THDS-BS型红外线轴温探测系统探测站软件

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THDS-BS型红外线设备探头挡板故障探讨与分析

THDS-BS型红外线设备探头挡板故障探讨与分析作者：车建新来源：《科学导报·学术》2020年第13期摘 ;要：红外线轴温探测设备作为车辆安全监控的重要组成，在运输安全方面发挥着关键作用，本文通过介绍THDS-BS型红外线轴温探测设备组成、功能、特点，分析存在的挡板故障现象，分析相关原因，提出解决方法，为重载车辆安全运输提供参考建议。

关键词：红外线轴温;探头;挡板;故障1 引言大秦线THDS-BS型红外线轴温探测设备担负着重载专线的车辆安全监控作用，由于该设备长期处于室外轨道边，受到设备自身及环境因素影响挡板故障率较高，设备发生挡板故障会产生较大危害，如果挡板不开，会造成红外线探头无法探测轴承温度，存在漏报车辆热轴故障的安全风险，如果挡板不关，影响直流光子探头的校零稳定性，会造成探头测温失准，探头挡板故障对红外线轴温探测设备造成的安全隐患非常大，对车辆安全运输监控和设备维护部门是严峻考验。

2 功能特点2.1概念THDS红外轴温探测站是由工业控制机（IPC）通过车号天线、智能跟踪装置来识别车辆编号;通过监测车轮传感器（磁头）感知列车的运行位置、速度等参数实现计轴计辆;同时控制轨边轴箱扫描器的大门、热靶、挡板、调制盘等机构，通过红外轴温探头（内外双探头）测量列车轴箱内、外侧的外表辐射温度，得到列车每个轴箱的内外侧轴温波形。

对得到的原始轴温波形，通过专家系统模型推理、经验归纳推理、异常波形模版匹配、热轴波形模版匹配等方法，对每个轴承的热轴状态进行判别，作出微热、强热、激热的预报。

将车号、计轴计辆数据、轴温波形、自检数据等汇总形成列车报告上传到铁路局监测中心。

2.2组成2.2.1探头箱和卡轨器本系统每个方向有两个探头箱，分别安装在探测站的轨道两侧。

探头箱由下箱体、上盖组成。

下箱体由壳体、第二级减震器、探头卡具、箱体锁机构、下风道部件及出线口等组成;上盖由保温层、上盖锁机构、双电机大门机构、热靶、接线板、大门电机、挡板电机、防雪保护罩、防雪板、上风道部件等组成。

T系统简介

5T系统简介一、THDS（红外线轴温探测系统）（Trace Ｈot box Detection System）二、TFDS（货车运行故障动态图像检测系统）TVDS（客车运行故障动态图像检测系统）（ Trouble of moving Freightcar Detection System ）三、TADS（滚动轴承早期故障轨边升学诊断系统）（Trackside Acoustic Detection System）四、TPDS（铁路客货车通用运行品质轨边动态监测系统.）（ Truck Performance Detection System ）五、TCDS（客车运行安全监控系统）一、THDS（红外线轴温探测系统）（Trace Ｈot box Detection System）THDS（红外线轴温探测系统），利用轨边红外线探头，对通过车辆每个轴承温度实时检测，并将检测信息实时上传到分局车辆运行安全检测中心，进行实时报警。

通过配套故障智能跟踪装置，实现车次、车号跟踪，热轴货车车号的精确预报，重点探测车两轴承温度，对热轴车辆进行跟踪报警。

重点防范热切轴事故。

THDS实现了联网运行，每个探测站接车和轴温探测信息直观显示，实现跟踪报警。

二、TFDS（货车运行故障动态图像检测系统） TVDS（客车运行故障动态图像检测系统）（ Trouble of moving Freightcar Detection System ）TFDS（货车运行故障动态图像检测系统），采用高速连续数字照像技术、大容量图像数据实时处理技术和精确定位技术，利用轨边高速摄像头，对运行货车隐蔽故障和常见故障进行动态检测，及时发现货车运行故障，重点检测货车走行部、制动梁、悬吊件、枕簧、大部件、钩缓等安全关键部位，重点防范制动梁脱落事故，防范摇枕、侧架、钩缓大部件裂损、折断，防范枕簧丢失和窜出等危及行车安全隐患。

TFDS的实施，实现了列检作业从人控向机控、室外向室内、静态检测向动态检测的大变革。

THDS-A探测站系统设置及故障处理方法

THDS-A型红外线轴温探测系统探测站系统设置与故障处理方法（软件部分）北京康拓红外技术有限公司2010-2-1目录1、临时进入某个操作系统 (3)2、设定机器启动时默认进入的操作系统 (4)3、接车软件IPC不能启动 (4)4、接车软件IPC启动后软件示波器为空白黑色 (5)5、双向探测站上下行信号的区分 (6)6、列车数据左右侧温升差数值过大报警 (6)7、通信软件N ETRANS不能够启动 (7)8、AD采集卡驱动安装 (7)9、多串口卡驱动安装 (11)10、显示隐藏文件 (12)11、关闭磁盘自动运行功能 (13)12、关闭系统还原 (14)13、系统时区的设定 (15)14、多串口卡的设定 (15)15、虚拟内存的设定 (15)16、操作系统安装 (16)17、探测站通信测试后数据的重传 (20)18、复示站通信测试后数据的重传 (20)19、探测站更换工控机需要做的工作 (23)20、探测站软件的配置备份 (24)THDS-A探测站采用工控机作为采集数据、处理数据的工具。

工控机上安装了两个存储介质，DOM盘和硬盘。

DOM盘上安装的是精简版本的windows XP操作系统，该系统具有写保护的功能。

硬盘上安装的是标准windows XP操作系统，该系统不具有写保护的功能。

DOM盘上的系统作为主操作系统，硬盘上的操作系统作为备用操作系统。

DOM盘上的写保护的功能是由精简版本的操作系统提供的，该功能是由DOS命令来控制的。

依次点击屏幕左下角的《开始》、《运行》，输入cmd回车，在弹出的DOS命令窗口中输入命令即可。

启动写保护功能命令为ewfmgr c: -enable。

去掉写保护功能命令为ewfmgr c: -disable。

查看当前的状态命令为ewfmgr c:。

在写保护的状态下修改了C盘上的内容（例如更新了程序，安装了驱动等），需要运行提交命令并且正常重启工控机之后，写入的内容才能正确的写入C盘。

THDS-B型远程标定装置用户手册(探测站软件修改版)20160401

电路原理
数字电源板电路框图
4.3
控制软件包括探测站软件及监测中心软件，探测站软件主要在原有基础上实现实时接收监测中心传来的标定命令，对系统进行自动标定。监测中心软件包括通讯管理机、接口计算机、监测中心软件。
4.3.1
软件功能界面介绍
THDS工作模块主界面分为实时状态显示区、设备调试区、示波器显示区、过车数据显示区、热靶数据显示区、自检数据显示区、车号数据显示区等。主界面如下：
THDS-B型远程标定装置
用户手册
广汉科峰电子有限责任公司
2014年12月
1
铁路运输是我国交通运输的重要力量，铁路车辆是铁路运输最重要的装备之一，随着铁路快速发展，车辆的运行速度不断提高，对车辆的安全行驶提出了更高的要求。
随着红外线设备的更新换代逐步趋于完善，对红外线车辆轴温智能探测系统的维护提出了更高的要求。很多红外线探测站设备安装于偏僻的山区和环境条件比较恶劣的地段，给用户日常维护带来很大的困难。THDS-B型远程标定装置通过远程自动标定，减少了现场作业时间，提高了车辆轴温智能探测系统测温精度。本装置由成都铁路局车辆处、广汉科峰电子有限责任公司等单位联合研制。
主机IO板通过标定箱保护门板，实现对室外探头箱挡板电机的电源控制，前面板设有控制状态指示灯，根据控制信号的状态，相应的指示灯熄灭或点亮，其状态说明如下表所示：
表1：保护门控制状态
控制按钮
开关状态
LED状态
动作
上电控制
打开
+30V LED点亮
30V供电
关闭
+30V LED熄灭
30V断电
大门（挡板）控制
(2)硬盘操作系统
采用普通XPSP3和Vwmare制作，集成了winrar、串口调试、十六进制查看器、MCAFEE防病毒等常用工具，使用Sysprep重新封装，使用GHOST工具打包和发布。

车辆轴温智能探测系统(THDS)概论PPT课件

98年以后，采用光子器件，研制推广适应高速列车的探测系统。主要代表机型有哈科所（威克） HTK-499、广汉厂（科峰） HTZ-2000＋、航天部502所（康拓） HBDS-Ⅲ。
2001年，利用办公网络，实现铁道部、铁路局、铁路分局的全路联网。
2004年，主要干线陆续增加车号检测装置，实现智能跟踪，车号检测也是“5T”综合预报的前提。
轴承在运转过程中由于材料缺陷、加工或装配不当、润滑不良、水份和异物侵入、腐蚀剥落以及过载等原因都可能导致损坏。当然，即使在安装、润滑和使用维护都正常的情况下，经过一段时间的运转，轴承也会出现疲劳剥落和磨损等现象影响轴承的正常工作。
铁路车辆在运行过程中，如果轴承内部损伤或外部不合理受力，会导致轴承发生部件过度磨耗或损坏、卡滞等故障，如果不及时对这些轴承故障发出警告，最终会导致发生严重的列车安全事故。
85年后：研制二代机早期产品，热敏电阻测温，直流放大，定量测温，计算机进行数据采集和处理，自动判别预报热轴。
1
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前言
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2
THDS系统简介
90年代：大面积推广使用二代机，探测站无人职守，实现分局中心、复示站、探测站的网络连接。主要代表机型有哈科所（威克） HTK-391、广汉厂（科峰）HTZ-2000、航天部502所（康拓）HBDS-Ⅱ。
可以准确的发现轴承早、中期故障。更重要的时，通过对
轴承温度的监测是及时发现车辆轴承后期严重故障，防止
热切轴的重要手线辐射能量有关，利用将红外线辐射转换为其它信号的红外传感器，就能够以非接触的方式测量物体的温度。红外线测温具有非接触性、灵敏度高、检测速度快的优点，但也有材料、制造成本高，以及难以精确测量物体某一点确切的温度值的不足之处。

车辆轴温智能探测系统(THDS)—THDS热轴预报及处置流程

车辆检测技术
热轴处置流程
一、强热处置流程
列车调度员接到强热预报后，须立即安排列车在最近前方站侧线停车，并通知机车乘务员；机车乘务员采用常用制动停车。
前方停车车站有列检作业场的，由列检人员检查、确认、处理；无列检作业场的，由车站安排将该车从列车中摘下，按规定通知机辆部派人员前往检查处理。
1 THDS发生临时故障。
2
THDS受到干扰出现异常。
3
列车在THDS探测站调速或停车影响探测。
4
因停电、维修、线路施工及其他因素等造成THDS无法探测。
>> 另外，对连续五个轴温探测站预报微热且热轴波形明显的按强热预报处理。
热轴预报等级
预报强热时最近前方站停车，并进行车辆轴温检测处理。
热轴处置流程
二、激热处置流程
列车调度员接到激热预报后，须立即呼叫机车乘务员就地停车；机车乘务员接到列车调度员的口头停车命令后，采用常用制动停车。
（1）
列车在区间停车时，由车辆乘务员负责检查、判断和处置，无车辆乘务员的由机车乘务员判断处置，确认能否继续安全运行。

机车乘务员按规定对激热报警信息，准确确定激热货车编组位置和轴位，并对轴承外观和车轮状态进行检查。
跟踪时发生激热或强热预报时，按热轴预报规定处理。
热轴故障典型案例
热轴故障典型案例
热轴故障典型案例
热轴故障典型案例
热轴故障典型案例
（1）
对激热报警、可限速不超过25km/h就近运行到前方车站或限速不超过15km/h退行至后方车站的列车，调度员安排车站将热轴车从列车中摘下时，仍须按上述限速要求进行调车作业，即调车牵引运行不超过25km/h，推进运行不超过 15km/h，并在调车作业通知单中注明限速条件。

车辆轴温智能探测系统(THDS)概论

红外探测器是红外线传感器的核心，利用红外线辐射与物质相互作用所呈现的物理效应来探测红外线辐射。根据对红外线辐射响应方式的不同，红外线探测器分为热探测器和光子探测器两大类。
热探测器和工作原理是入射的红外线能量使得探测器温度升高，而导致探测器的某些物理性质发生变化，并进而转化成可测量的信号，就可确定入射红外线能力的大小。热探测器主要有四类：热释电型、热敏电阻型、热电阻和气体型。
85年后：研制二代机早期产品，热敏电阻测温，直流放大，定量测温，计算机进行数据采集和处理，自动判别预报热轴。
90年代：大面积推广使用二代机，探测站无人职守，实现分局中心、复示站、探测站的网络连接。主要代表机型有哈科所（威克） HTK-391、广汉厂（科峰）HTZ-2000、航天部502所（康拓）HBDS-Ⅱ。
查询TADS系统预报情况如下：
TADS系统主要针对轴承早期故障，当局部故障的形状比较规则时，产生的周期性冲击明显，系统较为敏感；但是对于故障现象较为复杂的后期故障，其诊断能力有限，此时THDS系统的安全防范力就能得到很好的体现。因此，THDS系统与TADS系统相互互补，不可替代，共同铸就了铁路运输的安全防线。
正确解读TADS系统预报准确率 ≥97% 预报准确率≠探测准确率
从系统名称的定义上看，货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统。
早期
微小局部
从TADS系统的原理分析
当轴承零件的滚动工作面上出现故障（如剥离、碎裂、点蚀、塑性变形等）时，在轴承运转中滚动体碾压到故障部位，就会产生冲击振动。这种冲击振动与正常情况下的振动有所不同，具有很宽的频率范围，常能激起轴承零件的共振，引发异常声响。这种信号的特点是每个冲击的作用时间很短，能量不大，但频谱丰富，且冲击具有周期性。

THDS-B型双角度红外轴温探测系统

控制板给热靶提供加热电压可单路分别加热或双路同时加热通过跳线可以分别设置成内加热和外加热模式加热速率：33℃左右/分加热电阻：R157 36—42 R158 36—42

可通过跳线设置将加热控制板设置为内加热控制板或外加热控制板。内加热控制板信号跳线设置（见图1）
J9 1 2 3 J8 J7 J6 J5 J4 图1

外加热控制板信号跳线设置（见图2）
J9 1
2 3
J8
J7
J6
J5
J4
图2
● ● ● ● ● ●
J4-3、J4-2连接：左外热靶热靶温度信号输入（4-20mA） J5-3、J5-2连接：右外热靶热靶温度信号输入（4-20mA） J6-3、J6-2连接：左外热靶温度输出（VOUT ） J7-3、J7-2连接：右外热靶温度输出（VOUT ） J8-3、J8-2连接：左外热靶加热控制 J9-3、J9-2连接：右外热靶加热控制
● ● ● ● ● ●
J4-1、J4-2连接：左内热靶热靶温度信号输入（4-20mA） J5-1、J5-2连接：右内热靶热靶温度信号输入（4-20mA） J6-1、J6-2连接：左内热靶温度输出（VOUT ） J7-1、J7-2连接：右内热靶温度输出（VOUT ） J8-1、J8-2连接：左内热靶加热控制 J9-1、J9-2连接：右内热靶加热控制
块
1
每个板上设有指示灯、测试孔。

控制箱内包括：
型号 KZB-1 RKB-1 RKB-1 LKB-1 QFB-1 单位块块块块块数量 1 1 1 1 1
模板名称控制板加热控制板1 加热控制板2 制冷控制板前放板（主）
前放板（从）
QFB-1

5T系统简介

通过配套故障智能跟踪装置，实现车次、车号跟踪，热轴货车车号的精确预报，重点探测车两轴承温度，对热轴车辆进行跟踪报警。

重点防范热切轴事故。

THDS实现了联网运行，每个探测站接车和轴温探测信息直观显示，实现跟踪报警。

TFDS的实施，实现了列检作业从人控向机控、室外向室内、静态检测向动态检测的大变革。

THDS-B型红外线轴温探测系统探测站软件使用说明书(第二版)

THDS-B型红外线轴温探测系统探测站软件使用说明书（第二版）目录1.引言 (3)2.软件安装 (3)2.1.运行环境 (3)2.2.安装与配置 (3)3.IPC工作模块 (6)3.1.IPC工作模块配置文件制作说明 (6)3.2.IPC工作模块主界面说明 (7)3.2.1.探点实时状态显示区 (8)3.2.2.探点设备调试显示区 (10)3.2.3.示波器显示区 (10)3.2.4.过车数据显示区 (12)3.2.5.热靶数据显示区 (13)3.2.6.自检数据显示区 (13)3.2.7.标签数据显示区 (13)3.3.IPC工作模块轴温波形采集偏移量设置说明 (14)3.4.IPC工作模块手动热靶标定使用说明 (16)3.5.IPC工作模块系统标定使用说明 (17)4.数据分析使用说明 (21)4.1.过车数据显示 (21)4.2.热靶数据显示 (22)4.3.自检数据显示 (23)5.IPC工作模块菜单功能使用说明 (24)5.1.文件菜单 (24)5.2.工作菜单 (25)5.3.曲线菜单 (25)5.4.窗口菜单 (26)5.5.控制菜单 (26)5.6.工具菜单 (27)6.通信软件（Netrans） (30)6.1.软件概述 (30)6.2.软件安装 (31)6.3.启动界面 (33)6.4.注意事项 (33)7.IPC工作模块数据存储格式说明 (34)8.PM软件说明 (34)9.电子盘基础 (35)1.引言THDS-B型红外线探测站软件主要由两个软件模块组成，分别是工作模块和通信模块。

工作模块（可执行文件名：IPCWork.exe）的主要功能有：接车、热靶标定、系统标定、设备调试、温度计算、热轴预报、系统自检等；通信模块(可执行文件名：netrans.exe）负责与中心的数据通信，支持网络传输、专线话路和拨号话路传输。

2.软件安装2.1. 运行环境探测站软件的设计运行环境最小配置如下：CPU主频3.0GHz、内存1GB、硬盘80GB、主板具有至少5个PCI插槽和2个ISA插槽、Windows XP 操作系统。

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接车软件
接车软件
• • • • • • • 方向名称全路联网编号车号串口设备型号探测站名称 UPS串口检测车串口
接车软件
• 工控机一般带有几个逻辑盘，选择磁盘容量最大的逻辑盘符。
• 配置完毕，点击“确定”按钮将产生配置文件“F:\IPC数据目录\IPCWorkdevice.cfg”。
接车软件
• 2#、3#、4#号磁头是根据三个磁头的相对位置来确定，从来车的方向开始算起，除1 号磁头外，第一个为2#磁头，第二个为3# 磁头，第三个为4#磁头。在将室外电缆连接到室内控制箱上的时候一定要注意。要将来车方向算起的第一个磁头（即2#磁头）连接到控制箱2#磁头的位置，其他依次类推。
• 鼠标右键单击该区，弹出探点实时状态显示区颜色配置菜单，我们可以配置显示区中各个状态的显示颜色。
• 需要注意的是“上行环境信息切换”菜单。默认情况下，软件显示的环境信息都是从内探采集卡上采集上来的。点击“上行环境信息切换”后，软件会显示从外探采集卡上采集来的环境信息。这个功能可以快速定位采集卡故障信息，例如5V电压显示故障，点击“上行环境信息切换”后，5V 电压显示正常，据此我们可以快速的判断出内探采集卡存在问题。
AD采集卡驱动安装
• 在图中，选择“从列表或指定位置安装(高级)(S)”，点击下一步，弹出对话框如图所示。
AD采集卡驱动安装
• 在图中，选择“在这些位置上搜索最佳驱动程序（S）”，然后图所示，选择“在搜索中包括这个位置”，点击“浏览”，选择驱动所在的目录，即KT3200.sys和 KT3200.inf所在的目录。 • 点击“下一步”，即可完成康拓采集卡对应驱动的安装。安装后，会在系统设备管理器中显示如图中的信息。康拓采集卡会有KT3200的标识信息。
接车软件
• 如果在过车数据中发现计轴计量错误或者轴距不对，应如何处理？
接车软件
• 首先检查探测站如见配置文件磁头距离与实际是否相符，如果不符，应检查磁头是否固定可靠，并将实际的磁头距离输入配置文件；其次检查磁头噪声是否超标，如果噪声过大，也会导致计轴计量错误；应检查接线是否良好，或者更换磁头。
THDS-BS型红外线轴温探测系统探测站软件
THDS-BS软件
• 软件安装 • 功能介绍
Байду номын сангаас
软件安装
• 软件安装环境：探测站软件的设计运行环境最小配置如下： CPU主频3.0GHz、内存1GB、硬盘80GB、主板具有至少5个PCI插槽和2个ISA插槽、 Windows XP 专业版操作系统。
软件安装
• • • • • 接车软件(IPCWork.exe) 通信软件(netrans.exe) 监控软件(PM.exe) IO卡驱动 AD采集卡驱动
软件安装
• 探测站软件的安装不需要安装程序，将软件拷贝到特定目录就可以了。探测站软件必须安装在C盘，三个软件模块分别占用三个不同的目录。 • 接车软件安装在“C:\IPC\”目录下；通信软件安装在“C:\Netrans\”目录下；监控软件安装在 “C:\PM\”目录下。将模块的程序拷贝到各自的目录下，覆盖掉原来的程序，就完成了程序的安装。 • 需要说明的是，如果当前运行的是电子盘系统，程序安装完毕后，需要运行提交命令，并且重启工控机。 • 接车软件支持KT3200采集卡驱动和IO卡驱动。
接车软件
1、4号磁头前的勾去掉与保留代表什么？
接车软件
接车软件
• 探头类型分别为：（1）光子直流（2）热敏调制（3）热敏调制
接车软件
• 探测角度为：（1）内探（2）外探
接车软件
接车软件
• 模拟办卡序号： • 面向工控机背面，从显示器插槽开始算起，向左数，第一个采集卡序号为0，第二个为 1，依次类推，直到把所有的模拟板卡都标记完。
主界面
• 接车程序的主界面（见图3.2-1）分为：（1）探点实时状态显示区（2）探点设备调试区（3）示波器显示区（4）列车数据显示区、热靶数据显示区、自检数据显示区、标签数据显示区等。以下分别对各区进行说明：
探点实时状态显示区
• 探点实时状态显示区显示探点的实时状态，包括当前的工作状态（接车、自检、热靶标定、系统标定、侦听等），当前系统的环境信息（直流电压、交流电压等电压信息）、当前的探头状态信息（探头类型、大门开关状态、器件电流、器件温度、热靶温度等）。通过观察该区，我们可以快捷直观的了解当前探测站的运行状态和环境信息。
IO卡驱动安装
• IO卡驱动不需要单独的安装。接车软件中自带康拓IO卡的驱动，接车软件安装完毕后，康拓IO卡的驱动也就完成了安装。 • IO卡不需要配置。
AD采集卡驱动安装
• 采集卡驱动包含两个文件KT3200.inf和 KT3200.sys。
• 采集卡需要一些配置。即将采集卡与对应的驱动程序建立连接。 • 1）、进入系统设备管理器，搜索新硬件，搜索到新硬件后，系统会弹出驱动安装对话框，选择“否，暂时不”，选择下一步，弹出对话框如图。
功能介绍
接车软件
接车软件
• 接车软件位于“C:\IPC\”目录中，其中主要包含两种程序，接车程序和数据分析程序。 • 接车程序的可执行文件名：IPCWork.exe，数据分析程序的可执行文件名：3_数据分析.exe。
接车软件
• • • • • • • IPC软件配置主界面轴温波形偏移量设置程序接车程序手动热靶标定接车程序系统标定数据分析程序接车程序菜单介绍
接车软件
• 接车程序的运行需要配置文件的支持，配置文件存贮了探测站硬件和软件环境的一些信息。运行“C:\IPC\2_配置产生.exe”程序来制作配置文件。接车程序运行的时候如果发现配置文件不存在会自动调用该程序来制作配置文件。配置产生程序的主界面如下图所示。
接车软件
接车软件
• 磁头距离是两个磁头中心点之间的距离，单位是毫米，无符号数。 • 天线距离是天线到2#磁头之间的距离，单位是毫米，有符号数，如果天线在1#磁头与2#磁头之间，那么距离为负数，否则为正数。