一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及數(shù)據(jù)處理技術領域，尤其涉及一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著軌道交通的高速發(fā)展，保障其安全的要求也越來越高。如果鋼軌出現(xiàn)故障，那么很有可能引發(fā)嚴重的軌道交通事故。目前，可以通過對鋼軌的溫度進行測試來判斷鋼軌是否出現(xiàn)了故障。其原理是:如果鋼軌內(nèi)部出現(xiàn)傷痕，當高速列車通過時，內(nèi)部的傷痕會導致鋼軌溫度急劇地升高。通過測試鋼軌的溫度變化，從而可以獲知鋼軌內(nèi)部是否存在傷痕。從而可以保障軌道交通的安全。
[0003]現(xiàn)有技術中對鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理，測溫達到最大值所需時間普遍需30至40秒，精度一般都在+/-1.5%之間。這樣的鋼軌測溫數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)已經(jīng)不能很好地對高速列車行駛的鋼軌進行及時地檢測，無法適應目前高速情況下對事故隱患提前發(fā)現(xiàn)、提前處理的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本申請實施例提供一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，以提高溫度測試的精度以及減少整個測試溫度系統(tǒng)的響應時間。
[0005]本申請實施例提供的一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0007]數(shù)據(jù)轉換單元，用來將采集的模擬數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)；
[0008]計算單元，用來對所述轉換的數(shù)字數(shù)據(jù)進行量化計算；
[0009]擬合單元，用來對所述量化計算后的數(shù)據(jù)進行擬合，得到熱敏電阻值與溫度值的擬合曲線。
[0010]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括:
[0011]校準單元，用來對計算單元的零點及滿量程進行校準。
[0012]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)轉換單元與計算單元通過串行外設接口進行數(shù)據(jù)的互通。
[0013]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)轉換單元將采集的模擬數(shù)據(jù)分別轉換為第一數(shù)字數(shù)據(jù)和第二數(shù)字數(shù)據(jù)；
[0014]相應地，
[0015]所述計算單元分別對所述第一數(shù)字數(shù)據(jù)和第二數(shù)字數(shù)據(jù)進行量化計算，得到第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)；
[0016]所述擬合單元分別對所述第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)進行擬合，得到熱敏電阻值與溫度值的第一擬合曲線和第二擬合曲線。
[0017]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)轉換單元為模數(shù)轉換器。
[0018]優(yōu)選地，所述模數(shù)轉換器為AD7793模數(shù)轉換器。
[0019]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)中采用二分法的查表方式對數(shù)據(jù)進行查找。
[0020]本申請?zhí)峁┑囊环N鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，通過對溫度傳感器采集的模擬數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)轉換、計算以及擬合，可以得到溫度傳感器的熱敏電阻阻值與鋼軌溫度值的對應關系，能夠提高溫度測試的精度以及減少整個測試溫度系統(tǒng)的響應時間，滿足高速情況下對事故隱患提前發(fā)現(xiàn)、提前處理的要求。
【附圖說明】
[0021]圖1為本申請一實施例提供的一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)的功能模塊圖。
【具體實施方式】
[0022]本申請實施例提供一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)。為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0023]圖1為本申請一實施例提供的一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)的功能模塊圖。如圖1所示，所述系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)轉換單元I，計算單元2以及擬合單元3，其中:
[0024]所述數(shù)據(jù)轉換單元1，用來將采集的模擬數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)；
[0025]所述計算單元2，用來對所述轉換的數(shù)字數(shù)據(jù)進行量化計算；
[0026]所述擬合單元3，用來對所述量化計算后的數(shù)據(jù)進行擬合，得到采集的數(shù)據(jù)與溫度值的對應關系。
[0027]具體地，本申請實施例在對鋼軌進行測溫時，可以通過溫度傳感器采集模擬數(shù)據(jù)。具體地，本申請一實施例可以通過PT100熱敏電阻采集鋼軌的溫度信息，并將該溫度信息轉換為電流或者電壓模擬信號。所述轉換為的電流或者電壓模擬信號即可以為所述的模擬數(shù)據(jù)。
[0028]采集到模擬數(shù)據(jù)后，本申請實施例可以通過數(shù)據(jù)轉換單元1，將該模擬數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)，以方便后續(xù)的計算處理。在某些實施例中，所述數(shù)據(jù)轉換單元I可以為模數(shù)轉換器。所述模數(shù)轉換器可以將輸入的模擬數(shù)據(jù)轉換為按一定碼率輸出的數(shù)字數(shù)據(jù)。具體地，在本申請一優(yōu)選實施例中，可以采用AD7793模數(shù)轉換器。所述AD7793模數(shù)轉換器是一款適合高精度測量應用的低功耗、低噪聲、完整模擬的前端，其內(nèi)部還集成了低噪聲儀表放大器，因而可以直接輸入小信號。本申請實施例利用AD7793模數(shù)轉換器對采集的模擬數(shù)據(jù)進行處理，能夠提高后續(xù)處理的精度以及減少整個系統(tǒng)的響應時間。
[0029]通過數(shù)據(jù)轉換單元I轉換后的數(shù)字數(shù)據(jù)可以通過計算單元2進行進一步地量化計算。通過該量化計算，可以得到所述溫度傳感器不同的熱敏電阻阻值與鋼軌溫度的對應關系。在得到不同的熱敏電阻阻值與鋼軌溫度的對應關系后，本申請實施例可以通過擬合單元3對該對應關系進行擬合，最終可以得到溫度傳感器的熱敏電阻值與鋼軌溫度值的擬合曲線。
[0030]在本申請一優(yōu)選實施例中，所述AD7793模數(shù)轉換器可以將采集的模擬數(shù)據(jù)分別轉換為第一數(shù)字數(shù)據(jù)和第二數(shù)字數(shù)據(jù)。第一數(shù)字數(shù)據(jù)與第二數(shù)字數(shù)據(jù)分別可以從AD7793模數(shù)轉換器的的兩個通道分別輸出。在本申請該優(yōu)選實施例中，所述第一數(shù)字數(shù)據(jù)與第二數(shù)字數(shù)據(jù)可以繼續(xù)通過計算單元2分別進行量化計算后，得到第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)。所述計算第一量化數(shù)據(jù)與第二量化數(shù)據(jù)的偽代碼如下所示:
[0031]對于第一量化數(shù)據(jù)的計算過程:
[0032]tmp_adObuf = (tempCodel)*1.17/8388608 ;
[0033]tmp_adObuf = tmp_ad0buf/16 ；
[0034]adO_ave_value = 1.17 ；
[0035]adO_ave_value = adO_ave_value/16 ；
[0036]tmp_adObuf = tmp_adObuf-adO_ave_value ；
[0037]AD_R = tmp_ad0buf*1000 ；
[0038]對于第二量化數(shù)據(jù)的計算過程:
[0039]tmp_adObuf = (tempCode2)*1.17/16777216 ;
[0040]AD_R = tmp_adObuf/IREF ；
[0041]其中，tempCodel代表AD7793模數(shù)轉換器的第一通道的輸出數(shù)據(jù)，碼率為223=8388608 ;tempC0de2代表AD7793模數(shù)轉換器的第二通道的輸出數(shù)據(jù)，碼率為224 =16777216 ;數(shù)值1.17代表AD7793模數(shù)轉換器的基準電壓；IREF代表AD7793模數(shù)轉換器的基準電流。
[0042]計算出第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)后，可以通過擬合單元3分別對所述第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)進行擬合。所述擬合的過程其實就是對第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)進行插值補償?shù)倪^程。具體地，可以采用最小二乘法，對第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)分別進行插值補償，最終可以得到第一擬合曲線和第二擬合曲線。通過擬合單元3對數(shù)據(jù)進行差值補償，能夠提高最終溫度測試的精度。在本申請實際應用中，所述第一擬合曲線的公式可以為Value = 0.25*i_40，所述第二擬合曲線的公式可以為Value = 0.25*i_80，其中，Value即代表鋼軌的溫度值，i即代表此刻的熱敏電阻值。這樣，通過此刻溫度傳感器的熱敏電阻值，便可以根據(jù)擬合曲線計算出對應的溫度值。
[0043]在本申請一優(yōu)選實施例中，在各種數(shù)據(jù)進行處理的過程中，所述系統(tǒng)中可以采用二分法的查表方式對各種數(shù)據(jù)進行查找，這樣可以優(yōu)化數(shù)據(jù)查找的時間，從而減少整個系統(tǒng)的響應時間。
[0044]在本申請另一實施例中，所述系統(tǒng)除了包括上述的數(shù)據(jù)轉換單元1，計算單元2以及擬合單元3之外，還可以包括校準單元4。所述校準單元4可以用來計算單元2的零點及滿量程進行校準，從而進一步地提高溫度值測試的精度。
[0045]在本申請一優(yōu)選實施例中，所述數(shù)據(jù)轉換單元I與計算單元2可以通過串行外設接口進行數(shù)據(jù)的互通，這樣能夠縮短數(shù)據(jù)交互的時間，從而減少整個系統(tǒng)的測試響應時間。
[0046]本申請?zhí)峁┑囊环N鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，通過對溫度傳感器采集的模擬數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)轉換、計算以及擬合，可以得到溫度傳感器的熱敏電阻阻值與鋼軌溫度值的對應關系，能夠提高溫度測試的精度以及減少整個測試溫度系統(tǒng)的響應時間，滿足高速情況下對事故隱患提前發(fā)現(xiàn)、提前處理的要求。
[0047]通過以上的實施方式的描述可知，本領域的技術人員可以清楚地了解到本申請可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)?；谶@樣的理解，本申請的技術方案本質上或者說對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來。該計算機軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本申請各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。
【主權項】
1.一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 數(shù)據(jù)轉換單元，用來將采集的模擬數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)； 計算單元，用來對所述轉換的數(shù)字數(shù)據(jù)進行量化計算； 擬合單元，用來對所述量化計算后的數(shù)據(jù)進行擬合，得到熱敏電阻值與溫度值的擬合曲線。2.如權利要求1所述的一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 校準單元，用來對計算單元的零點及滿量程進行校準。3.如權利要求1所述的一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉換單元與計算單元通過串行外設接口進行數(shù)據(jù)的互通。4.如權利要求1所述的一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉換單元將采集的模擬數(shù)據(jù)分別轉換為第一數(shù)字數(shù)據(jù)和第二數(shù)字數(shù)據(jù)； 相應地， 所述計算單元分別對所述第一數(shù)字數(shù)據(jù)和第二數(shù)字數(shù)據(jù)進行量化計算，得到第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)； 所述擬合單元分別對所述第一量化數(shù)據(jù)和第二量化數(shù)據(jù)進行擬合，得到熱敏電阻值與溫度值的第一擬合曲線和第二擬合曲線。5.如權利要求1或4所述的一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉換單元為模數(shù)轉換器。6.如權利要求5所述的一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述模數(shù)轉換器為AD7793模數(shù)轉換器。7.如權利要求1所述的一種鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中采用二分法的查表方式對數(shù)據(jù)進行查找。
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环N鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)轉換單元，計算單元以及擬合單元。本申請?zhí)峁┑囊环N鋼軌測溫數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，通過對溫度傳感器采集的模擬數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)轉換、計算以及擬合，可以得到溫度傳感器的熱敏電阻阻值與鋼軌溫度值的對應關系，能夠提高溫度測試的精度以及減少整個測試溫度系統(tǒng)的響應時間，滿足高速情況下對事故隱患提前發(fā)現(xiàn)、提前處理的要求。
【IPC分類】G01N25/72
【公開號】CN204758516
【申請?zhí)枴緾N201520212580
【發(fā)明人】胡克海
【申請人】安徽賀帆電子科技有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年4月9日