車輛軸溫檢測(cè)演示文稿

車輛軸溫檢測(cè)演示文稿第一頁(yè)，共三十五頁(yè)。4.9溫度檢測(cè)診斷 溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度的微觀概念是大量分子運(yùn)動(dòng)平均強(qiáng)度的表示。分子運(yùn)動(dòng)愈激烈其溫度表現(xiàn)越高。 溫度只能通過(guò)物體隨溫度變化的某些特性來(lái)間接測(cè)量。 溫度測(cè)量?jī)x表按測(cè)溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。第二頁(yè)，共三十五頁(yè)。接觸式測(cè)溫利用熱平衡原理來(lái)測(cè)量溫度，測(cè)量?jī)x表通常比較簡(jiǎn)單、可靠，測(cè)量精度較高；但存在測(cè)溫的延遲現(xiàn)象，且不能應(yīng)用于很高的溫度測(cè)量。非接觸式儀表測(cè)溫是通過(guò)熱輻射原理來(lái)測(cè)量溫度的，測(cè)溫元件不需與被測(cè)介質(zhì)接觸，測(cè)溫范圍廣，也不會(huì)破壞被測(cè)物體的溫度場(chǎng)，反應(yīng)速度一般也比較快；但受外界因素的影響，其測(cè)量誤差較大。第三頁(yè)，共三十五頁(yè)。1、熱膨脹式溫度計(jì) 利用液體、氣體、或固體熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量，如水銀溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)。一、接觸式測(cè)溫第四頁(yè)，共三十五頁(yè)。2、熱電偶測(cè)溫?zé)犭娕际抢脽犭娦?yīng)來(lái)測(cè)量溫度的。 將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。 當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)接觸點(diǎn)1和2之間存在溫差(t>t0)時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)eAB(t,t0)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。eAB稱為熱電勢(shì)。第五頁(yè)，共三十五頁(yè)。 當(dāng)熱電極材料A、B確定后，若使冷端溫度不變，則熱電勢(shì)就只是熱端溫度t的單值函數(shù)。因此，通過(guò)測(cè)量熱電勢(shì)，就可以測(cè)出溫度t。第六頁(yè)，共三十五頁(yè)。 熱電偶多用銅-康銅、鎳鉻-康銅、金鈷-銅、鉑-銠等組成。第七頁(yè)，共三十五頁(yè)。3、熱電阻測(cè)溫

熱電阻測(cè)溫是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。因此只要測(cè)出電阻值的變化（一般用電橋，需外加電源），就可測(cè)量出溫度。第八頁(yè)，共三十五頁(yè)。 熱電阻測(cè)溫的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定，信號(hào)可以遠(yuǎn)距離傳送和記錄等特點(diǎn)。 缺點(diǎn)是不能測(cè)定高溫，因流過(guò)電流大時(shí)，會(huì)發(fā)生自熱現(xiàn)象而影響準(zhǔn)確度。由于感溫元件占有一定的空間，所以也不能用它來(lái)測(cè)量“點(diǎn)”的溫度。此外，反應(yīng)速度慢。第九頁(yè)，共三十五頁(yè)。 熱電阻溫度計(jì)包括金屬絲電阻溫度計(jì)和熱敏電阻溫度計(jì)兩種。金屬絲電阻溫度計(jì)： 利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變的特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。純金屬及多數(shù)合金的電阻率隨溫度升高而增加，在一定溫度范圍內(nèi)，電阻－溫度關(guān)系接近線性。第十頁(yè)，共三十五頁(yè)。熱敏電阻： 在錳、鎳、鈷、鐵、鋅、鈦、鎂等金屬的氧化物中分別加入其它化合物制成的。 熱敏電阻具有負(fù)電阻溫度系數(shù)，其電阻值是隨溫度的升高而減小。因?yàn)殡m然溫度升高引起自由電子遷移率略為下降，然而自由電子的數(shù)目隨溫度的升高而增加得更快，所以溫度升高其電阻值下降。第十一頁(yè)，共三十五頁(yè)。RT 熱敏電阻的溫度系數(shù)大，靈敏度高，但非線性大。第十二頁(yè)，共三十五頁(yè)。第十三頁(yè)，共三十五頁(yè)。1、基本原理 任何物體，當(dāng)其溫度高于絕對(duì)零度時(shí)，都會(huì)以電磁波的形式向外輻射能量，溫度越高，輻射的能量越多。 輻射能的波長(zhǎng)很廣，但主要是紅外線和可見(jiàn)光。 溫度越高，電磁波譜中包含的短波成分越多；溫度越低則長(zhǎng)波成分越多。二、非接觸式測(cè)溫第十四頁(yè)，共三十五頁(yè)。 物體對(duì)于給定的入射輻射必然存在著吸收、反射和透射，而且吸收率α，反射率ρ和透射率τ之和必然等于1：α+ρ+τ=1若物體的α=1，則稱為黑體，若ρ=1則稱白體，若τ=1則稱為透明體。第十五頁(yè)，共三十五頁(yè)。第十六頁(yè)，共三十五頁(yè)。2、單色溫度計(jì) 當(dāng)波長(zhǎng)一定時(shí)，物體的輻射亮度只隨物體的溫度面改變。單色溫度計(jì)就是通過(guò)測(cè)量物體的輻射亮度來(lái)檢測(cè)其溫度。 單色溫度計(jì)又稱亮溫儀。第十七頁(yè)，共三十五頁(yè)。 單色溫度計(jì)可分為光學(xué)高溫計(jì)和光電高溫計(jì)。光學(xué)高溫計(jì)：通過(guò)人眼比較高溫計(jì)燈絲和被測(cè)物的亮度，并調(diào)節(jié)燈絲的電流，使兩者達(dá)到亮度平衡。燈絲的電流大小就反映了被測(cè)物的溫度的高低。光電高溫計(jì)：采用光電元件代替人眼來(lái)進(jìn)行亮度平衡。第十八頁(yè)，共三十五頁(yè)。第十九頁(yè)，共三十五頁(yè)。式中σ＝5.67×10-8W/(m2K4)，稱為斯忒藩一玻耳茲曼常數(shù)。工程材料均為灰體，其全輻射能E=εE0，ε稱為黑度或比輻射率。0<ε<1。3、輻射溫度計(jì)

輻射溫度計(jì)是通過(guò)檢測(cè)被測(cè)物體入射到探測(cè)元件上的輻射能來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量的。 其依據(jù)為斯忒藩一波爾茲曼定律：黑體全輻射能第二十頁(yè)，共三十五頁(yè)。輻射溫度計(jì)的工作原理：第二十一頁(yè)，共三十五頁(yè)。輻射溫度計(jì)的工作原理： 被測(cè)物體的輻射線由物鏡聚焦在受熱板上，受熱板是一種人造黑體，通常為涂黑的鉑片，當(dāng)吸收輻射能以后溫度升高，由接在受熱板上的探測(cè)元件測(cè)定。 通常被測(cè)物是灰體，如果知道了被測(cè)物體的ε值，就可以求得其溫度。第二十二頁(yè)，共三十五頁(yè)。檢測(cè)元件可分為光電型和熱電型兩類。光電型檢測(cè)元件（光子探測(cè)器）：是利用光電效應(yīng)來(lái)檢測(cè)輻射能的，其響應(yīng)速度快，但對(duì)波長(zhǎng)有選擇性。熱電型元件：是利用其電特性隨溫度變化而改變的原理來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。其特點(diǎn)是對(duì)波長(zhǎng)無(wú)選擇性，特別適合全輻射測(cè)溫和低溫輻射測(cè)溫。第二十三頁(yè)，共三十五頁(yè)。 熱電型檢測(cè)元件可分為熱敏電阻、熱電堆和熱釋電元件三類。熱敏電阻：測(cè)量原理是物體的電阻隨溫度改變。第二十四頁(yè)，共三十五頁(yè)。熱電堆： 測(cè)量原理是物體的輸出熱電勢(shì)隨溫度改變。由數(shù)對(duì)以串聯(lián)方式排列在受熱板上的熱電偶組成。第二十五頁(yè)，共三十五頁(yè)。熱釋電元件： 利用熱釋電效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)其表面溫度發(fā)生變化時(shí)，晶體表面就會(huì)產(chǎn)生電荷，電荷經(jīng)放大后可轉(zhuǎn)換為電壓輸出，實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。 這種傳感器響應(yīng)速度快，適合檢測(cè)人體或者動(dòng)物的活動(dòng)。第二十六頁(yè)，共三十五頁(yè)。在停車時(shí)，由車輛乘務(wù)員逐個(gè)用手摸。在線路上，定點(diǎn)設(shè)置紅外線軸溫探測(cè)裝置。在軸箱上裝雙金屬片接點(diǎn)，在溫度高時(shí)，接通車上報(bào)警電路。在軸箱上安裝軸溫監(jiān)測(cè)與報(bào)警裝置，溫度傳感器采用熱敏電阻、合金絲或鉑電阻等。三、車輛軸溫檢測(cè)1、車輛軸溫檢測(cè)的方法第二十七頁(yè)，共三十五頁(yè)。 紅外測(cè)溫是輻射測(cè)溫的特例。 因?yàn)楦鶕?jù)維恩位移定律：物體峰值輻射波長(zhǎng)與物體自身的絕對(duì)溫度成正比：λmax=2897／T而低溫時(shí)(<600℃)，峰值輻射波長(zhǎng)正好在紅外區(qū)域。 紅外測(cè)溫的檢測(cè)元件與輻射溫度計(jì)一樣。2、紅外測(cè)溫原理第二十八頁(yè)，共三十五頁(yè)。第二十九頁(yè)，共三十五頁(yè)。3、紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)紅外熱軸探測(cè)系統(tǒng)是保障列車運(yùn)行安全的重要設(shè)備之一。它采用紅外探測(cè)技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在線自動(dòng)非接觸式監(jiān)測(cè)各種類型運(yùn)行列車的軸溫，并將熱軸故障及時(shí)報(bào)告給列車調(diào)度系統(tǒng)，防止事故的發(fā)生。檢測(cè)溫度范圍為15~200℃，對(duì)應(yīng)的紅外線波長(zhǎng)為6～10um。第三十頁(yè)，共三十五頁(yè)。紅外熱軸探測(cè)系統(tǒng)自70年代在我國(guó)開(kāi)始運(yùn)用，至今已經(jīng)歷三次重要的產(chǎn)品更新。第一代紅外熱軸儀采用紅外熱敏電阻探頭，人工根據(jù)探頭輸出幅值判斷熱軸，設(shè)備需要24小時(shí)人工值守。第二代紅外熱軸探測(cè)系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了各種類型運(yùn)行列車熱軸故障的自動(dòng)判斷及信息的自動(dòng)傳輸，設(shè)備實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守。第三代的產(chǎn)品采用光子探頭技術(shù)及自適應(yīng)軸溫計(jì)算技術(shù)．能夠準(zhǔn)確探測(cè)高速運(yùn)行列車的軸溫，系統(tǒng)更加可靠，并減少系統(tǒng)維護(hù)工作量。第三十一頁(yè)，共三十五頁(yè)。系統(tǒng)主要由探測(cè)站、復(fù)示站、分局監(jiān)測(cè)中心和路局監(jiān)控中心組成。探測(cè)站探測(cè)站沿鐵路線分布，每30公里設(shè)置一個(gè)。探測(cè)站包括：紅外線軸承掃描儀，車輛傳感器和探測(cè)站主機(jī)。第三十二頁(yè)，共三十五頁(yè)。紅外線軸承掃描儀包括：熱敏電阻或光子探測(cè)器、電子線路、擋板和擋板驅(qū)動(dòng)電機(jī)。軸承掃描儀可分為“上探式”(從上往下探測(cè))和“下探式”兩種