[发明专利]一种铁轨振动监测装置

说明书

本发明公开了一种铁轨振动监测装置，该装置包括电压转换模块、单片机系统、数据采集模块、SD卡存储模块、振动唤醒模块以及串口显示模块；所述数据采集模块、SD卡存储模块、振动唤醒模块以及串口显示模块分别与所述电压转换模块及所述单片机系统相连，所述电压转换模块与所述单片机系统相连。本申请提供的铁轨振动监测装置，为以加速度传感器、单片机为核心部件的铁轨振动检测装置，电路结构简单，测试精度高，操作方便，适用于铁轨在火车车轮激励下的振动量实时检测。用于在火车经过铁轨的过程中，对铁轨在火车车轮激励下的振动情况进行实时检测，实现长时间、实时地监测铁轨运行状态和安全状况。

技术领域

本发明涉及铁路运行状态监测技术领域，特别是涉及一种以微加速度传感器为核心部件的铁轨振动监测装置。

背景技术

我国铁路建设事业发展迅猛，并已取得良好的经济与社会效益。随着铁路运输速度的不断提升，对铁轨运行状态的监测已成为铁路线路安全运行的重要前提，尤其是在偏远地区路段，对铁轨的运行状态、安全状况的实时监测是目前铁路运行状态监控的瓶颈，更是保障铁路安全运行的技术难点。

铁轨在火车车轮激励下的振动是铁轨运行状态监测的重要内容，铁轨振动的监测涉及传感技术、网络通信技术和振动分析技术等多个学科。当前大量事实表明，在高速重载的情况下，铁轨振动异常可能会导致货物破损、轨道破坏、道床偏移、列车脱轨等危险情况。铁路建设只有借助各种新型传感器不断的提高其科技化、智能化水平，才能确保铁路“安全、经济、快捷”的运行，并在激烈的国际市场竞争中取得优势。因此，铁轨振动检测装置对铁路事业的长足发展具有重要意义。

常见的加速度传感包括压阻式、压电式和电容式等，多用在地震检测、报警系统、工程测振、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析中。同时现有的加速度传感器具有体积小和重量轻等特点，可以集成在印刷电路板上用于测量三维加速度，能够全面而准确地反映物体的运动性质，所以对于铁轨振动的检测使用加速度传感器是十分重要且可行的一种技术手段。

发明内容

本发明提供了一种铁轨振动监测装置。用于在火车经过铁轨的过程中，对铁轨在火车车轮激励下的振动情况进行实时检测，实现长时间、实时地监测铁轨运行状态和安全状况，及时识别结构潜在的损伤， 以便维护人员采取有效地维修措施，降低结构维护成本。

本发明提供了如下方案：

一种铁轨振动监测装置，包括：

电压转换模块、单片机系统、数据采集模块、SD卡存储模块、振动唤醒模块以及串口显示模块；所述数据采集模块、SD卡存储模块、振动唤醒模块以及串口显示模块分别与所述电压转换模块及所述单片机系统相连，所述电压转换模块与所述单片机系统相连；

所述电压转换模块用于所述单片机系统、数据采集模块、SD卡存储模块、振动唤醒模块以及串口显示模块供电；

所述数据采集模块用于根据接收到所述单片机系统输出的控制信号采集铁轨振动的加速度数据；

所述SD卡存储模块用于储存所述加速度数据；

所述振动唤醒模块用于当检测到铁轨震动信号后将处于待机状态的所述单片机系统唤醒；

所述串口显示模块用于实时监测所述单片机系统输出的数据是否正常。

优选的：还包括与所述单片机系统相连的程序下载模块，所述程序下载模块用于下载控制程序。

优选的：所述电压转换模块包括电压转换芯片、用于外接电源的USB母座、控制整个电路开关的拨动开关、第一限流电阻、用于指示整个装置是否正常供电的电源指示灯、第一滤波电容、第二滤波电解电容、第三滤波电容和第四滤波电解电容。

优选的：所述电压转换芯片的型号为AMS1117-3.3。