CN202110184U - 一种磁钢信号处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种磁钢信号处理装置，输入模块通过依次连接的信号调制模块、限幅模块、数据采集模块与高速运算模块连接，高速运算模块对数据采集模块输入的数字信号进行处理，转换成磁钢信号实际值，高速运算模块分别与显示模块、通讯模块和输出模块连接。本实用新型结构简单，运行成本低，可方便的进行故障判断，对背景噪声抑制效果好，并且可以对采集的数据进行数据远传。
Description
技术领域
本实用新型属于列车状态检测领域，尤其是涉及一种磁钢信号处理装置，适用于对列车行驶速度的检测。
背景技术
目前铁路上的大多厂家的磁钢都是交流无源磁钢，其工作原理近似于发电机与变压器，所以它对磁场变化相当敏感。干扰多，主要来自于轨边的各种干扰源，例如电力电览,变电所，通信源钢轨汇流等，甚至于在列车接近、及接车时也受列车的强烈干扰，其表现在用示波器或毫伏表接入磁钢，可以观察到高达数百毫伏至上伏的干扰带。
由于磁钢信号的背景干扰多，目前磁钢采集装置，也能屏蔽大部分干扰，但在大变速，超低速及100公里以上车速时，稳定性就存在问题。同时在装置出现故障时无法判断到底是磁钢还是磁钢采集装置出现的故障，维修麻烦。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在的上述问题，在于提供一种磁钢信号处理装置，该装置结构简单，使用方便，运行成本低，工作效率高，可有效的对背景噪声进行抑制，同时故障检修方便，可实现数据远传。
本实用新型的目的可通过以下技术方案来实现：
一种磁钢信号处理装置，包括高速运算模块、数据采集模块、限幅模块、信号调制模块和输入模块，所述的输入模块与信号调制模块连接，信号调制模块与限幅模块连接，限幅模块与数据采集模块连接，数据采集模块与高速运算模块连接。
信号调制模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一运算放大器U1和第二运算放大器U2，第一电阻R1一端与输入模块连接，另一端与第二电阻R2一端连接并通过第二电容C2连接到第一运算放大器U1同相端；第二电阻R2另一端与第一运算放大器U1反向端连接并通过第一电容C1连接到电气地；第一运算放大器U1的正电源端和负电源端分别与正电源和负电源连接；第一运算放大器U1的输出端通过依次连接的第三电阻R3和第四电阻R4与第二运算放大器U2连接；第三电阻R3与第四电阻R4连接的一端通过第三电容C3连接电气地，并通过第四电容C4与第二运算放大器U2的输出端连接；第二运算放大器U2的反向端通过第五电阻R5与电气地连接，并通过第六电阻R6与第二运算放大器U2的输出端连接；第二运算放大器U2的正电源端和负电源端分别与正电源和负电源连接。
该磁钢信号处理装置还包括显示模块、通讯模块和输出模块，显示模块与高速运算模块连接并显示磁钢信号值；通讯模块与高速运算模块连接并提供对外通讯接口；输出模块与高速运算模块连接并输出开关量信号。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、结构简单，运行可靠；2、对磁钢信号中的背景噪声可以进行更好的抑制；3、可以方便的定位检测过程发生故障时的故障点；4、可以实现数据远传。
附图说明
图1是一种磁钢信号处理装置原理示意图；
图2是图1中信号调制模块的电路示意图；
图中：1-高速运算模块(C8051F040)；2-数据采集模块（C8051F410）；3-限幅模块（AD701）；4-信号调制模块；5-输入模块（AD8021）；6-显示模块（LED数码管）；7-通讯模块（SP3223）；8-输出模块（I/O口）。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步具体说明。
实施例1：
如图1所示，一种磁钢信号处理装置，包括高速运算模块1、数据采集模块2、限幅模块3、信号调制模块4和输入模块5，所述的输入模块5与信号调制模块4连接，信号调制模块4与限幅模块3连接，限幅模块3与数据采集模块2连接，数据采集模块2与高速运算模块1连接。
所述的输入模块5增强输入的磁钢信号的驱动能力并输出给信号调制模块4，信号调制模块4对增强后磁钢信号去除背景噪声并输出到限幅模块3，限幅模块3对去除了噪声的磁钢信号进行幅值调节并输入到数据采集模块2，数据采集模块2将限幅模块3输出的信号通过数据采集模块2进行模数转换并输出到高速运算模块1，高速运算模块1对数据采集模块2输入的数字信号进行处理，转换成磁钢信号实际值。
该磁钢信号处理装置还包括显示模块6、通讯模块7和输出模块8，显示模块6与高速运算模块1连接并显示磁钢信号值；通讯模块7与高速运算模块1连接并提供对外通讯接口；输出模块8与高速运算模块1连接并输出开关量信号。
如图2所示，信号调制模块4包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一运算放大器U1和第二运算放大器U2，信号调制模块可将磁钢信号中的背景噪声衰减为0.1V，可有效滤除高频和中频背景噪声。第一电阻R1一端与输入模块5连接，另一端与第二电阻R2一端连接并通过第二电容C2连接到第一运算放大器U1同相端；第二电阻R2另一端与第一运算放大器U1反向端连接并通过第一电容C1连接到电气地；第一运算放大器U1的正电源端和负电源端分别与正电源和负电源连接；第一运算放大器U1的输出端通过依次连接的第三电阻R3和第四电阻R4与第二运算放大器U2连接；第三电阻R3与第四电阻R4连接的一端通过第三电容C3连接电气地，并通过第四电容C4与第二运算放大器U2的输出端连接；第二运算放大器U2的反向端通过第五电阻R5与电气地连接，并通过第六电阻R6与第二运算放大器U2的输出端连接；第二运算放大器U2的正电源端和负电源端分别与正电源和负电源连接。
高速运算模块1可以采用C8051F040；数据采集模块2可以采用C8051F410；输入模块5可以采用AD8021；限幅模块3可以采用AD701；显示模块6可以采用LED数码管，LED数码显示管显示每路磁钢信号的个数，作为调试故障的依据，检测发生故障时可以直观有效的判断是磁钢还是磁钢信号处理装置的故障；通讯模块7可以采用SP3223；输出模块8可以采用I/O口。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (3)
1.一种磁钢信号处理装置，包括高速运算模块（1），其特征在于：还包括数据采集模块（2）、限幅模块（3）、信号调制模块（4）和输入模块（5），所述的输入模块（5）与信号调制模块（4）连接，信号调制模块（4）与限幅模块（3）连接，限幅模块（3）与数据采集模块（2）连接，数据采集模块（2）与高速运算模块（1）连接。
2. 根据权利要求1所述的一种磁钢信号处理装置，其特征在于：所述的信号调制模块（4）包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一运算放大器U1和第二运算放大器U2，第一电阻R1一端与输入模块（5）连接，另一端与第二电阻R2一端连接并通过第二电容C2连接到第一运算放大器U1同相端；第二电阻R2另一端与第一运算放大器U1反向端连接并通过第一电容C1连接到电气地；第一运算放大器U1的正电源端和负电源端分别与正电源和负电源连接；第一运算放大器U1的输出端通过依次连接的第三电阻R3和第四电阻R4与第二运算放大器U2连接；第三电阻R3与第四电阻R4连接的一端通过第三电容C3连接电气地，并通过第四电容C4与第二运算放大器U2的输出端连接；第二运算放大器U2的反向端通过第五电阻R5与电气地连接，并通过第六电阻R6与第二运算放大器U2的输出端连接；第二运算放大器U2的正电源端和负电源端分别与正电源和负电源连接。
3. 根据权利要求1所述的一种磁钢信号处理装置，其特征在于：该磁钢信号处理装置还包括显示模块（6）、通讯模块（7）和输出模块（8），显示模块（6）与高速运算模块（1）连接并显示磁钢信号值；通讯模块（7）与高速运算模块（1）连接并提供对外通讯接口；输出模块（8）与高速运算模块（1）连接并输出开关量信号。
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|---|---|---|---|---|
| CN111174902A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-19 | 神州高铁技术股份有限公司 | 磁钢信号处理方法、系统以及存储介质、轨边检测系统 |
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2011
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| CN111174902B (zh) * | 2019-12-31 | 2020-09-15 | 神州高铁技术股份有限公司 | 磁钢信号处理方法、系统以及存储介质、轨边检测系统 |
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