THDS-BS型红外线设备探头挡板故障探讨与分析

摘  要：红外线轴温探测设备作为车辆安全监控的重要组成，在运输安全方面发挥着关键作用，本文通过介绍THDS-BS型红外线轴温探测设备组成、功能、特点，分析存在的挡板故障现象，分析相关原因，提出解决方法，为重载车辆安全运输提供参考建议。

关键词：红外线轴温;探头;挡板;故障

1 引言

大秦线THDS-BS型红外线轴温探测设备担负着重载专线的车辆安全监控作用，由于该设备长期处于室外轨道边，受到设备自身及环境因素影响挡板故障率较高，设备发生挡板故障会产生较大危害，如果挡板不开，会造成红外线探头无法探测轴承温度，存在漏报车辆热轴故障的安全风险，如果挡板不关，影响直流光子探头的校零稳定性，会造成探头测温失准，探头挡板故障对红外线轴温探测设备造成的安全隐患非常大，对车辆安全运输监控和设备维护部门是严峻考验。

2 功能特点

2.1概念

THDS红外轴温探测站是由工业控制机（IPC）通过车号天线、智能跟踪装置来识别车辆编号;通过监测车轮传感器（磁头）感知列车的运行位置、速度等参数实现计轴计辆;同时控制轨边轴箱扫描器的大门、热靶、挡板、调制盘等机构，通过红外轴温探头（内外双探头）测量列车轴箱内、外侧的外表辐射温度，得到列车每个轴箱的内外侧轴温波形。对得到的原始轴温波形，通过专家系统模型推理、经验归纳推理、异常波形模版匹配、热轴波形模版匹配等方法，对每个轴承的热轴状态进行判别，作出微热、强热、激热的预报。将车号、计轴计辆数据、轴温波形、自检数据等汇总形成列车报告上传到铁路局监测中心。

2.2组成

2.2.1探头箱和卡轨器

本系统每个方向有两个探头箱，分别安装在探测站的轨道两侧。探头箱由下箱体、上盖组成。下箱体由壳体、第二级减震器、探头卡具、箱体锁机构、下风道部件及出线口等组成;上盖由保温层、上盖锁机构、双电机大门机构、热靶、接线板、大门电机、挡板电机、防雪保护罩、防雪板、上风道部件等组成。

2.2.2热靶大门组件

本系统采用热靶标定的自适应温度标定方法，实时获得轴温计算标准，使系统能够自动适应探头工作状态的变化，轴温计算准确。根据环境温度的不同，热靶标定需要1.5到2分钟。热靶大门组合件除为轴温计算提供温度基准外，还要在列车到达前、后将探头箱封闭，保护内部的清洁，并避免某些外界因素损坏内部部件。热靶大门组合件由力矩转角电机驱动，一个电机驱动一个热靶结构简单可靠，易于维护且在掉电状态下能够保持自锁状态有效避免人为破坏。

2.2.3箱体结构

扫描器箱体采用玻璃钢模压成型薄壳结构，该材料具有尺寸精度易保证且导热系数小，强度高，质量轻，不易腐蚀，外观光洁易清理等优点，完全满足轨边振动、冲击、高温、高湿等恶劣环境下可靠工作的要求。

2.3挡板测温原理

挡板测温是该系统的其中一项工作，系统中有很多部件需要测量实时温度，如挡板温度、调制盘温度、热靶温度、光子器件温度、环境温度，柜温。这些部件的测温原理都是一样。如上图所示，温度传感器采用的是铂电阻，型号为PT100，它负责采集温度，不同温度下本身的阻值不同，0℃时PT100的阻值为100欧姆，当温度上升时阻值变大，温度下降时阻值变小。0～40℃对应的阻值为100～115欧姆。除环温和柜温的采集外，其他采集电路均通过温度变送器，将电阻温度信号转换为4～20mA电流信号，传送到控制箱的测温板。环温和柜温采用直接将电阻信好连接到测温板。测温板将电流温度信号和电阻温度信号进行调零和放大，按照图中的公式调整成电压信号，电压范围：-10V～+10V，并将这些温度信号通过AD采集接口SM1和SM2送到AD采集卡，AD采集卡将电压模拟信号转换成数字量，供系统处理和显示。

一般各部件测温出现问题，可能出现在某一环节，查找故障时可以一个环节一个环节逐一排查。例如靶温故障，热靶温度显示-100度，可先测量探头箱上盖热靶的PT端电阻，在热靶不加热的情况下，阻值应符合上面说的组织范围。如果不符合则判断热靶内的铂电阻损坏。如果正常，可以查找下一环节。

3 故障分析

3.1单侧挡板故障，故障现象为单侧热靶曲线呈水平直线，对故障配件进行检查验证，发现热靶线缆过长，造成挡板开关时受阻，故障原因为板温引线过短或红色塑料套管过长，由于天气变冷，引线和塑料套管变硬，对挡板转动带来一定阻滞。处理方法：将红色塑料套管用剪刀剪短至挡板边缘0.5厘米内，减少对挡板转动的阻力，或适当延长板温因线长度。注意：引线不宜过长，容易造成扣上蓋时压住引线。

3.2双侧挡板故障，左右两侧挡板同时故障，故障现象是两侧热靶曲线呈水平直线。处理办法：检查30V电源是否正常，如果不正常，更换30V电源模块，如果正常，更换外探功放板。左右两侧挡板的控制电缆是在控制箱内部并联的，外探功放板同时控制两侧挡板的“开”和“关”。如果30V电源或者外探攻防板出现故障，两侧都会出现挡板状态故障。如果只一侧挡板不能“开”或“关”，可以排除30V电源和外探功放板。主要由于功放板1控制挡板电机延时导致，更换工作功放板后可解决此问题。

3.3挡板配件故障，对故障配件进行检查发现。正常情况下挡板开关动作时，限位销钉与挡块之间有柔性套管减震缓冲，套管脱落以后，销钉与挡块之间变成铁与铁之间的硬接触，销钉受到的冲击力明显增大，焊口受到的交变应力也随之增加。由此看来减震套管损坏脱落，减震失效是销钉裂损的诱因。所以说减震材料差是要因。

4 处理方法

经过研究挡板故障原因包括板温引线过短或红色塑料套管过长;焊口强度不足是限位销钉开焊的原因;减震失效是限位销钉裂损的诱因;减震材料选择不合理是故障发生的原因。

总结挡板故障排查方法，开展安全风险隐患专项整治。在排查中我们还总结了“耳听、手摸、眼看”的检查方法，“耳听”即挡板开关动作时，用耳朵听挡板销钉与限位挡块的撞击声音，如果声音清脆，听到金属间的撞击声，说明减震失效，需要重点检查。“手摸”即将食指伸到挡板背面，触摸减震套管是否脱落或裂损，如果脱落需要对销钉焊接状态进行重点检查。“眼看”即用眼睛看紧固销钉的螺钉是否松动，如果发现松动，说明销钉焊口已经开焊，必须立即更换探头箱上盖排除隐患。

主要解决的问题：解决了探头挡板限位销钉故障点隐蔽，常规检查方法不易发现的问题。通过“耳听、手摸、眼看”的排查方法，发现并消除设备故障隐患十余件，实现了“计划修、少上线”的检修目标。为设备厂家完善产品设计提供了详实的资料，有利于不断提高红外线设备质量。

5 结束语

大秦线THDS-BS型红外线设备是重载车辆安全监控的重要设备，发现和设备故障存在一定难度，需要设备维修人员长期积累相关工作经验，包括将挡板故障排查方法纳入设备日常检修范围，确保检查效果的持续、稳定，巡检项目中增加对新装O形天然橡胶圈的检查，确保减震作用发挥稳定可靠，根据设备排查情况，进行梳理统计，更换性能不良的配件，并纳入寿命管理范畴。通过不断的故障处理丰富设备维修经验，消除设备隐患，只有这样才能更好的总结经验，及时处理红外线相关设备故障，确保重载运输行车安全。

参考文献

[1]  中国铁路总公司.铁路货车运用维修规程[M].北京;中国铁道出版社，2018年

作者简介：车建新，男，1978年4月，汉族，河北省迁安市人，助理工程师，车间副主任，研究方向：铁道车辆。