[实用新型]煤矿轨道运输系统动态特性测试仪

说明书

技术领域

本实用新型属于煤矿用实验分析仪器技术领域，涉及一种煤矿轨道运输系统动态特性测试仪。

背景技术

在中小型矿井广泛应用的轨道运输设施中，车辆、钢轨、轨枕、道床及底板等构成了一个相互耦合的动力学系统。由于煤矿工作条件恶劣，矿井轨道平顺度受限，以致矿井轨道车辆运行时往往产生强烈的振动，很容易造成矿井轨道运输事故发生；此外，由于受到振动的影响，钢轨、轨枕、道床及底板受到的载荷将增大，从而造成钢轨、道床及底板变形，致使轨枕开裂，这样也会进一步影响轨道运输效率与安全。为了细致掌握煤矿轨道运输系统各部分的动态特性，需要设计相应的现场测试仪器，但是迄今为止本领域还尚未见到相关的可用于现场直接测试而且可以对多种物理量同时测试的仪器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种结构合理、功能完备、操作方便、可细致掌握煤矿轨道运输系统各部分动态特性的煤矿轨道运输系统动态特性测试仪。

为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的煤矿轨道运输系统动态特性测试仪包括内置有运行软件的PC机、通过RS485总线与PC机通信连接的测试核心板以及测速光电开关和多只与测试核心板测试输入端联接的传感器，所说的测试核心板安装在隔爆外壳中，由内置有A/D转换器及UART接口的微控制器、数据存储器、电源和信号调理电路组成，传感器的信号输出端经信号调理电路通至微控制器中A/D转换器的输入端，测速光电开关的输出信号通至微控制器的外部中断输入口，数据存储器的输入/输出端接至微控制器外部总线接口。

本实用新型的技术解决方案还包括：PC机通过RS485/232转换器和RS232/485转换器与测试核心板通信连接。

本实用新型的技术解决方案还包括：所说的传感器包括多只加速度传感器和多只土应力传感器，它们的信号输出端分别经相应的信号调理电路通至微控制器中A/D转换器的对应输入端。

本实用新型的技术解决方案还包括：所说的微控制器采用基于Cortex-M3内核的32位单片机。

本实用新型用于测试前，将各传感器(土应力传感器、加速度传感器)和测速光电开关安装在井下现场的适当位置，测试参数通过仪器软件界面设置后，由位于井上的PC机下发给测试核心板；矿车开始运动时，触发光电开关发出脉冲信号，测试核心板启动测试过程；测试过程启动后，测试核心板对传感器信号进行采样，采样频率按设定值确定后，经A/D转换数据存入存储器；在矿车运行过程中，多路光电开关脉冲信号在矿车经过时产生，由外部中断服务程序计算脉冲宽度并转换为速度值，当最后一个光电开关脉冲信号产生时，测试过程结束，测试核心板将测试结果数据通过RS485接口传送给运行于PC机的仪器软件，最后通过仪器软件对数据进行分析和处理，进而输出测试结果。

本实用新型具有的优点是：

1、本实用新型所述测试仪的大部分功能使用MCU内置功能完成，系统结构紧凑，外围器件少；

2、就一般的测试系统而言，现有技术多采用各种专用仪器在人工辅助下完成，而本实用新型所述仪器的测试过程由仪器软件自动控制完成，人为干预少，提高了效率并减少了人为因素导致的误差；

3、该测试仪中所用的仪器软件具有强大的数据处理功能，并可将测试原始数据和分析结果存储记录。

附图说明

图1是本实用新型的原理结构示意图。

图中各数字标号的名称分别是：1－PC机，2－RS485/232转换器，3－RS232/485转换器,4－电源,5－微控制器,6－数据存储器，7－信号调理电路。

具体实施方式

参见附图，本实用新型所述的煤矿轨道运输系统动态特性测试仪由测试核心板、内置有运行软件的PC机1以及测速光电开关和传感器(包括多只土应力传感器和多只加速度传感器)组成。PC机1位于井上，通过RS485总线以及RS485/232转换器2和RS232/485转换器3与测试核心板进行通信。仪器软件运行于PC机，用于设置测试参数，并对测试数据综合分析和结果保存。传感器和测速光电开关分别安装在井下现场的适当位置处。

本实用新型的测试核心板是一个以32位微控制器为核心的系统，它被安装在隔爆外壳中，由内置有A/D转换器及UART接口的微控制器5、数据存储器6、电源4和信号调理电路7组成，工作关系上，传感器的信号输出端经信号调理电路7通至微控制器5中A/D转换器的输入端，测速光电开关的输出信号通至微控制器5的外部中断输入口，数据存储器6的输入/输出端接至微控制器5外部总线接口。