列车在运行中,轴承由于滚子与内外圈滚道间的滚动摩擦、滚子与保持架间的滑动摩擦、滚子端部与内圈档边间的滑动摩擦、以及滚子与润滑脂间的摩擦会影响轴温的变化;同时,轴承上的载荷、运行速度、线路状况、气温、风速、连续运行的时间及阳光照射等因素也会影起轴温的变化。轴温直接反映了轴承的运行状态,轴承发生故障后如不能及时发现,就有可能演变为热切轴事故,发生热切轴故障时,轴颈通常会被辗长并切断,车辆的脱线或颠覆,轴承严重发热烧毁,有时甚至可出现轴承组件的局部熔化粘着。所以对轴温进行检测十分必要。
铁路行车早期,采用手摸轴箱的办法来判断温度的变化情况,通过手感觉来确定车辆与轴承间的工作状态。采用这种方法,检测人员劳动强度大,效率低,而且人的手感有差异,没有标准,极容易产生误判、漏判现象。目前比较科学的方式是使用红外热像仪进行轴温检测,针对列车行驶较快的情况,可以采用高速红外热像仪来检测,通过红外热像仪凭借其独特的优势可以快速检测到轴温的实时温度,判断轴温运行状态是否良好。
常规红外热成像帧频一般在30/50Hz,帧频无法继续提升。热时间常数一般在12ms,无法适应过高的帧率,会使得测温不准的同时拖影、模糊情况更加严重等。
针对高速运动的物体测温,一般选用高速类的红外热像仪。高速热像仪有个2个核心参数,如图所示:
简单来讲,帧频越高,热像仪在抓拍以及检测移动目标或镜头移动时的表现就越出色,如拍摄快速行驶的火车、汽车、奔跑中的动物等,拍出来的画面拖影更少、实时视频画面也更加流畅。
红外热像仪帧频越高,动态观测效果越佳,热时间常数也很关键,热像仪的热时间常数是一个时间的概念,是用来衡量温度变化做出响应所需要的时间,当然这个时间越短越好。
常规的非制冷热像仪的时间常数为8-12ms,但是这并不是说每8-12ms就可以读出一个精确的结果。通常得到一个准确的温度信息是需要5个时间常数才能达到稳定的状态。图1-从0°C过渡到100°C的系统响应,tau=14ms,一半时间=8ms-12ms,(将探测器对准一个0摄氏度的冰水后立马对准100摄氏度的黑体所需要的稳定的时间)
格物优信高速红外热像仪参数为分辨率384*288帧频125Hz,热响应时间3-4ms
如下图约为3-4ms,即可达到稳定状态。温度与时间的坡度更陡,说明需要更短的时间及可达到温度稳定的状态,在相邻的2个像素点内边缘清晰。
在运动状态下红外图放大的效果,左上角标记1000%,即放大10倍–边缘效果:拖影很少,边缘清晰。
车辆轴温监测,需要使用帧率高、热时间常数短的高速热像仪。
格物优信高速热像仪轴温监测优势
4ms 热时间常数,响应灵敏精准
选用125Hz高速热像仪、4ms热时间常数,针对高速移动的车轴快速响应,精准测量车轮温度;
实时不间断监测,迅速捕获每帧温度
在列车高速通过时迅速捕获车轴及其组件的温度分布图像,每温度画面快速捕捉,实现实时热状态精准监测及超温预警;
数据分析与趋势预测,提升检修效率
实时温度数据采集、存储,智能分析车轴温度变化趋势,为车轴各组件预防性诊断及维修提供科学依据。
轴温监测专用高速热像仪
高速热像仪机芯+专用护罩
专用护罩:带遮阳防雨板,设备更安全安装底板:根据轮子到底座的距离方面调节角度
电磁兼容测试中的三指标 通过
静电放电:符合 GB/T 17626.2 ±6kv 接触放电A 类通过
浪涌测试:符合 GB/T 17626.5 ±1kV 线对线
快速脉冲群:符合 GB/T 17626.4出线 A类通过
对高速行驶中的车辆轴温在线检测的红外热像仪,一般需要具备高速、高分辨率的特点,格物优信在高铁、轨道方面投入专门团队进行研究,其生产的4ms高速红外热像仪,可以应对高速移动物体的在线检测,十分适合用于公路行驶车辆轴温在线监测。