车辆滚动轴承故障轨边声学诊断系统（TADS）采集方式探讨

陈 刚 中国铁路上海局集团有限公司车辆部

铁路车辆滚动轴承故障轨边声学诊断系统（以下简称TADS）采用轨边声学探测及计算机诊断技术对通过的铁路车辆的滚动轴承声学信号进行采集分析和处理，实现对轴承内外圈滚道、滚子等部位的裂纹、剥离、磨损、侵蚀等故障分类、分级报警，提前对故障车辆进行预警或拦停，保障客货车辆及动车组运行的安全。

TADS 有两项关键技术，第一是如何在列车高速通过时获得足够时长的轴承运行声学信号；第二是如何对轴承运行声学信号进行分析，判别轴承是否存在故障以及故障类型和等级。其中第二项技术国内外的研究成果很多，核心方法已经以专利、论文等多种形式公开。但是，第一项技术难度要大得多，只被美国TTCI公司和澳大利亚TrackIQ 公司掌握并视为机密，至今无任何专利、论文详细论述其技术原理。目前以哈尔滨科研所为代表公司生产的TADS 主要采用美国TTCI 公司技术，以北京康拓红外、成都主导公司为代表生产的TADS主要采用澳大利亚TrackIQ 公司技术。

TADS 设备对轴承运行声学信号的拾取采用声学传感器阵列实现。对每个采集的轴承运行声学信号时间越长，获得的结果越准确。为了避免外界噪声干扰判别，需要在车轮转动至少两圈的距离内连续采集声音信息。以车轮直径840 mm 为例计算，探测区域需5.3 米，因此，TADS 设计探测区域约6 m。列车同一转向架上同侧两轴承间距最小只有约1.4 m，因此在6 m 探测区域内会同时出现多个轴承的声音信号。……