[实用新型]一种高速列车轴承声发射信号监测装置

说明书

本实用新型公开了一种高速列车轴承声发射信号监测装置，包括多路声发射传感器、与多路发射传感器配套使用的前置放大模块、AD转换模块、FPGA模块以及处理器，声发射传感器、前置放大模块、AD转换模块、FPGA模块与处理器依次相连；所述AD转换模块采用多路模拟输入方式与前置放大模块接口，输出的并行数据由FPGA模块接收。本实用新型能够形成冗余的声发射信号采集，使用FPGA同步采集多路数据，不仅能够提高声发射识别准确度，也能实现轴承声发射位置的定位。

技术领域

本实用新型涉及列车轴承监测领域，具体涉及一种高速列车轴承声发射信号监测装置。

背景技术

转向架是高速列车的走行机构，具有导向、承载、牵引和制动等功能，是保证列车行驶安全的主要因素之一，轴承通过轴箱与转向架相连，支撑着车辆在运行中的冲击载荷，因此针对轴承的故障监测预警对于整个列车的高速行驶越来越重要。

现有技术中关于轴承监测的主要方式是采用振动诊断、温度监测或者油样分析、声发射诊断等方法，目前声发射技术的故障监测还基本处于实验室监测阶段，通常采用单路数据采集方式，不能很好的集成多路数据形成冗余数据采集方式，导致实际应用中容易产生误报警，需要结合其他监测手段或者人工检查的方式进行确定，导致监测效率低下的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种高速列车轴承声发射信号监测装置，能够解决声发射单路采集不能很好的形成冗余数据采集的问题。为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种高速列车轴承声发射信号监测装置，包括多路声发射传感器、与多路发射传感器配套使用的前置放大模块、AD转换模块、FPGA模块以及处理器，声发射传感器、前置放大模块、AD转换模块、FPGA模块与处理器依次相连，所述AD转换模块采用多路模拟输入方式与前置放大模块接口，输出的并行数据由FPGA模块接收；

其中，声发射传感器采用声华科技(Soundwel)SR系列的声发射传感器，型号为SR150N，工作频率范围为22KHz～220KHz，中心频率范围为150KHz，灵敏度大于-65dB；

所述前置放大模块采用带宽为4KHz～100KHz，增益为40dB的PII型低通前置放大器；

所述AD转换模块中的AD芯片型号为AD7606，AD7606系列器件采用单+5V供电，并支持真正的±10V和±5V双极性信号输入，每通道的转换速率能达到200kSPS。AD7606系列的所有8个通道都能实现最高200kSPS的转换速率，采用并行数据输出方式；

所述FPGA模块包括EP2C20芯片、下载电路、时钟电路、电源电路和复位电路；

所述处理器选用内核最高运行频率为72MHz，内部512K FLASH和64K RAM内存的STM32F103大内存系列单片机。

本实用新型的有益效果是：采用多路并行采集方式能够形成冗余的声发射信号采集，使用FPGA同步采集多路数据，不仅能够提高声发射识别准确度，也能实现轴承声发射位置的定位。

附图说明

图1为本发明整体硬件系统框图；

图2为AD7606接口图；

图3为FPGA模块与AD转换模块接口图；

图4为FPGA模块与处理器接口图。

在图1-4中：1-1传感器a、1-2传感器b、1-3传感器c、1-4传感器d、2-1前置放大模块a、2-2前置放大模块b、2-3前置放大模块c、2-4前置放大模块d、3AD转换模块、4FPGA模块、5处理器。

具体实施方式