本實用新型涉及機車空氣質量檢測領域，特別地，涉及一種機車壓縮空氣質量在線監(jiān)測裝置。

背景技術：

機車風源是一個系統(tǒng)工程，它包括壓縮空氣的冷卻、油水的分離，壓縮空氣過濾和干燥，其中壓縮空氣的干燥尤為重要。壓縮空氣中的水分在寒冷地區(qū)容易發(fā)生凍結，從而帶來制動系統(tǒng)故障；而氣流對干燥劑沖擊會造成干燥劑粉末化形成粉塵，進入到管路系統(tǒng)中；過大的塵埃粒子和機械雜質容易造成運動零件的磨損或拉傷；而壓縮空氣中過高的油分會導致干燥劑提前失效。

機車車輛用空氣壓縮機運用環(huán)境惡劣，壓縮空氣中存在粉塵，水蒸氣和油氣。機車車輛制動壓縮空氣中存在過多的水分會冷凝析出而導致制動機部件的銹蝕和空氣管路的堵塞，油垢主要影響空氣管路的堵塞和橡膠件的老化并影響干燥器的性能，空氣中的塵埃顆粒物會造成制動機部件磨損。壓縮空氣質量不良將導致控制系統(tǒng)、制動系統(tǒng)故障，存在較大的安全隱患。

論文《機車壓縮空氣質量在線檢測的實現(xiàn)》中介紹了一種車壓縮空氣質量在線檢測的裝置，該裝置涉及多個傳感器模塊，原理為從空氣干燥器出風口采樣壓縮空氣，降壓后檢測壓縮空氣相對濕度、含油量、固體粒子濃度指標，判斷已經(jīng)干燥之后的壓縮空氣質量，并通過記錄、報警的方式提示機車檢修、整備人員及時排查空氣干燥器，確保為機車控制系統(tǒng)及制動系統(tǒng)提供清潔、干燥、穩(wěn)定的風源。但現(xiàn)實情況是，機車內的壓縮空氣管路可能會銹蝕而導致制動處的壓縮空氣中粉塵含量過高，且機車內空氣壓縮管道長因而空氣干燥器出風口處的空氣溫度和濕度與制動處的溫度和濕度可能并不相同。因該裝置只有一條檢測線路，主要是對機車風源源頭即空氣干燥器出風口進行檢測，不能檢測風管路的潔凈度，也就不能保證機車制動處的壓縮空氣的質量。

因此，本領域需要一種能及時反映機車制動處壓縮空氣質量的機車壓縮空氣質量在線監(jiān)測裝置。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于提供一種機車壓縮空氣質量在線監(jiān)測裝置，以解決現(xiàn)有技術不能及時反映機車制動處壓縮空氣質量的機車壓縮空氣質量的技術問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的一種機車壓縮空氣質量在線監(jiān)測裝置，包括外殼，所述外殼內部設置有用于監(jiān)測機車風源源頭即空氣干燥器出風口空氣質量的線路a和用于監(jiān)測機車制動用風處空氣質量的線路b，所述線路a依次包括進氣管a、減壓閥a、電空閥a、測量模塊a、電空閥c和消音器，所述線路b依次包括進氣管b、減壓閥b、電空閥b、測量模塊b、電空閥c和消音器，所述線路a和線路b中的電空閥c和消音器共用，所述測量模塊a中包含用于檢測空氣干燥器出風口中空氣溫度、濕度和含油量的傳感器，所述測量模塊b中包含用于檢測機車制動用風處中空氣溫度、濕度和粉塵含量的傳感器。

采用雙路采樣檢測的方法，通過溫濕度信息對比空氣質量，再加上油氣傳感器和粉塵傳感器的信息，可以同時檢測空氣干燥器的工作效率及機車風管路的潔凈度。

進一步地，所述測量模塊a中還包含用于檢測空氣干燥器出風口中空氣粉塵含量的傳感器和/或所述測量模塊b中還包含用于檢測機車制動用風處中空氣含油量的傳感器。

進一步地，所述裝置中包括進氣管在內的風管均采用鋼絲編制的塑料軟管。軟管可承受10MPa以上的氣壓，比應用場合要求的氣壓值高9倍，且采用軟管更方便在外殼內部布管。

進一步地，所述外殼側面設置有多個接口，一個接口用于連接空氣干燥器出風口以及線路a中的進氣管a，一個接口用于連接機車制動用風處以及線路b中的進氣管b，其余接口用于與電腦和/或電源連接。通過接口，可以直接在車上加載該設備，實現(xiàn)對空氣質量的在線監(jiān)測；該設備還可以連接電腦，將記錄的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X進行備份及分析。

進一步地，所述外殼的外側還分別設置有與進氣管a和進氣管b連接的手動切除閥門；所述外殼下側設置有與消音器連接且用于排氣的通孔。當裝置發(fā)生漏風或需要進行更換檢修時，可直接將此處的切除閥門關閉，防止造成不必要的流量損失；同時對空氣進行取樣檢測后直接排入大氣中，耗氣量小，對原氣路的空氣流量影響可忽略。

進一步地，所述外殼上設置有用于指示空氣溫度、濕度、粉塵含量、油氣含量的顯示屏?？蓪Ω黝悢?shù)據(jù)進行光、數(shù)據(jù)等直觀的顯示，方便乘務員及時了解情況。

進一步地，所述電空閥a、電空閥b、電空閥c通過螺栓固定在一起。該設置可以節(jié)省空間，優(yōu)化布線。

進一步地，所述電空閥c通過三通閥與所述消音器連接。通過三通閥將兩條檢測線路的空氣合到一個消音器中進行消音排氣，可節(jié)約裝置空間。

進一步地，所述溫度傳感器的測量范圍為-25℃～70℃，測量精度為±0.3℃，分辨力為0.025℃；所述濕度傳感器的測量范圍為0～100％RH，測量精度為±1.7％RH，分辨力為0.04％RH；所述檢測粉塵含量的傳感器最小測量直徑為0.8um，計數(shù)效率＞98％；所述檢測含油量的傳感器測量范圍為0～50ppm，分辨力為5ppb。傳感器測量范圍廣，精度高。

進一步地，所述外殼內部還設置有一個盒子，所述盒子有兩個互相隔離的腔體，所述測量模塊a和測量模塊b分別固定在所述的兩個腔體內。該設置可起到簡化線路及節(jié)約空間的作用。

本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型的一種機車壓縮空氣質量在線監(jiān)測裝置，采用雙路采樣檢測，通過溫濕度信息對比空氣質量，并結合粉塵和油量信息，以在線監(jiān)測空氣干燥器的工作效率及風管路的潔凈度；采用三基色LED指示燈指示壓縮空氣質量的好壞，不同顏色代表不同的質量等級，顯示的信息更直觀；利用本實用新型可對大量空氣質量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，實現(xiàn)超標預警，預防機車事故發(fā)生，有效避免機車壓縮空氣質量長期不達標對管路系統(tǒng)及部件造成不可逆轉的損壞，降低了制動系統(tǒng)故障率，延長了閥件壽命，減少了不必要的工作量和耗材更換；采用物理方法，利用多個傳感器對空氣的溫度、濕度、含油量、粉塵含量進行檢測，不會改變原有的空氣成分，對環(huán)境不會造成污染。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1是本實用新型的裝置結構示意圖；

圖2是本實用新型的檢測線路示意圖；

附圖標記說明：

1、手動切除閥門，2、進氣管a，3、進氣管b，4、減壓閥a，5、減壓閥b，6、電空閥a，7、電空閥b，8、電空閥c，9、測量模塊a，10、測量模塊b，11、消音器，12、三通閥，13、風管，14、外殼，15、接口。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以根據(jù)權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

實施例1：

參見圖1和圖2，提供一種機車壓縮空氣質量在線監(jiān)測裝置，包括一個外殼14，外殼14內部設置有用于監(jiān)測機車風源源頭即空氣干燥器出風口空氣質量的線路a和用于監(jiān)測機車制動用風處空氣質量的線路b，線路a依次包括進氣管a 2、減壓閥a 4、電空閥a 6、包括包含用于檢測空氣干燥器出風口中空氣溫度、濕度和含油量的傳感器的測量模塊a 9、電空閥c 8、消音器11；所述線路b依次包括進氣管b 3、減壓閥b 5、電空閥b 7、包括包含用于檢測機車制動用風處中空氣溫度、濕度和粉塵含量的傳感器的測量模塊b 10、電空閥c 8、消音器11按順序依次連接起來，所述線路a和線路b中的電空閥c8和消音器11共用，其中電空閥a6、電空閥b7、電空閥c8通過螺栓固定在一起，該設置可以節(jié)省空間，優(yōu)化布線。外殼14內部還設置有一個盒子，盒子有兩個互相隔離的腔體，測量模塊a 9和測量模塊b 10分別固定在前述的兩個腔體內，從而簡化了檢測線路。電空閥c 8通過三通閥12與消音器11連接，通過三通閥12將這兩條檢測線路的空氣合到一個消音器11中進行消音排氣。該裝置可以分別從空氣干燥器之后總風管之前的支路和總風管之后制動用風處的支路進行取樣，采用雙路采樣檢測的方法，通過溫濕度信息對比空氣質量，再加上檢測含油量的傳感器和檢測粉塵含量的傳感器的信息，可以確定空氣干燥器的工作效率及機車風管路的潔凈度。

外殼14內部還設置有一個顯示單元，該顯示處理單元采集各個測量模塊的電信號，并采用專用算法，計算出被測物的含量等，實現(xiàn)信息的顯示并判斷壓縮空氣質量的好壞。

溫度傳感器是利用金屬在環(huán)境溫度變化后會產(chǎn)生一個相應的延伸來采集空氣的溫度信息，通過I2C接口通信傳輸溫度電信號給顯示單元。采用的溫度傳感器的測量范圍為-25℃～70℃，測量精度為±0.3℃，分辨力為0.025℃。

濕度傳感器基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性測量濕度。濕度傳感器通過SPI接口通信傳輸濕度電信號給顯示單元。采用的濕度傳感器的測量范圍為0～100％RH，測量精度為±1.7％RH，分辨力為0.04％RH。

檢測含油量的傳感器采用PID傳感器，由紫外燈光源和離子室組成，在離子室有正負電極，形成電場，待測空氣在紫外燈的照射下離子化，在電極間形成電流，經(jīng)放大輸出信號，通過檢測壓縮空氣中的烴類化合物含量，實現(xiàn)對空氣含油量的檢測，并通過16位AD芯片采集油氣檢測模塊信息并傳送至顯示單元。采用的油氣傳感器測量范圍為0～50ppm，分辨力為5ppb。

檢測粉塵含量的傳感器采用PMS5003-20um傳感器，利用激光散射原理，令激光照射在空氣中的懸浮顆粒物上產(chǎn)生散射，同時在某一特定角度收集散射光，得到散射光強隨時間變化的曲線，進而微處理器利用基于米氏理論算法，得出顆粒物的等效粒徑及單位體積內不同粒徑的顆粒物數(shù)量。粉塵傳感器通過串行接口通信傳輸粉塵電信號給顯示單元。采用的粉塵傳感器最小測量直徑為0.8um，計數(shù)效率＞98％。

裝置中包括進氣管在內的風管13采用鋼絲編制的塑料軟管。因為軟管可承受10MPa以上的氣壓，比應用場合要求的氣壓值高9倍，且采用軟管更方便在外殼內部布管。

外殼14側面還設置有多個接口15，一個接口用于連接空氣干燥器出風口以及線路a中的進氣管a2，一個接口用于連接機車制動用風處以及線路b中的進氣管b3；其余接口用于與電腦和電源連接。通過接口，可以直接在車上加載該設備，實現(xiàn)對空氣質量的在線監(jiān)測；該設備還可以連接電腦，將記錄的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X進行備份及分析。

外殼14的外側還分別設置有與進氣管a2和進氣管b3連接的手動切除閥門1，當裝置發(fā)生漏風或需要進行更換檢修時，可直接將此處的切除塞門關閉，防止造成不必要的流量損失。

外殼14下側設置有與消音器11連接且用于排氣的通孔。該設置可使在對空氣進行取樣檢測后直接排入大氣中，耗氣量小，對原氣路的空氣流量影響可忽略。

外殼14表面設置有用于指示空氣溫度、濕度、粉塵含量、含油量的顯示屏(此處為三基色LED指示燈及數(shù)碼管)，外殼14內部的顯示單元將收集到的信息通過三基色LED指示燈及數(shù)碼管直接的顯示出來：

當濕度≥35％RH時，濕度指示燈為紅色，請檢修干燥器、更換干燥劑；

當30％RH≤濕度＜35％RH時，濕度指示燈為黃色，請在半月內檢修干燥器、更換干燥劑；

當20％RH≤濕度＜30％RH時，濕度指示燈為藍色，無需處理，但需加強監(jiān)控；

當濕度＜20％RH時，濕度指示燈為綠色，含水率較低，無需處理。

當粉塵濃度≥250ug/m³時，粉塵指示燈為紅色，請立馬檢修干燥器、更換分子篩；

當200ug/m3≤粉塵濃度＜250ug/m³時，粉塵指示燈為黃色，請在半月內檢修干燥器、更換分子篩；

當150ug/m3≤粉塵濃度＜200ug/m³時，粉塵指示燈為藍色，無需處理，但需加強監(jiān)控；

當粉塵濃度＜150ug/m³時，粉塵指示燈為綠色，固體粒子較少，無需處理。

當含油量≥6ppm時，油氣指示燈為紅色，請立馬更換分子篩、檢修空壓機；

當4ppm≤含油量＜6ppm時，油氣指示燈為黃色，請在半月內更換分子篩、檢修空壓機；

當2ppm≤含油量＜4ppm時，油氣指示燈為藍色，無需處理，但需加強監(jiān)控；

當含油量＜2ppm時，油氣指示燈為綠色，含油量較低，無需處理。

根據(jù)指示燈顯示的顏色及其對應的情況，檢修人員可以更好的實時了解機車空氣壓縮機及空氣干燥器(機車內所用的壓縮空氣都是先壓縮后干燥)的工作狀態(tài)；且數(shù)碼管可以循環(huán)顯示溫度、濕度、粉塵含量、含油量信息，當被測參數(shù)超過限值時，通過聲、光方式進行報警，更直觀顯示信息。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。