一种具有监测功能的铁路道岔二极管阵列装置的制作方法

1.本实用新型涉及铁路信号设备技术领域，尤其是一种具有监测功能的铁路道岔二极管阵列装置。


背景技术：

2.随着我国铁路的高速发展，对铁路安全高效运行要求越来越高，在电气集中电路中,为尽早发现设备在使用过程中出现的故障，往往通过人工频繁进行巡检，在轨道控制电路中，二极管是表示电路中的重要组成部分，起到沟通道岔表示作用。由于其使用在室外，高温、高电压、大电流环境下，极容易损坏，给运输安全和秩序带来不利影响。目前对于铁路信号设备的维护一般采取定期检查和更换的方式，而在运行过程中的状态是未知的，给检修带来了难度。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种具有监测功能的铁路道岔二极管阵列装置，本实用新型通过为二极管设计监测电路，解决了铁路道岔二极管的正常、短路、开路状态难以进行实时监测的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种具有监测功能的铁路道岔二极管阵列装置，包括二极管电路部分和监测电路部分，所述二极管电路部分包括输入端子、若干二极管、若干电流传感器、输出端子；所述监测电路部分包括信号调理单元、ad采样单元、微处理器单元和电源单元；所述二极管电路部分的输入端子连接第一二极管的阳极以及第二二极管的阳极，二极管电路部分的输入端子同时连接到信号调理单元第一电压检测端子用于电压检测，所述第一二极管的阴极和第二二极管的阴极分别连接到第一电流传感器的初级线圈的同名端、异名端；所述第一电流传感器的次级线圈的同名端连接到信号调理单元第一电流检测端子，所述第一电流传感器初级中级抽头作为第一输出端连接至第四电流传感器的初级线圈的同名端，第四电流传感器的初级线圈的异名端连接二极管电路部分的输出端子，所述第四电流传感器的次级线圈的同名端连接到信号调理单元的第四电流检测端子和电源单元；所述信号调理单元的输出端通过ad采样单元连接微处理单元，微处理单元m12还连接电源单元。
6.进一步地，所述第一电流传感器初级中级抽头与所述第四电流传感器的初级线圈的同名端之间还连接有第三二极管和第四二极管，所述第一电流传感器初级中级抽头作为第一输出端连接至第三二极管阳极和第四二极管阳极，所述第三二极管阳极和第四二极管阳极的均连接到信号调理单元第二电压检测端子用于电压检测，所述第三二极管阴极和第四二极管阴极分别连接到第二电流传感器的初级线圈的同名端、异名端，所述第二电流传感器的次级线圈的同名端连接到信号调理单元第二电流检测端子，所述第二电流传感器初级中级抽头作为第二输出端连接至第四电流传感器的初级线圈的同名端。
7.进一步地，所述第二电流传感器初级中级抽头与所述第四电流传感器的初级线圈
的同名端之间还连接有第五二极管和第六二极管，所述第二电流传感器初级中级抽头作为第二输出端连接至第五二极管阳极和第六二极管阳极，所述第五二极管阳极和第六二极管阳极的均连接到信号调理单元第三电压检测端子用于电压检测，所述第五二极管阴极和第六二极管阴极分别连接到第三电流传感器的初级线圈的同名端、异名端，所述第三电流传感器的次级线圈的同名端连接到信号调理单元第三电流检测端子，所述第三电流传感器初级中级抽头作为第三输出端连接至第四电流传感器的初级线圈的同名端。
8.进一步地，所述微处理单元m12还连接显示单元。
9.进一步地，所述电流传感器为电流互感器或霍尔电流传感器。
10.进一步地，所述显示单元为led显示或lcd显示。
11.进一步地，所述第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器和第四电流传感器各自的次级线圈的异名端均接地，所述第四电流传感器初级线圈的异名端也接地。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.1、本实用新型通过对二极管设置信号调理单元、ad采样单元、微处理器单元和电流传感器，对流过电流传感器的电流和二极管上电压数据进行采样分析来判定二极管的正常、短路、开路状态，本实用新可以提高设备的可用性、可靠性，减少人力物力浪费，提高劳动生产效率，减轻维护人员的安全压力，提高铁路运输效率，保证行车安全。
14.2、本实用新型通过多组二极管的串联，当其中有某个二极管损坏时，本装置还能正常工作起到作用，从而提到了整体使用的可靠性和有效性。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例1的电路原理示意图；
16.图2是本实用新型实施例2的电路原理示意图；
17.图3是本实用新型实施例3的电路原理示意图。
18.其中，图标代表的意义为：a-二极管电路部分，b-监测电路部分，in-输入端子、out-输出端子、d11-第一二极管、d12-第二二极管、d21-第三二极管、d22-第四二极管、d31-第五二极管、d32
‑‑
第六二极管、t1-第一电流传感器、t2-第二电流传感器、t3-第三电流传感器、t4-第四电流传感器、m10-信号调理单元、m11-ad采样单元、m12-微处理器单元、m13-电源单元、m14-显示单元。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.实施例1
21.请参阅图1，一种具有监测功能的铁路道岔二极管阵列装置，包括二极管电路部分a和监测电路部分b，二极管电路部分a包括输入端子in、第一二极管d1、第二二极管d12、第一电流传感器t1、第四电流传感器t4、输出端子out；监测电路部分b包括信号调理单元m10、ad采样单元m11、微处理器单元m12和电源单元m13；二极管电路部分a的输入端子in连接第
一二极管d11的阳极以及第二二极管d12的阳极，二极管电路部分a的输入端子in同时连接到信号调理单元m10第一电压检测端子用于电压检测，第一二极管d11的阴极和第二二极管d12的阴极分别连接到第一电流传感器t1的初级线圈的同名端、异名端；所述第一电流传感器t1的次级线圈的同名端连接到信号调理单元m10第一电流检测端子用于电流检测，第一电流传感器t1的次级线圈的异名端接地；第一电流传感器t1初级中级抽头作为第一输出端连接至第四电流传感器t4的初级线圈的同名端，第四电流传感器t4的初级线圈的异名端连接二极管电路部分a的输出端子out，安装时第四电流传感器t4的初级线圈的异名端接地，第四电流传感器t4的次级线圈的同名端连接到信号调理单元m10的第四电流检测端子和电源单元m13；信号调理单元m10的输出端通过ad采样单元m11连接微处理单元，将电压检测端子、电流检测端子检测到的信号进行调理并送到ad采样单元m11和接微处理单元，微处理器单元m12通过对流过各电流传感器的电流和各二极管上电压数据进行采样分析来判定二极管的正常、短路、开路状态，微处理单元m12还连接电源单元m13，进一步还可连接显示单元m14，将分析判断的结果显示出来。电流传感器为电流互感器或霍尔电流传感器。显示单元m14为led显示或lcd显示。
22.如图1所示，1、对电压检测端子v1进行分析：当第一二极管d11、第二二极管d12正常时，交流信号正半周通过它们时，在其上面大约有0.7v压降，即对应的电压检测端子就会检测到0.7v电压，如果其中有一个二极管短路，压降就会变成0v，即对应的电压检测端子就会检测到0v电压；2、对电流检测端子i1进行分析：当第一二极管d11、第二二极管d12正常时，交流信号正半周通过它们时，流过的电流大小相等，由于第一二极管d11和第二二极管d12的阴极分别连接到第一电流传感器t1的同名和异名端，形成感应磁场方向相反相互抵消，则在第一电流传感器t1次级线圈感应输出电流i1值为0a,当有一二极管短路或开路时，流过第一传感器的电流就会存在电流差，则在电流传感器次级线圈感应输出电流i1、i2、i3值就不等于0a。
23.根据上述的分析，列出判定二极管正常、短路、开路各个状态方法指标：
24.(1)二极管正常的判定：当第四电流检测端子电流iz不等于0a，第一电压检测端子电压v1大于等于0.7v，第一电流检测端子电流i1＝0a时，判定第一二极管d11、第二二极管d12正常。
25.(2)二极管短路的判定：当第四电流检测端子电流iz不等于0a，第一电压检测端子电压v1＝0v时，分以下三种情形分析，根据以上电路连接描述，当第一二极管d11、第二二极管d12同时短路时，流入第一电流互感器初级同名端和异名端电流相等，即i1＝0a，判定第一二极管d11、第二二极管d12同时短路；当只有第一二极管d11短路时，这时第一电流互感器初级线圈同名端有流入电流，即第一电流检测端子电流i1》0a，判定第一二极管d11短路；反之当第二二极管d12短路时，即第一电流检测端子电流i1《0a,判定第二二极管d12短路。
26.(3)二极管开路的判定：当第四电流检测端子电流iz不等于0a，v1电压大于等于0.7v，根据以上电路连接描述，当第二二极管d12开路时，这时只有第一电流互感器初级线圈同名端有流入电流，即第一电流检测端子电流i1》0a，判定第二二极管d12开路；反之当第一二极管d11开路时，即第一电流检测端子电流i1《0a,判定第一二极管d11开路。
27.实施例2
28.请参阅图2，一种具有监测功能的铁路道岔二极管阵列装置，包括二极管电路部分
a和监测电路部分b，二极管电路部分a包括输入端子in、四个二极管、三个电流传感器、输出端子out；监测电路部分b包括信号调理单元m10、ad采样单元m11、微处理器单元m12和电源单元m13；二极管电路部分a的输入端子in连接第一二极管d11的阳极以及第二二极管d12的阳极，二极管电路部分a的输入端子in同时连接到信号调理单元m10第一电压检测端子用于电压检测，第一二极管d11的阴极和第二二极管d12的阴极分别连接到第一电流传感器t1的初级线圈的同名端、异名端；所述第一电流传感器t1的次级线圈的同名端连接到信号调理单元m10第一电流检测端子用于电流检测，第一电流传感器t1的次级线圈的异名端接地；所述第一电流传感器t1初级中级抽头作为第一输出端连接至第三二极管d21阳极和第四二极管d22阳极，所述第三二极管d21阳极和第四二极管d22阳极的均连接到信号调理单元m10第二电压检测端子用于电压检测，所述第三二极管d21阴极和第四二极管d22阴极分别连接到第二电流传感器t2的初级线圈的同名端、异名端，所述第二电流传感器t2的次级线圈的同名端连接到信号调理单元m10第二电流检测端子，所述第二电流传感器t2初级中级抽头作为第二输出端连接至第四电流传感器t4的初级线圈的同名端；第四电流传感器t4的初级线圈的异名端连接二极管电路部分a的输出端子out，安装时第四电流传感器t4的初级线圈的异名端接地，第四电流传感器t4的次级线圈的同名端连接到信号调理单元m10的第四电流检测端子和电源单元m13；信号调理单元m10的输出端通过ad采样单元m11连接微处理单元，将电压检测端子、电流检测端子检测到的信号进行调理并送到ad采样单元m11和接微处理单元，微处理器单元m12通过对流过各电流传感器的电流和各二极管上电压数据进行采样分析来判定二极管的正常、短路、开路状态，微处理单元m12还连接电源单元m13，进一步还可连接显示单元m14，将分析判断的结果显示出来。电流传感器为电流互感器或霍尔电流传感器。显示单元m14为led显示或lcd显示。通过多组二极管的串联，当其中有某个二极管损坏时，本装置还能正常工作起到作用，从而提到了整体使用的可靠性和有效性。
29.采用上述技术方案，判定二极管正常、短路、开路各个状态方法指标：
30.(1)二极管正常的判定：当第四电流检测端子电流iz不等于0a，第一电压检测端子电压v1大于等于0.7v，第一电流检测端子电流i1＝0a时，判定第一二极管d11、第二二极管d12正常；同样，当第四电流检测端子电流iz不等于0a，第二电压检测端子电压v2大于等于0.7v，第二电流检测端子电流i2＝0a时，判定第三二极管d21、第三二极管d21正常。
31.(2)二极管短路的判定：当第四电流检测端子电流iz不等于0a，第一电压检测端子电压v1＝0v时，分以下三种情形分析，根据以上电路连接描述，当第一二极管d11、第二二极管d12同时短路时，流入第一电流互感器初级同名端和异名端电流相等，即i1＝0a，判定第一二极管d11、第二二极管d12同时短路；当只有第一二极管d11短路时，这时第一电流互感器初级线圈同名端有流入电流，即第一电流检测端子电流i1》0a，判定第一二极管d11短路；反之当第二二极管d12短路时，即第一电流检测端子电流i1《0a,判定第二二极管d12短路。
32.同样，当第四电流检测端子电流iz不等于0a，第二电压检测端子电压v2＝0v时，分以下三种情形分析，根据以上电路连接描述，当第三二极管d21、第四二极管d22同时短路时，流入第二电流互感器初级同名端和异名端电流相等，即i2＝0a，判定第三二极管d21、第四二极管d22同时短路；当只有第三二极管d21短路时，这时第二电流互感器初级线圈同名端有流入电流，即第二电流检测端子电流i2》0a，判定第三二极管d21短路；反之当第二二极管d12短路时，即第二电流检测端子电流i2《0a,判定第四二极管d22短路。
33.(3)二极管开路的判定：当第四电流检测端子电流iz不等于0a，v1电压大于等于0.7v，根据以上电路连接描述，当第二二极管d12开路时，这时只有第一电流互感器初级线圈同名端有流入电流，即第一电流检测端子电流i1》0a，判定第二二极管d12开路；反之当第一二极管d11开路时，即第一电流检测端子电流i1《0a,判定第一二极管d11开路。
34.同样，当第四电流检测端子电流iz不等于0a，v2电压大于等于0.7v，根据以上电路连接描述，当第四二极管d22开路时，这时第二电流互感器初级线圈同名端有流入电流，即第二电流检测端子电流i2》0a，判定第四二极管d22开路；反之当第三二极管d21开路时，即第二电流检测端子电流i2《0a,判定第三二极管d21开路
35.实施例3
36.请参阅图3，一种具有监测功能的铁路道岔二极管阵列装置，包括二极管电路部分a和监测电路部分b，二极管电路部分a包括输入端子in、六个二极管、四个电流传感器、输出端子out；监测电路部分b包括信号调理单元m10、ad采样单元m11、微处理器单元m12和电源单元m13；二极管电路部分a的输入端子in连接第一二极管d11的阳极以及第二二极管d12的阳极，二极管电路部分a的输入端子in同时连接到信号调理单元m10电压检测端子用于电压检测，第一二极管d11的阴极和第二二极管d12的阴极分别连接到第一电流传感器t1的初级线圈的同名端、异名端；所述第一电流传感器t1的次级线圈的同名端连接到信号调理单元m10第一电流检测端子用于电流检测，第一电流传感器t1的次级线圈的异名端接地；所述第一电流传感器t1初级中级抽头作为第一输出端连接至第三二极管d21阳极和第四二极管d22阳极，所述第三二极管d21阳极和第四二极管d22阳极的均连接到信号调理单元m10第二电压检测端子用于电压检测，所述第三二极管d21阴极和第四二极管d22阴极分别连接到第二电流传感器t2的初级线圈的同名端、异名端，所述第二电流传感器t2的次级线圈的同名端连接到信号调理单元m10第二电流检测端子，所述第二电流传感器t2初级中级抽头作为第二输出端连接至第四二极管d31阳极和第六二极管d32阳极，所述第四二极管d31阳极和第六二极管d32阳极的均连接到信号调理单元m10第三电压检测端子用于电压检测，所述第四二极管d31阴极和第六二极管d32阴极分别连接到第三电流传感器t3的初级线圈的同名端、异名端，所述第三电流传感器t3的次级线圈的同名端连接到信号调理单元m10第三电流检测端子用于电流检测，第三电流传感器t3的次级线圈的异名端接地，所述第三电流传感器t3初级中级抽头作为第三输出端连接至第四电流传感器t4的初级线圈的同名端；第四电流传感器t4的初级线圈的异名端连接二极管电路部分a的输出端子out，安装时第四电流传感器t4的初级线圈的异名端接地，第四电流传感器t4的次级线圈的同名端连接到信号调理单元m10的第四电流检测端子和电源单元m13；信号调理单元m10的输出端通过ad采样单元m11连接微处理单元，将电压检测端子、电流检测端子检测到的信号进行调理并送到ad采样单元m11和接微处理单元，微处理器单元m12通过对流过各电流传感器的电流和各二极管上电压数据进行采样分析来判定二极管的正常、短路、开路状态，微处理单元m12还连接电源单元m13，进一步还可连接显示单元m14，将分析判断的结果显示出来。电流传感器为电流互感器或霍尔电流传感器。显示单元m14为led显示或lcd显示。通过多组二极管的串联，当其中有某个二极管损坏时，本装置还能正常工作起到作用，从而提到了整体使用的可靠性和有效性。
37.采用上述技术方案，判定二极管正常、短路、开路各个状态方法指标：
38.(1)二极管正常的判定：当第四电流检测端子电流iz不等于0a，第一电压检测端子电压v1大于等于0.7v，第一电流检测端子电流i1＝0a时，判定第一二极管d11、第二二极管d12正常。运用等同的方法指标判定第三二极管d21、第四二极管d22、第四二极管d31和第六二极管d32。
39.(2)二极管短路的判定：当第四电流检测端子电流iz不等于0a，第一电压检测端子电压v1＝0v时，分以下三种情形分析，根据以上电路连接描述，当第一二极管d11、第二二极管d12同时短路时，流入第一电流互感器初级同名端和异名端电流相等，即i1＝0a，判定第一二极管d11、第二二极管d12同时短路；当只有第一二极管d11短路时，这时第一电流互感器初级线圈同名端有流入电流，即第一电流检测端子电流i1》0a，判定d11短路；反之当第二二极管d12短路时，即第一电流检测端子电流i1《0a,判定第二二极管d12短路。运用等同的方法指标判定第三二极管d21、第四二极管d22、第四二极管d31和第六二极管d32。
40.(3)二极管开路的判定：当第四电流检测端子电流iz不等于0a，v1电压大于等于0.7v，根据以上电路连接描述，当第二二极管d12开路时，这时只有第一电流互感器初级线圈同名端有流入电流，即第一电流检测端子电流i1》0a，判定第二二极管d12开路；反之当第一二极管d11开路时，即第一电流检测端子电流i1《0a,判定第一二极管d11开路。运用等同的方法指标判定第三二极管d21、第四二极管d22、第四二极管d31和第六二极管d32。
41.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。