專利名稱：一種用于鐵道車輛檢測(cè)的長(zhǎng)距離電渦流位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電渦流位移傳感器，特別是涉及用于鐵路車輛檢測(cè)的長(zhǎng)距離電渦流位移傳感器。
基礎(chǔ)制動(dòng)裝置是指鐵路車輛施行制動(dòng)時(shí)的一套杠桿施力機(jī)構(gòu)。當(dāng)列車制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)缸內(nèi)的壓縮空氣推動(dòng)制動(dòng)缸桿向前運(yùn)動(dòng)，然后通過(guò)一套杠桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)制動(dòng)梁兩端的閘瓦向車輪施加磨擦力，從而實(shí)現(xiàn)列車制動(dòng)。
基礎(chǔ)制動(dòng)裝置各杠桿間全部采用軸銷方式連接，由于車輛運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，以及運(yùn)行途中異物打擊或發(fā)生金屬疲勞斷裂等因素，杠桿間聯(lián)接用的軸或杠桿本身有時(shí)會(huì)發(fā)生斷裂、竄出、配件丟失等問(wèn)題，造成杠桿聯(lián)接失效，制動(dòng)作用失常，使制動(dòng)杠桿下垂至軌面附近，侵入車輛限界，引發(fā)重大車輛事故。另一種情況是當(dāng)閘瓦扦丟失造成閘瓦脫落或閘瓦全部磨耗后未及時(shí)更換閘瓦，列車制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)梁兩側(cè)或一側(cè)的閘瓦托直接壓向車輪，產(chǎn)生閘瓦托的磨損，極易使制動(dòng)梁端軸脫離轉(zhuǎn)向架滑槽，造成制動(dòng)梁脫落，雖然制動(dòng)梁上設(shè)有安全鏈，但由于車輛高速運(yùn)行，極易引發(fā)列車車輪壓在制動(dòng)梁上造成車輛脫軌或顛覆的重大事故。上述列車運(yùn)行故障是車輛部門經(jīng)常發(fā)生的慣性事故，是車輛安全的關(guān)鍵問(wèn)題。
目前，有一種被稱為“限界檢查器”的設(shè)備用于機(jī)械化駝峰車輛的進(jìn)入檢查。該檢查器主要是由與限界尺寸相同的檔板與復(fù)位裝置組成。當(dāng)有超限車輛通過(guò)時(shí)與檔板相撞，啟動(dòng)報(bào)警裝置報(bào)警。但該檢查器由于使用了檔板，車速太快時(shí)容易由檔板引發(fā)車輛事故，同時(shí)機(jī)械檢測(cè)靈敏度不高，不能準(zhǔn)確測(cè)定脫落件的高度，限制了該種檢查器在正線上使用的可能。另一種非接觸式位置測(cè)量傳感器目前有多種類型，如光電式位移傳感器、超聲波位移傳感器等。光電式和超聲波式目前已有現(xiàn)成的傳感器可供使用，其檢測(cè)距離及精度均可以滿足對(duì)垂下品檢測(cè)的需要，但此類型傳感器主要問(wèn)題是必須成對(duì)使用，傳感器對(duì)環(huán)境要求高，其表面灰塵或雨水等會(huì)使測(cè)量尺寸發(fā)生很大變化，檢測(cè)頻率響應(yīng)不能適應(yīng)高速列車。當(dāng)列車經(jīng)過(guò)時(shí)帶起的塑料袋、石子等都可能使傳感器誤動(dòng)，發(fā)生誤報(bào)警。安裝在軌道中央的檔板或光電頭均高出軌面，一旦發(fā)生安裝問(wèn)題或與脫落杠桿相撞時(shí)，對(duì)車輛產(chǎn)生沖擊易引發(fā)新的車輛事故。此外，電渦流式傳感國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的最大檢測(cè)距離為10mm，國(guó)外最大距離為50mm，難以滿足使用要求。
本實(shí)用新型的目的是提供一種用于鐵道車輛檢測(cè)長(zhǎng)距離電渦流位移傳感器，以實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸遠(yuǎn)距離檢測(cè)，而且只對(duì)金屬件敏感，其檢測(cè)距離和精度不受環(huán)境影響。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用于鐵道車輛檢測(cè)的長(zhǎng)距離電渦流位移傳感器，包括線圈L和可變電容C以及檢測(cè)電路，所述的位移傳感器為電渦流位移傳感器(7)，線圈L的外圈周長(zhǎng)為1.6-3米。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1)實(shí)現(xiàn)非接觸長(zhǎng)距離線性測(cè)量，由于將線圈L的外圈周長(zhǎng)加長(zhǎng)，從而提高檢測(cè)高度，達(dá)到測(cè)量250mm以上距離的目的?？梢詫?shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，避免了使用檔板等設(shè)備對(duì)運(yùn)行車輛造成的安全隱患，對(duì)運(yùn)行車輛不產(chǎn)生任何干擾。由于能夠精確測(cè)量垂吊件最下部距軌面的實(shí)際距離，極大減少了錯(cuò)判和漏判的發(fā)生。這主要是由于車輛走行部比較復(fù)雜，車型、車種、轉(zhuǎn)向架型號(hào)不同，輪對(duì)由于磨耗大小不同，空重車彈簧壓縮振動(dòng)情況不同，所以各車輛懸吊件相對(duì)于軌面的垂直高度不是一個(gè)固定的值，有一個(gè)很大的變化范圍，有個(gè)別車輛垂吊件雖然接近或少量超越限界，但并不是由于故障引起，而是由于輪徑尺寸太小或超載等原因造成，出現(xiàn)這種情況該系統(tǒng)就可以通過(guò)對(duì)四條輪對(duì)垂吊高度參數(shù)的比較消除錯(cuò)判。
2)電渦流式傳感器只對(duì)金屬材料等導(dǎo)磁物體敏感，因此灰塵、雨水等對(duì)傳感器性能無(wú)任何影響，而且由于采用整體封裝，強(qiáng)度高，延長(zhǎng)傳感器使用壽命，極大的優(yōu)于光電式和超聲波式傳感器。
3)可滿足現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度的變化，在傳感器內(nèi)部采用了溫度補(bǔ)償措施，不同溫度下測(cè)量參數(shù)變化較小。
4)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，不受外界電磁雜波的干擾，信號(hào)調(diào)制放大等電路全部集成在傳感器內(nèi)部，傳感器輸出為標(biāo)準(zhǔn)的采集卡可以接受的直流信號(hào)，所以能夠保證信號(hào)的長(zhǎng)距離直接傳輸。
5)傳感器檢測(cè)頻率可滿足列車高速運(yùn)行中的檢測(cè)需要。
6)具有良好的兼容性，現(xiàn)有的紅外線軸溫探測(cè)系統(tǒng)在全路各主要干線上已基本成網(wǎng)，只要在軸溫探測(cè)工業(yè)控制機(jī)中插入電渦流傳感器信號(hào)采集卡，并和線路中安裝的渦流傳感器相聯(lián)，對(duì)現(xiàn)有軟件增加垂下品探測(cè)的部分，即可實(shí)現(xiàn)兩套系統(tǒng)的資源共享，節(jié)約可觀的基建投資和設(shè)備投資，創(chuàng)造最佳的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本實(shí)用新型長(zhǎng)距離電渦流位移傳感器電路原理圖；圖2為本實(shí)用新型長(zhǎng)距離電渦流位移傳感器安裝示意圖。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。
鐵道車輛垂下品檢測(cè)系統(tǒng)是由工業(yè)控制機(jī)、長(zhǎng)距離電渦流位移傳感器、磁電式車輪信號(hào)傳感器、信號(hào)采集卡、電源盒、打印機(jī)及聯(lián)接電纜等組成。
1)長(zhǎng)距離電渦流位移傳感器，采用電渦流傳感器技術(shù)原理(見(jiàn)
圖1)，調(diào)整部分參數(shù)以使檢測(cè)距離提高，該傳感器由線圈L和可變電容C組成的共振電路2、晶體振蕩電路1、信號(hào)放大電路3、檢波電路4和濾波電路5組成。晶體振蕩電路1產(chǎn)生振蕩信號(hào)，調(diào)整電路2中的電感和電容使LC電路的共振頻率與晶振頻率相同，達(dá)到共振，再經(jīng)過(guò)放大電路3、檢波電路4、濾波電路5，使輸出U0為和共振產(chǎn)生的峰值電壓相同的直流電壓信號(hào)。
當(dāng)被測(cè)金屬體6接近渦流傳感器線圈L時(shí)，由于電渦流效應(yīng)，線圈L的電感值發(fā)生變化，使共振信號(hào)幅度降低，從而降低了輸出電壓值U0，這樣就使輸出電壓U0與金屬體和線圈L的距離產(chǎn)生對(duì)應(yīng)，距離越近，線圈電感值變化越大，共振信號(hào)幅度越低，輸出電壓U0越小。通過(guò)測(cè)量U0的值，就可以達(dá)到測(cè)量金屬體與傳感器線圈距離的目的，將線圈L的外圈周長(zhǎng)加大，從而提高檢測(cè)高度，為達(dá)到測(cè)量250mm以上的距離的目的，線圈L的外圈周長(zhǎng)必須達(dá)到1.6-3米，最佳長(zhǎng)度為1.9-2.2米。
將該傳感器安裝在軌道中央(見(jiàn)圖2)，該傳感器上面與軌枕面相平，按照重軌計(jì)算該傳感器表面低于軌面185mm左右。根據(jù)鐵道車限界尺寸要求，只要傳感器檢測(cè)高度達(dá)到高于軌面90mm即可將超出限界的配件距軌面的準(zhǔn)確尺寸測(cè)量出來(lái)。就是說(shuō)傳感器檢測(cè)高度應(yīng)當(dāng)大于或等于275mm。
2)軸位、車位統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由磁電式車輪信號(hào)傳感器和信號(hào)采集卡組成，這一套系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在紅外線軸溫探測(cè)系統(tǒng)中，是一套十分成熟的技術(shù)，在安裝該套系統(tǒng)時(shí)，注意磁電式傳感器與電渦流位移傳感器之間的相對(duì)位置關(guān)系，因?yàn)榇瓜缕诽綔y(cè)位置在兩條輪對(duì)之間。
3)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，通過(guò)A/D信號(hào)采集卡，可將電渦流位移傳感器傳輸過(guò)來(lái)的電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)橛?jì)算機(jī)可處理的數(shù)字信號(hào)。通過(guò)工業(yè)控制機(jī)編程和數(shù)字處理，可以得到全列車每一輛車的每一個(gè)轉(zhuǎn)向架的垂下品距軌面位置參數(shù)，通過(guò)軟件處理，對(duì)超過(guò)車輛限界或進(jìn)入危險(xiǎn)距離的車輛打印出來(lái)，通知列檢工作人員進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注處理或報(bào)警停車，進(jìn)而防止發(fā)生列車事故。
4)其它輔助配件有位移傳感器專用電源、信號(hào)傳輸電纜、傳感器聯(lián)接件、測(cè)試調(diào)試工具等。位移傳感器所用電源要求使用高精度純凈電源，以穩(wěn)定輸出信號(hào)。傳感器用傳輸電纜與傳感器相配套，不同長(zhǎng)度的電纜與輸出信號(hào)有一定關(guān)系，因此電纜長(zhǎng)度應(yīng)為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。
一種用于鐵道車輛檢測(cè)的長(zhǎng)距離電渦流位移傳感器，包括線圈L和可變電容C以及檢測(cè)電路，所述的位移傳感器為電渦流位移傳感器7，線圈L的外圈周長(zhǎng)為1.6-3米，其最佳長(zhǎng)度為1.9-2.2米。
權(quán)利要求1.一種用于鐵道車輛檢測(cè)的長(zhǎng)距離電渦流位移傳感器，包括線圈L和可變電容C以及檢測(cè)電路，其特征是所述的位移傳感器為電渦流位移傳感器(7)，線圈L的外圈周長(zhǎng)為1.6-3米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征是所述的線圈L最佳為1.9-2.2米。
專利摘要一種用于鐵道車輛檢測(cè)的長(zhǎng)距離電渦流位移傳感器,包括線圈L和可變電容C以及檢測(cè)電路,所述的位移傳感器為電渦流位移傳感器(7),線圈L的外圈周長(zhǎng)為1.6—3米。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸遠(yuǎn)距離檢測(cè),而且只對(duì)金屬件敏感,其檢測(cè)距離和精度不受環(huán)境影響。
文檔編號(hào)B61K9/00GK2410206SQ00209738
公開(kāi)日2000年12月13日 申請(qǐng)日期2000年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月21日
發(fā)明者曹亮, 劉建平, 曹勇 申請(qǐng)人:曹亮