CN103487071A - 一种列车车轮智能传感器 - Google Patents

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Abstract

一种列车车轮智能传感器，其组成是：永磁线圈（1）与低通滤波电路（2）、放大整形电路（3）、模拟/数字转换电路（4）和输出接口及接口转换电路（6）依次相连；模拟/数字转换电路（4）和输出接口及接口转换电路输出接口及接口转换电路（6）均同微处理控制单元（5）相连；永磁线圈（1）还与整流滤波电路（8）、蓄能电路（9）、充电控制电路（10）、充电电池（11）依次相连；充电电池（11）为低通滤波电路（2）、放大整形电路（3）、模拟/数字转换电路（4）、微处理控制单元（5）和输出接口及接口转换电路（6）供电。该种智能传感器无需外部提供电源，安装维护方便，传感器的可靠性高；且能识别出低速列车的车轮信号。

Description

一种列车车轮智能传感器
技术领域
本发明涉及列车车轮传感器，尤其涉及具有低速（<5㎞／h）处理能力的列车车轮传感器领域。
背景技术
列车车轮传感器是安装在轨道内侧检测列车车轮是否通过的传感器。目前列车车轮传感器主要分为无源列车车轮传感器和有源列车车轮传感器。
无源列车车轮传感器的工作原理是，列车车轮通过时车轮切割车轮传感器的永磁磁场，在传感器线圈中感生出相应交变信号，给出列车车轮通过的信号。无源车轮传感器主要优点是工作时不需要外部电源供电，使用元器件少，但缺点是输出信号幅值会随列车车速高低发生变化，特别是车速低于5㎞／h时输出信号容易受干扰，增加了后端处理电路的复杂程度。
有源列车车轮传感器的工作原理是通过传感器内部有源磁性传感器，将车轮信号转换为固定幅值的高电平（有车轮通过）或低电平（无车轮通过）信号。一般情况下能识别出低速列车的车轮信号。有源列车车轮传感器的优点是：输出信号幅值固定；但是需要外部专门提供电源才能工作，安装维护不方便，且在轨边的恶劣环境下，电源易损坏，传感器的可靠性低，平均无故障工作时间相对较短。
发明内容
本发明的目的是提供一种列车车轮智能传感器，该种智能传感器无需外部提供电源，安装维护方便，传感器的可靠性高；且能识别出5㎞／h以下的低速列车的车轮信号。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种列车车轮智能传感器，其组成是：一种列车车轮智能传感器，其组成是：
永磁线圈与低通滤波电路、放大整形电路、模拟/数字转换电路和输出接口及接口转换电路依次相连；模拟/数字转换电路和输出接口及接口转换电路均同微处理控制单元相连；
永磁线圈还与整流滤波电路、蓄能电路、充电控制电路、充电电池依次相连；充电电池为低通滤波电路、放大整形电路、模拟/数字转换电路、微处理控制单元和输出接口及接口转换电路供电。
本发明的工作过程和原理是：
当车轮通过传感器时，永磁线圈产生交变感应电流，该交变感应电流经过整流滤波电路后对蓄能电路充电，在充电控制电路的控制下，蓄能电路向充电电池充电；充电电池为低通滤波电路、放大整形电路、模拟/数字转换电路、微处理控制单元和输出接口及接口转换电路供电。
同时，当车轮通过传感器时，永磁线圈产生感应电压，该感应电压经过低通滤波电路滤除干扰后，经放大整形电路放大整形。在微处理控制单元的控制下，模/数转换电路将放大整形后的信号转化为数值信号并由输出接口及接口转换电路转化为标准TTL数字信号或正负方波信号，送后端处理设备使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明通过对永磁线圈的感应电流进行整流滤波、蓄能后再对充电电池充电，巧妙地解决了传感器的电源问题，而无需外部提供电源，其安装维护方便，传感器的可靠性高。
二、由于传感器能自身供电，利用低通滤波电路、放大整形电路、微处理控制单元控制下的模拟/数字转换电路、输出接口及接口转换电路的连续处理，能实时为后端处理设备提供标准TTL数字信号或正负方波信号，克服了无源传感器难以识别出5㎞／h以下低速列车车轮信号的问题。
三、在微处理控制单元的控制下，传感器有两种输出方式：一是输出标准TTL数字信号；二是输出正负方波信号。可以适用不同的需求，适用范围广。
上述的输出接口及接口转换电路与无线传输单元相连。
这样，传感器的检测信号通过无线传输方式传输给后端处理设备，传感器与后端处理设备之间既无电源线相连，也无信号线相连。免除了在轨边布线施工，进一步降低了安装维护成本；更主要的是彻底避免了轨边布线受到损坏，可能导致车轮检测失效而带来的安全事故，有效地提高了传感器的可靠性和列车运行的安全性。
上述的无线传输单元还与射频防雷单元相连。
这样，本发明使用无线传输方式将信号传输给后端设备时，可避免雷击和高压感应电对传感器的损坏，进一步提高了传感器的可靠性。
上述的输出接口及接口转换电路还与防雷单元相连。
这样，本发明使用有线传输方式将信号传输给后端设备时，也可避免雷击和高压感应电对传感器的损坏，进一步提高了传感器的可靠性。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例一的电路原理示意图。
图2是本发明实施例二的电路原理示意图。
具体实施方式
实施例一
图1示出，本发明的一种具体实施方式是，一种列车车轮智能传感器，其组成是：
永磁线圈1与低通滤波电路2、放大整形电路3、模拟/数字转换电路4和输出接口及接口转换电路6依次相连；模拟/数字转换电路4和输出接口及接口转换电路6均同微处理控制单元5相连；
永磁线圈1还与整流滤波电路8、蓄能电路9、充电控制电路10、充电电池11依次相连；充电电池11为低通滤波电路2、放大整形电路3、模拟/数字转换电路4和微处理控制单元5、输出接口及接口转换电路6供电。
本例的输出接口及接口转换电路6还与无线传输单元7相连。
本例的无线传输单元7还与射频防雷单元13’相连。
本例的充电电池11还为无线传输单元7和射频防雷单元13’供电。
本例的检测信号通过无线传输单元7以无线传输方式传送给后端处理设备；输出信号既可为标准的TTL数字信号，也可为正负方波信号。
实施例二
图2示出，本发明的另一种具体实施方式是，一种列车车轮智能传感器，其组成是：
永磁线圈1与低通滤波电路2、放大整形电路3、模拟/数字转换电路4和输出接口及接口转换电路6依次相连；模拟/数字转换电路4和输出接口及接口转换电路6均同微处理控制单元5相连；
永磁线圈1还与整流滤波电路8、蓄能电路9、充电控制电路10、充电电池11依次相连；充电电池11为低通滤波电路2、放大整形电路3、模拟/数字转换电路4、微处理控制单元5、输出接口及接口转换电路6供电。
本例的输出接口及接口转换电路6还和防雷单元13相连。
本例的检测信号以有线传输方式传送给后端处理设备；输出信号既可为标准的TTL数字信号，也可为正负方波信号。

Claims (4)

1.一种列车车轮智能传感器，其组成是：
永磁线圈（1）与低通滤波电路（2）、放大整形电路（3）、模拟/数字转换电路（4）和输出接口及接口转换电路（6）依次相连；模拟/数字转换电路（4）和输出接口及接口转换电路（6）均同微处理控制单元（5）相连；
永磁线圈（1）还与整流滤波电路（8）、蓄能电路（9）、充电控制电路（10）、充电电池（11）依次相连；充电电池（11）为低通滤波电路（2）、放大整形电路（3）、模拟/数字转换电路（4）、微处理控制单元（5）和输出接口及接口转换电路（6）供电。
2.根据权利要求1所述的一种列车车轮智能传感器，其特征在于：所述的输出接口及接口转换电路（6）还与无线传输单元（7）相连。
3.根据权利要求2所述的一种列车车轮智能传感器，其特征在于：所述的无线传输单元（7）还与射频防雷单元（13’）相连。
4.根据权利要求1所述的一种列车车轮智能传感器，其特征在于：所述的输出接口及接口转换电路（6）和防雷单元（13）相连。
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