基于红外线探测系统的热轮探测应用摘要：随着铁路货物列车运输实施重载、提速战略，货车车辆制动机的作用愈发凸显。货物列车单列牵引总重增加以后，若编组中的某一车辆制动机缓解或制动性能失效，特别是出现基础制动别劲、制动阀故障等，不仅会浪费机车牵引力，还会导致车轮热裂、甚至崩轮事故的发生；相反，如果列车中制动失效车辆数量过多或关键位置车辆制动失效，会使整列车无法正常制动、停车，造成重大安全事故。因此，研制红外线车轮检测系统，对运行中的货物列车制动机状态自动进行实时监测非常重要。关键词：热轮探测；热轮预报；冷轮预报；探测角度中图分类号：U279文献标识码：B一、热轮故障预方式热轮探测系统是无人操作完全由计算机自动完成的探测设备，使用非接触方式探测列车车轮的温度，利用包括红外线测温、自适应、轮温规律、全程温度采集、数据处理、模式识别等技术，设计实现对通过列车车轮温度的定量测量和实时监控。该装置设计为加装到既有红外轴温探测设备中，并纳入红外轴温监测网络进行统一传输管理，实现自动探测轮温，自动进行异常温度判别，并根据故障程度分热轮一级、热轮二级、冷轮进行报警预报。1热轮预报：A准确预报热轮，对异常制动（手闸未放、轻出闸等）引起的热轮提供准确预报。保障车辆的安全运行B减少抱闸引起的热轴误报，利用轮热探测数据的综合分析，可过滤因抱闸引起的热轴误报。大大提高热轴预报兑现率。C减少区间误拦误停，通过精确的轮温探测，可使调度、维护等部门及时了解车辆运行情况，避免区间的误拦，保障运行的畅通。2冷轮预报：A准确得出冷轮所在位置预报，可确定制动不良或关门车的车辆B通过冷轮预报，可有效防止长大列车应关门或异常故障引起的制动力不足而引发的事故，更好的保证行车安全。3可加装到现有红外轴温探测设备上，利用红外轴温监测网络传递热轮信息，充分借助既有资源，既节约投资，又便于现场进行统一控制和维护管理。4实现非接触方式探测高速运动的400度以上高温的物体。5准确快速反映运行中的车轮轮辋温度，不受阳光等外界干扰影响。二、探测位置选取及角度设计热轮探测数据的可靠性和预报的准确性，同探测方式有着直接的关系，目前国外近几年采用的热轮探测位置，一般都在轨平面以上35-40CM处，我们经过大量实验研究发现，这个探测并不是最佳探测位置，而我们采用探测角度为水平夹角33度、与钢轨垂直，探测车轮下部与钢轨接触部分的轮惘位置，通过平移箱体可调整探测的高度，热轮安装位置及探测的角度如图1。通过研究与实验可以发现在这个探测位置有着以下优点：1可以避开闸瓦，避免闸瓦缓解后的余热引起的误报2在这个探测位置上热轮，扫描线长度为40CM，都在车轮上，反映的温度更真实。避免了扫面线过长带来的干扰多引起的误报3由于在热轴探测系统上加装，此探测能更好利用红外设备公用资源和控制，减少原热轴探测系统改动，更有利于日常维护和管理运用。探头瞄准点可打在钢轨与车轮结合处的轮辋上1-3cm处，以获取车轮的最高温度。热轮探测装置的安装角度设计尺寸如图2所示，通过平移箱体可调整热轮探测点的高度。结语THDS红外热轮探测系统利用红外测温技术来探测列车车轮的温度；在车辆正常行驶的状态下，实现实时对每辆车的每个车轮温度进行非接触式采集，利用包括红外线测温，自适应，数据处理，模式识别，计算机，数据库和现代通讯等技术手段，设计实现自动探测车轮温度、自动测量车速、自动判别客货车辆、自动实现计轴计辆；利用车辆运转热规律建立数据判别模型，并根据温度分一级、二级两个等级对抱闸车辆进行报警预报，同时还可实现冷轮故障预报。探测抱闸故障车辆，进而识别制动机故障车辆，实现货车车轮抱闸实时监控。参考文献[1]韩才元.展望21世纪的内燃机车和内燃动车[J].内燃机车，2000（02）.