自适应控制技术在MCT红外线轴温探测系统中的应用

MCT光子器件工作在自然环境下,环境温度变化幅度大,导致MCT光子器件的输入输出特性不稳定,严重影响MCT轴温探测器探测铁道车辆轴温的精度。为此,根据自适应控制理论,在MCT红外线轴温探测系统中建立自适应控制系统,它由自适应探测子系统和自适应标定子系统构成,利用传感器和系统辨识技术不断量测被控对象变化,及时调整控制器参数,使控制量的变化自动适应对象的变化,以保持MCT轴温探测器的探测精度。通过采用二次牛顿插值原理对热靶输入输出特性曲线进行拟合,从而得到了特殊情况下热靶输入输出特性曲线的高端部分。

具有恒定灵敏度的智能型光子探测器的研制

用于铁路车辆热轴探测的红外探测器,无论是热型红外探测器,还是光子型红外探测器,都是属于温度敏感器件,因而能有效探测热轴。但是这类器件的灵敏度会随环境温度而变,这给热轴判别和定量检测工作造成很大麻烦,本文介绍采用环境温度实时采样跟踪,数字化电位器自动增益调整和单片微机智能化技术成功地实现了在环境温度变化时光子探测器灵敏度基本恒定,整个系统都内藏于探测器小盒内,使用方便,有利于高速车辆的热轴探测。

高速光子探头轴温探测器

高速光子探头轴温探测器采用HgCdTe(碲镉汞)晶体材料的低阻光导型器件作为探测器的敏感元件,选用锗(Ge)材料制作透镜,并在光学透镜表面镀增透膜,使透过率达到80%以上;光学系统焦距为25mm,相对孔径为F/1.5。为提高探测器的灵敏度和探测率,采用3级热电致冷,元件冷面温度为-65℃±0.02℃。为提高放大器的抗干扰性能,放大器电路采用共模抑制能力很强的差模输入方式。由于探测器箱温的变化会影响对轴温的探测精度,所以在探测器中增加了由可控热源、热源温度传感器(铂电阻)、热靶、控制模板、加热电源模板等构成的温控自适应系统。该探测器经在提速铁路干线上安装运用,取得了满意的效果。

THDS动态检测的典型故障及分析

为保证THDS探测站设备高效可靠运行,使用红外线检测车对地面THDS设备的测温精度和探测方位进行动态检测。针对动态检测中发现的红外线轴温探测设备的典型故障,根据检测车上的实时数据和地面设备故障状况进行归纳、对比和分析,并提出建议,以便提高THDS设备检修维护质量。