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随着高速动车组运营速度的不断提高,对列车安全技术也提出了更高的要求,其中列车轴温监测是保障列车运营安全最为关键的因素之一。如果不能及时监测到轴温的异常变化,将会影响列车的正常运行,甚至危及生命和财产安全。现有的轴温传感器由于受到响应速度、测温范围和工作环境等因素的限制,难以实现高速动车组轴箱轴承瞬态温度的实时准确测量。本文针对高速动车组瞬态轴温测量的技术难题,成功研制了一种用于测量高速动车组瞬态轴温的自更新薄膜温度传感器。以热电偶的工作原理为理论基础,探究了自更新薄膜温度传感器的静动态特性机理:从热电偶的塞贝克效应和绝对热电势率入手,研究了传感器的静态特性机理;采用集总热容法,研究了辐射换热边界条件下传感器的动态特性。设计了热电极重合区长度为4mm、6mm和8mm的自更新薄膜温度传感器的基体结构、NiCr/NiSi掩模、专用夹具和铠装套筒。采用磁控溅射技术完成了自更新薄膜温度传感器中Al2O3薄膜绝缘、NiCr/NiSi热电极薄膜和SiOxNy保护薄膜的制备,并对A1203绝缘薄膜和NiCr/NiSi热电极薄膜进行了性能表征。基于LabVIEW开发了一套静动态标定系统,并利用该系统完成了自更新薄膜温度传感器的静动态标定。结果显示:热电极重合区长度为4mm、6mm和8mm的自更新薄膜温度传感器的塞贝克系数分别为:37.81μV/K、37.78μV/K和37.83μV/K,塞贝克系数变化率小于0.2%,非线性拟合误差小于0.4%;动态响应时间分别为:53.2ms、57.8ms和51.4ms。结果表明:自更新薄膜温度传感器的静动态特性与热电极重合区长度无关。研究了轴温监测系统中的常见问题和解决方案,并基于LabVIEW开发了一套集温度测量、数据采集、数据处理、数据存储和轴温报警于一体的轴温监测系统。经测试,该系统能够对轴温升高、暖轴和热轴等状态进行实时监测和准确响应。并利用该系统完成了自更新薄膜温度传感器的磨损实验,结果表明:自更新薄膜温度传感器的测温端在磨损一定长度后,其静动态特性不受影响且依然能够连续准确测温。