继电器动作的识别装置和识别方法、计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及继电器技术领域，尤其涉及一种继电器动作的识别装置、一种继电器动作的识别方法和一种计算机可读存储介质。


背景技术：

2.继电器的动作识别在监测时不能影响继电器的正常工作，同时还要确保监测的准确性和安全性，因此，对继电器动作识别装置提出了非常高的要求。尤其是在铁路运输领域中，铁路信号继电器集成了电、磁、机械等结构，继电器动作时，这些结构会产生不同的反应，各结构之间配合来达到继电器动作的目的。
3.相关技术中，继电器动作识别装置包括以下几种技术方案：1)驱动回路串联电阻，通过测量驱动电流，来识别继电器是否动作。2)负载回路并联指示灯，通过指示灯状态来检测继电器的动作状态。3)使用红外测温方式识别继电器节点电阻，通过电阻预估继电器的使用寿命。上述继电器动作识别装置的技术方案通过监测继电器的部分物理量来判定继电器的状态或者寿命，但存在以下缺陷：
4.(1)受限于单一的监测手段，无法全流程对继电器的动作进行监测，动作识别存在漏检测或者误检测的风险。
5.(2)串联电阻、并联指示灯的方式，与继电器的驱动和负载回路存在直接连接关系，监测装置的故障会影响继电器的动作，继电器故障率升高。
6.(3)成套的动作识别和状态检测设备附加元器件多，接线复杂，无法安装在工程现场实现继电器在线监测。


技术实现要素：

7.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种继电器动作的识别装置，通过对继电器动作时的电流值、产生的磁场强度以及振动时间的多态监测，可有效识别继电器的动作状态，实现了对继电器实时状态的有效监测。
8.本发明的第二个目的在于提出一种继电器动作的识别方法。
9.本发明的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
10.为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种继电器动作的识别装置，包括：电流采集单元，电流采集单元用于采集继电器动作时的电流值；磁电采集单元，磁电采集单元用于在继电器动作时产生的磁场强度时，采集磁场强度转换的第一电信号；声电采集单元，声电采集单元用于在继电器动作时的振动时间时，采集振动时间转换的第二电信号；本地管理单元，本地管理单元与电流采集单元、磁电采集单元和声电采集单元分别相连，本地管理单元用于对电流值、第一电信号和第二电信号进行管理，以识别继电器的动作状态。
11.根据本发明实施例的继电器动作的识别装置，通过电流采集单元采集继电器动作
时的电流值，通过磁电采集单元在继电器动作时产生的磁场强度时，采集磁场强度转换的第一电信号，通过声电采集单元在继电器动作时的振动时间时，采集振动时间转换的第二电信号，本地管理单元与电流采集单元、磁电采集单元和声电采集单元分别相连，对电流值、第一电信号和第二电信号进行管理，以识别继电器的动作状态。由此，该装置通过对继电器动作时的电流值、产生的磁场强度以及振动时间的多态监测，实现了对继电器实时状态的有效监测。
12.另外，根据本发明上述实施例的继电器动作的识别装置，还可以具有如下的附加技术特征：
13.根据本发明的一个实施例，电流采集单元包括：第一罗氏线圈，第一罗氏线圈用于采集继电器的驱动线路上的线圈电流值；第一积分电阻，第一积分电阻的一端与第一罗氏线圈的输出端相连；第一积分运放，第一积分运放的第一输入端与第一积分电阻的另一端相连，第一积分运放的第二输入端接地，第一积分运放的输出端与本地管理单元相连，用于对第一罗氏线圈微分后的电流值进行积分处理；第一积分电容，第一积分电容一端与第一积分运放的第一输入端相连，第一积分电容的另一端与第一积分运放的输出端相连。
14.根据本发明的一个实施例，电流采集单元还包括：第二罗氏线圈，第二罗氏线圈用于采集继电器的负载线路上的负载电流值；第二积分电阻，第二积分电阻的一端与第二罗氏线圈的输出端相连；第二积分运放，第二积分运放的第一输入端与第二积分电阻的另一端相连，第二积分运放的第二输入端接地，第二积分运放的输出端与本地管理单元相连，用于对第二罗氏线圈微分后的电流值进行积分处理；第二积分电容，第二积分电容一端与第二积分运放的第一输入端相连，第二积分电容的另一端与第二积分运放的输出端相连。
15.根据本发明的一个实施例，磁电采集单元包括：线性磁传感器，线性磁传感器用于采集继电器线圈的磁场强度，并将磁场强度转换为电信号；磁电信号放大器，磁电信号放大器的一端与线性磁传感器的输出端相连，用于将电信号进行放大处理，以获取第一电信号；磁电信号模拟开关，磁电信号模拟开关的第一输入端与磁电信号放大器相连，磁电信号模拟开关的输出端与本地管理单元相连，用于输出第一电信号。
16.根据本发明的一个实施例，磁电采集单元还包括：全极型磁阻开关，全极型磁阻开关的输出端与磁电信号模拟开关的第二输入端相连，全极型磁阻开关用于在检测到磁场信号时，输出低电平信号至磁电信号模拟开关。
17.根据本发明的一个实施例，磁电信号模拟开关为与门开关。
18.根据本发明的一个实施例，全极型磁阻开关设置在线性磁传感器检测范围外的继电器的外壳表面。
19.根据本发明的一个实施例，声电采集单元包括：振动传感器，振动传感器用于采集继电器的振动信息，并将振动信息转换为不规则脉冲信号；转换电路，转换电路的一端与振动传感器相连，转换电路的另一端与本地管理单元相连，转换电路用于将不规则脉冲信号转换为第二电信号。
20.根据本发明的一个实施例，转换电路包括：第一三极管，第一三极管的控制端与振动传感器的输出端相连，第一三极管的一端与供电电源相连；第一电阻，第一电阻的一端与第一三极管的另一端相连，且具有第一节点，第一电阻的另一端接地；第二三极管，第二三极管的控制端与第一节点相连，第二三极管的一端与供电电源相连；第二电阻，第二电阻的
一端与第二三极管的另一端相连，第二电阻的另一端接地；第一电容，第一电容的一端与第一节点相连，第一电容的另一端接地。
21.根据本发明的一个实施例，本地管理单元包括：电流ad(analog to digital，模拟信号-数字信号)采样电路，电流ad采样电路与电流采集单元相连，用于将电流值转换为第一数字信号；磁电ad采样电路，磁电ad采样电路与磁电采集单元相连，用于将第一电信号转换为第二数字信号；控制器，用于根据第一数字信号、第二数字信号和第二电信号识别继电器的动作状态。
22.根据本发明的一个实施例，控制器还用于，在线圈电流值大于驱动继电器限流阈值且线圈电流值的增量大于第一预设增量范围时，若负载电流值大于负载回路正常电流阈值，则确定继电器的吸合状态正常；若负载电流值小于或等于负载回路正常电流阈值，则确定继电器的吸合状态异常。
23.根据本发明的一个实施例，控制器还用于，在线圈电流值的增量大于第二预设增量范围时，若磁场强度大于继电器吸合时的磁场强度阈值或者继电器的吸合时间小于线圈电流产生到磁场产生时间间隔阈值，则确定继电器的驱动线圈异常；当磁场强度小于或等于继电器吸合时的磁场强度阈值且继电器的吸合时间大于或等于线圈电流产生到磁场产生时间间隔阈值时，若负载电流值小于等于负载回路正常电流阈值或者振动时间小于等于继电器吸合动作产生的正常振动时间阈值或者继电器的吸合时间大于等于正常吸合时间间隔阈值，则确定继电器的吸合动作异常；若负载电流值大于负载回路正常电流阈值且振动时间大于继电器吸合动作产生的正常振动时间阈值且继电器的吸合时间小于正常吸合时间间隔阈值，则确定继电器的吸合动作正常。
24.根据本发明的一个实施例，控制器还用于，在线圈电流值小于驱动继电器限流阈值且线圈电流值的减量大于第一预设减量范围时，若负载电流值小于负载回路正常电流阈值，则确定继电器的释放状态正常；若负载电流值大于等于负载回路正常电流阈值，则确定继电器的释放状态异常。
25.根据本发明的一个实施例，控制器还用于，在线圈电流值的减量大于第二预设减量范围时，若负载电流值大于等于负载回路正常电流阈值或者继电器的吸合时间大于等于继电器驱动线圈电流释放到负载回路电流释放延时阈值，则确定继电器的释放异常；若负载电流值小于负载回路正常电流阈值且继电器的吸合时间小于继电器驱动线圈电流释放到负载回路电流释放延时阈值，则确定继电器的释放正常。
26.根据本发明的一个实施例，该继电器动作的识别装置还包括：供能单元，供能单元与电流采集单元、磁电采集单元、声电采集单元和本地管理单元分别相连，以进行供电；供能单元还用于，将供能信息发送至本地管理单元。
27.为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种继电器动作的识别方法，包括：采集继电器动作时的电流值；在继电器动作时产生的磁场强度时，采集磁场强度转换的第一电信号；在继电器动作时的振动时间时，采集振动时间转换的第二电信号；对电流值、第一电信号和第二电信号进行管理，以识别继电器的动作状态。
28.根据本发明实施例的继电器动作的识别方法，首先，采集继电器动作时的电流值，并在继电器动作时产生的磁场强度时，采集磁场强度转换的第一电信号，在继电器动作时的振动时间时，采集振动时间转换的第二电信号，然后对电流值、第一电信号和第二电信号
进行管理，以识别继电器的动作状态。由此，该识别方法通过对继电器动作时的电流值、产生的磁场强度以及振动时间的多态监测，实现了对继电器实时状态的有效监测。
29.为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有继电器动作的识别程序，该继电器动作的识别程序被处理器执行时实现上述的继电器动作的识别方法。
30.根据本发明实施例的计算机可读存储介质，基于上述的继电器动作的识别方法，通过对继电器动作时的电流值、产生的磁场强度以及振动时间的多态监测，实现了对继电器实时状态的有效监测。
31.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
32.图1是本发明实施例的继电器动作的识别装置的方框示意图；
33.图2是本发明一个实施例的电流采集单元的电路图；
34.图3是本发明一个实施例的电流波形变换示意图；
35.图4是本发明一个实施例的磁电采集单元的电路图；
36.图5是本发明一个实施例的线性磁传感器和全极性磁传感器的布置示意图；
37.图6是本发明一个实施例的声电采集单元的电路图；
38.图7是本发明一个实施例的声电信号的转换示意图；
39.图8是本发明一个实施例的继电器动作的识别装置的方框示意图；
40.图9是本发明一个具体实施例的控制器对继电器吸合过程中的状态识别方法流程图；
41.图10是本发明一个具体实施例的控制器对继电器释放过程中的状态识别方法流程图；
42.图11是本发明实施例的继电器动作的识别方法的流程图。
具体实施方式
43.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
44.下面参考附图描述本发明实施例的继电器动作的识别装置、继电器动作的识别方法和计算机可读存储介质。
45.图1是本发明时候死里的继电器动作的识别装置的方框示意图。
46.如图1所示，本发明实施例的继电器动作的识别装置可包括：电流采集单元10，磁电采集单元20，声电采集单元30和本地管理单元40。
47.其中，电流采集单元10用于采集继电器动作时的电流值。磁电采集单元20用于在继电器动作时产生的磁场强度时，采集磁场强度转换的第一电信号。声电采集单元30用于在继电器动作时的振动时间时，采集振动时间转换的第二电信号。本地管理单元40与电流采集单元10、磁电采集单元20和声电采集单元30分别相连，本地管理单元40用于对电流值、
第一电信号和第二电信号进行管理，以识别继电器的动作状态。
48.具体地，通过电流采集单元10对继电器动作时的电流值进行采集，在继电器动作时，通过磁电采集单元20对产生的磁场强度进行采集并将其转换的第一电信号，通过振动传感器30采集继电器的振动信息，并将采集振动时间转换的第二电信号，通过本地管理单元40在汇总上述采集信息后，根据上述采集数据幅值和变化时序对继电器状态进行判断，实现继电器状态动态判定，该识别装置基于继电器动作时的电流值、产生的磁场强度以及振动时间的多态监测数据，实现了对继电器实时状态的有效监测。
49.需要说明的是，上述电流采集单元10、磁电采集单元20、振动传感器30可根据实际情况进行设定。例如，电流采集单元10可通过串联在线路上的电流传感器获得。
50.在本发明的一个实施例中，电流采集单元10包括：第一罗氏线圈11，第一罗氏线圈11用于采集继电器的驱动线路1上的线圈电流值；第一积分电阻r1，第一积分电阻r1的一端与第一罗氏线圈11的输出端相连；第一积分运放a1，第一积分运放a1的第一输入端1与第一积分电阻r1的另一端相连，第一积分运放a1的第二输入端2接地，第一积分运放a1的输出端3与本地管理单元40相连，用于对第一罗氏线圈11微分后的电流值进行积分处理；第一积分电容c1，第一积分电容c1一端与第一积分运放a1的第一输入端1相连，第一积分电容c1的另一端与第一积分运放a1的输出端3相连。
51.具体而言，参照图2所示，第一积分运放a1的第二输入端2通过第一罗氏线圈11相连后接地，在工作过程中，第一罗氏线圈11套在继电器的驱动线路1上，采用非侵入式的第一罗氏线圈11对继电器的驱动线路1的线圈电流值进行测量，当继电器的驱动线路1有原始线圈电流通过时，第一罗氏线圈11的环形绕组所包围的磁体内产生相应变化的磁场，第一罗氏线圈11的输出端的输出电流值与流经的原始线圈电流值的微分成正比，然后输出电流通过由第一积分电阻r1、第一积分运放a1和第一积分电容c1构成的积分器后还原成原始线圈电流波形，并将还原后的原始线圈电流波形通过第一积分运放a1的输出端3传递到本地管理单元40。
52.继续参照图2，根据本发明的一个实施例，电流采集单元10还包括：第二罗氏线圈12，第二罗氏线圈12用于采集继电器的负载线路2上的负载电流值；第二积分电阻r2，第二积分电阻r2的一端与第二罗氏线圈12的输出端相连；第二积分运放a2，第二积分运放a2的第一输入端1与第二积分电阻r2的另一端相连，第二积分运放a2的第二输入端2接地，第二积分运放a2的输出端3与本地管理单元40相连，用于对第二罗氏线圈12微分后的电流值进行积分处理；第二积分电容c2，第二积分电容c2一端与第二积分运放a2的第一输入端1相连，第二积分电容c2的另一端与第二积分运放s2的输出端3相连。
53.具体而言，参照图2所示，第二积分运放a2的第二输入端2通过第二罗氏线圈12相连后接地，在工作过程中，第二罗氏线圈12套在继电器的负载线路2上，采用非侵入式的第二罗氏线圈12对继电器的负载线路2上的负载电流值进行测量，当继电器的负载线路2有原始负载电流通过时，第二罗氏线圈12的环形绕组所包围的磁体内产生相应变化的磁场，第二罗氏线圈12的输出端的输出电流值与流经的原始负载电流值的微分成正比，然后输出电流通过由第二积分电阻r2、第二积分运放a2和第二积分电容c2构成的积分器后还原成原始负载电流波形，并将还原后的原始负载电流波形通过第二积分运放a2的输出端3传递到本地管理单元40。
54.进一步地，参照图3所示，上述罗氏线圈的输出端输出的输出电流的波形为电流ir波形，电流ir通过积分器后还原成电流il波形即上述原始电流波形。需要说明的是，上述积分运放的输出端输出的电流值可通过积分电阻和积分电容的取值进行调整，具体可根据实际情况进行设定。
55.由此，上述电流采集单元10分别通过非侵入式的第一罗氏线圈11和第二罗氏线圈12对继电器的驱动线路1上的线圈电流值和继电器的负载线路2上的负载电流值进行采集，并将采集到线圈电流值和负载电流值作为继电器动作时的电流值，上传至本地管理单元40，从而避免了对继电器正常工作的影响，同时达到了电流监测的目的。如图4所示，根据本发明的一个实施例，磁电采集单元20包括：线性磁传感器21，线性磁传感器21用于采集继电器线圈的磁场强度，并将磁场强度转换为电信号；磁电信号放大器a3，磁电信号放大器a3的一端与线性磁传感器21的输出端相连，用于将电信号进行放大处理，以获取第一电信号；磁电信号模拟开关k1，磁电信号模拟开关k1的第一输入端1与磁电信号放大器a3相连，磁电信号模拟开关k1的输出端与本地管理单元40相连，用于输出第一电信号。
56.也就是说，线性磁传感器21负责采集继电器线圈磁场强度，并将把磁场强度转换成电信号，电信号通过磁电信号放大器a3进行放大后传递到磁电信号模拟开关k1，当磁电信号模拟开关k1处于闭合状态时，磁电信号放大器a3放大输出的第一电信号输入本地管理单元40，当磁电信号模拟开关k1处于断开状态时，磁电信号放大器a3放大输出的第一电信号不输入本地管理单元40。
57.继续参照图4所示，根据本发明的一个实施例，磁电采集单元20还包括：全极型磁阻开关22，全极型磁阻开关22的输出端与磁电信号模拟开关k1的第二输入端2相连，全极型磁阻开关22用于在检测到磁场信号时，输出低电平信号至磁电信号模拟开关k1。
58.根据本发明的一个实施例，磁电信号模拟开关k1为与门开关。
59.具体而言，磁电采集单元20通过线性磁传感器21采集继电器线圈磁场强度，并将把磁场强度转换成电信号，电信号通过磁电信号放大器a3进行放大后传递到磁电信号模拟开关k1，全极型磁阻开关22采用具有高灵敏度的全极型磁阻开关，用来判断是否存在外界磁场攻击。
60.当全极型磁阻开关22未检测到外界磁攻击时，输出高电平信号1至磁电信号模拟开关k1的第二输入端2，基于与门开关的通断特性，此时磁电信号模拟开关k1闭合，处于第一输入端1和输出端3连接的状态，磁电信号放大器a3输出的第一电信号通过磁电信号模拟开关k1传递至本地管理单元40。
61.当全极型磁阻开关22检测到外界磁攻击时，全极型磁阻开关22输出低电平信号0至磁电信号模拟开关k1的第二输入端2，基于与门开关的通断特性，此时磁电信号模拟开关k1断开，切换至输出端3与输入端4相连，即在全极型磁阻开关22检测到外界磁攻击，控制磁电信号模拟开关k1快速切换输出信号，把从磁电信号放大器a3输出的第一电信号切换到地，从而避免本地管理单元40误判磁场强度，而未收到外界磁攻击的正常情况下磁电信号模拟开关k1把继电器线圈磁场强度转换的第一电信号传递到本地处理单元40，从而有效消除外界磁场攻击造成的继电器线圈磁场误检测。
62.需要说明的是，上述磁电信号模拟开关k1除上述与门开关外，还可根据实际情况进行设定，例如可采用继电器开关，通过全极型磁阻开关22的输出信号对继电器开关的通
断进行控制。
63.根据本发明的一个实施例，全极型磁阻开关22设置在线性磁传感器21检测范围外的继电器的外壳表面。
64.具体地，参照图5所示，全极型磁阻开关22和线性磁传感器21布置位置根据继电器的线圈位置进行布置，线性磁传感器21布置在靠近电磁铁正下方的外壳表面处，全极型磁阻开关22布置在外壳正表面下方，以保证全极型磁阻开关22不会感知到电磁铁工作时的磁场，当外部有磁场入侵攻击时能快速感应。上述全极型磁阻开关22和线性磁传感器21均插装在装置电路板上。
65.需要说明的是，上述图5所示的全极型磁阻开关22和线性磁传感器21布置方式，仅作为本技术的一种可实现方式，具体可根据实际情况进行调整。
66.如图6所示，在本发明的一个实施例中，声电采集单元30包括：振动传感器31，振动传感器31用于采集继电器的振动信息，并将振动信息转换为不规则脉冲信号；转换电路32，转换电路32的一端与振动传感器31相连，转换电路32的另一端与本地管理单元40相连，转换电路32用于将不规则脉冲信号转换为第二电信号。
67.也就是说，声电采集单元30负责采集继电器本体的振动时间，继电器在开通或者关断的瞬间，都会在本体外壳产生一定的振动，声电采集单元30通过振动传感器31将采集的继电器的振动信息转换为如图7所示不规则脉冲信号s1，转换电路32将不规则脉冲信号s1转换为可识别的第二电信号s2后发送给本地管理单元40。需要说明的是，上述第二电信号s2高电平的持续时间可根据不规则脉冲信号s1中相邻高电平的时间间隔来确定，具体可根据实际情况进行调整。
68.继续参照图6，根据本发明的一个实施例，转换电路32包括：第一三极管q1，第一三极管q1的控制端与振动传感器31的输出端相连，第一三极管q1的一端与供电电源相连；第一电阻r3，第一电阻r3的一端与第一三极管q1的另一端相连，且具有第一节点a，第一电阻r3的另一端接地；第二三极管q2，第二三极管q2的控制端与第一节点a相连，第二三极管q2的一端与供电电源相连；第二电阻r4，第二电阻r4的一端与第二三极管q2的另一端相连，第二电阻r4的另一端接地；第一电容c3，第一电容c3的一端与第一节点a相连，第一电容c3的另一端接地。
69.具体地，振动传感器31将采集的继电器的振动信息转换为如图7所示不规则脉冲信号s1，并将不规则脉冲信号s1发送至第一三极管q1的控制端，当不规则脉冲信号s1为高电平时，第一三极管q1导通，供电电源通过第一三极管q1给第一电容c3充电，在此过程中，第二三极管q2的控制端的电压逐渐升高，当第二三极管q2的控制端的电压达到导通电压阈值时，第二三极管q2导通，第二三极管q2的另一端输出高电平。当不规则脉冲信号s1切换至低电平时，第一三极管q1截止，但由于第一电容c3的存在，第二三极管q2延时关断，仍输出高电平。基于上述工作原理，转换电路32可将振动传感器31输出的不规则脉冲信号s1转换得到一个高电平时间变化的脉冲波形即第二电信号s2，第二电信号s2的高电平宽度随着振动时间和幅度变化。
70.如图8所示，根据本发明的一个实施例，本地管理单元40包括：电流ad采样电路41，电流ad采样电路41与电流采集单元10相连，用于将电流值转换为第一数字信号；磁电ad采样电路42，磁电ad采样电路42与磁电采集单元20相连，用于将第一电信号转换为第二数字
信号；控制器43，用于根据第一数字信号、第二数字信号和第二电信号识别继电器的动作状态。
71.也就是说，本地管理单元40负责装置采集信息的汇总，电流ad采样电路41的输入端与电流采集单元10的第一积分运放a1的输出端3和第二积分运放a2的输出端3相连，电流采集单元10采集到的继电器的驱动线路上的线圈电流值和继电器的负载线路上的负载电流值通过电流ad采样电路41转换为第一数字信号，磁电采集单元20的输入端与磁电采集单元20的输出端相连，用于将磁电采集单元20采集磁场强度转换的第一电信号转换为第二数字信号，并发送给控制器43，也就是说，电流ad采样电路41、磁电采集单元20将电流采集单元10输出的电流值和磁电采集单元20输出的第一电信号转换为可识别的数字信号后，发送给控制器43。声电采集电路44对磁电采集单元30采集到的继电器动作时的持续振动时间识别出来并传递给控制器43。控制器43可以是单片机、arm处理器(advanced risc machines)或者fpga(field programmable gate array，现场可编程逻辑门阵列)，负责汇总和处理采集到的信息，识别出继电器的动作状态，动作状态可通过无线接口电路46采用2.4g方式传输到后台管理单元60。
72.根据本发明的一个实施例，该继电器动作的识别装置还包括：供能单元50，供能单元50与电流采集单元10、磁电采集单元20、声电采集单元30和本地管理单元40分别相连，以进行供电；供能单元50还用于，将供能信息发送至本地管理单元40。
73.也就是说，供能单元50负责为电流采集单元10、磁电采集单元20、声电采集单元30和本地管理单元40提供电源，同时供能单元50的状态信息可以传递到本地管理单元40，例如：电量低告警、无电故障信息。此时，本地管理单元40可将供能单元50的状态信息发送给供电接口电路45，供电接口电路45将其转化为可识别的电信号，然后发送给控制器43，并通过无线接口电路46上传至后台管理单元60。
74.下面对控制器43根据上述第一数字信号、第二数字信号和第二电信号识别继电器的动作状态的控制方法进行详细说明。其中，控制器43可根据第一数字信号确定线圈电流值il1以及负载电流值il2，根据第一数字信号确定磁场强度ml，同时基于第二电信号在电信号脉冲有效即第二电信号转换为高电平后开始计时，直到整个吸合过程结束后计时即第二电信号为低电平时结束，由此可以确定继电器的吸合时间t1。
75.根据本发明的一个实施例，控制器43还用于，在线圈电流值il1大于驱动继电器限流阈值ilq且线圈电流值的增量
△
il1大于第一预设增量范围
△
i1时，若负载电流值il2大于负载回路正常电流阈值ilm，则确定继电器的吸合状态正常；若负载电流值il2小于或等于负载回路正常电流阈值ilm，则确定继电器的吸合状态异常。其中，驱动继电器限流阈值ilq、第一预设增量范围
△
i1和负载回路正常电流阈值ilm可根据实际情况进行设定。
76.具体而言，控制器43根据第一数字信号确定线圈电流值il1以及负载电流值il2，在il1》ilq，且
△
il1》
△
i1的情况下，如果il2》ilm，那么认定继电器的吸合状态正常，否则确定继电器的吸合状态不正常。
77.根据本发明的一个实施例，控制器43还用于，在线圈电流值的增量
△
il大于第二预设增量范围
△
i2时，若磁场强度ml大于继电器吸合时的磁场强度阈值mlq或者继电器的吸合时间t1小于线圈电流产生到磁场产生时间间隔阈值tb1，则确定继电器的驱动线圈异常；当磁场强度ml小于或等于继电器吸合时的磁场强度阈值mlq且继电器的吸合时间t1大
于或等于线圈电流产生到磁场产生时间间隔阈值tb1时，若负载电流值il2小于等于负载回路正常电流阈值ilm或者振动时间ts小于等于继电器吸合动作产生的正常振动时间阈值tsb或者继电器的吸合时间t1大于等于正常吸合时间间隔阈值tb2，则确定继电器的吸合动作异常；若负载电流值il2大于负载回路正常电流阈值ilm且振动时间ts大于继电器吸合动作产生的正常振动时间阈值tsb且继电器的吸合时间t1小于正常吸合时间间隔阈值tb2，则确定继电器的吸合动作正常。
78.具体地，控制器43根据第一数字信号确定线圈电流值il1、负载电流值il2，根据第二数字信号确定磁场强度ml，并根据声电采集电路44识别第二电信号所确定的继电器动作时的持续振动时间确定振动时间ts。在
△
il》
△
i2的情况下，如果ml》mlq或者t1＜tb1，认为继电器的驱动线圈异常。如果ml≤mlq且t1≥tb1，那么继续进行比较，若判断il2》ilm且ts》tsb且t1＜tb2，则认为继电器吸合动作正常，否则，认为继电器吸合动作异常。
79.根据本发明的一个实施例，控制器43还用于，在线圈电流值il1小于驱动继电器限流阈值ilq且线圈电流值的减量
△
il1`大于第一预设减量范围
△
i3时，若负载电流值il2小于负载回路正常电流阈值ilm，则确定继电器的释放状态正常；若负载电流值il2大于等于负载回路正常电流阈值ilm，则确定继电器的释放状态异常。其中，驱动继电器限流阈值ilq、第一预设减量范围
△
i3、负载回路正常电流阈值ilm可根据实际情况进行设定。
80.具体而言，控制器43在il1＜ilq，且
△
il1`》
△
i3的情况下，如果il2《ilm，那么认定继电器的释放状态正常，否则确定继电器的释放状态异常。
81.根据本发明的一个实施例，控制器43还用于，在线圈电流值的减量
△
il1`大于第二预设减量范围
△
i4时，若负载电流值il2大于等于负载回路正常电流阈值ilm或者继电器的吸合时间t1大于等于继电器驱动线圈电流释放到负载回路电流释放延时阈值tf，则确定继电器的释放异常；若负载电流值il2小于负载回路正常电流阈值ilm且继电器的吸合时间t1小于继电器驱动线圈电流释放到负载回路电流释放延时阈值tf，则确定继电器的释放正常。其中，第二预设减量范围
△
i4、负载回路正常电流阈值ilm、继电器驱动线圈电流释放到负载回路电流释放延时阈值tf可根据实际情况进行设定。
82.也就是说，在
△
il1`》
△
i4的情况下，如果判断il2《ilm且t1＜tf，则认为继电器释放正常，否则，认为继电器释放异常。
83.作为本发明的一个具体实施例，如图9所示，该控制器识别继电器吸合过程中的状态识别方法可包括以下步骤：
84.s101，获取线圈电流值il1、负载电流值il2、磁场强度ml。
85.s102，判断线圈电流值il1是否大于驱动继电器限流阈值ilq且线圈电流值的增量
△
il1大于第一预设增量范围
△
i1。若是，执行步骤s103；若否，执行步骤s106。
86.s103，判断负载电流值il2是否大于负载回路正常电流阈值ilm。若是，执行步骤s104；若否，执行步骤s105。
87.s104，确定继电器的吸合状态正常。
88.s105，确定继电器的吸合状态异常。
89.s106，判断线圈电流值的增量
△
il是否大于第二预设增量范围
△
i2。若是，执行步骤s107；若否，执行步骤s101。
90.s107，判断磁场强度ml是否大于继电器吸合时的磁场强度阈值mlq。若是，执行步
骤s108；若否，执行步骤s109。
91.s108，确定继电器的驱动线圈异常。
92.s109，判断继电器的吸合时间t1是否小于线圈电流产生到磁场产生时间间隔阈值tb1。若是，执行步骤s108；若否，执行步骤s110。
93.s110，判断负载电流值il2是否小于等于负载回路正常电流阈值ilm。若是，执行步骤s111；若否，执行步骤s112。
94.s111，确定继电器的吸合动作异常。
95.s112，判断振动时间ts小于等于继电器吸合动作产生的正常振动时间阈值tsb。若是，执行步骤s111；若否，执行步骤s113。
96.s113，判断继电器的吸合时间t1大于等于正常吸合时间间隔阈值tb2。若是，执行步骤s111；若否，执行步骤s114。
97.s114，确定继电器的吸合动作正常。
98.作为本发明的一个具体实施例，如图10所示，该控制器识别继电器释放过程中的状态识别方法可包括以下步骤：
99.s201，获取线圈电流值il1、负载电流值il2、磁场强度ml。
100.s202，判断线圈电流值il1是否小于驱动继电器限流阈值ilq且线圈电流值的减量
△
il1`大于第一预设减量范围
△
i3。若是，执行步骤s203；若否，执行步骤s206。
101.s203，判断负载电流值il2是否小于负载回路正常电流阈值ilm。若是，执行步骤s204；若否，执行步骤s205。
102.s204，确定继电器的释放状态正常。
103.s205，确定继电器的释放状态异常。
104.s206，判断线圈电流值的减量
△
il1`是否大于第二预设减量范围
△
i4。若是，执行步骤s207；若否，执行步骤s201。
105.s207，判断负载电流值il2是否大于等于负载回路正常电流阈值ilm。若是，执行步骤s208；若否，执行步骤s209。
106.s208，确定继电器的释放异常。
107.s209，判断继电器的吸合时间t1是否大于等于继电器驱动线圈电流释放到负载回路电流释放延时阈值tf。若是，执行步骤s208；若否，执行步骤s210。
108.s210，确定继电器的释放正常。
109.进一步地，该继电器动作的识别装置使用罗氏线圈同时采集继电器的驱动线路和负载线路上产生的电流值，通过磁传感器采集继电器线圈的磁场强度，同时配置基于全极型磁阻开关的防磁攻击措施，有效避免误检测，并进一步通过振动传感器采集继电器的振动信息，然后本地管理单元在汇总上述采集信息后，根据上述采集数据幅值和变化时序对继电器状态进行判断，实现继电器状态动态判定，其中，继电器动作识别分为四种，分别是释放到吸合和吸合到释放的动态过程、释放和吸合的静态过程，共产生9种继电器动作状态：继电器驱动线圈异常、继电器吸合动作异常、继电器吸合动作正常、继电器吸合状态正常、继电器吸合状态异常、继电器释放动作异常、继电器释放动作正常、继电器释放状态异常、继电器释放状态正常。另外，该识别装置使用的数据采集方式均为非侵入式方式，可在不影响继电器正常工作的前提下实现了铁路信号继电器的实时状态监测。
110.综上所述，根据本发明实施例的继电器动作的识别装置，通过电流采集单元采集继电器动作时的电流值，通过磁电采集单元在继电器动作时产生的磁场强度时，采集磁场强度转换的第一电信号，通过声电采集单元在继电器动作时的振动时间时，采集振动时间转换的第二电信号，本地管理单元与电流采集单元、磁电采集单元和声电采集单元分别相连，对电流值、第一电信号和第二电信号进行管理，以识别继电器的动作状态。由此，该装置通过对继电器动作时的电流值、产生的磁场强度以及振动时间的多态监测，实现了对继电器实时状态的有效监测。
111.对应上述实施例，本发明还提出了一种继电器动作的识别方法。
112.如图11所示，本发明实施例的继电器动作的识别方法，包括：
113.s1，采集继电器动作时的电流值；
114.s2，在继电器动作时产生的磁场强度时，采集磁场强度转换的第一电信号；
115.s3，在继电器动作时的振动时间时，采集振动时间转换的第二电信号；
116.s4，对电流值、第一电信号和第二电信号进行管理，以识别继电器的动作状态。
117.根据本发明实施例的继电器动作的识别方法，首先，采集继电器动作时的电流值，并在继电器动作时产生的磁场强度时，采集磁场强度转换的第一电信号，在继电器动作时的振动时间时，采集振动时间转换的第二电信号，然后对电流值、第一电信号和第二电信号进行管理，以识别继电器的动作状态。由此，该识别方法通过对继电器动作时的电流值、产生的磁场强度以及振动时间的多态监测，实现了对继电器实时状态的有效监测。
118.对应上述实施例，本发明还提出了一种计算机可读存储介质。
119.如图11所示，本发明实施例的计算机可读存储介质，其上存储有继电器动作的识别程序，该继电器动作的识别程序被处理器执行时实现上述的继电器动作的识别方法。
120.根据本发明实施例的计算机可读存储介质，基于上述的继电器动作的识别方法，通过对继电器动作时的电流值、产生的磁场强度以及振动时间的多态监测，实现了对继电器实时状态的有效监测。
121.需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
122.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件
或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
123.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
124.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
125.此外，本发明实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本发明实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本发明的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。
126.在本发明中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
127.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
128.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。