智能轨温计的研究

　　轨温计是测量钢轨表面温度的专用测量仪器。无论是线路的铺设施工和养护维修，还是换轨作业，以及工务部门的“三防”(防胀、防断、防暑)都必须以钢轨温度为主要依据。随着现代铁路的高速发展，对线路的要求也越来越高。因此，对于轨温计的准确度和稳定性等方面的要求，也相应地有了更高的标准。目前在线路上使用的轨温计，有双金属式钢轨测温计和模拟信号数字式钢轨测温计两种。由于双金属式轨温计精度低，已不能适应现代铁路的发展需要，已在逐步淘汰中。模拟信号数字式轨温计则因相对于双金属轨温计具有响应快、读数直观和抗干扰能力强等优点而在上世纪九十年代以后在全路被广泛地使用。

　　1模拟信号数字式轨温计的工作原理及使用现状

　　模拟信号数字式轨温计最初是作为新型钢轨温度测量仪表替代原有指针式钢轨测温计投人使用的。其工作原理是利用半导体IC温度传感器AD590，将被测物体的温度转换成微电流信号，经A/V转换和放大及A/D转换，驱动显示器，直接显示被测温度值。其工作原理方框图见图1。

　　模拟信号数字式轨温计在使用初期因其相对于双金属式轨温计具有响应快、读数直观、抗干扰能力强等优点，受到一线使用人员的欢迎。但是，在长期的使用中，模拟信号数字式轨温计也逐渐暴露出了它的局限性，主要有以下几点:

　　(1)测量误差大。由于模拟信号在转换过程中产生的误差比较大，因此在检定过程中，经常会出现大量的超差产品。有时甚至于刚刚出厂进行首次检定的轨’温计也会大量出现不合格现象。以2009年为例，截至11月底，我们共检定模拟信号的数字式轨温计938个，其中因超出允许误差而不合格的有153个，不合格率达到了16.3%。

　　(2)整机功耗大，所用电池使用寿命短且无电池容量显示功能。当电池电量不足后出现的测量误差也会随着电压的下降而增大，并随温度的升高逐步加大。我们随机抽查10个模拟信号数字式轨温计进行实验，实验结果见表1所示，误差分析图见图2所示。

　　(3)测温探头为柱形磁铁，吸附力集中在一侧或一点使轨温计工作面不能与钢轨很好贴合，从而导致测温不精确。

　　(4)探头(一次仪表)和显示器(二次仪表)之间的插接头处易出现短路、断路和接触不良。其原因在于多次插拔使触点间隙变大，插接头连线根部磨损，导致显示异常。而且一次仪表和二次仪表的配接要求十分严格，即互换性差。

　　(5)开关采用手拨式，极容易损坏，而且容易锈蚀。