Btm在線檢測裝置的制造方法
【專利摘要】一種BTM在線檢測裝置，包括檢測主機、顯示單元、信號模擬器、頻譜分析儀、射頻功率計、電源和檢測車等；主要實現在動車所車庫內檢修時，無需對BTM設備拆卸直接進行BTM天線、電纜、主機等組成部件的全面檢測,并能夠將每次檢測的結果進行分析診斷、輸出檢測報告；另外，BTM在線檢測裝置能夠以設備為對象建立歷史檢測臺賬，以數值、曲線圖示等多種方式進行統計分析，用于跟蹤分析每一臺BTM設備的性能變化過程；對BTM設備在線檢測類似進行定期定點體檢，能夠有效協助檢修單位及時發現設備性能隱患，及時采取措施防患于未然。
【專利說明】
BTM在線檢測裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于鐵路信號設備檢測應用領域，具體涉及一種在動車所車庫內對動車組應答器報文傳輸模塊設備進行在線檢測裝置。
【背景技術】
[0002]應答器報文傳輸模塊(簡稱BTM)，包含BTM主機和BTM天線，主要作用向地面發送激活應答器的功率載波、接收應答器發送的報文并傳送至列控車載計算機，是動車組CTCS2/3列控系統的重要組成部分，BTM設備性能及狀態的好壞直接影響著動車組的運行安全，因此對BTM設備的定期檢測及維修，是各列控設備維護單位重要的工作內容之一。目前，對于BTM設備的現場檢修僅能進行設備外觀檢查和功能試驗，只能發現可見的外觀破損和影響運用功能的部件故障，無法對BTM設備的電氣特性及應答器報文傳輸性能進行量化評定，無法發現設備存在的隱性故障。
[0003]BTM在線檢測裝置運用射頻頻譜分析、射頻功率測量、模擬應答器(應答器組)等技術手段，通過巧妙的結構設計，實現在動車組列車庫內檢修時無需對BTM設備拆卸，直接進行BTM天線、電纜、主機等組成部件的全面檢測，并能夠將每次檢測的結果進行分析診斷、輸出檢測報告。另外，BTM在線檢測裝置能夠以設備為對象建立歷史檢測臺賬，以數值、曲線圖示等多種方式進行統計分析，用于跟蹤分析每一臺BTM設備的性能變化過程。對BTM設備在線檢測類似進行定期定點體檢，能夠有效協助檢修單位及時發現設備性能隱患，及時采取措施防患于未然。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種BTM在線檢測裝置，實現在動車所車庫內檢修時無需對BTM設備拆卸，直接進行BTM天線、電纜、主機等組成部件的全面檢測，并能夠將每次檢測的結果進行分析診斷、輸出檢測報告；另外，BTM在線檢測裝置能夠以設備為對象建立歷史檢測臺賬，以數值、曲線圖示等多種方式進行統計分析，用于跟蹤分析每一臺BTM設備的性能變化過程;對BTM設備在線檢測類似進行定期定點體檢，能夠有效協助檢修單位及時發現設備性能隱患，及時采取措施防患于未然。
[0005]為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0006]—種BTM在線檢測裝置，它包括檢測主機、顯示單元、信號模擬器、頻譜分析儀、射頻功率計、電源和檢測車;其中顯示單元、信號模擬器、頻譜分析儀、射頻功率計與檢測主機電連接;信號模擬器與外部BTM天線通過無線相連接，射頻功率計分別與外部BTM主機、BTM天線電連接，檢測主機與BTM主機電連接；
[0007]所述檢測主機，用于對檢測數據的解析、實時處理，檢測數據圖形處理、數據統計、數據趨勢預警分析、設備故障告警分析、分析報告輸出、信息儲存及回放；
[0008]所述顯示單元，用于提供人機操作界面接口，并實時顯示檢測主機處理后數據；
[0009]所述信號模擬器，一是用于接收BTM天線發射信號；二是用于模擬出200km/h，250km/h，300km/h，350km/h不同車速產生理論上發送的應答器報文包數并發送至外部BTM天線;三是用于動車組車底圖像信息采集;四是用于檢測車位置定位；
[0010]所述頻譜分析儀，用于檢測BTM天線發射信號的強度、頻譜；
[0011]所述射頻功率計，用于檢測BTM主機輸出接口信號的正向功率、反向功率、駐波比；
[0012]所述電源，用于輸入電源轉換、電池充放電管理及設備供電；
[0013]所述檢測車，用于設備集成、移動、存放及檢測用。
[0014]所述檢測主機，采用低功耗處理板;所述顯示單元，采用三合一IXD KVM切換器，即鍵盤、鼠標、顯示器為一體;所述檢測主機與外部BTM主機設備通過RS422進行通信連接。
[0015]所述信號模擬器，包含檢測天線、模擬應答器、攝像頭、定位儀組成；
[0016]所述檢測天線，主要完成對BTM天線發射信號的接收，并將接收信號傳輸給頻譜分析儀;所述檢測天線與頻譜分析儀通過天線線纜相連接；
[0017]所述模擬應答器，用于模擬200km/h，250km/h，300km/h，350km/h不同車速產生理論上發送的應答器報文，并發送至外部BTM天線;所述模擬應答器與檢測主機通過RS485進行通信連接；
[0018]所述攝像頭，用于動車組車底圖像信息采集;所述攝像頭與檢測主機通過USB接口相連接；
[0019]所述定位儀，采用紅外激光模組，用于信號模擬器與外部BTM天線位置之間相對位置垂直對位。
[0020]所述頻譜分析儀，采用模塊式;所述頻譜分析儀通過網口或USB口與檢測主機相連接。
[0021 ]所述射頻功率計，采用通過式射頻功率計，通過RS232串口或網絡接口與檢測主機相連接。
[0022]所述電源，包括電池組、電源管理模塊、電源指示；所述電池組，用于設備電源供電；所述電源管理模塊，用于電池充放電管理;所述電源指示，用于指示設備電池電量、電池充放電狀態及電源輸入狀態；
[0023]所述電源，在設備檢測過程中無需外接電源，由設備自帶電池組提供電源；
[0024]所述電源輸入，采用交流220V輸入，電源輸入接口采用標準品字形電腦電源插座，安裝在檢測車前面板。
[0025]所述檢測車，包括移動結構車、機械傳動裝置、狀態指示及接口；所述移動結構車采用鋁合金結構，外設兩個定向輪和兩個帶制動裝置萬向輪;所述檢測設備安裝在檢測車內；
[0026]所述機械傳動裝置，采用雙層托盤結構，托盤與托盤之間、機械傳動裝置與結構車主體之間采用高強度移動阻尼滑軌;所述機械傳動裝置，能夠自由伸縮，設備使用完畢能夠伸縮至檢測車內；
[0027]所述機械傳動裝置上設備與結構車內部設備之間的設備配線，安裝在塑料拖鏈內；所述塑料拖鏈通過螺釘固定在托盤與托盤之間、機械傳動裝置與結構車主體之間；
[0028]所述狀態指示及接口，能夠提供設備電池電壓顯示、充放電狀態顯示、檢測主機復位、數據導出接口、電源開關及電源輸入接口。
[0029]采用上述技術方案的本實用新型，它具有以下優點:
[0030](I)本實用新型采用射頻檢測技術、傳感技術，能夠測量BTM設備發射模塊27.095MHz能量信號的發射功率及通過BTM電纜、天線發射的正向功率、反向功率、駐波比等指標。
[0031](2)本實用新型采用射頻檢測技術、頻譜分析技術，通過頻譜測量分析BTM使用環境的干擾情況及對BTM功能的影響。
[0032](3)本實用新型采用程控模擬應答器技術，能夠模擬列車運行各種速度條件、列車運行各種速度條件、同組內應答器數量條件、連續多組應答器條件及特殊報文條件下，測試BTM的報文傳輸性能。
【附圖說明】
[0033]圖1為本實用新型的系統結構圖。
[0034]圖2為本實用新型的頻譜測試流程圖。
[0035]圖3為本實用新型的BTM主機輸出測試流程圖。
[0036]圖4為本實用新型的BTM報文傳輸性能測試流程圖。
【具體實施方式】
[0037]下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行描述，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0038]如圖1所示，一種BTM在線檢測裝置，它包括檢測主機、顯示單元、信號模擬器、頻譜分析儀、射頻功率計、電源和檢測車;其中顯示單元、信號模擬器、頻譜分析儀、射頻功率計與檢測主機電連接;信號模擬器與外部BTM天線通過無線相連接，射頻功率計分別與外部BTM主機、BTM天線電連接，檢測主機與BTM主機電連接；
[0039]如圖2所示，頻譜測試時，將信號模擬器移動到BTM天線正下方，由信號模擬器內的檢測天線接收BTM車載天線發射的射頻信號并傳入頻譜分析儀，經頻譜分析儀采集、計算處理后，通過USB接口或網絡接口將采集的射頻信號傳輸到檢測主機，檢測主機經過解析、處理后，實時顯示被測信號的幅值、頻率及頻譜曲線等；
[0040]如圖3所示，BTM主機輸出功率檢測;檢測時，首先關閉BTM主機電源，將射頻功率計串入到BTM主機與BTM天線之間；打開BTM主機電源，射頻功率計采集BTM主機輸出功率信號并通過串口將采集信息傳輸至檢測主機，經檢測主機解析、處理后，由顯示單元實時顯示被測信號的正向功率、反向功率、駐波比等；
[0041]如圖4所示，BTM報文傳輸性能檢測，通過檢測主機控制信號模擬器，模擬發送不同車速、不同應答器間距、多個應答器報文，經BTM設備接收、解析處理后，由檢測主機讀取BTM主機接收報文信息，并進行分析、判斷，輸出BTM設備在模擬不同車速下應答器報文傳輸情況；
[0042]所述檢測主機，用于對檢測數據的解析、實時處理，檢測數據圖形處理、數據統計、數據趨勢預警分析、設備故障告警分析、分析報告輸出、信息儲存及回放；
[0043]所述顯示單元，用于提供人機操作界面接口，并實時顯示檢測主機處理后數據；
[0044]所述信號模擬器，一是用于接收BTM天線發射信號；二是用于模擬出200km/h，250km/h，300km/h，350km/h不同車速產生理論上發送的應答器報文包數并發送至外部BTM天線;三是用于動車組車底圖像信息采集;四是用于檢測車位置定位；
[0045]所述頻譜分析儀，用于檢測BTM天線發射信號的強度、頻譜；
[0046]所述射頻功率計，用于檢測BTM主機輸出接口信號的正向功率、反向功率、駐波比；
[0047]所述電源，用于輸入電源轉換、電池充放電管理及設備供電；
[0048]所述檢測車，用于設備集成、移動、存放及檢測用。
[0049]所述檢測主機，采用低功耗處理板;所述顯示單元，采用三合一IXD KVM切換器，SP鍵盤、鼠標、顯示器為一體;所述檢測主機與外部BTM主機設備通過RS422進行通信連接。
[0050]所述信號模擬器，包含檢測天線、模擬應答器、攝像頭、定位儀組成；
[0051]所述檢測天線，主要完成對BTM天線發射信號的接收，并將接收信號傳輸給頻譜分析儀;所述檢測天線與頻譜分析儀通過天線線纜相連接；
[0052]所述模擬應答器，用于模擬200km/h，250km/h，300km/h，350km/h不同車速產生理論上發送的應答器報文，并發送至外部BTM天線;所述模擬應答器與檢測主機通過RS485進行通信連接；
[0053]所述攝像頭，用于動車組車底圖像信息采集;所述攝像頭與檢測主機通過USB接口相連接；
[0054]所述定位儀，采用紅外激光模組，用于信號模擬器與外部BTM天線位置之間相對位置垂直對位。
[0055]所述頻譜分析儀，采用模塊式;所述頻譜分析儀通過網口或USB口與檢測主機相連接。
[0056]所述射頻功率計，采用通過式射頻功率計，通過RS232串口或網絡接口與檢測主機相連接。
[0057]所述電源，包括電池組、電源管理模塊、電源指示；所述電池組，用于設備電源供電；所述電源管理模塊，用于電池充放電管理;所述電源指示，用于指示設備電池電量、電池充放電狀態及電源輸入狀態；
[0058]所述電源，在設備檢測過程中無需外接電源，由設備自帶電池組提供電源；
[0059]所述電源輸入，采用交流220V輸入，電源輸入接口采用標準品字形電腦電源插座，安裝在檢測車前面板。
[0060]所述檢測車，包括移動結構車、機械傳動裝置、狀態指示及接口；所述移動結構車采用鋁合金結構，外設兩個定向輪和兩個帶制動裝置萬向輪;所述檢測設備安裝在檢測車內；
[0061 ]所述機械傳動裝置，采用雙層托盤結構，托盤與托盤之間、機械傳動裝置與結構車主體之間采用高強度移動阻尼滑軌;所述機械傳動裝置，能夠自由伸縮，設備使用完畢能夠伸縮至檢測車內；
[0062]所述機械傳動裝置上設備與結構車內部設備之間的設備配線，安裝在塑料拖鏈內；所述塑料拖鏈通過螺釘固定在托盤與托盤之間、機械傳動裝置與結構車主體之間；
[0063]所述狀態指示及接口，能夠提供設備電池電壓顯示、充放電狀態顯示、檢測主機復位、數據導出接口、電源開關及電源輸入接口。
[0064]一種BTM在線檢測方法，包括如下步驟:
[0065]①、根據不同檢測模式，將檢測設備與被檢測設備進行連接，并打開設備電源開關;
[0066]②、進行測試，并選擇設備、檢測人員及檢測等級；
[0067]③、信號模擬器定位，并確認各通信接口通信正常；
[0068]④、頻譜分析儀采集BTM設備和信號模擬器發送的射頻信息，經處理后傳輸至檢測主機;射頻功率計采集BTM輸出功率，經處理后傳輸至檢測主機;信號模擬發送模擬應答器信號報文至BTM設備；
[0069]⑤、檢測主機接收頻譜分析儀、射頻功率計及BTM設備傳輸的信號信息，經處理后以數值、圖形方式進行實時顯示；同時檢測主機對檢測數據進行趨勢分析、數據存儲和管理。
[0070]步驟I中，所述不同檢測模式，按等級分為一級檢測、二級檢測、三級檢測；
[0071 ]所述一級檢測，只對BTM設備發射27.095Mhz射頻信號的頻譜進行檢測；一級檢測時不需要進行設備之間電連接；
[0072]所述二級檢測，對BTM設備發射27.095Mhz射頻信號和BTM主機輸出功率進行檢測；檢測前，射頻功率計串接在BTM主機與BTM天線之間；
[0073]所述三級檢測，對BTM設備發射27.095Mhz射頻信號、BTM主機輸出功率及報文傳輸性能進行檢測；檢測前，射頻功率計串接在BTM主機與BTM天線之間，同時檢測主機與外部BTM主機通信接口進行連接；
[0074]所述設備電源開關，設置在檢測車前面板電源開關，按下電源開關，電源接通。
[0075]步驟2中，所述設備信息，為動車組BTM設備廠家、型號、編號及線纜長度信息，檢測時能夠通過軟件進行設備類型選擇；
[0076]所述檢測人員，為檢測操作人員工號、姓名、單位名稱信息，檢測時能夠通過軟件進行人員選擇；
[0077]所述設備類型信息及檢測人員信息，在設備使用前，通過軟件錄入接口將相關動車組設備信息、檢測人員信息輸入到數據庫中；
[0078]所述檢測等級，與步驟I中檢測等級一致。
[0079]步驟3中，所述信號模擬器定位，通過信號模擬器上攝像頭采集動車組車下圖像信息并傳輸至檢測主機，檢測主機實時顯示動車組車下圖像信息，檢測人員通過檢測軟件視頻觀察信號模擬器與動車組BTM天線相對位置并調整檢測車位置，同時觀察信號模擬器定位儀發出激光點是否準確照射到BTM天線四角；如果不準確，調整檢測車位置，使信號模擬發出激光點準確照射到BTM天線四個角，信號模擬器定位完成；
[0080]所述各通信接口，包括檢測主機與頻譜分析儀之間接口，檢測主機與射頻功率計之間接口，檢測主機與BTM主機之間通信接口 ；
[0081 ]所述接口通信正常判別，通過檢測主機向頻譜分析儀、射頻功率計、BTM主機串口發送連接狀態指令及回執信息，判別通信接口狀態十分正常。
[0082]步驟4中，所述頻譜分析儀，能夠采集BTM天線發送的27.095Mhz射頻信息和信號模擬器發送的4.234Mhz射頻信息，射頻信息包括信號頻率、幅值；
[0083]所述射頻功率計，采集BTM主機輸出信號正向功率、反向功率、峰值功率、駐波比；
[0084]所述信號模擬器，模擬應答器發送應答器信號報文至BTM天線。
[0085]步驟5中，所述檢測主機，通過檢測BTM主機輸出射頻功率及頻譜特性，能夠分析診斷BTM發射單元、電纜、天線的狀態及性能；
[0086]所述檢測主機，能夠控制信號模擬器，模擬發送不同車速、不同應答器間距、多個應答器報文，經BTM設備接收解析后，由檢測系統主機通過串口接口讀取BTM主機接收報文并對進行分析、判斷，輸出BTM設備在模擬不同車速下應答器報文傳輸情況；
[0087]所述檢測主機，每次檢測完畢能夠輸出單次檢測報告，結合歷史檢測數據能夠輸出BTM設備性能變化趨勢報告。
[0088]本實用新型采用射頻檢測技術、傳感技術，能夠測量BTM設備發射模塊27.095MHz能量信號的發射功率及通過BTM電纜、天線發射的正向功率、反向功率、駐波比等指標。
[0089]本實用新型采用射頻檢測技術、頻譜分析技術，通過頻譜測量分析BTM使用環境的干擾情況及對BTM功能的影響。
[0090]本實用新型采用程控模擬應答器技術，能夠模擬列車運行各種速度條件、列車運行各種速度條件、同組內應答器數量條件、連續多組應答器條件及特殊報文條件下，測試BTM的報文傳輸性能。
【主權項】
1.一種BTM在線檢測裝置，其特征在于，它包括檢測主機、顯示單元、信號模擬器、頻譜分析儀、射頻功率計、電源和檢測車;其中顯示單元、信號模擬器、頻譜分析儀、射頻功率計與檢測主機電連接;信號模擬器與外部BTM天線通過無線相連接，射頻功率計分別與外部BTM主機、BTM天線電連接，檢測主機與BTM主機電連接； 所述檢測主機，用于對檢測數據的解析、實時處理，檢測數據圖形處理、數據統計、數據趨勢預警分析、設備故障告警分析、分析報告輸出、信息儲存及回放； 所述顯示單元，用于提供人機操作界面接口，并實時顯示檢測主機處理后數據； 所述信號模擬器，一是用于接收BTM天線發射信號；二是用于模擬出200km/h，250km/h，300km/h，350km/h不同車速產生理論上發送的應答器報文包數并發送至外部BTM天線;三是用于動車組車底圖像信息采集;四是用于檢測車位置定位； 所述頻譜分析儀，用于檢測BTM天線發射信號的強度、頻譜； 所述射頻功率計，用于檢測BTM主機輸出接口信號的正向功率、反向功率、駐波比； 所述電源，用于輸入電源轉換、電池充放電管理及設備供電； 所述檢測車，用于設備集成、移動、存放及檢測用。2.根據權利要求1所述BTM在線檢測裝置，其特征在于:所述檢測主機，采用低功耗處理板;所述顯示單元，采用三合一IXD KVM切換器，即鍵盤、鼠標、顯示器為一體;所述檢測主機與外部BTM主機設備通過RS422進行通信連接。3.根據權利要求1所述BTM在線檢測裝置，其特征在于:所述信號模擬器，包含檢測天線、模擬應答器、攝像頭、定位儀組成； 所述檢測天線，主要完成對BTM天線發射信號的接收，并將接收信號傳輸給頻譜分析儀;所述檢測天線與頻譜分析儀通過天線線纜相連接； 所述模擬應答器，用于模擬200km/h, 250km/h, 300km/h, 350km/h不同車速產生理論上發送的應答器報文，并發送至外部BTM天線;所述模擬應答器與檢測主機通過RS485進行通信連接； 所述攝像頭，用于動車組車底圖像信息采集;所述攝像頭與檢測主機通過USB接口相連接； 所述定位儀，采用紅外激光模組，用于信號模擬器與外部BTM天線位置之間相對位置垂直對位。4.根據權利要求1所述BTM在線檢測裝置，其特征在于:所述頻譜分析儀，采用模塊式；所述頻譜分析儀通過網口或USB 口與檢測主機相連接。5.根據權利要求1所述BTM在線檢測裝置，其特征在于:所述射頻功率計，采用通過式射頻功率計，通過RS232串口或網絡接口與檢測主機相連接。6.根據權利要求1所述BTM在線檢測裝置，其特征在于:所述電源，包括電池組、電源管理模塊、電源指示;所述電池組，用于設備電源供電；所述電源管理模塊，用于電池充放電管理;所述電源指示，用于指示設備電池電量、電池充放電狀態及電源輸入狀態； 所述電源，在設備檢測過程中無需外接電源，由設備自帶電池組提供電源； 所述電源輸入，采用交流220V輸入，電源輸入接口采用標準品字形電腦電源插座，安裝在檢測車前面板。7.根據權利要求1所述BTM在線檢測裝置，其特征在于:所述檢測車，包括移動結構車、機械傳動裝置、狀態指示及接口；所述移動結構車采用鋁合金結構，外設兩個定向輪和兩個帶制動裝置萬向輪;所述檢測設備安裝在檢測車內； 所述機械傳動裝置，采用雙層托盤結構，托盤與托盤之間、機械傳動裝置與結構車主體之間采用高強度移動阻尼滑軌;所述機械傳動裝置，能夠自由伸縮，設備使用完畢能夠伸縮至檢測車內； 所述機械傳動裝置上設備與結構車內部設備之間的設備配線，安裝在塑料拖鏈內；所述塑料拖鏈通過螺釘固定在托盤與托盤之間、機械傳動裝置與結構車主體之間； 所述狀態指示及接口，能夠提供設備電池電壓顯示、充放電狀態顯示、檢測主機復位、數據導出接口、電源開關及電源輸入接口。
【文檔編號】H04B17/29GK205725772SQ201620683669
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】郭向輝, 曲松超, 劉雷, 李軍超, 宋家玉
【申請人】河南藍信科技股份有限公司