[发明专利]一种运行列车车辆转向架和底架成像及测温装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种运行列车车辆转向架和底架成像及测温装置。

背景技术

本发明关联到铁路车辆安全监控体系5T系统中红外线轴温探测系统（THDS）。红外线轴温探测系统是保证铁路运输安全，防止货物列车车辆在运行过程中可能发生的，因车辆轴承温度异常升高，致使产生过热轴承断裂，即所谓车辆热切轴的严重行车安全事故的重要行车安全监控设施。

红外线轴温探测系统（THDS）自上世纪七十年代在我国铁路车辆安全监控体系中逐步推广到现今已有40多年历史。系统装备从最早的人工判读一直沿革到现在THDS采用计算机智能化技术，具有在列车运行状态下计轴计辆、智能跟踪、测量轴箱温度和自动预警热轴功能，并实现“分散探测、集中报警、联网运行、信息共享”的系统工作状态。但其温度传感是通过安装于轨边的分别对准轴承外侧的一个单点式常温热敏电阻和对准轴承内侧的一个低温碲镉汞温度传感器实现采集轴承内侧和外侧的温度。存在的问题是：1、只能检测轴承内外点式扫描区域内的局部温度值，当列车刹车等因素产生的高温异物落入传感器扫描的局部区域内，则会出现虚警现象，其虚警率高，导致列车临时停车，由此造成严重的经济损失和不良的社会影响；2、由于列车行进时是蛇形运动，其晃动率约在±30毫米左右，且由于车轮的平轮现象和钢轨轨面擦痕等原因，列车车辆在运行中经常会出现上下跳动的情况，传感器很难对准轴承的同一位置，出现漏探错探的情况在所难免，其检测出的温度值不精确、可靠性差；其报警的准确率仅为70%左右，不能很好地保证列车安全、可靠运行。3、只能检测轴承的局部温度，而不能检测整个轴承及车轮的温度，当车轮及轴承的其他部位温度异常可能产生列车事故时，无法报警，产生严重的列车运行安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种运行列车车辆转向架及底架成像及测温装置，该装置能测出包括轴承、车轮在内的整个转向架和车辆底架的温度数据及其分布。其温度测量更加准确可靠，既能对轴温分布异常进行报警，又能对轮温分布异常进行报警，还能对底架构件脱落进行报警，明显提高报警的准确率，更加全面、可靠地保证列车安全运行。

本发明实现其发明目的，所采用的技术方案是：一种运行列车车辆转向架及底架成像及测温装置，其组成是：轨心安装的一个或一个以上轨心阵列式焦平面红外热成像传感器，轨道两侧各安装一个轨侧阵列式焦平面红外热成像传感器;轨心安装的一个或一个以上轨心可见光成像器，轨道两侧各安装一个轨侧可见光成像器。

所述的轨心阵列式焦平面红外热成像传感器、轨侧阵列式焦平面红外热成像传感器、轨心可见光成像器和轨侧可见光成像器均与轨边的工控机相连。

本发明的工作过程和原理是：由轨心阵列式焦平面红外热成像传感器和轨侧阵列式焦平面红外热成像传感器分别检测出通过列车的转向架内外侧各种组件的红外温度分布图像传送给工控机；同时轨心可见光成像器和轨侧可见光成像器分别拍摄出通过列车的转向架内外侧各种组件的可见光图像，传送给工控机。工控机对接收到的红外温度分布图像和可见光图像进行图像融合处理，得到转向架构件轮廓清晰的温度分布图像和标示的温度数值，并根据转向架轴承的温度数值进行准确的轴温报警。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、通过轨心轨侧阵列式焦平面红外热成像传感器检测合并成的转向架整体及底架构件的红外温度分布图像和轨心轨侧可见光成像器拍摄的转向架整体及底架构件的可见光图像，进行融合处理后得到转向架构件及底架构件轮廓清晰的温度分布图像和标示的温度数值，在图像的融合处理时，可自动将列车刹车等因素产生的高温异物去除，避免了现有技术因高温异物落入传感器扫描的局部区域内出现的虚警现象，大大降低其虚警率，避免了因虚警列车临时停车造成严重的经济损失和不良的社会影响。

二、由于避免了单点式热敏电阻因列车的晃动、跳动导致的轴温漏报、错报问题，轴承的温度始终能被精确可靠地检测出，其轴温报警率准确性大大提高，能很好地保证列车安全、可靠运行。

三、本发明能得到整个转向架构件和底架构件轮廓清晰的温度分布图像和标示的温度数值，既能得出轴承温度分布数据，也能得到车轮的温度分布数据，并由工控机根据车轮的温度分布数据，分析判断是否发生热轮、平轮、车轮裂纹、车轮抱死以及构件脱落等故障现象，进而进行这些故障现象的报警，消除因车轮发生故障而产生的安全隐患，更加全面、可靠地保证列车安全运行。