CN210802516U - 传感器、失稳检测系统及转向架 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种传感器、失稳检测系统及转向架，传感器包括金属外壳、金属内壳、调节件以及设于金属内壳中的电路单元；其中，金属外壳的一侧面设有第一开口且该侧面连接有用于封装第一开口的第一封盖；金属内壳位于金属外壳内部，朝向第一封盖的侧面设有第二开口，且该侧面连接有用于封装第二开口的第二封盖；调节件设于金属外壳与金属内壳之间，用于调整金属外壳与金属内壳之间的间距；电路单元电连接有信号线缆，信号线缆依次穿过金属内壳的侧壁、金属外壳的侧壁向外延伸，且用于与信号处理器电连接；在第一开口、第二开口朝上时，金属外壳与金属内壳之间的空隙中填充有液态的硅橡胶，硅橡胶固化后用于将金属内壳绝缘支撑于金属外壳内。

Description

传感器、失稳检测系统及转向架

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，更具体地说，是涉及一种传感器、失稳检测系统及转向架。

背景技术

随着高速铁路运输的迅猛发展及其速度的不断提升，其运行安全性、舒适性的实时监控成为首要的工作。由于轨道机车结构复杂，工作环境严苛，电磁环境复杂，因此必须设计能够在复杂环境中可靠工作的系统对车辆的运行状态进行安全监控；由于轨道车辆结构的特殊性，对轨道车辆的监控最为重要的就是对转向架的状态进行实时监控。

转向架失稳检测装置的检测质量及其依赖失稳检测传感器的可靠性。而现有的单层金属壳体传感器存在电磁兼容性差、耐压低、防护等级低、信号传输精度低的问题，因此其检测信号容易受到电磁干扰，导致转向架失稳检测装置发生误判、错判的情况；双层金属壳体传感器的振动响应频率调整困难，因而导致传感器的感应精度低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种传感器、失稳检测系统及转向架，旨在解决现有技术中传感器抗干扰性差、感应精度低的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种传感器，包括金属外壳、金属内壳、调节件以及设于金属内壳中的电路单元；其中，金属外壳的一侧面设有第一开口且该侧面连接有用于封装第一开口的第一封盖；金属内壳位于金属外壳内部，朝向第一封盖的侧面设有第二开口，且该侧面连接有用于封装第二开口的第二封盖；调节件设于金属外壳与金属内壳之间，用于调整金属外壳与金属内壳之间的间距；电路单元电连接有信号线缆，信号线缆依次穿过金属内壳的侧壁、金属外壳的侧壁向外延伸，且用于与信号处理器电连接；在第一开口、第二开口朝上时，金属外壳与金属内壳之间的空隙中填充有液态的硅橡胶，硅橡胶固化后用于将金属内壳绝缘支撑于金属外壳内。

作为本申请另一实施例，金属内壳的一个侧壁上设有轴孔；调节件的一端与轴孔转动连接，另一端与金属外壳的壳壁螺纹连接。

作为本申请另一实施例，轴孔设有多个，调节件也设有多个且与多个轴孔一一对应连接。

作为本申请另一实施例，金属外壳的内壁上设有多个螺纹盲孔，多个螺纹盲孔用于与多个调节件一一对应并螺纹连接。

作为本申请另一实施例，调节件包括转轴以及螺纹部；其中，转轴与轴孔转动连接；螺纹部一端与盲孔螺纹连接，另一端与转轴对接，且螺纹部与转轴的对接端与金属内壳的外壁抵接。

作为本申请另一实施例，金属内壳的壳壁上设有多个插装孔，电路单元上设有多个与各个插装孔一一对应插接的插接体。

作为本申请另一实施例，硅橡胶固化后包覆于金属内壳、第二封盖的外表面。

作为本申请另一实施例，固化后的硅橡胶与第一封盖之间设有膨胀间隙。

本实用新型提供的传感器的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型传感器的金属内壳与金属外壳之间的间距能够通过调节件进行调整，能够控制填充于金属内壳与金属外壳之间的液态的硅橡胶固化后的厚度，从而使最终得到的硅橡胶的弹性模量与设计值匹配，确保其振动传递频率与传感器的响应频率相匹配，提高传感器的感应精度；

硅橡胶固化后即可实现金属内壳与金属外壳的相对位置固定，依次封装第二封盖、第一封盖后金属内壳与金属外壳共同形成对电路单元的双层金属屏蔽结构，提高传感器的抗电磁干扰能力；

在填充液态硅橡胶之前将线缆依次穿出金属内壳侧壁、金属外壳侧壁后用于与信号处理器电连接，待硅橡胶固化后能够对信号线缆的周围形成包覆，从而产生密封作用，能够确保传感器良好的防水防尘性能。

本实用新型还提供了一种失稳检测系统，包括信号处理器及多个上述传感器，多个传感器分别与信号处理器电连接。

本实用新型提供的失稳检测系统的有益效果与上述传感器的有益效果相同，在此不再赘述。

本实用新型还提供了一种转向架，包括转向架本体以及上述失稳检测系统，其中，转向架本体具有多个检测位置，每一检测位置上均设有上述传感器。

本实用新型提供的失稳检测系统的有益效果与上述传感器的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的传感器的爆炸分解结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的传感器的内部结构剖视图；

图3为本实用新型实施例提供的失稳检测系统的电连接框架图。

图中：1、金属外壳；10、连接孔；11、第一封盖；12、螺纹盲孔；13、第一开口；2、金属内壳；20、穿线孔；21、第二封盖；22、轴孔；23、插装孔； 24、第二开口；3、调节件；31、螺纹部；32、转轴；4、膨胀间隙；5、电路单元；51、插接体；6、固定接头；7、信号线缆；8、硅橡胶；9、信号处理器；100、传感器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的传感器进行说明。所述传感器，包括金属外壳1、金属内壳2、调节件3以及设于金属内壳2中的电路单元5；其中，金属外壳1的一侧面设有第一开口13且该侧面连接有用于封装第一开口13的第一封盖11；金属内壳2位于金属外壳1内部，朝向第一封盖11 的侧面设有第二开口24，且该侧面连接有用于封装第二开口24的第二封盖21；调节件3设于金属外壳1与金属内壳2之间，用于调整金属外壳1与金属内壳 2之间的间距；电路单元5电连接有信号线缆7，信号线缆7依次穿过金属内壳 2的侧壁、金属外壳1的侧壁向外延伸，且用于与信号处理器9电连接；在第一开口13、第二开口24朝上时，金属外壳1与金属内壳2之间的空隙中填充有液态的硅橡胶8，硅橡胶8固化后用于将金属内壳2绝缘支撑于金属外壳1 内。

本实用新型提供的传感器的组装方式：将信号线缆7由金属内壳2的内部向外依次穿过金属内壳2的侧壁(穿线孔20)、金属外壳1的侧壁(连接孔10)，信号线缆7通过固定接头6(与金属外壳1的侧壁螺纹连接)与金属外壳1固定，然后将电路单元5与金属内壳2的内壁固定连接，以确保电路单元5上的敏感元件能够准确感应外界传递至金属内壳2上的振动加速度；

金属内壳2放置于金属外壳1内部，通过调节件3对金属内壳2与金属外壳1之间的间距进行调整，从而控制填充于两者之间液态的硅橡胶8固化后的厚度，硅橡胶8的厚度决定了其弹性模量，弹性模量能够体现在硅橡胶8受到振动应力时发生的体积震荡和振动频率传递，从而对金属内壳2产生挤压振动，该挤压振动的频率即外界传递至金属内壳2的振动频率，电路单元5上的敏感元件感应该振动频率并传递至信号处理器9，信号处理器9进行判断该振动频率是否处于安全范围内；

间距调整完成后，封装第二封盖21，然后向金属内壳2与第一开口13朝上的金属外壳1之间填充液态硅橡胶8，以液面高度超出第二封盖21的位置为准，待硅橡胶8固化后，一方面能够用于振动频率的传递，另一方面还具有将金属内壳2绝缘固定在金属外壳1内部的作用；然后将通过第一封盖11对第一开口13进行封装，形成最终的双层金属屏蔽层结构。

本实用新型提供的传感器，与现有技术相比，金属内壳2与金属外壳1之间的间距能够通过调节件3进行调整，从而能够将填充于金属内壳2与金属外壳1之间的硅橡胶8调整至合理厚度，确保硅橡胶8固化后的弹性模量与设计值匹配，从而实现硅橡胶8的振动传递频率与传感器的响应频率相匹配，提高传感器的感应精度；

硅橡胶8固化后即可实现金属内壳2与金属外壳1的相对位置固定，且在封装了第二封盖21、第一封盖11后，金属内壳2与金属外壳1共同形成对电路单元5的双层金属屏蔽结构，提高传感器的抗电磁干扰能力；

在填充液态硅橡胶8之前将线缆依次穿出金属内壳2侧壁、金属外壳1侧壁后与信号处理器9电连接，待硅橡胶8固化后能够对信号线缆7周围形成包覆密封作用，从而确保传感器良好的防水防尘性能。

作为本实用新型提供的传感器的一种具体实施方式，请一并参阅图1及图 2，金属内壳2的一个侧壁上设有轴孔22；调节件3的一端与轴孔22转动连接，另一端与金属外壳1的壳壁螺纹连接。调整金属内壳2与金属外壳1之间的间距时，转动调节件3，利用调节件3与金属外壳1的螺纹连接方式，调节件3 旋入金属外壳1深，则金属外壳1与金属内壳2之间的间距小，反之则两者之间的间距大，结构简单，间距调整方便准确。

在本实施例中，作为一种具体实施方式，轴孔22设有多个，调节件3也设有多个且与多个轴孔22一一对应连接。通过多个调节件3与轴孔22转动连接，使金属内壳2与金属外壳1之间实现多点连接及调节，确保金属内壳2与金属外壳1连接稳定的同时，能够保证金属内壳2的外壁的各个位置与金属外壳1 的内壁之间的间距保持一致，确保硅橡胶8的振动频率传递准确，提高传感器的感应精度。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，金属外壳1的内壁上设有多个螺纹盲孔12，多个螺纹盲孔12用于与多个调节件3一一对应并螺纹连接。采用盲孔结构，避免破坏金属外壳1的整体性，使金属外壳1的电磁屏蔽效果好，从而保证传感器的抗干扰性能。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，调节件3包括转轴32以及螺纹部31；其中，转轴32与轴孔22转动连接；螺纹部31一端与螺纹盲孔12连接，另一端与转轴32对接，且螺纹部31与转轴32的对接端与金属内壳2的外壁抵接。结构简单，连接方便，且能够保证金属内壳2与金属外壳1之间的间距调整简单准确。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，金属内壳2的壳壁上设有多个插装孔23，电路单元5上设有多个与各个插装孔23一一对应插接的插接体51。电路单元5与金属内壳2进行插装连接，安装方便，必要时在插装孔23和/或插接体51上涂覆粘接胶，从而实现电路单元5与金属内壳2 的刚性连接，确保电路单元5与内壳的连接固定稳定可靠的同时，能够保证电路单元5上的敏感元件能够准确感应由外界传递至金属内壳2上的振动加速度，保证传感器的感应精度高。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，硅橡胶8固化后包覆于金属内壳2、第二封盖21的外表面。将第二封盖21封装于金属内壳2 的开放侧面后再进行填充液态硅橡胶8的步骤，使液态硅橡胶8能够完全包覆金属内壳2(包括第二封盖21)，确保金属内壳2与金属外壳1之间的高度绝缘，提高传感器的耐压性能。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，固化后的硅橡胶8与第一封盖11之间设有膨胀间隙4。在填充液态的硅橡胶8时，使金属外壳1的第一开口13向上，将液面灌装至超过第二封盖21且未达到第一开口13 的位置，并保持第一开口13朝上直至硅橡胶8固化完成。

传感器内部电路单元5工作发热，使硅橡胶8受热膨胀，对金属外壳1产生挤压作用，设置膨胀间隙4用以容纳硅橡胶8的受热膨胀量，避免硅橡胶8 对封装于金属外壳1上的第一封盖11进行挤压导致第一封盖11的封装位置受损影响电磁屏蔽性能的情况，从而确保双层金属屏蔽层结构的稳定性，保证传感器的工作稳定可靠。

本实用新型还提供一种失稳检测系统。请参阅图3，所述失稳检测系统包括信号处理器9及多个上述传感器100，多个传感器100分别与信号处理器9 电连接。

本实用新型提供的失稳检测系统，本实用新型提供的失稳检测系统，采用了多个上述传感器100，每个传感器100用于将各个检测位置的振动频率传递至处理器并通过处理器进行分析处理，由于每个传感器100均具有很强的抗电磁干扰能力，因而能够确保检测信号准确可靠，处理器对稳定状态进行判断后将结果信号发送给控制系统，确保控制系统能够实时得到准确的稳定性监测结果，以便进行下一步控制指令。

本实用新型还提供一种转向架。所述转向架包括转向架本体以及上述失稳检测系统，其中，失稳检测系统用于与机车控制系统电连接，转向架本体具有多个检测位置，每一检测位置上均设有上述传感器。

本实用新型提供的转向架，采用了上述失稳检测系统，能够准确检测转向架各个位置的振动频率，从而判断转向架运行状态是否平稳，并将判断结果信号发送至机车控制系统，使机车控制系统控制各个动作执行机构做出相应的动作，确保机车稳定运行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.传感器，其特征在于，包括：

金属外壳，一侧面设有第一开口且该侧面连接有用于封装所述第一开口的第一封盖；

金属内壳，位于所述金属外壳内部，所述金属内壳朝向所述第一封盖的侧面设有第二开口，且该侧面连接有用于封装所述第二开口的第二封盖；

调节件，设于所述金属外壳与所述金属内壳之间，用于调整所述金属外壳与所述金属内壳之间的间距；

电路单元，设于所述金属内壳中，所述电路单元电连接有信号线缆，所述信号线缆依次穿过所述金属内壳的侧壁、所述金属外壳的侧壁向外延伸，且用于与信号处理器电连接；

在所述第一开口、所述第二开口朝上时，所述金属外壳与所述金属内壳之间的空隙中填充有液态的硅橡胶，所述硅橡胶固化后用于将所述金属内壳绝缘支撑于所述金属外壳内。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述金属内壳的一个侧壁上设有轴孔；所述调节件的一端与所述轴孔转动连接，另一端与所述金属外壳的壳壁螺纹连接。

3.如权利要求2所述的传感器，其特征在于：所述轴孔设有多个，所述调节件也设有多个且与多个所述轴孔一一对应连接。

4.如权利要求3所述的传感器，其特征在于：所述金属外壳的内壁上设有多个螺纹盲孔，多个所述螺纹盲孔用于与多个所述调节件一一对应并螺纹连接。

5.如权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述调节件包括：

转轴，与所述轴孔转动连接；

螺纹部，一端与所述盲孔螺纹连接，另一端与所述转轴对接，且所述螺纹部与所述转轴的对接端与所述金属内壳的外壁抵接。

6.如权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述金属内壳的壳壁上设有多个插装孔，所述电路单元上设有多个与各个所述插装孔一一对应插接的插接体。

7.如权利要求1-6任一项所述的传感器，其特征在于：所述硅橡胶固化后包覆于所述金属内壳、所述第二封盖的外表面。

8.如权利要求7所述的传感器，其特征在于：固化后的所述硅橡胶与所述第一封盖之间设有膨胀间隙。

9.失稳检测系统，其特征在于：包括信号处理器及多个如权利要求1-8任一项所述的传感器，多个所述传感器分别与所述信号处理器电连接。

10.转向架，其特征在于：包括转向架本体以及如权利要求9所述的失稳检测系统，其中，所述失稳检测系统用于与机车控制系统电连接，所述转向架本体具有多个检测位置，每一所述检测位置上均设有所述的传感器。

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