[发明专利]一种动车组转向架失稳检测装置及实现方法

权利要求书

1.一种动车组转向架失稳检测实现方法，其特征在于含有以下步骤：

中央处理器通过4-20mA电流接口与加速度传感器相连，获取被测位置加速度传感器的加速度变化信息，经过滤波算法及失稳判断后通过电流环或MVB接口输出传感器工作状态和失稳信息，通过I/O端口输出开关量失稳信号；同时将记录的数据存储在数据存储器；

含有以下步骤：

步骤100、将加速度传感器安装在要求检测的转向架构架上，加速度传感器输出电流值会随着转向架横向振动加速度值变化而发生变化，从而反应被测位置的横向加速度变化状况；

步骤101、将加速度传感器输出电流值通过4-20mA电流接口方式输入转向架失稳检测装置的数据采集单元IPU，数据采集单元IPU通过硬件电路滤波后，将加速度信号传输给系统控制单元CTRL；

步骤102、系统控制单元CTRL将加速度信号进行数字滤波后按照预先设置的失稳判断条件进行失稳判断，同时对加速度传感器状态、采集的加速度信息、失稳信息、通讯状态、重要操作信息进行数据记录；

步骤103、信息的传输分为硬线接口和网络接口，通过硬线接口可输出控制制动系统的失稳报警开关量信号，通过电流环网络接口可以输出传感器工作状态、加速度信息、以及失稳信息；同时可通过以太网网络接口实现数据下载、系统配置以及运营维护功能；

步骤101、步骤102的滤波算法含有以下步骤：

转向架失稳检测装置主机按照250Hz频率采集加速度传感器的信号，数据采集单元IPU将接收到的加速度信号首先经过低通抗混迭滤波器进行硬件滤波，过滤掉0-70Hz以外的波形数据；数据采集单元IPU将滤波后的数据发送给系统控制单元CTRL，系统控制单元CTRL使用高通滤波算法滤除0-13Hz以外波形，然后再使用带通滤波算法滤除2-12.6Hz以外波形，最后使用失稳状态判断算法对2-12.6Hz范围内的波形进行失稳状态判断。

2.一种动车组转向架失稳检测装置，其特征在于包括一台动车组转向架失稳检测装置主机和四个加速度传感器；

加速度传感器用于检测转向架构架横向加速度值，并转化为电流信号输出给转向架失稳检测装置主机；

电源单元POWER为数据采集单元IPU、系统控制单元CTRL提供电源；数据采集单元IPU将采集到的加速度电流值转换成对应的加速度信息，系统控制单元CTRL对加速度信息处理和失稳判断，系统控制单元CTRL与车辆网络进行通信，传输加速度传感器信息和失稳判断信号；

转向架失稳检测装置主机包括电源单元POWER、数据采集单元IPU、系统控制单元CTRL；电源单元POWER连接数据采集单元IPU、系统控制单元CTRL；数据采集单元IPU连接系统控制单元CTRL；

转向架失稳检测装置主机外形结构，采用裁剪的3U型材机箱；

加速度传感器采用抗震及树脂材质轻型设计；

系统控制单元CTRL通过20mA电流环或MVB接口连接列车网络；

转向架失稳检测装置主机的板卡顺序依次排列为：系统控制单元CTRL、数据采集单元IPU、电源单元POWER；

最小系统包括一台转向架失稳检测装置主机和四台加速度传感器；

系统人性化运营服务软件，能够对存储数据进行下载、管理、分析；能够对失稳判断参数进行修改设置；能够实时监控系统采集加速度值及加速度变化曲线；

加速度传感器和转向架失稳检测装置主机通讯接口信号为4～20mA电流信号；

具有系统存储器故障状态输出、加速度传感器状态测试、运行数据记录运行功能；

同时支持网络数据信号报警功能和硬线开关量信号报警功能。

3.根据权利要求2所述的一种动车组转向架失稳检测装置，其特征在于转向架失稳检测装置主机采用DC100转DC24V/DC12V输入输出隔离电源设计，电源支持70Vdc～137.5Vdc输入电压，具有电源反接、过压和过流保护；具有通讯故障、系统启动时间、初始化操作日志记录功能；具有以太网服务接口，接口连接器为4芯M12连接器，支持数据下载、系统参数配置及系统工作状态监控功能。