基於列車管壓力的監測系統的製作方法
2023-07-18 00:36:56 1
本實用新型涉及一種列車監測系統，更詳細地，涉及一種基於列車管壓力的監測系統。
背景技術：
目前，列車制動在操縱上按用途可分為「常用制動」和「緊急制動」兩種。在正常情況下為調節或控制列車速度的制動，稱為「常用制動」，它的特點是作用比較緩和而且制動力可以調節；在緊急情況下為使列車儘快停住所施行的制動，稱為「緊急制動」，也稱為「非常制動」，它的特點是作用比較迅猛而且要把列車制動能力全部用上。從施行制動的瞬間起，到列車速度降為零的瞬間止，列車駛過的距離，稱為制動距離，這是綜合反映列車制動裝置性能和效果的主要技術指標，列車重量越大，運行速度越高，就越不容易在短時間、短距離內停下來。
大部分列車是通過空氣制動的,在列車上有兩臺空氣壓縮機，俗稱風泵，風泵把空氣壓縮到機車的總風缸內備用,機車和後邊的車輛制動系統通過風管連接起來,由機車控制列車管的充風和排風，從而控制列車制動的。
為了判斷制動設備能否正常工作，可以對列車管的風壓進行監測，實時的監測和及時處理監測發現的問題，可以避免在行車過程中需要制動時由於空氣制動壓力不足而造成制動力下降，威脅到生命和財產安全。
由於列車的行車環境噪聲大，幹擾嚴重，現有監測設備不能靈敏地反應監測信號的細微變化，得到的信號質量不高，加之對採集信號中的無用信號過濾不充分，造成監測結果有所偏差。
技術實現要素：
本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種基於列車管壓力的監測系統，該系統可以監測列車管壓力信號的變化，並對檢測到的信號進行過濾和放大，提高信號質量，使監測結果準確可靠。
本實用新型通過以下技術方案解決上述問題：
一種基於列車管壓力的監測系統，包括傳感裝置、濾波器、信號放大裝置、模數轉換裝置、微控制器和顯示裝置；所述傳感裝置的輸出端與濾波器的輸入端連接，濾波器的輸出端與信號放大裝置的輸入端連接，信號放大裝置的輸出端與模數轉換裝置的輸入端連接，模數轉換裝置的輸出端連接與微控制器的輸入端連接，微控制器的輸出端與顯示裝置的輸入端連接；所述濾波器包括運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一電容和第二電容；運算放大器的同向輸入端接地，運算放大器的反向輸入端串聯有第一電阻和第三電阻，第三電阻的兩端分別與第一電阻和運算放大器的反向輸入端連接，第一電阻相對連接第三電阻的另一端作為所述濾波器的輸入端；第二電阻的一端與運算放大器的輸出端連接，另一端連接在第一電阻和第三電阻之間的線路上；運算放大器的反向輸入端和輸出端之間連接有第二電容；第一電容的一端連接在第一電阻和第三電阻之間的線路上，另一端接地；第一電阻相對連接第三電阻的另一端作為本濾波電路的輸入端，運算放大器的輸出端作為本濾波電路的輸出端。本實用新型的濾波電路為二階低通濾波電路，引入多路反饋，既能提高濾波電路的性能，也能有效的濾除電路中的無用信號，還原信號的真實性。
進一步地，所述傳感器為擴散矽壓阻傳感器。擴散矽壓阻傳感器具有測量範圍寬、精度高的特點，可以及時捕捉到列車管壓力信號的變化，提高信號質量，使監測結果準確可靠。
進一步地，所述微控制器的輸出端連接有報警裝置。當監測到的信號出現異常時，報警裝置發出報警信號，使工作人員及時排除問題，保證行車安全。
本實用新型的有益效果在於：
1、濾波電路為設置有多路反饋的二階有源低通濾波電路，既能提高濾波電路的性能，也能有效的濾除電路中的無用信號，還原信號的真實性。
2、擴散矽壓阻傳感器具有測量範圍寬、精度高和耐腐蝕的優點，適用於列車行車環境，使監測到的信號更加準確。
3、設置報警裝置，可以及時向工作人員發出報警信號，使工作人員及時排除問題，保證行車安全。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本實用新型實施例的限定。在附圖中：
圖1為本實用新型監測流程圖。
圖2為本實用新型的濾波器的電路圖。
附圖中附圖標記所對應的名稱為：A1—第一運算放大器、R1—第一電阻、R2—第二電阻、R3—第三電阻、C1—第一電容、C2—第二電容。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本實用新型，並不作為對本實用新型的限定。
實施例
如圖1和圖2所示，本實施例提供一種基於列車管壓力的監測系統，包括傳感裝置、濾波器、信號放大裝置、模數轉換裝置、微控制器、顯示裝置和報警裝置；傳感裝置用於採集信號並將處理後的信號傳遞給濾波器，濾波器用於對接收到的信號進行濾波並將濾波後的信號傳遞給信號放大裝置，由於數位訊號的抗幹擾性比模擬信號好，本實施例增設了模數轉換裝置，信號放大裝置用於對接收到的信號進行放大並將放大後的信號傳遞給模數轉換裝置，模數轉換裝置將接收到的模擬信號轉換為數位訊號並將數位訊號傳遞給微控制器，微控制器對接收到的數字量進行處理後傳遞給顯示裝置和報警裝置，顯示裝置用於顯示列車管的當前氣壓值，當列車管的當前氣壓值出現異常時，報警裝置及時向工作人員發出報警信號，工作人員根據報警信號排查問題，保證行車安全。
本實施例中，傳感器為擴散矽壓阻傳感器，顯示器採用MAX7219驅動LED顯示器，微控制器採用89C51微處理器，模數轉換裝置採用MAX196進行模數轉換，放大裝置採用LM124。
本實施例中，濾波器包括運算放大器A1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容C1和第二電容C2；運算放大器A1的同向輸入端接地，運算放大器A1的反向輸入端串聯有第一電阻R1和第三電阻R3，第三電阻R3的兩端分別與第一電阻R1和運算放大器A1的反向輸入端連接，第一電阻R1相對連接第三電阻R3的另一端作為所述濾波器的輸入端；第二電阻R2的一端與運算放大器A1的輸出端連接，另一端連接在第一電阻R1和第三電阻R3之間的線路上；運算放大器A1的反向輸入端和輸出端之間連接有第二電容C2；第一電容C1的一端連接在第一電阻R1和第三電阻R3之間的線路上，另一端接地，第一電阻R1相對連接第三電阻R3的另一端作為本濾波電路的輸入端，運算放大器A1的輸出端作為本濾波電路的輸出端。
本實施例中的濾波電路，將輸入信號加到運算放大器的反相輸入端，一方面可以避免因為C1取值不當使電路產生自激震蕩，另一方面，引入多路反饋，構成反相輸入的二階低通濾波電路，這樣既能提高濾波電路的性能也能有效濾除電路中的無用信號。
以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，並不用於限定本實用新型的保護範圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。