一種單探頭雙線圈自診斷磁浮列車懸浮氣隙測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種具有自診斷功能的氣隙測(cè)量裝置，尤其是一種磁浮列車懸浮氣隙非接觸式測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磁浮列車通過懸浮控制系統(tǒng)調(diào)整懸浮電磁鐵中的電流保持列車穩(wěn)定懸浮，懸浮氣隙測(cè)量裝置可以實(shí)現(xiàn)非接觸地實(shí)時(shí)檢測(cè)列車電磁鐵與軌道之間的懸浮氣隙，同時(shí)送給懸浮控制器進(jìn)行閉環(huán)控制。因此氣隙測(cè)量裝置的精度和可靠性直接影響懸浮控制系統(tǒng)的性能，任何原因?qū)е職庀稖y(cè)量裝置輸出異常時(shí)，都將影響列車懸浮控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，降低列車的乘坐舒適性，甚至加劇車軌耦合振動(dòng)，造成控制系統(tǒng)崩潰，危及列車運(yùn)行安全。
[0003]現(xiàn)有磁浮列車懸浮氣隙測(cè)量多采用非接觸位移測(cè)量裝置(氣隙傳感器)，常采用單探頭或雙探頭兩種方式。單探頭氣隙傳感器的探頭內(nèi)只包含一個(gè)檢測(cè)線圈，只輸出一路檢測(cè)結(jié)果，傳感器自身無診斷功能。另一種雙探頭氣隙傳感器中一般為實(shí)現(xiàn)自診斷功能，常采用雙線圈檢測(cè)方法，每個(gè)探頭中含有一個(gè)檢測(cè)線圈，為避免兩探頭線圈之間的磁場(chǎng)耦合，一般將兩個(gè)探頭線圈布置在相距較遠(yuǎn)的位置上，且兩個(gè)探頭線圈一般采用不同頻率的信號(hào)源。
[0004]現(xiàn)在技術(shù)的主要不足就是單探頭中單線圈檢測(cè)時(shí)只有一個(gè)檢測(cè)結(jié)果，傳感器自身無診斷功能，懸浮控制器無法判斷傳感器檢測(cè)結(jié)果是否正確，當(dāng)傳感器自身出現(xiàn)故障時(shí)將直接導(dǎo)致懸浮控制系統(tǒng)功能失效;而雙線圈檢測(cè)時(shí)為降低兩線圈之間磁耦合帶來的干擾，兩線圈之間必須保持一定的距離，使得傳感器探頭尺寸變大不便安裝甚至受空間限制無法安裝，而且兩線圈之間的磁耦合不能完全消除，兩個(gè)檢測(cè)線圈的檢測(cè)結(jié)果受彼此工作狀態(tài)影響。另外雖然兩線圈電參數(shù)相同，但為降低兩線圈之間磁場(chǎng)干擾，信號(hào)源的頻率不能相同，導(dǎo)致檢測(cè)電路的參數(shù)不同，使傳感器的復(fù)雜性增加。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種單探頭雙線圈自診斷磁浮列車氣隙測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置只有一個(gè)檢測(cè)探頭，并能夠輸出兩路獨(dú)立的懸浮氣隙值，同時(shí)測(cè)量裝置具有自診斷功能可根據(jù)自身工作狀態(tài)是否正常輸出報(bào)警信號(hào)。
[0006]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目，所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種單探頭雙線圈自診斷磁浮列車懸浮氣隙測(cè)量裝置，包括與車體上高頻信號(hào)源相連的可控高頻開關(guān)，與可控高頻開關(guān)相連的探頭線圈，與探頭線圈連接的信號(hào)檢測(cè)電路，與信號(hào)檢測(cè)電路相連的自診斷單元;其特征在于，測(cè)量裝置由單個(gè)探頭組成，探頭內(nèi)有2個(gè)檢測(cè)線圈(LI和L2);2個(gè)檢測(cè)線圈(LI和L2)的大小和繞向相同，且空間上完全重合;兩個(gè)檢測(cè)線圈(LI和L2)的輸入端分別通過兩個(gè)可控高頻開關(guān)(Kl和K2)與兩個(gè)高頻信號(hào)源(SI和S2)相聯(lián);兩個(gè)檢測(cè)線圈(LI和L2)的輸出端分別與相互獨(dú)立的信號(hào)檢測(cè)電路(PSl和PS2)相連;可控高頻開關(guān)和信號(hào)檢測(cè)電路同時(shí)還與時(shí)序控制器(T)相連;兩個(gè)信號(hào)檢測(cè)電路(PSl和PS2)輸出兩個(gè)獨(dú)立的氣隙檢測(cè)值，信號(hào)檢測(cè)電路輸出還與自診斷單元(D)的輸入端相連，自診斷單元輸出測(cè)量裝置狀態(tài)診斷信號(hào)。
[0008]每個(gè)高頻信號(hào)源經(jīng)過相應(yīng)的可控高頻開關(guān)與對(duì)應(yīng)的檢測(cè)線圈相連，兩個(gè)高頻信號(hào)源(SI和S2)相互獨(dú)立，其頻率可以相同也可以不同。兩個(gè)檢測(cè)線圈大小相同、繞向相同，兩個(gè)線圈空間重疊，具有完全相同的電參數(shù)。兩個(gè)可控開關(guān)(Kl和K2)同時(shí)由時(shí)序控制器(T)控制，任意時(shí)間段內(nèi)只有一個(gè)開關(guān)閉合，即只有一個(gè)檢測(cè)線圈處于工作狀態(tài)，另一個(gè)檢測(cè)線圈處于斷路狀態(tài)。兩個(gè)信號(hào)檢測(cè)電路(PSl和PS2)同時(shí)由時(shí)序控制器(T)控制，只有在相應(yīng)開關(guān)閉合時(shí)信號(hào)檢測(cè)電路才對(duì)相應(yīng)檢測(cè)線圈的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，兩個(gè)檢測(cè)線圈與兩個(gè)信號(hào)檢測(cè)電路分時(shí)檢測(cè)兩個(gè)獨(dú)立的間隙值。單探頭內(nèi)任意一個(gè)檢測(cè)線圈檢測(cè)結(jié)果不受另一線圈工作情況影響，兩個(gè)信號(hào)檢測(cè)電路(PSl和PS2)的輸出之間互相獨(dú)立。兩個(gè)信號(hào)檢測(cè)電路(PSl和PS2)的輸出與自診斷單元(D)的輸入端相連，自診斷單元(D)輸出表征測(cè)量裝置工作狀態(tài)是否正常的自診斷信號(hào)。
[0009]這樣，兩個(gè)檢測(cè)線圈的工作狀態(tài)受到兩個(gè)可控高頻開關(guān)的控制，通過時(shí)序控制器發(fā)出的邏輯電平即可使兩個(gè)線圈分時(shí)工作，當(dāng)時(shí)序控制器(T)發(fā)出有效邏輯電平，使可控開關(guān)Kl閉合t時(shí)間，而在此時(shí)間段內(nèi)K2斷開時(shí)，檢測(cè)線圈LI受高頻信號(hào)源SI的激勵(lì)，處于正常工作狀態(tài)，其信號(hào)檢測(cè)電路也受到時(shí)序控制器的有效邏輯電平控制正常工作，從而此路信號(hào)輸出當(dāng)前檢測(cè)值。而此時(shí)由于開關(guān)K2未閉合，因此檢測(cè)線圈L2開路，工作線圈LI無法在開路的L2線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此L2線圈不會(huì)影響LI線圈工作磁場(chǎng)的空間分布，同時(shí)L2線圈在開路未工作時(shí)也不會(huì)對(duì)外空間產(chǎn)生磁場(chǎng)干擾。此時(shí)通道2輸出上一周期的檢測(cè)值。同理，當(dāng)K2閉合而Kl斷開時(shí)兩線圈的工作狀態(tài)與之相似。因此兩個(gè)檢測(cè)線圈和兩個(gè)信號(hào)檢測(cè)電路分時(shí)檢測(cè)兩個(gè)氣隙信號(hào)，輸出互無干擾的兩路獨(dú)立氣隙值。
[0010]由于渦流傳感器的工作頻率可以設(shè)置在2MHz以上，而懸浮控制器的工作頻率不超過20KHz，由此可見激勵(lì)源的工作頻率是最終所需要有效間隙信號(hào)的100倍以上，因此適當(dāng)設(shè)置高頻開關(guān)的導(dǎo)通周期，即可使兩路檢測(cè)結(jié)果均能滿足懸浮控制器的信號(hào)調(diào)節(jié)要求。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0012]—、將兩個(gè)檢測(cè)線圈在空間上重疊布置在單個(gè)探頭內(nèi)，相比兩線圈獨(dú)立布置在兩個(gè)探頭內(nèi)大大縮小了傳感器的探頭尺寸，方便安裝并可降低成本；
[0013]二、傳感器內(nèi)有兩個(gè)獨(dú)立的檢測(cè)線圈和兩個(gè)信號(hào)檢測(cè)電路，通過分時(shí)檢測(cè)控制，兩個(gè)獨(dú)立的氣隙檢測(cè)線圈之間無磁場(chǎng)耦合，傳感器可以輸出兩個(gè)獨(dú)立的氣隙檢測(cè)值；
[0014]三、通過自診斷單元，傳感器可以根據(jù)兩路氣隙檢測(cè)結(jié)果對(duì)傳感器自身進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，當(dāng)兩個(gè)獨(dú)立的檢測(cè)值相差大于某設(shè)定閾值時(shí)，自診斷單元可輸出自診斷報(bào)警信號(hào)，懸浮控制器根據(jù)傳感器報(bào)警信號(hào)調(diào)整更安全的控制策略同時(shí)上報(bào)車載診斷網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳感器故障診斷報(bào)告。
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的兩個(gè)檢測(cè)線圈