CN204944541U - 一种变送器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变送器，其设置于风路工况监控系统；变送器上设置有温度传感器和风速传感器，其中，温度传感器包括环境温度传感器和轴温传感器；环境温度传感器位于变送器内部；变送器上设置有4芯M12连接器接口，用于连接轴温传感器；风速传感器和轴温传感器均位于变送器对应的通风支路的内部；环境温度传感器用于测量通风支路的风机所处的环境温度；轴温传感器用于测量风机的轴承温度；风速传感器用于测量通风支路内的风速信息；变送器将测量得到的环境温度、轴承温度和风速信息进行滤波处理后传输至风路工况监控系统主机。

Description

一种变送器

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种变送器。

背景技术

良好的通风系统是轨道车辆得以健康运行的保障。一旦通风系统出现故障，轨道车辆就不能再持续运行，强行持续运行将导致严重的后果：变压器、牵引电机等大型关键设备有很大概率发生高温烧毁的危险。因此，需要对通风系统的健康状态进行实时监控，及时发现通风系统的故障信息。从而保证整个轨道车辆的健康运行。

通风系统由过滤网、通风管道、通风电机、被散热目标四部分组成，整个轨道车辆一般由三大类通风系统组成，分别为：牵引通风系统、主变压器通风系统和制动通风系统。牵引通风系统一般采用离心式通风电机，主变压器通风系统和制动通风系统一般采用轴流式通风电机。现有的轨道车辆通风系统通过各传感器采集相关数据，直接传递给主机，由主机对采集到的相关数据进行汇总并进一步计算处理，对主机的要求较高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种变送器，以解决主机对采集得到的数据进行计算处理的压力大，对主机的要求高的问题。

为了解决上述问题，本实用新型公开了一种变送器，所述变送器设置于风路工况监控系统，所述变送器上设置有温度传感器和风速传感器，其中，所述温度传感器包括环境温度传感器和轴温传感器；

所述环境温度传感器位于所述变送器内部；

所述变送器上设置有4芯M12连接器接口，用于连接所述轴温传感器；

所述风速传感器和所述轴温传感器均位于所述变送器对应的通风支路的内部；

所述环境温度传感器用于测量所述通风支路的风机所处的环境温度；

所述轴温传感器用于测量所述风机的轴承温度；

所述风速传感器用于测量所述通风支路内的风速信息；

所述变送器将测量得到的环境温度、轴承温度和风速信息进行滤波处理后传输至风路工况监控系统主机。

优选地，所述变送器按照预设间隔时间读取所述风速传感器测量的风速信息、所述环境温度传感器测量的环境温度和所述轴温传感器测量的轴承温度。

优选地，所述变送器通过RS485总线将测量得到的环境温度、轴承温度和风速信息进行滤波处理后传输至风路工况监控系统主机。

优选地，所述变送器内部还设置有轴温传感器温度处理电路。

优选地，所述轴温传感器与所述风机的轴承相连。

优选地，所述轴温传感器为PT100型轴温传感器。

优选地，所述风速传感器为超声波风速传感器。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的变送器上设置有温度传感器和风速传感器，其中，温度传感器包括环境温度传感器和轴温传感器；环境温度传感器位于变送器内部；变送器上设置有4芯M12连接器接口，用于连接轴温传感器；风速传感器和轴温传感器均位于变送器对应的通风支路的内部；环境温度传感器用于测量通风支路的风机所处的环境温度；轴温传感器用于测量风机的轴承温度；风速传感器用于测量通风支路内的风速信息；变送器将测量得到的环境温度、轴承温度和风速信息进行滤波处理后传输至风路工况监控系统主机。在各传感器与主机之间增加变送器，采用分布式计算的方式，分担了主机对各传感器采集得到的数据的计算处理压力，主机只要集中处理判断数据是否达到警戒值即可，不需要再关心数据滤波处理计算。

而且，通过在各传感器和主机之间增加变送器，可以根据实际情况调整各传感器的工作状态和数量等，使风路工况监控系统更加灵活，扩展性更好。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型提供的一种变送器的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1

本实施例提供了一种变送器。

所述变送器设置于风路工况监控系统。

参照图1，示出了本实用新型提供的一种变送器的结构示意图。

所述变送器上设置有温度传感器10和风速传感器12，其中，所述温度传感器10包括环境温度传感器100和轴温传感器101。

所述环境温度传感器100位于所述变送器内部。

所述变送器预留电气接口，接口为4芯M12连接器，用于连接所述轴温传感器101。

所述风速传感器12和所述轴温传感器101均位于所述变送器对应的通风支路的内部。

所述环境温度传感器100用于测量所述通风支路的风机所处的环境温度。

优选地，设置于通风支路中的风速传感器12测量风速、方向和强度信号。

本实用新型实施例中的风速传感器可以采用超声波风速传感器。超声波风速传感器的基本工作原理为：

声音在空气中的传播速度，会和风向上的气流速度叠加。若超声波的传播方向与风向相同，它的速度会加快；反之，若超声波的传播方向与风向相反，它的速度会变慢。因此，在固定的检测条件下，超声波在空气中传播的速度可以和风速函数对应。通过计算即可得到精确的风速和风向。由于超声波在空气中传播时，它的速度受温度的影响很大；但是超声波风速传感器检测两个通道上的两个相反方向，因此温度对超声波速度产生的影响可以忽略不计。

由于超声波风速传感器没有机械转动部件，不存在机械磨损、阻塞、冰冻等问题，同时也没有“机械惯性”，可捕捉瞬时的风速变化。

超声波风速传感器的特性为：

a)尺寸小，风阻小

b)适合较恶劣的工作环境：

i.工作温度范围-40℃～+80℃

ii.防尘防水：IP65

c)测量范围广：0～60m/s

d)测量准确度高：±0.5m/s，分辨率0.1m/s

e)具备风向探测能力

f)安装方便，安装支架可以定制，重量仅320g

g)产品可维护性能高，一年维护一次即可

h)功耗：监测功耗小于1w

所述轴温传感器101用于测量所述风机的轴承温度。

所述风速传感器12用于测量所述通风支路内的风速信息。

所述变送器将测量得到的环境温度、轴承温度和风速信息进行滤波处理后传输至风路工况监控系统主机。

优选地，所述变送器可以按照预设间隔时间读取所述风速传感器12测量的风速信息、所述环境温度传感器100测量的环境温度和所述轴温传感器101测量的轴承温度。其中，预设间隔时间可以为1秒，也可以为其他时间，具体可以根据实际情况而定。

优选地，所述变送器通过RS485总线将测量得到的环境温度、轴承温度和风速信息进行滤波处理后传输至风路工况监控系统主机。

风路工况监控系统主机对接收到的风速信息、环境温度和轴承温度以及从轨道车辆控制系统中获取的风机工况信息、轨道车辆运行信息进行处理，得到风路工况监控结果，并上报给轨道车辆控制系统。

优选地，风路工况监控系统主机记录测量得到的风速信息、环境温度和轴承温度得到通风支路历史数据。

优选地，风路工况监控系统主机通过以太网口或者RS485总线从轨道车辆控制系统获取风机的电压、频率和目标温度，将风机的电压、频率和目标温度与通风支路历史数据进行比较，判断通风支路是否工作正常，并将判断结果通过以太网口或者RS485总线传输至轨道车辆控制系统。

风路工况监控系统主机的基本工作原理为：

连接变送器，把变送器上传输过来的风速信息、环境温度和轴承温度等数据进行处理，通过特有的算法，计算出当前通风支路内的准确风速和风机温度等。

通过以太网口，从轨道车辆控制系统获取当前风机的电压和频率信息、被散热器件的温度信息，然后把风速信息、环境温度、轴承温度、风机电压和频率信息以及历史学习到的数据进行比较，从而正确判定当前的通风支路是否工作正常。最后把判定结果通过以太网口通知轨道车辆控制系统。

风路工况监控系统主机的特性为：

a)实时监控所辖通风支路

b)内置专家数据库，对风机功耗、风道风速、散热目标温度综合分析

c)LED/LCD指示可选择功能(定制选择)

d)可连接多个监测风路

e)布线简单、体积小巧，安装、维护方便

所述变送器内部还设置有轴温传感器温度处理电路。所述轴温传感器101与所述风机的轴承相连。所述轴温传感器101为PT100型轴温传感器。

由于通风支路是一个不规则形状，风机是一个变频风机，也就是说风源、风路都是非固定值，这样就会导致通风支路中紊流的发生，使得对通风支路中风速的准确测量成为一个难题。本实用新型实施例所采用的专家数据库以及变送器中集成的滤波算法，很好的解决了此问题。

早期在轨道车辆中为了监控风机的运行状况，在通风支路中安装风速开关继电器。为风速开关继电器设置一个阈值，当风力达到阈值时，认为风机工作正常，否则判断为风机异常。这种方法工作原理简单，但随着变频风机的引入，这种方法不再适合。本实用新型实施例需要根据风机的工作状况、散热体的温度、风道中的风力来综合判断风机是否正常工作，而不能采用简单阈值的方式来进行判断。

由于风速传感器较大，而且安装在通风支路内风机的正上方处，风速传感器和通风支路管壁采用风速传感器支架连接，受重力和轨道车辆长期振动的影响，存在风速传感器脱落掉进通风支路损坏风机的安全隐患。为了解决这个安全隐患，采用了防止风速传感器脱落的方案，在风速传感器和支架上增加防脱落链条，一旦风速传感器脱落，链条能把风速传感器拉住，而不至于造成风速传感器掉落到风机上而发生安全事故。同时，一旦风速传感器脱落，监控主机就会发出风速传感器脱落报警信息，司乘人员可以做出相应的应急处理，从而达到消除风速传感器脱落的安全隐患的目的。

综上所述，本实用新型提供的变送器上设置有温度传感器和风速传感器，其中，温度传感器包括环境温度传感器和轴温传感器；环境温度传感器位于变送器内部；变送器上设置有4芯M12连接器接口，用于连接轴温传感器；风速传感器和轴温传感器均位于变送器对应的通风支路的内部；环境温度传感器用于测量通风支路的风机所处的环境温度；轴温传感器用于测量风机的轴承温度；风速传感器用于测量通风支路内的风速信息；变送器将测量得到的环境温度、轴承温度和风速信息进行滤波处理后传输至风路工况监控系统主机。在各传感器与主机之间增加变送器，采用分布式计算的方式，分担了主机对各传感器采集得到的数据的计算处理压力，主机只要集中处理判断数据是否达到警戒值即可，不需要再关心数据滤波处理计算。

而且，通过在各传感器和主机之间增加变送器，可以根据实际情况调整各传感器的工作状态和数量等，使风路工况监控系统更加灵活，扩展性更好。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种变送器，其特征在于，所述变送器设置于风路工况监控系统；所述变送器上设置有温度传感器和风速传感器，其中，所述温度传感器包括环境温度传感器和轴温传感器；

所述环境温度传感器位于所述变送器内部；

所述变送器上设置有4芯M12连接器接口，用于连接所述轴温传感器；

所述风速传感器和所述轴温传感器均位于所述变送器对应的通风支路的内部；

所述环境温度传感器用于测量所述通风支路的风机所处的环境温度；

所述轴温传感器用于测量所述风机的轴承温度；

所述风速传感器用于测量所述通风支路内的风速信息；

所述变送器将测量得到的环境温度、轴承温度和风速信息进行滤波处理后传输至风路工况监控系统主机。

2.根据权利要求1所述的变送器，其特征在于，所述变送器按照预设间隔时间读取所述风速传感器测量的风速信息、所述环境温度传感器测量的环境温度和所述轴温传感器测量的轴承温度。

3.根据权利要求1所述的变送器，其特征在于，所述变送器通过RS485总线将测量得到的环境温度、轴承温度和风速信息进行滤波处理后传输至风路工况监控系统主机。

4.根据权利要求1所述的变送器，其特征在于，所述变送器内部还设置有轴温传感器温度处理电路。

5.根据权利要求1所述的变送器，其特征在于，所述轴温传感器与所述风机的轴承相连。

6.根据权利要求1所述的变送器，其特征在于，所述轴温传感器为PT100型轴温传感器。

7.根据权利要求1所述的变送器，其特征在于，所述风速传感器为超声波风速传感器。