[发明专利]一种应用于高速动车组的红外探测系统及探测方法

权利要求书

1.一种应用于高速动车组的红外探测系统，其特征在于包括轨边设备和室内设备，可同时对动车组齿轮箱、电机、联轴节、刹车盘、车轮、轴箱等关键部件进行实时温度探测，并生成热图，综合预警；所述轨边设备包含多元探头、底部探测箱、车轮传感器、AEI车号天线、可视化车号模块；所述室内设备包含控制箱、电源箱、主机、车号箱和防雷箱；

所述主机通过电缆分别连接控制箱和车号箱，控制箱通过电缆分别连接电源箱和底部探测箱，进一步连接多元探头；车轮传感器经防雷箱后与控制箱连接，车号箱通过电缆分别连接AEI车号天线和可视化车号模块；

多元探头不超过两个，安装在铁轨内侧底部探测箱内，作为核心探测部件，每个多元探头都包括一个多元光子器件、广角多元光学系统、探头处理电路和保护窗口；多元光子器件和探头处理电路通过导线连接，多元光子器件的探测光路上安装有广角多元光学系统，广角多元光学系统采用红外广角光路设计，在光路上安有保护窗口；探头处理电路对多元光子器件的信号进行处理，将信号进行转化和放大，通过电缆传输到室内控制箱；

所述的多元光子器件中包含非线阵排布红外敏感芯片和高效散热基座，其中非线阵排布红外敏感芯片的数量不少于16，能同时探测16个以上的动车组列车不同部位，接收红外辐射时不产生相互干扰。

2.如权利要求1所述的一种应用于高速动车组的红外探测系统，其特征在于：适用于国内所有的动车组车型。

3.如权利要求1所述的一种应用于高速动车组的红外探测系统，其特征在于：室内主机包含图像处理模块和综合报警模块，把多元探头采集的信号拟合为热图，并利用智能算法综合报警。

4.如权利要求1所述的一种应用于高速动车组的红外探测系统，其特征在于：所述广角光学系统是针对非线性排列的红外敏感元而设计，实现同时探测多个位置，且多个敏感元间彼此独立，互不干扰。

5.应用如权利要求1所述的一种应用于高速动车组的红外探测系统的红外探测方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤一、将多元探头、车轮传感器、AEI车号天线和可视化车号模块安装固定在铁路轨边；

步骤二、当列车经过时，多元探头、车轮传感器等轨边设备采集信号，并通过电缆传输到控制箱上；

当列车经过时，触发车轮传感器，AEI车号天线采集动车组车号标签信息，可视化车号模块采集和判别动车组侧面的车次和型号信息，经电缆传输至室内车号箱；多元红外探头采集视野范围内牵引电机、齿轮箱、刹车盘、轴箱以及车轮的红外辐射信号，经信号放大、滤波、调理和AD转换，经电缆传输到室内控制箱；

步骤三、控制箱对采集信号处理后交由主机，主机进一步处理得到动车组列车车底每个部件的温度信息；

控制箱对多元探头传输过来的模拟和数字信号进行相应的滤波和整形处理，然后经过电缆传输给AD卡，进行采集转换成数字信号或者直接传输给主机的以太网口由接车软件进行接收，温度计算采用自适应算法，通过公式得到动车组车底每个部件的温度Ta；

步骤四、主机将探测的温度数据进行处理，生成动车组车底的红外热图，得到动车组车底每个部件的综合温度Ts；

步骤五、判断每个部件的综合温度Ts是否大于该部件的预设值T1，如果是，则发出强热预警；否则，继续判断是否大于预设值T2，如果是，则发出激热报警；否则，不发出任何警报；

步骤六、将对动车组部件的热图分析和报文上传至中心，并根据需要，通过通讯系统下发给动车组列车上的监控系统。

6.如权利要求5所述的一种应用于高速动车组的红外探测方法，其特征在于，所述的步骤四具体为：主机将探测的温度数据拟合成热图后，通过智能热图图像处理技术，剔除无效干扰，把动车组列车每个部件的发热情况进行重新计算和优化，在Ta的基础上得到准确、真实的发热温度数据Tb；

同时，通过系统其他传感器、中心大数据服务器的数据进行综合智能分析，对Tb进行修正，并结合动车组的热判模型和热判标准，得到每个部件的综合温度Ts。