蝶窦开口及内径征象与的相关性分析

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  • 时间:2019-02-28 20:55
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铁路货车超偏载一直是影响运输安全的重问题,然而货车超偏载检测装置(动态轨道衡、大型超偏载)因工程造价高、施工周期长等原因无法大面积使用。针对于这种情况,我们出一种结构简单、稳定可靠的解决方案,即采用压力传感器和虚拟仪器实时记录铁轨承重信号,通过合理分析压力信号,对发生的超偏载现象进行记录,并通过网络实现多种方式的管理和报警。 关键词虚拟仪器,货车超偏载,数字信号处理 AbstractTheexceedunbalanceloadingofrailroadwagonisalwaystheimportantprobleminfluencingthetransportationsafety.However,becauseofthehighcost,longconstructioncycle,thedetectiondevice(dynamicwagonbalance,heavyexceedunbalanceloading)isnotusedinlargescale.Basedonthecondition,weputforwardasimplestructured,stableandreliablesolution,whichapplysthepressuresensorandvirtualinstrumenttoreal-timelyrecordtracksbearingsignals,throughreasonablepressuresignalanalysistorecordexceedunbalanceloadingphenomenonandrealizevariousmanagementandalarmthroughthenetwork. Keywordsvirtualinstrument;exceedunbalanceloadingofwagon;digitalsignalprocessing 中图分类号U29文献标识码A文章编号 概述 问题的出 随着我国铁路运输事业的快速发展,尤其是近年来铁路大幅度的速后,货车装载状态监测系统的研究在铁路运输中的作用越来越重。超偏载的检测设备是这一系统研究中的重内容。长期以来,由于客观条件的限制以及经济利益的驱使,铁路货车超载和偏载现象非常严重,造成车辆严重损伤,大大降低使用寿命甚至危及行车安全;由于装车不准或者装载不均匀和运输中货物移位等原因,铁路不规范装载现象时有发生。货物的欠载使得列车的实际牵引能力发挥不足,使得已经很紧张的铁路运能更显紧张;而超载、偏载对列车本身的技术状态和列车的运输安全都是一种直接的威胁,如果列车长期处于此种运行情况下,列车的车轮和车轴受力不均匀,长期处于疲劳状况,断轴、爬轨和列车的颠覆等事故就会发生。 因此,设计出一种适用于大面积推广、简易可靠的超偏载检测设备,对于改变这种状况有很大的帮助,不仅可以收到很大的经济效益,而且可尽量避免由于货车超偏载带来一系列交通事故。为此,我们展开深入研究并引入虚拟仪器加快系统研制、产品定型过程。 虚拟仪器的使用 虚拟仪器是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重方向。粗略地说这种结合有两种方式,一种是将计算机装入仪器,其典型的例子就是智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小,这类仪器功能也越来越强大,目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托,实现各种仪器功能。虚拟仪器主是指这种方式。虚拟仪器的主特点有 尽可能采用了通用的硬件,各种仪器的差异主是软件。 可充分发挥计算机的能力,有强大的数据处理功能,可以创造出功能更强的仪器。 用户可以根据自己的需定义和制造各种仪器。 第二章系统实现 系统组成和原理 系统包括铁路货车超偏载检测装置、车号自动识别装置、网络集成及数据传输系统等组成。其核心是铁路货车超偏载检测装置,由称重轨传感器、承重灰枕、信号调理转换器、车轮磁电感应器、计算机及信号采集装置等组成,现安装在葫芦岛货场铁路专用线路上,能动态检测出运行中的货车各车轮重量信息,并自动对货车装载情况进行判断将数据通过网络传输到车站、路局有关部门,实现实时监控。系统安装示意图如下 我们的研究目标是将传感器应用于铁路货车地称重领域,既不影响既有线路、不增加工务部门的工作量,又能实现轴计量、转向架计量、整车计量,也就是铁路普通车辆和液态罐车的计量检测。同时,在检测精度相当于同类设备时造价降至同类设备的五分之一左右。 为此我们将专用灰枕两个和专用称重传感器四个安装于线路上,并在传感器两侧安装磁电感应器实现辅助信号分析。由于在既有线路钢轨轨底安装称重传感器,不破坏其原有线路状态,而且便维护和施工。当车辆通过时,称重传感器将车轮的重量转换为模拟信号,再通过放大器和AD采样转换为数字信号送到计算机,计算机中的虚拟仪器软件再根据数据进行处理。 当车辆通过称量区域时,压力传感器和磁电感应器所产生的数据波形如图 软件功能实现 传统仪器由信号采集、信号处理和结果表达与仪器控制三部分组成,在传统仪器里,这三部分都是用电子线路来实现的,即都是采用硬件来实现的。随着计算机技术的发展,尤其是数字信号处理技术的进步,实现各种信号处理功能的软件算法精度越来越高,速度越来越快,在仪器的信号处理部分,用软件代替硬件成为可能,即用算法代替电子线路,能够实现传统仪器的信号处理功能。这样,把传统仪器的后两部分(信号处理、结果表达与仪器控制)由计算机软件来实现,而不再采用硬件(电子线路)来实现,基于这种思想形成的仪器,就叫虚拟仪器。我们使用的LabVIEW软件具备良好的内存管理机制,多线程的任务管理以及丰富的界面元素,为编程人员供一个良好的软件平台。在此平台上为了实现系统的功能,我们同时使用了几个任务 界面显示任务。 数据存储任务。 信号采集任务数据端口采用中断方式采集模拟信号,并保存到内存缓存中,当缓存满是使用备用缓存,并向分析任务交数据。 分析任务当获得数据后,开始分析并计算相关数据(包括车速、方向、车辆位置、重量等),将结果数据交界面任务。 软件实施过程中,有一个关键便是如何防止数据的丢失,数据丢失一般是由数据显示与数据采集之间的矛盾引起的,因为Windows是一个多任务、多线程的非实时系统,数据显示、图形显示必然会对求实时高速数据采集产生一定的时延作用,造成数据丢失、声音的变异和失真,极大影响系统对数据分析的准确性。为克服这一缺憾,我们采用双缓存数据中断采集的方式,即由板卡采集数据缓存满触发中断,并将其暂存于软件数据缓存池中,当处于非中断时间来处理数据、分析、数据输出和屏幕刷新显示等过程。这样即保证了信号的完整性,又满足了系统对信号处理的求。 软件结构图如下 第三章关键技术及实现方式