[发明专利]集成标准分路电阻的便携式轨道信号检测装置及检测方法

权利要求书

1. 一种集成标准分路电阻的便携式轨道信号检测装置，其特征在于：包括钢轨接头Ⅰ（1）、钢轨接头Ⅱ（2）、切换继电器（3）、标准分路电阻（4）、电流传感器（5）、电流信号调理电路（6）、电流信号ADC （7）、电压测量电路（8）、电压信号调理电路（9）、电压信号ADC （10）、微控制器 （11）、按键（12）、显示驱动电路（13）、显示屏（14）、切换继电器控制电路（15）以及电源电路；

所述钢轨接头Ⅰ和钢轨接头Ⅱ用于将待测钢轨与本检测装置连接；

所述切换继电器（3）用于在切换继电器控制电路（15）的控制下、切换待测钢轨与本检测装置的连接状态：开路或通过标准分路电阻（4）短路；

所述电流传感器（5）用于获取待测钢轨在短路状态下流经标准分路电阻（4）的分路电流信号，并将所获得的电流信号传递给电流信号调理电路（6）调理；

所述电流信号调理电路（6）用于将电流传感器（5）获取的电流信号转换化为电压信号，然后进行放大及滤波，最后送至电流信号ADC；

所述电流信号ADC用于将经电流信号调理电路（6）放大和滤波后的电流检测信号进行模数转换、再传输给微控制器进行处理；

所述电压测量电路（8）用于测量待测钢轨在开路状态下的轨面电压，将获取的电压信号传递给电压信号调理电路（9）调理；

所述电压信号调理电路（9）用于将电压测量电路（8）测量获得的电压信号进行放大及滤波，然后送电压信号ADC；

所述电压信号ADC用于将经电压信号调理电路（9）放大和滤波后的电压检测信号进行模数转换、再传输给微控制器进行处理；

所述切换继电器控制电路（15）在微控制器 （11）的控制下，驱动切换继电器吸合或释放；

所述微控制器 （11）的作用一是处理来自电流信号ADC和电压信号ADC的数字信号，从中提取出分路电流有效值、轨面电压有效值、载波频率、基波频率、频偏值和轨道电路信息码，二是对以上数字信号进行分析和判断，并通过控制切换继电器控制电路（15）驱动切换继电器（3）自动切换待测钢轨与本检测装置的连接状态，实现开路或通过标准分路电阻（4）短路的测量；

所述显示屏（14）用于显示测量结果；

所述电源电路用于为检测装置提供工作电源；

所述钢轨接头Ⅰ（1）通过引线接切换继电器（3）的单刀双掷触点的公共端触点，钢轨接头Ⅱ（2）通过引线接电流传感器（5）原边的一个引脚和电压测量电路（8）的一个输入端；

切换继电器（3）单刀双掷触点的短路输出触点接标准分路电阻（4）一端，其开路输出触点接电压测量电路（8）的另一个输入端，其线圈一端接切换继电器控制电路（15）的输出端，切换继电器控制电路（15）的输入端接微控制器 （11）的一个输出端口；

标准分路电阻（4）另一端接电流传感器（5）原边的另一个引脚，电流传感器（5）的副边输出信号接至电流信号调理电路（6）的输入端，电流信号调理电路（6）的输出端接电流信号ADC （7）的输入端，电流信号ADC 7的输出端接至微控制器 （11）的一个数据输入端口；

电压测量电路（8）的输出信号接至电压信号调理电路（9）的输入端，电压信号调理电路（9）的输出端接电压信号ADC （10）的输入端，电压信号ADC 的输出端接微控制器 （11）的另一个数据输入端口；

微控制器 （11）的一个输出端口依次连接显示驱动电路（13）和显示屏（14）的输入端，微控制器 （11）的一个数据输入端口连接用于控制设备的开启和关闭、显示内容的切换以及记录内容查询的按键（12）。

2.如权利要求1所述的集成标准分路电阻的便携式轨道信号检测装置，其特征在于：所述电源电路包括充电接口（16）、电池充电电路（17）、电池（18）和稳压电路（19）；

所述充电接口与电池充电电路输入端相连，电池充电电路的输出端接至电池及稳压电路，稳压电路的输出为检测装置提供工作电源。

3.如权利要求2所述的一种集成标准分路电阻便携式轨道信号检测装置的检测方法，其特征在于：包括轨面电压和分路电流以及分路残压和入口短路电流的检测方法；

（一）轨面电压和分路电流的检测包括如下步骤：

S11：通过按键（12）启动检测装置；

S12：将钢轨接头Ⅰ和钢轨接头Ⅱ的拉出，用手压紧在两根钢轨邻近的两个位置上，微控制器控制切换继电器（3）处于钢轨开路状态，检测装置进入开路状态的自动检测流程：

S121电压测量电路测量到钢轨在开路状态下的轨面电压→S122将轨面电压传递给电压信号调理电路→S123电压信号调理电路进行放大及滤波然后送电压信号ADC→S124电压信号ADC将放大滤波后的电压检测信号进行模数转换→S125传输给微控制器；

S13：微控制器 （11）对经过电压信号ADC转换后得到的数字信号进行分析，通过数字滤波和FFT分析的方法，从数字信号中提取出轨面电压有效值、载波频率、基波频率、频偏值和轨道电路信息码这些测量信息，测量结果在显示屏上显示，同时记录到微控制器 11的存储区中；

S14：微控制器控制切换继电器（3）自动切换到钢轨短路状态，两根钢轨通过标准分路电阻（4）短路，检测装置进入短路状态的自动测量流程；

S141电流传感器获得钢轨在短路状态下流经标准分路电阻（4）的分路电流信号→S142将分路电流信号传递给电流信号调理电路→S143电流信号调理电路进行放大及滤波然后送电流信号ADC→S144电流信号ADC将放大滤波后的电流检测信号进行模数转换→S145传输给微控制器；

S15：微控制器 对经过电流信号ADC转换后得到的数字信号进行分析，通过数字滤波和FFT分析的方法，从数字信号中提取出分路电流有效值、载波频率、基波频率、频偏值和轨道电路信息码这些测量信息，测量结果在显示屏上显示，同时会记录到微控制器 11的存储区中；

S16：测量结束，把两个钢轨接头拿离钢轨，最后通过按键关闭检测装置；

（二）分路残压测量和入口短路电流检测包括如下步骤：

S21：通过按键启动检测装置；

S22：将钢轨接头Ⅰ和钢轨接头Ⅱ的拉出，用手压紧在两根钢轨邻近的两个位置上；

S23：微控制器（11）控制切换继电器（3）自动切换到钢轨短路状态，两根钢轨通过标准分路电阻（4）短路，在此状态下，按照轨道电路信号设备电气特性检测方法的操作要求进行分路残压测量和入口短路电流的检测；

S24：测量结束，把两个钢轨接头拿离钢轨，最后通过按键关闭检测装置。