實時斷軌檢測系統(tǒng)中發(fā)送器設(shè)計與研究.pdf

1、鐵路運營線路上的鋼軌斷裂，嚴(yán)重威脅著行車安全，是導(dǎo)致行車事故的重大隱患之一。長大隧道內(nèi)復(fù)雜的道床環(huán)境使斷軌發(fā)生的幾率更高，斷軌一旦發(fā)生在空間較為狹小的隧道內(nèi)而不能被及時發(fā)現(xiàn)，會導(dǎo)致嚴(yán)重的行車事故。中央發(fā)送、兩端直接短路電流接收式實時斷軌檢測方案有效解決了傳統(tǒng)的斷軌檢測方法受道床環(huán)境影響大，需要機(jī)械絕緣及實時性差等問題，能夠適用于長大隧道內(nèi)的實時斷軌檢測。但目前該方案尚未研發(fā)出成熟的發(fā)送器系統(tǒng)，因此，研發(fā)一種能適應(yīng)隧道復(fù)雜環(huán)境的發(fā)送器系統(tǒng)

2、，對實現(xiàn)長大隧道內(nèi)全程實時斷軌檢測具有重要的意義。本文在分析檢測方案優(yōu)越性和可行性的基礎(chǔ)上，結(jié)合長大隧道內(nèi)的實際應(yīng)用環(huán)境條件，研究確定了發(fā)送器系統(tǒng)的功能和技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)而設(shè)計了一種能適應(yīng)于該檢測技術(shù)的發(fā)送器系統(tǒng)。
　　本文設(shè)計的實時斷軌檢測發(fā)送器系統(tǒng)采用上位機(jī)和下位機(jī)結(jié)合的方式，實現(xiàn)對發(fā)送器系統(tǒng)的有效控制。系統(tǒng)下位機(jī)設(shè)計采用模塊化設(shè)計思路，其主要完成檢測信號的生成、輸出波形幅度的控制、輸出波形參數(shù)的檢測等功能;上位機(jī)完成對下位機(jī)狀態(tài)

3、信息的監(jiān)測和故障信息的報警處理等功能。系統(tǒng)上、下位機(jī)間采用CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域網(wǎng))總線光纖通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。
　　發(fā)送器系統(tǒng)波形發(fā)生部分采用先進(jìn)的DDS(DirectDigitalSynthesizer，直接數(shù)字頻率合成)技術(shù)來合成所需的高精度、高穩(wěn)定性的正弦檢測信號，并通過濾波電路濾除DDS頻率合成過程中所帶來的高次諧波分量，改善了輸出波形的質(zhì)量。通過閉環(huán)反饋檢測環(huán)節(jié)對輸出電壓和頻

4、率進(jìn)行檢測及控制，滿足了鐵路信號設(shè)備“故障-安全”的原則。同時由AGC(AutomaticGainControl，自動增益控制)電路完成對輸出信號幅值的自動增益控制功能。在分析牽引電流分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，借鑒現(xiàn)有的防護(hù)措施，并結(jié)合本檢測方案發(fā)送器系統(tǒng)的特點，設(shè)計了一種3階的巴特沃斯諧振器耦合式帶通濾波器，有效的降低了不平衡牽引電流對發(fā)送設(shè)備的影響。
　　最后對設(shè)計的發(fā)送器系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析及實驗驗證，測試結(jié)果表明，所設(shè)計的發(fā)送器系統(tǒng)