CN201457411U - 铁路车辆车轮传感器 - Google Patents
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Abstract
一种专用于铁路运行车辆轮轴信号采集的传感器，外壳为绝缘材料，主要构件为磁性体托架和安装在磁性体托架上、绕制方向与铁路电力线干扰感生磁场方向平行的感应线圈，一种采用单极性双线圈安装在倒T型托架上，另一种采用双极性单线圈安装在类U型托架上。两种方案的引出线均与固定在外壳上的防水电气插座电气连接或通过尼龙快速接头直接引出。本实用新型原材料质量高、维护成本低、使用寿命长、测试准确、强度高、绝缘性好、抗震性好、抗温度冲击性高、抗腐蚀性强、抗电气干扰能力强。适合于各种环境下铁路运行车辆轮轴信号的采集。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器，具体涉及一种专用于铁路运行车辆轮轴信号采集的传感器。
背景技术
铁路车辆车轮传感器是铁路车辆THDS红外线轴温探测系统、TFDS货车运行故障动态图像检测系统、TPDS货车运行状态地面安全监测系统、TADS货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统、AEI车号识别系统等轨边设备中，卡在钢轨内侧的关键部件。与本实用新型最接近的现有技术是本公司的实用新型专利：ZL99241341.9，本实用新型是在该专利基础上的改进和补充。专利ZL99241341.9公开了一种铁路新型车轮传感器(原名称为“车辆轴位传感器”)，适用于任何条件和环境的铁路区段运行。外壳为金属铝，主体结构为倒T形磁性体，一组两个感应线圈，绕制方向与铁路电力线干扰感生磁场方向平行，理论上干扰磁场影响降低为零；磁性体磁路相对闭合，增加了传感器触发灵敏度，提高了使用寿命。传感器用防水电气插座电气连接，保证了各种使用环境下绝缘强度。列车探测区域内每个测试点只需安装一个该对比文件所述的传感器，即可保证前述各个铁路车辆地面监测系统的正常运行，原材料质量高、运用成本低、维护成本低、提高了使用寿命、抗干扰能力强、测试准确。
专利ZL99241341.9的不足是使用了铝质外壳，铝外壳有如下不足：(1)绝缘性差。由于铝有良好的导电性，该传感器是卡在钢轨内侧工作的，遇到雷雨天气，传感器会因雷烧坏；(2)抗温度冲击性差。铝有良好的导热性，一年四季温差很大，特别是在北方，大的温差会导致铝外壳老化、开裂，潮气就会进入传感器内，使测试灵敏度下降，影响测试结果；(3)抗腐蚀性差。这使长期在野外服役的传感器寿命相对降低；(4)抗电气干扰能力差。该传感器是在电器区域内工作，抗电气干扰能力差会导致传感器测试出现误差，进而影响前述各个铁路车辆地面监测系统的探测结果。(5)、强度低，抗震动性差。铝外壳软，强度低，传感器长期工作在钢轨内侧，列车通过时震动很大，而强度低、抗震性差的属性使传感器产生测试误差，最终影响列车安全。
发明内容
本实用新型的目的就是克服现有技术中存在的缺点，提供一种绝缘性好、抗温度冲击性高、抗腐蚀性强、抗电气干扰能力强、抗震性强、强度高、寿命更长和性能更稳定的铁路车辆车轮传感器。
为实现此目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种铁路车辆车轮传感器，包括外壳；一组两个套在倒T形磁性体托架上的感应线圈，串接后与外壳上的电气部件进行电气连接，所述的电气连接采用固定在外壳上的防水电气插座实现，2个感应线圈绕制方向平行放置，绕制方向与铁路电力线干扰感生磁场方向平行；倒T形磁性体的竖直中段主体为长方体形或圆柱形永久磁体，其特征是，所述外壳为绝缘材料.
所述绝缘材料使用工程塑料；所述感应线圈串接后与外壳上的电气部件进行的电气连接由电缆穿过固定在外壳上的尼龙快速接头实现。
一种铁路车辆车轮传感器，包括外壳，磁性体托架，感应线圈，感应线圈引出线与外壳上的电气部件进行电气连接，所述的电气连接采用固定在外壳上的防水电气插座实现，感应线圈安装在磁性体托架上，其绕制方向与铁路电力线干扰感生磁场方向平行，其特征是，所述外壳为绝缘材料，所述感应线圈为双极性单线圈，所述磁性体托架为类U形。
所述绝缘材料使用工程塑料；所述感应线圈引出线与外壳上的电气部件进行的电气连接由电缆穿过固定在外壳上的尼龙快速接头实现；所述磁性体托架的类U形底部为导磁的铁磁性物质，两侧边为永磁体。
与现有技术相比，本实用新型有如下实质性特点和进步：外壳采用绝缘材料，其绝缘性好、抗温度冲击性高、抗腐蚀性强、抗电气干扰能力强，抗振动性好，强度高，在雷电天气、温差变化大、大气及腐蚀性氛围中、工作区域内电气干扰的情况下及列车通过时强烈震动情况下，均能保证外壳的高强度及性能稳定，不被任何可能的因素破坏，保证了外壳的质量，进而保证了铁路新型车轮传感器的质量，使其使用寿命更长，性能更稳定，最终保证了前述各个铁路车辆地面监测系统的探测结果。
本实用新型同一个思路下的另一个技术方案：采用安装在类U形的磁性体托架上，绕制方向与铁路电力线干扰感生磁场方向平行的双极性单线圈。该技术方案的原理及总思路与现有技术相同，提供的铁路新型车轮传感器既有现有技术的优点，同时外壳采用绝缘材料，又使其具有上述分析的绝缘材料外壳带来的实质性特点和进步。
附图说明
图1是本实用新型双线圈技术方案在运用现场的安装示图。
图2是双线圈技术方案最佳实施例的纵向实体剖面及其在钢轨上的实体安装位置图(安装架未画出)。
图3是双极性单线圈安装在类U形磁性体托架上的示意图。
图4为双极性单线圈传感器使用状态安装示意图。
图中所示：
1.钢轨顶端面；2.钢轨体；3.防水电气插座或尼龙快速接头引出电缆线；4.绝缘材料外壳；5、6为线圈尼龙骨架；7、8为感应线圈；9.绝缘材料底盖扳；10.长方体或圆柱形永磁体；11.倒T形轭铁；12.单感应线圈；13.类U形磁性体托架。
具体实施方式
下面结合附图及最佳实施例对本实用新型做详细描述。
本实用新型的运行列车轴位传感器是无源器件，核心就是磁性体托架和安装在磁性体托架上、绕制方向与铁路电力线干扰感生磁场方向平行的感应线圈，在有效磁场中，由感应电压公式
其中n为感应线圈匝数，Φ为穿过n匝线圈的磁通量。当运行列车的车轮轮缘压过卡在钢轨内侧的传感器顶端时，
将随列车运行速度而异，产生一个跨度较大的变化量，从而在传感器防水电气插座或通过尼龙快速接头引出电缆线输出端口上产生一个各个铁路车辆地面监测系统所需要的控制电压。
图1所示任何条件下的列车红外线轴温探测区城内，一组三个探测点的示例：No.1、No.2、No.3，每个探测点只需装设本实用新型提供的传感器1个，即可保证该系统正常运用。在列车机头驶过后，No.1立即预告列车到达，启动该系统开机，并进行系统自检、遥测、通信联络沟通和校验。
No.2和No.3的作用有四个：
1、提供该系统探测器相应动作启闭信号；
2、提供通过列车总轴数信号和车辆轴距信号以及速度、方向、辆数等综合信号；
3、列车通过后，定时关闭该系统；
4、当逆向列车通过时，向系统送出锁闭信号。
其他探测系统可根据设计，按要求配备相应数量传感器。
图2中，标记1为钢轨顶端面，2为钢轨体，由图可以看出，本实用新型安装在钢轨内侧。倒T形磁性体托架由长方体或圆柱体磁体10与倒T形轭铁11粘接而成。感应线圈7、8绕在长方体形、中空骨架5、6上，然后套在倒T形磁性体托架的底部横条上；线圈相互串联后，其余的两个出头分别与紧固在绝缘材料外壳4侧面或背面的防水电气插座或通过尼龙快速接头引出电缆线3相应端子电气连接。装配完毕后，再用严格工艺规范的环氧树脂浇灌方法将传感器外壳4内腔整体灌封，最后，将绝缘材料底盖扳9与其外壳合上，并且保持严格的电气连接，形成一个真正的隔离腔体。
在实际操作中，绝缘材料外壳4及其绝缘材料底盖扳9，磁性体托架10、11以及线圈骨架5、6，全都由模具制作，线圈7、8则由机器绕制。保证了严格的一致性电气参数和工艺稳定性。
图3和图4是同一个思路下的双极性单线圈12安装在类U形磁性体托架13上的示意图及传感器使用状态示意图。由图中可以看出双极性，即N极和S极，类U形磁性体托架13底部为导磁的铁磁性物质，两侧边为永磁体，单感应线圈12绕在线圈尼龙骨架5上，然后安装在类U形磁性体托架13内，单感应线圈12的绕制方向与铁路电力线干扰感生磁场方向平行，安装后的引出线与绝缘外壳4侧面或背面的防水电气插座或通过尼龙快速接头引出电缆线的连接及装配后的相关工序均与单极性双线圈技术方案相同，各个元器件的制作方法和过程也与单极性双线圈相同。
本实用新型同一个思路下的2个技术方案外壳均采用工程塑料，也可采用其他具有相同性能和特征的绝缘材料。
上面以最佳实施例对本实用新型同一个思路下的2个技术方案的结构及功能、特点进行了详细描述，本领域熟悉的技术人员在本实用新型技术方案的原理和思路基础上进行的多种调整、变更和修改，均在本实用新型保护范围之内.
Claims (7)
1.一种铁路车辆车轮传感器，包括外壳；一组两个套在倒T形磁性体托架上的感应线圈，串接后与外壳上的电气部件进行电气连接，所述的电气连接采用固定在外壳上的防水电气插座实现，2个感应线圈绕制方向平行放置，绕制方向与铁路电力线干扰感生磁场方向平行；倒T形磁性体的竖直中段主体为长方体形或圆柱形永久磁体，其特征是，所述外壳为绝缘材料。
2.如权利要求1所述的铁路车辆车轮传感器，其特征是，所述绝缘材料使用工程塑料。
3.如权利要求1所述的铁路车辆车轮传感器，其特征是，所述感应线圈串接后与外壳上的电气部件进行的电气连接由电缆穿过固定在外壳上的尼龙快速接头实现。
4.铁路车辆车轮传感器，包括外壳，磁性体托架，感应线圈，感应线圈引出线与外壳上的电气部件进行电气连接，所述的电气连接采用固定在外壳上的防水电气插座实现，感应线圈安装在磁性体托架上，其绕制方向与铁路电力线干扰感生磁场方向平行，其特征是，所述外壳为绝缘材料，所述感应线圈为双极性单线圈，所述磁性体托架为类U形。
5.如权利要求4所述的铁路车辆车轮传感器，其特征是，所述绝缘材料使用工程塑料。
6.如权利要求4所述的铁路车辆车轮传感器，其特征是，所述感应线圈引出线与外壳上的电气部件进行的电气连接由电缆穿过固定在外壳上的尼龙快速接头实现。
7.如权利要求4所述的铁路车辆车轮传感器，其特征是，所述磁性体托架的类U形底部为导磁的铁磁性物质，两侧边为永磁体。
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