误差大，且测试手段繁琐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够实现对路基与铁轨的振动进行非接触同步测量，实现了检测的智能化的路基与铁轨振动的非接触同步测量仪器。

本发明所采用的技术方案是：一种路基与铁轨振动的非接触同步测量仪器，包括有CCD驱动电路、A/D与SRAM工作时序控制器及地址计数器时序发生器、CCD视频信号二值化处理单元和基于并行接口的数据采集接口电路，其中，所述的CCD驱动电路分别连接CCD视频信号二值化处理单元和A/D与SRAM工作时序控制器及地址计数器时序发生器，为CCD器件提供必须的工作脉冲，并产生与数据采集卡之间的接口信号；所述的CCD视频信号二值化处理单元的输出以及A/D与SRAM工作时序控制器及地址计数器时序发生器的输出连接基于并行接口的数据采集接口电路。

所述的CCD驱动电路采用现场可编程逻辑器件CPLD。

所述的A/D与SRAM工作时序控制器及地址计数器时序发生器包括有：与CCD视频信号二值化处理单元相连的模拟开关，分别与CCD驱动电路相连的A/D转换、SRAM和计数器，所述的模拟开关、A/D转换和SRAM还依次相连，所述的计数器输出连接SRAM，所述的SRAM连接基于并行接口的数据采集接口电路。

所述的CCD视频信号二值化处理单元包括有两个相同的第一线阵CCD1和第二线阵CCD2，将所述的第一线阵CCD1和第二线阵CCD2输出的信号都分成两路进行处理，一路进入A/D与SRAM工作时序控制器及地址计数器时序发生器，另一路进入二值化处理电路，所述的二值化处理电路分别连接反相器及第一锁存器，所述的反相器连接第二锁存器，还设置有计数器和译码器，所述的计数器和译码器均分别连接第一锁存器和第二锁存器，所述的第一锁存器和第二锁存器均连接基于并行接口的数据采集接口电路。

本发明的基与铁轨振动的非接触同步测量仪器，具有如下特点：

1、本发明的振动测量仪采用笔记本计算机与线阵CCD光电传感器对路基与铁轨的振动进行非接触的同步测量。计算机控制自动测量。极大的杜绝了人为因素的影响，实现了检测的智能化。

2、测量仪器中采用许多光学、电子学、CCD光电传感技术与微机数据处理软、硬件技术，解决了非接触同步测量2个不同振动频率与振幅的同步问题。

3、可随时进行软件标定，从而避免长期使用造成的精度降低。

4、因为采用非接触光电测量方式，对被测物没有影响，对于光电探头也不存在磨损的问题，不必要定期更换检测探头，只要定期为光电探头除尘即可。

附图说明

图1是本发明的构成框图；

图2是本发明的电路原理框图；

图3是驱动脉冲产生电路的电路原理图；

图4是边沿送数法二值化数据采集电路原理图；

图5是边沿送数法二值化数据采集波形图；

图6是采用线阵CCD光电传感器同步测量铁轨振动的原理图；

图7是振动测量波形图。

其中，

1：CCD驱动电路

2：A/D与SRAM工作时序控制器及地址计数器时序发生器

3：CCD视频信号二值化处理单元

4：基于并行接口的数据采集接口电路

5：模拟开关                        6：A/D转换

7：SRAM                            8：计数器