车辆轴温智能探测系统(THDS)概论

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1、一、THDS系统的发展历史车辆轴温智能探测系统（THDS）：通常称为红外线轴温探测系统，是利用安装在轨边的温度探测装置，采用辐射测温技术，实时检测运行状态下的列车轴承温度，发现车辆轴承故障隐患，保证铁路运输安全的车辆安全防范系统。70年代：开始研制一代机，热敏电阻测温，交流放大，不定量测温，描笔式记录仪输出，人工判断热轴。85年后：研制二代机早期产品，热敏电阻测温，直流放大，定量测温，计算机进行数据采集和处理，自动判别预报热轴。THDS系统简介90年代：大面积推广使用二代机，探测站无人职守，实现分局中心、复示站、探测站的网络连接。主要代表机型有哈科所（威克）HTK-39

2、1、广汉厂（科峰）HTZ-2000、航天部502所（康拓）HBDS-Ⅱ。98年以后，采用光子器件，研制推广适应高速列车的探测系统。主要代表机型有哈科所（威克）HTK-499、广汉厂（科峰）HTZ-2000＋、航天部502所（康拓）HBDS-Ⅲ。2001年，利用办公网络，实现铁道部、铁路局、铁路分局的全路联网。2004年，主要干线陆续增加车号检测装置，实现智能跟踪，车号检测也是“5T”综合预报的前提。2006年，加紧完成设备统型工作，实现网络传输、自适应标定、双探测角度等，其设备型号统一为THDS-A型。2010年8月，铁道部组织各设备厂家，将现有THDS-A型设备各项成

3、熟、先进技术进行集成，形成了统一制造标准，具备完全互换性的THDS-B型设备。THDS系统简介二、THDS系统轴温探测的基础理论轴承在运转过程中由于材料缺陷、加工或装配不当、润滑不良、水份和异物侵入、腐蚀剥落以及过载等原因都可能导致损坏。当然，即使在安装、润滑和使用维护都正常的情况下，经过一段时间的运转，轴承也会出现疲劳剥落和磨损等现象影响轴承的正常工作。铁路车辆在运行过程中，如果轴承内部损伤或外部不合理受力，会导致轴承发生部件过度磨耗或损坏、卡滞等故障，如果不及时对这些轴承故障发出警告，最终会导致发生严重的列车安全事故。铁路车辆轴承温度过高是车辆轴承出现故障的一个重要

4、表征，而且轴承故障的严重程度与轴承温度的高低有着复杂而密切关系。THDS系统简介根据机械故障诊断原理，滚动轴承诊断的物理方法主要有温度、振动、声学、油液分析等方法。因此，轴承温度并非轴承故障唯一的表征。当轴承故障处于点蚀、剥离等早、中期状态时，由于轴承润滑尚为失效，轴承产生的运转热并不突出，温度诊断对这类轴承故障的敏感性较差。从全路的统计情况看，每年都有相当数量的轴承处在“带病服役”阶段，在检修中发现许多货车轴承故障，而红外探测系统并未报警。同时，受轴承密封类型、装配时发生的过盈配合、油脂注入量等内部因素影响，以及车辆在运行过程中的装载情况（超、偏载）、轮对踏面情况、运

5、行环境等外部因素影响，容易出现某一轴承运转热相对过高的情况，此时并不意味着轴承出现了故障。因此，轴承温度并非轴承故障必然的表征。当轴承故障处于后期状态时，由于轴承润滑失效，轴承内部发生结构性损伤，继续运转会出现保持架、滚子断裂、破碎、融化等情况，进而失去滚动作用，轴承卡死，导致车轴与轴承内圈装配处的温度急剧上升，车轴强度下降、变形，最终切断车轴。此时，轴承温度能够准确反映故障的后期状态。因此，轴承温度是轴承后期故障恶化的必然的表征。THDS系统简介轴承温度并非轴承故障唯一和必然的表征。这也是利用轴承温度判断轴承故障的最大不足。THDS系统简介一个重要的结论：利用轴承温度

6、判别轴承故障的原因：一是温度检测一般具有简单、成熟、易于实现的特点，具备非接触性、灵敏度高、检测速度快的优点。能够满足我国铁路运输安全监控的需要。二是通过准确测量轴承温度，科学、合理的对异常轴温进行判别，并与其它车辆安全防范系统综合利用，同样可以准确的发现轴承早、中期故障。更重要的时，通过对轴承温度的监测是及时发现车辆轴承后期严重故障，防止热切轴的重要手段和最后关口。由于物体的温度与其红外线辐射能量有关，利用将红外线辐射转换为其它信号的红外传感器，就能够以非接触的方式测量物体的温度。红外线测温具有非接触性、灵敏度高、检测速度快的优点，但也有材料、制造成本高，以及难以精确

7、测量物体某一点确切的温度值的不足之处。车辆轴温智能探测系统通过实时测量行进中列车车辆的轴承温度，并根据是否出现异常轴温（热轴）判断车辆轴承状态是否异常，及时发出警告，从而防止出现列车热切轴事故的车辆安全防范系统。经过多年的发展，车辆轴温智能探测系统目前已形成保障列车运行安全的一个智能化、网络化、信息化的系统，综合运用红外探测技术、自动控制技术、计算机技术、信息处理技术、网络通信技术，实现分散探测，集中报警，联网运行，信息共享，防止铁路车辆热切轴事故的发生，成为保障铁路运输安全与畅通的一个重要体系。THDS系统简介三、THDS系统与TADS