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货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（TADS）介绍

2017-12-28 15:14阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/5739168790

货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（TADS）介绍
1 TADS系统概述

TADS是Trackside Acoustic Detection System的缩写，中文即货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统。
货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（TADS）采用声学诊断技术和计算机网络技术，通过对运行中货车轴承噪声信号的采集和分析，识别轴承的工作状态，可提供有效的轴承内部早期故障诊断结果，在热轴之前发现故障。
与红外轴温探测系统相结合，能更加有效地防止切轴和脱轨事故，提高轴承故障的防范水平，使列检对滚动轴承的检查，从人判为主逐步过渡到人机结合、机判为主的阶段。TADS增强了轴承的预警能力，将防范关口前移，体现了“预防为主
”的安全指导思想，确保行车安全。

2 TADS功能及主要技术指标

自动识别列车车次、车号信息
自动计轴、计辆和测速
自动检测通过列车滚动轴承的滚子、内套、外套等故障
预报等级：3级
适应车速：30～110km/h
检测精度：预报准确率≥97%
预报的故障轴承的车号和轴位自动定位
自动跟踪故障轴承的发展趋势
数据查询和统计功能
TADS探测站能够存储至少1个月的过车数据
具有自检，远程维护、升级和监控功能

3 TADS探测站构成

TADS探测站轨边设备是诊断系统的核心，它主要由室外、室内两部分组成。

货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（TADS）介绍
3.1室外设备

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声学传感器阵列：传感器阵列放置在一个特殊设计的保护箱内，箱内装有风扇和保护门，保护箱具有抗震、防水和灰尘功能，适应轨边环境。
根据车辆轴承的尺寸及运行机理，车轮旋转2周，轴承滚动体旋转1周的特点，对于轴承内部任何某一部位发生故障产生缺陷时要全面、准确地拾取故障轴承所产生的振动声音，声学传感器的指向区域大约在6.5m左右。
若采用单独的声学传感器，在这么大的指向区域内保持接收信号灵敏度的一致性是不可能的，从而难于对轴承故障的准确判别。

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TADS采用单侧6个声学传感器，每个传感器指向性设计的有效区域为1.1m左右，并相互交叉。

货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（TADS）介绍
声学传感器:用于拾取车辆轴承运转产生的声音信号，采用指向性设计，直接朝向轴承，具有很好的声学波瓣图，能够减少其它噪声影响。

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车轮传感器（磁钢）:用卡具固定在钢轨上，当列车接近时，自动启动系统，用于车轮定位、计轴和测速等。

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地面AEI天线:发射微波信号，同时接收标签反射回来的已调制信号，读取车次、车号信息

3.2室内设备

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室内设备有MA主服务器、FS（远端）服务器、NS（近端）服务器、MODEM（调置解调器）、远程电源控制箱、SIPS（信号控制）箱HUB集线器、KVM转换器、FS（远端）放大器、NS（近端）放大器、AEI（车号）主机、防雷箱和温控箱等。

3.3轨边设备的局域网系统

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两台从机负责采集处理声音传感器阵列和车轮传感器的信号，主计算机负责两台从机的同步、数据的通讯、存储。三台计算机通过网卡和一个网络交换机连接。

4 TADS探测原理

TADS系统是利用声学传感器阵列，采用现代声学诊断技术，对高速运行列车的车辆滚动轴承所发出的故障信号（声学噪声）进行实时的拾取、滤波、采集，并经过后台分析处理，从而达到对故障轴承进行预报的目的。
TADS系统采用了声学传感器阵列技术和多传感器信号合成及定位技术保证了系统对故障轴承诊断的可靠性和准确性。
利用故障轴承信号拾取技术和系统降噪技术及频谱分析和小波形分析技术使得系统对故障轴承缺陷程度具有极高预报精度。
该系统与车号自动识别系统结合，从而实现故障轴承的车号和轴位的自动定位。
当轴承滚动面出现缺陷时，滚动体碾压到缺陷部位，就产生冲击振动，从而产生异常声音，其振动特点是作用时间短、时域能量不大，但频率丰富且具有周期性。
TADS系统建立数学模型，根据货车运行速度、轴承震动频率、轴承运转噪声、轴承故障类型进行后台分析，对轴承故障进行一级、二级、三级和扣车报警。


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