专利名称：一种内燃机车状态检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于内燃机车状态检测装置，特别是涉及一种适合于未带微机柜控制的内燃机车状态信息的采集装置。
背景技术：
目前全国铁路局机务段对于内燃机车的检修管理，采用定期修的方法，由于现有相当数量的内燃机车均未装备微机控制柜，缺乏对机车在运行中的质量和技术状况等动态 信息进行监测、记录，不能及时了解机车质量状态，消除故障隐患，往往是在机车发生机破 事故后，才能进行分析、检修及教育培训。如何积累有关的质量分析数据吸取经验教训，解 决行车途中的突发故障，掌握内燃机车动态信息和故障的实时预告及处理，避免同类事故 重复发生，是长期困扰现场技术人员的问题。

实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种一体化程度高、信息量 采集大、性能可靠的内燃机车状态检测装置。该装置适合不带微机柜控制的内燃机车，可对 机车质量和技术状况进行实时监测、记录。本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现内燃机车状态检测装置包括主机 箱，与主机箱连接的显示屏、若干传感器；所述主机箱为8槽4U主机箱，主机箱内设有电源 板、数字量信号检测板、主回路接地检测板、采集通信记录板、电流电压检测板、油压温度检 测板、油耗增压器检测板及预留插槽共8块插件板，8块插件板分别实现电源转换、主回路 漏电流检测、模拟数字信号采集、通信记录等功能；所述主机箱内的8块插件板互联采用母 板连接方式，母板上采集通信记录板与电流电压检测板、油压温度检测板、油耗增压器检测 板及预留插槽之间通信采用SPI总线，采集通信记录板与主回路接地板之间通信采用双路 冗余CAN总线和1路RS485总线，采集通信记录板与2个液晶显示屏通信采用双路冗余CAN 总线。内燃机车状态检测装置还可以包括远程监控器及地面数据接收分析设备，所述采 集通信记录板与远程监控器之间通信采用双路冗余CAN总线，采集通信记录板与地面分析 软件之间通信采用USB接口及RS232串行接口。可以实现无线数据传输，远程监控。本实用新型可对机车质量和技术状况进行实时监测、记录，可通过地面分析软件， 及时了解内燃机车的状态信息，与现有技术相比，电路简洁合理，集成化程度高，工作可靠， 性能稳定，适合不带微机柜控制的内燃机车及机务段等单位使用。

图1是本实用新型系统结构框图。图2是图1中4U主机箱组成及插件之间通信总线原理框图。图3是4U主机箱内插件的电压转换电路原理框图。[0010]图4是4U主机箱内插件的开关量信号采集电路原理框图。图5是4U主机箱内插件的采集通信记录板电路原理框图。图6是4U主机箱内插件的电流电压信号采集电路原理框图。图7是4U主机箱内插件的压力温度信号采集电路原理框图。图8是4U主机箱内插件的油耗增压器检测原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明实施例1本实用新型装置如图1所示，包括4U主机箱1，与主机箱连接的2个液晶显示屏 2、若干传感器3、远程监控器9及地面数据接收分析设备10。传感器3包括开关量传感器4、电流电压传感器5、压力传感器6、温度传感器7、油 耗传感器8。开关量信号是由开关量传感器4从机车端子排采集，电流电压信号通过电流 电压传感器5采集，电流电压信号分别从内燃机车分流器上及端子排上取得送入传感器转 换，压力信号由压力传感器6分别是从机车主燃油管、主滑油管、增压器出口压力堵、滤清 器前后采集，温度信号由温度传感器7是从增压器排气总管、主冷却水管、主滑油管取得， 油耗信号由油耗传感器8从油箱、进油管和回油管取得。如图2所示，主机箱为8槽4U主机箱，4U主机箱包括包括电源板11、数字量信号 检测板12、主回路接地检测板13、采集通信记录板14、电流电压检测板15、油压温度检测板 16、油耗增压器检测板17、预留插槽18共8块插件板及机箱内8块插件板互联所需的母板 19。母板19上采集通信记录板14与电流电压检测板15、油压温度检测板16、油耗增压器检 测板17及预留插槽18之间通信采用SPI总线20，采集通信记录板14与主回路接地板13 之间通信采用双路冗余CAN总线21和1路RS485总线22，采集通信记录板14与地面数据 接收分析设备10 (未示出)之间通信采用USB接口 23及RS232串行接口 24，采集通信记录 板14与2个液晶显示屏2 (分别用于机车的前、后两端司机室，未示出)通信采用双路冗余 CAN总线21，采集通信记录板14与远程监控器9 (未示出)之间通信采用双路冗余CAN总 线21。可以分别实现电源转换、主回路漏电流检测、模拟数字信号采集、通信记录等功能。装有分析软件的地面数据接收分析设备10具有数据转储、数据处理、数据查询、状态分析、故障诊断、机车参数统计分析、统计报表打印、系统设置、数据库维护等功能。可 远程实时对机车质量和技术状况进行实时监测、记录，通过地面分析软件，及时了解内燃机 车的状态信息。4U主机箱内插件的电压转换电路如图3所示，该插件主要是将从机车上取得的直 流IlOV电压转换为直流5伏、直流士 12、士 15伏电压提供给4U机箱内所有插件。4U主机箱内插件的开关量信号采集电路如图4所示，该插件主要是通过开关量传 感器4将从机车上取得的110伏的开关量信号，通过光耦隔离，经8位数据总线驱动输出至 采集通信记录板。4U主机箱内插件的采集通信记录板电路如图5所示，该插件主要通过CAN、RS485、 RS232、8位并行数据总线、SPI等通信接口与彩屏、外部设备及4U机箱内其他插件通信和采 集数据，并将采集的数据进行记录和转储。[0024]4U主机箱内插件的电流电压信号采集电路如图6所示，该插件主要是通过电流电压传感器5将从机车采集的电机电流、电压经前置放大和模/数转换后，通过SPI通信口送 入采集通信记录板。4U主机箱内插件的压力温度信号采集电路如图7所示，该插件主要是通过压力传 感器6和温度传感器7将从机车采集的燃油压力、温度，滑油压力、温度及冷却水压力、温度 等信号通过前置放大和模/数转换后，通过SPI通信口送入采集通信记录板。4U主机箱内插件的油耗增压器检测原理框图如图8所示，该插件主要是通过油耗 传感器8将从机车采集的进油管流量、回油管流量及机车油箱剩油量信号进行前置放大和 模/数转换后，通过SPI通信口送入采集通信记录板。装置中的各元件及单元电路均为现有技术，如开关量传感器4、电流电压传感器 5、压力传感器6、温度传感器7、油耗传感器8可以采用市售的涡轮流量传感器及液位传感器。现以6个牵引电机电流采集及牵引电机电流分配不均时在显示器上报警功能为 例来说明。6个牵引电机电流是将从机车分流器上采集的0-75毫伏直流电压信号通过电流 传感器5隔离转换送入4U机箱内的电流电压检测板15，在该板内通过放大电路放大后，再 经模数转换电路转换成数字信号，经SPI串口 20送入采集通信记录板14，采集通信记录板 14将采集到的数字信号进行计算和比较并进行记录，通过CAN总线21送入显示器2进行显 示，若6个牵引电机的电流之间的差值超过设定范围，则采集通信记录板14将报警信息送 给显示器2显示报警信息。实施例2本内燃机车状态检测装置不包括实施例1的远程监控器9及地面数据接收分析设 备10即可。该装置只具有对机车在运行中的质量和技术状况等动态信息进行采集、监测、 记录的功能，所采集的信息需带到地面机房倒出，再由数据分析设备进行数据处理。
权利要求一种内燃机车状态检测装置，其特征在于包括主机箱，与主机箱连接的显示屏、若干传感器；所述主机箱为8槽4U主机箱，主机箱内设有电源板、数字量信号检测板、主回路接地检测板、采集通信记录板、电流电压检测板、油压温度检测板、油耗增压器检测板及预留插槽共8块插件板，8块插件板分别实现电源转换、主回路漏电流检测、模拟数字信号采集、通信记录功能；所述主机箱内的8块插件板互联采用母板连接方式，母板上采集通信记录板与电流电压检测板、油压温度检测板、油耗增压器检测板及预留插槽之间通信采用SPI总线，采集通信记录板与主回路接地板之间通信采用双路冗余CAN总线和1路RS485总线，采集通信记录板与2个液晶显示屏通信采用双路冗余CAN总线。
2.根据权利要求1所述的内燃机车状态检测装置，其特征在于还包括远程监控器及 地面数据接收分析设备，所述采集通信记录板与远程监控器之间通信采用双路冗余CAN总 线，采集通信记录板与地面分析软件之间通信采用USB接口及RS232串行接口。
专利摘要本实用新型公开了一种内燃机车状态检测装置，包括主机箱，与主机箱连接的显示屏、若干传感器，还可以包括远程监控器及地面数据接收分析设备。本实用新型主要用于解决一直困扰机务现场技术人员的内燃机车动态信息的采集问题。该装置适合不带微机柜控制的内燃机车，可对机车质量和技术状况进行实时监测、记录。
文档编号G01M17/08GK201575924SQ20092025951
公开日2010年9月8日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者刘志水, 叶理辉, 吴未, 唐爱斌, 李晓涛, 罗玉刚, 龙杰, 龙海泉 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司