CN105539508A - 一种用于识别车轮运动方向的传感器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于识别车轮运动方向的传感器及其使用方法，所述传感器包括绕设在线圈骨架上的发射线圈和接收线圈；线圈骨架固定安装在固定安装在铁轨的轨腰部位，所述发射线圈与所述接收线圈相互垂直布置，其中所述接收线圈与所述铁轨垂直，所述发射线圈与所述铁轨平行。该传感器具有结构简单、设计合理、生产成本低、应用范围广、不仅能够精准判断车轮运动方向，还能够对车轮进行计数等优点。

Description

一种用于识别车轮运动方向的传感器及其使用方法

技术领域

本发明涉及铁路信号计轴列车探测技术领域，尤其涉及一种用于识别车轮运动方向的传感器及其使用方法。

背景技术

目前所有计轴系统所使用的计轴传感器分为两大类：一个是使用两个发射线圈和相对应的两个接收线圈，分别固定在铁轨的内外两侧，此种传感器被人称为轮辐式传感器，另一类是一个发射线圈两个接收线圈，此结果封装在一个外盒内，此种传感器被称为轮缘传感器。以上两种传感器的结构都比较复杂，成本高，且对高速列车适应性比较差。因此研究一种结构简单、生产成本低的传感器具有重要的研究意义。

发明内容

针对现有技术中传感器存在的上述不足，本发明的目的在于：提供一种用于识别车轮运动方向的传感器及其使用方法，该传感器具有结构简单、设计合理、生产成本低、应用范围广、不仅能够精准判断车轮运动方向，还能够对车轮进行计数等优点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于识别车轮运动方向的传感器，所述传感器包括绕设在线圈骨架上的发射线圈和接收线圈；线圈骨架固定安装在铁轨的轨腰部位，所述发射线圈与所述接收线圈相互垂直布置，其中所述接收线圈与所述铁轨垂直，所述发射线圈与所述铁轨平行。

作为上述技术方案的进一步优化，所述发射线圈与接收线圈均设置于所述线圈骨架的中部。

作为上述技术方案的进一步优化，所述传感器还包括通过电缆与所述发射线圈和接收线圈连接的前置器。

作为上述技术方案的进一步优化，所述前置器包括依序连接设置的振荡器、检测电路和放大器；所述振荡器连接发射线圈和接收线圈的线圈一端上；所述前置器用于滤波并放大所述发射线圈和接收线圈的涡流磁场波形。

作为上述技术方案的进一步优化，所述传感器还通过线缆连接有用于显示列车车轮运动方向和车轮个数的显示器，所述显示器为液晶显示器。

作为上述技术方案的进一步优化，所述发射线圈通以交流信号。

作为上述技术方案的进一步优化，所述交流信号为12-24V的交流电；所述发射线圈与接收线圈的绕线采用铜丝，所述线圈骨架采用胶木材料。

本发明上述一种用于识别车轮运动方向的传感器的使用方法包括如下步骤：

1)先将所述传感器固定安装在铁轨的轨腰部位，其中所述发射线圈平行于所述铁轨，所述接收线圈垂直于所述铁轨；

2)待传感器固定安装好后，将所述传感器通电，发射线圈不断地发射交流信号，所述接收线圈用于接收所述发射线圈信号返回的涡流磁场，并对所述发射线圈发射的交流信号和所述接收线圈接收到的涡流磁场进行放大和同步检波处理，根据滤波后得到的接收线圈波形相位变化判断车轮的运动方向，其中接收线圈接收到的波形先出现正半轴后出现负半轴，此时车轮运动方向为第一方向；若接收线圈接收到的波形先出现负半轴后出现正半轴，则判断车轮的运动方向为与第一方向相反的第二方向；

3)接收线圈每接收到一个车轮驶过所述传感器时会形成一个波形图，根据波形图类型与数量判断出不同方向上列车车轮数量。

与现有技术中的传感器相比，采用本发明用于识别车轮运动方向的传感器具有如下优点：

(1)结构简单、设计合理，生产成本低；根据接收线圈与发射线圈的相位关系的变化，可准确识别车轮的运动方向，也即判断出列车行驶方向。

(2)根据接收线圈脉冲的数量情况可对列车车轮的数量进行准确计数，通过显示器对列车行驶方向及车轮数量的显示，便于操作者读取。

(3)该传感器除了应用于判断列车车轮运动方向及车轮数量外，还可以应用于其他技术领域，具有广泛的适用性。

附图说明

附图1为本发明用于识别车轮运动方向的传感器的结构示意图。

附图2为本发明用于识别车轮运动方向的传感器中发射线圈发射的波形示意图。

附图3为本发明用于识别车轮运动方向的传感器中接收线圈在无列车经过时接收的波形示意图。

附图4为本发明车轮行驶至A点的波形示意图。

附图5为本发明车轮行驶至B点的波形示意图。

附图6为本发明车轮行驶至C点的波形示意图。

附图7为本发明车轮运动的第一方向时，接收线圈经过滤波放大后的波形示意图。

附图8为本发明车轮运动的第二方向时，接收线圈经过滤波放大后的波形示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-8对本发明用于识别车轮运动方向的传感器的结构及其使用方法作以详细说明。

一种用于识别车轮运动方向的传感器，其特征在于：所述传感器包括绕设在线圈骨架3上的发射线圈1和接收线圈2；线圈骨架3固定安装在铁轨4的轨腰部位，所述发射线圈1与所述接收线圈2相互垂直布置，其中所述接收线圈与所述铁轨垂直，所述发射线圈与所述铁轨平行。所述发射线圈与接收线圈均设置于所述线圈骨架的中部。所述传感器还包括通过电缆与所述发射线圈和接收线圈连接的前置器。所述前置器包括依序连接设置的振荡器、检测电路和放大器；所述振荡器连接发射线圈和接收线圈的线圈一端上；所述前置器用于滤波并放大所述发射线圈和接收线圈的涡流磁场波形。所述传感器还通过线缆连接有用于显示列车车轮运动方向和车轮个数的显示器，所述显示器为液晶显示器。所述发射线圈通以交流信号。所述交流信号为12-24V的交流电；所述发射线圈与接收线圈的绕线采用铜丝，所述线圈骨架采用胶木材料。

本发明上述的一种用于识别车轮运动方向的传感器的使用方法包括如下步骤：

1)先将所述传感器固定安装在铁轨的轨腰部位，其中所述发射线圈平行于所述铁轨，所述接收线圈垂直于所述铁轨；

2)待传感器固定安装好后，将所述传感器通电，发射线圈不断地发射交流信号，所述接收线圈用于接收所述发射线圈信号返回的涡流磁场，并对所述发射线圈发射的交流信号和所述接收线圈接收到的涡流磁场进行放大和同步检波处理，根据滤波后得到的接收线圈波形相位变化判断车轮的运动方向，其中接收线圈接收到的波形先出现正半轴后出现负半轴，此时车轮运动方向为第一方向；若接收线圈接收到的波形先出现负半轴后出现正半轴，则判断车轮的运动方向为与第一方向相反的第二方向；

3)接收线圈每接收到一个车轮驶过所述传感器时会形成一个波形图，根据波形图类型与数量判断出不同方向上列车车轮数量。

作为上述技术方案的进一步优化，上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于识别车轮运动方向的传感器，其特征在于：所述传感器包括绕设在线圈骨架(3)上的发射线圈(1)和接收线圈(2)；线圈骨架(3)固定安装在铁轨(4)的轨腰部位，所述发射线圈(1)与所述接收线圈(2)相互垂直布置，其中所述接收线圈与所述铁轨垂直，所述发射线圈与所述铁轨平行。

2.根据权利要求1所述的一种用于识别车轮运动方向的传感器，其特征在于：所述发射线圈与接收线圈均设置于所述线圈骨架的中部。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于识别车轮运动方向的传感器，其特征在于：所述传感器还包括通过电缆与所述发射线圈和接收线圈连接的前置器。

4.根据权利要求3所述的一种用于识别车轮运动方向的传感器，其特征在于：所述前置器包括依序连接设置的振荡器、检测电路和放大器；所述振荡器连接发射线圈和接收线圈的线圈一端上；所述前置器用于滤波并放大所述发射线圈和接收线圈的涡流磁场波形。

5.根据权利要求3所述的一种用于识别车轮运动方向的传感器，其特征在于：所述传感器还通过线缆连接有用于显示列车车轮运动方向和车轮个数的显示器，所述显示器为液晶显示器。

6.根据权利要求3所述的一种用于识别车轮运动方向的传感器，其特征在于：所述发射线圈通以交流信号。

7.根据权利要求4所述的一种用于识别车轮运动方向的传感器，其特征在于：所述交流信号为12-24V的交流电；所述发射线圈与接收线圈的绕线采用铜丝，所述线圈骨架采用胶木材料。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的一种用于识别车轮运动方向的传感器的使用方法，其特征在于，该使用方法包括如下步骤：

1)先将所述传感器固定安装在铁轨的轨腰部位，其中所述发射线圈平行于所述铁轨，所述接收线圈垂直于所述铁轨；

2)待传感器固定安装好后，将所述传感器通电，发射线圈不断地发射交流信号，所述接收线圈用于接收所述发射线圈信号返回的涡流磁场，并对所述发射线圈发射的交流信号和所述接收线圈接收到的涡流磁场进行放大和同步检波处理，根据滤波后得到的接收线圈波形相位变化判断车轮的运动方向，其中接收线圈接收到的波形先出现正半轴后出现负半轴，此时车轮运动方向为第一方向；若接收线圈接收到的波形先出现负半轴后出现正半轴，则判断车轮的运动方向为与第一方向相反的第二方向；

3)接收线圈每接收到一个车轮驶过所述传感器时会形成一个波形图，根据波形图类型与数量判断出不同方向上列车车轮数量。