国外铁路热轴探测技术
http://www.railcn.net 中国铁路网 2007-02-02 10:23:36 字号:
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国外铁路热轴探测技术发展很快,在监测理论和设备方面发生了巨大变化,传统的远红外热轴探测系统性能大大提高,新型车上热轴监测装置脱离了轮一轨界面的束缚,车载化热轴监测系统已经成为实用技术。
(一)红外热轴探测系统
远红外探测方式是国外铁路热轴探测系统主要采用的技术,法国和德国红外探测器探头采用光子元件;美国采用热释电元件或高阻抗热敏电阻元件,光子元件和热释电元件的响应速度达到微秒级。法国铁路的DBC红外探测器适应车速为300km/h,德国铁路的HOAgOS红外探测器适应车速达350km/h,德国90年代开发的FUS热轴热轮探测器适应车速更高达500km/h。
(二) 车上热轴探测系统
车上热轴监测系统直接连续监测车轴工作状态,可以实现实时监测报警,故障定位准确,可以避免外界因素干扰、误报、漏报等缺陷。采用车上热轴监测系统,还可以免除所有相关的地面设备及相关的投资,减少设备维护成本和人员成本。
高速列车采用了先进的通信、计算机和网络技术,且编组相对固定;为车载热轴探测系统提供了成熟的数据传输网络,这是车载监测技术得到应用的原因之一。日本新干线高速列车取消了地面热轴探测器,全部采用车上热轴探测器,法国铁路也为TGV高速列车研制车载热轴监测技术。
货运方面,电空制动系统在北美、日本、欧洲、澳大利亚等铁路都得到了应用,电空制动系统的电气控制线路可以作为热轴监测系统的传输线路,将监测信息直接传送到司机室,为车上热轴探测系统的实用化创造了条件。北美铁道协会(AAR)、BNSF铁路公司和制造商共同开发试验了车上热轴探测器及电空制动系统。
(三)热轴早期预警音响探测系统
美国伯林顿北方铁路(BN)于1989年开始试验和安装音响热轴探测系统。车轮和车轴的声音信号由设在道旁的类似于麦克风的探测器传送到微处理器,通过识别车轮和车轴发出声响的频率特性即可确定车轮和车轴的工作状态。其理论根据是,当车轮和车轴过热时或者产生裂纹等伤害时,其声音特性的变化会比温度变化或裂纹出现的更早。音响监测的优点在于,在轴温异常和损坏之前,其对轴承失效模式的检知率在90%以上,也就是说,音响热轴探测器除了能发现通常的热轴故障外,在轴温正常时,也能根据轴承的声音特性提前报警,将事故消灭在萌芽状态。因此,轴承音响监测器可以用作严重故障的早期报警,也可以列入车轴维护计划。
(四)智能螺栓热轴探测器
这种系统采用一套扩频无线发送器和接收器,发送器安装在轴承端盖螺栓内,当轴承温度超过设定的温度时,发送器的封腊熔解,使温度传感元件弹出,内装的天线发出信号,机车司机室的接收器收到信号后发出音响报警信号,司机停车,将燃轴检查出来。