盛立芳
中车长春轨道客车股份有限公司
摘 要 列车在运行过程中，机车车辆与钢轨的冲击、动力效应和震动，将导致车辆走行部分各轴承的发热。当轴承磨损或产生缺陷时，不正常发热增大，将会严重影响车辆的行车安全，造成巨大的生命和财产损失。所以性能优良、可靠的列车车辆轴温监测报警系统对保证行车安全具有重要的意义。本文介绍的轴温报警系统是一种新型的走行部安全监测系统，采用数字和模拟传感器冗余测温技术，对轮对轴承的工作温度进行实时监测并判断报警。
关键词 轴温检测系统 传感器 故障 报警
1.系统组成
轴温报警系统包括轴温报警器、轴温记录仪、温度传感器（包括轴温传感器、环温传感器）、声光报警器、传输线缆等。见图1。
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图1
轴温传感器安装于轴箱上，能够实时采集轴端的温度，转换并传输给相应的报警器。传感器内核采用数字信号和模拟信号的冗余设计，部分故障时不影响测温的可靠性，同时综合了数字传感器抗干扰能力强，模拟传感器测温范围广的优点。另外，传感器探头结构实现了自由旋转的安装方式，在保证安装可靠的同时，能够选择更合理的走线方向，提高可靠性与使用寿命。
环温传感器安装于车下的相应支架上，能够采集环境温度。内核与结构采用与轴温传感器相同的设计，仅外部接口有差异。
报警器安装于车厢的电气控制柜内，能够实时监测轴温、环温，诊断报警状态，并与整个系统、网关交互轴温数据与故障状态等。报警输出，除声光报警和相应轴温闪烁显示外，新增安全环路输出功能，参与控车。
记录仪安装于车厢的电气控制柜内，能够显示并记录系统内的轴温数据与故障状态，记录间隔可以设置，记录数据能够通过存储器转储，通过导入相应的地面分析系统能够实现更全面的故障预判。同时可以显示轴温曲线，能够有效帮助运营时的在线预判，排除隐患，避免事故的发生。
2.轴温报警系统的功能说明
2.1面板说明
轴温报警器通常采用嵌入式安装方式。其面板包括LCD液晶屏、报警指示灯、通信指示灯、蜂鸣器、键盘及键盘锁组成。见图2。
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图2
LCD液晶屏用于显示输出，当自检时开机显黑1s 后，显示相应自检参数；自检完成后显示相应轴温信息；当设备故障或工作异常时则长期显黑、无字或者乱码。
报警指示灯用于报警提示，当设备自检时，开机点亮1s 后熄灭；处于正常工作状态无报警时，熄灭，报警时，周期性闪烁；当设备故障或工作异常时则常亮或者常灭。
通信指示灯用于通信指示，当自检时开机点亮1s 后熄灭；处于正常工作状态无发帧时，通信指示灯熄灭，发帧时，通信指示灯点亮。
蜂鸣器用于报警或者按键指示，当设备自检时，开机鸣叫1s 后静音；处于正常工作状态无报警或按键时，蜂鸣器静音，当设备报警时，周期性鸣叫，当按键时，短促鸣叫；当设备故障或工作异常时长期鸣叫或静音。
键盘用于操作输入（键盘锁打开时），处于正常工作状态时操作后会显示相应输入，当设备故障或工作异常时操作无反应，无法按下或弹起。
键盘锁用于禁止或允许操作。当设备处于工作状态时，关闭后，键盘无法输入；打开后，能够键盘输入。当工作异常时，关闭后，键盘可以输入，打开后，键盘无法输入。
轴温报警器背面设置电气接口，包括电源通信接口和传感器接口等。
2.2功能说明
报警器开机自动执行自检功能，检查各输出功能是否正常，内容包括：LCD 液晶屏输出、LED 指示灯输出、蜂鸣器输出。此外，还将显示相关自检信息，内容包括：产品型号名称、软件版本、模块信息，时钟信息等。自检完成后，默认进入轴温功能，开始正常测温处理、报警诊断、通信联网等功能。
在轴温功能下，按● 键，即可进入“设置”功能，默认首先显示“产品型号名称、软件型号版本”、”模块信息”，以方便随时查阅。连按●键，则进入“车次、车号设置”功能。
报警器能够同时检测各通道传感器内的数字温度计、模拟温度计的温度及异常，整合处理后，显示在LCD 液晶屏上。
根据预设的跟踪报警、定点报警阈值，报警器能够实时诊断本车各轴温是否满足报警条件。当任意轴温满足任意报警条件时，报警器判断为报警，显示相应轴温闪烁，同时报警灯闪烁，蜂鸣器周期性鸣叫，当本车报警解除时，报警器恢复常态显示，报警灯熄灭，蜂鸣器静音。当报警时，按任意键操作（键盘锁已打开），即可实现消音功能，此时蜂鸣器不再鸣叫。当轴温正常，或跟踪报警时，安全环路输出为开路（断开），当定点报警时，安全环路输出为短路（闭合）。
当网络中，任意一辆其他车发生报警时，非报警车报警器能够及时显示报警车的轴温信息，报警轴温、报警灯闪烁，蜂鸣器周期性鸣叫，一定时间后自动停止。当报警车执行消音操作或报警解除后，非报警车报警器恢复常态显示，报警灯熄灭，蜂鸣器静音。
当网络中，任意多辆车同时发生报警时，所有车报警器能够及时循环显示报警车的轴温信息，报警轴温、报警灯闪烁，蜂鸣器周期性鸣叫，10s 后自动停止。当报警车执行消音操作或报警解除后，非报警车报警器恢复常态显示，报警灯熄灭，蜂鸣器静音。
2.3报警记录
当发生报警时，报警器自动开始周期性记录。内容包括：报警时间（年、月、日、时、分）、报警轴位、轴温、环温，记录间隔为固定时间。数据记录满后应能自动刷新，先进先出，始终保持最新的记录。报警数据记录不可通过按键操作删除，且数据记录应具备断电自动保存功能。
3.结语
轴温报警系统的应用，可以实现车辆轴承温度的实时监控，智能预报车辆轴承故障，极大的保证了车辆的行车安全。
参考文献
［1］祝常红.数据采集与处理技术［M］.电子工业出版社, 2008.