鐵路道岔檢測的數據采集系統方案設計

　挑戰:

　　為了進(jìn)行一個(gè)現場(chǎng)的物理量采集與分析，比如，鐵路道岔在操作過(guò)程中和/或火車(chē)通過(guò)中所產(chǎn)生的壓力和力，我們創(chuàng )建了易于運輸的系統，以便驗證和分析其在運動(dòng)過(guò)程中的行為特性。

　　解決方案:

　　將NI CompactDAQ硬件與USB接口集成，利用安裝在便攜式電腦上的NI LabVIEW開(kāi)發(fā)系統來(lái)開(kāi)發(fā)應用程序，創(chuàng )建一個(gè)易于運輸的系統，該系統不但結構緊湊，簡(jiǎn)單易用，而且靈活，可配置以及良好的牢固性，可以與安裝在鐵路道岔系統上的不同類(lèi)型傳感器進(jìn)行交互，起到即使采集物理量的作用。

　　操作顯示界面

　　“由于NI CompactDAQ系統設備尺寸小巧，我們創(chuàng )建了一個(gè)重量輕，體積小巧的可封閉箱子，為了對安裝在現場(chǎng)傳感器上的電信號進(jìn)行調理和采集，我們還包含了必要的功能，來(lái)對客戶(hù)的應用進(jìn)行分析。”

　　我們設計了該系統，并對該系統進(jìn)行了一段時(shí)間的測試，在測試期間出現了干擾現象，如峰值干擾——干擾甚至達到幾百伏電壓，這些干擾是由于經(jīng)過(guò)的火車(chē)引起的電磁場(chǎng)引起的。我們創(chuàng )建該系統，不僅為了對系統進(jìn)行簡(jiǎn)單的測試，也為了研究道岔反復受到壓力時(shí)的情況。

　　系統組件

　　完整的系統由NI CompactDAQ采集系統，調理現場(chǎng)電信號且避免采集系統受到現場(chǎng)干擾的電氣接口組件，以及安裝了數據采集和處理應用程序，并通過(guò)USB端口與NI CompactDAQ系統連接的便攜式電腦三部分組成。

　　我們還裝配了電氣系統，包括放置于軍方認證的可封閉的帶輪子的箱子中的電信號調理與采集系統，該系統非常適合于現場(chǎng)使用。

　　應用程序

　　我們設計了專(zhuān)用的應用程序，用來(lái)輸入采集參數，如采樣通道，采樣頻率，觸發(fā)和采樣持續時(shí)間;在測試期間，用來(lái)管理數據，如數據的圖形可視化和保存;還可以在后處理中管理和分析采集的數據，實(shí)現數據的圖形可視化，數學(xué)函數的應用以及以.csv后綴格式的數據導出。

　　緊湊型硬件

　　由于NI CompactDAQ系統設備尺寸小巧，我們創(chuàng )建了一個(gè)重量輕，體積小巧的可封閉箱子，為了對安裝在現場(chǎng)傳感器上的電信號進(jìn)行調理和采集，我們還包含了必要的功能，來(lái)對客戶(hù)的應用進(jìn)行分析。

　　由于硬件數量有限，用戶(hù)必須為該箱子提供220伏的交流電源，向所有系統中的組件，傳感器系統和采集系統供電;采用適當的電纜連接口，將傳感器電纜連接到箱子內的接線(xiàn)終端上;并用USB電纜線(xiàn)將NI CompactDAQ硬件設備與便攜式計算機連接。