CN211139034U

CN211139034U - 过分相装置及系统

Info

Publication number: CN211139034U
Application number: CN201921624075.1U
Authority: CN
Inventors: 邓江峰; 龚明; 刘宇威; 周德建; 陈洪文
Original assignee: Guangzhou Railway Kekai Manufacturing Co ltd
Current assignee: Guangzhou Railway Kekai Manufacturing Co ltd
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2020-07-31
Anticipated expiration: 2029-09-26

Abstract

本申请涉及一种过分相装置及系统。其中，过分相装置包括列车车感器、信号处理器、比较器和信号采集器。信号采集器的第一输入端连接在信号处理器的输入端与列车车感器的输出端之间，第一输出端连接比较器的正相输入端，第二输入端连接信号处理器的输出端，第二输出端连接比较器的反相输入端。列车车感器的输入端连接信号采集器，并向信号采集器输出高低电平信号，信号采集器会根据列车车感器传输的信号相应的对外输出预告信号或强迫信号。信号采集器将信号处理器输入端和输出端的信号采集，并传输给比较器。通过比较器对输入端的信号和输出端的信号进行比对，若采集到输入端的信号，而未采集到输出端的信号，比较器输出高电平信号。

Description

过分相装置及系统

技术领域

本申请涉及电力机车过分相技术领域，特别是涉及一种过分相装置及系统。

背景技术

电气化铁路是采用分段分相供电，即在电压相位不同的两个供电臂之间嵌入一段无电的中性区，每个供电臂与中性区之间通过锚段关节平滑过渡。针对于列车过分相，目前主要是采用车载自动过分相装置、地面自动过分相两种方式，其中车载自动过分相装置是在电力机车过分相时必须断电运行，即过分相区前车上断路器分开，再利用车辆惯性惰行通过分相区后，车上断路器再重新闭合。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统技术无法及时获取过分相装置的运行状态。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够及时获取过分相装置的运行状态的过分相装置及系统。

为了实现上述目的，一方面，本实用新型实施例提供了一种过分相装置，包括：

列车车感器，设于机车上；

信号处理器，信号处理器的输入端连接列车车感器；

比较器；

信号采集器；信号采集器的第一输入端连接在信号处理器的输入端与列车车感器的输出端之间，第一输出端连接比较器的正相输入端，第二输入端连接信号处理器的输出端，第二输出端连接比较器的反相输入端。

在其中一个实施例中，信号采集器包括第一信号采集电路和第二信号采集电路；

第一信号采集电路的第一输入端连接信号处理器的输入端，第一输出端连接比较器的正相输入端；第二信号采集电路的第二输入端连接信号处理器的输出端，第二输出端连接比较器的反相输入端。

在其中一个实施例中，第一信号采集电路包括第一模数转换电路和延时电路；第二信号采集电路包括第二模数转换电路；

第一模数转换电路的一端连接信号处理器的输入端，另一端通过延时电路连接比较器的正相输入端；第二模数转换电路的一端连接信号处理器的输入端，另一端连接比较器的反相输入端。

在其中一个实施例中，第一信号采集电路还包括第一信号放大器；第二信号采集电路还包括第二信号放大器；

第一信号放大器分别连接第一模数转换电路和延时电路；第二信号放大器的一端连接第二模数转换电路，另一端连接比较器的反相输入端。

在其中一个实施例中，第一信号采集电路还包括第一滤波电路；第二信号采集电路还包括第二滤波电路；

第一滤波电路的一端连接信号处理器的输入端，另一端连接第一模数转换电路；第二滤波电路的一端连接信号处理器的输出端，另一端连接第二模数转换电路。

在其中一个实施例中，还包括报警设备；

报警设备连接比较器的输出端。

在其中一个实施例中，报警设备包括蜂鸣器、警示灯和电铃的任意一种或任意组合。

在其中一个实施例中，比较器为LM211电压比较器。

在其中一个实施例中，还包括存储器；

存储器连接信号采集器。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种过分相系统，包括远程终端，以及如上述任一项的过分相装置；

比较器的输出端连接远程终端。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

本申请提供的过分相装置，包括列车车感器、信号处理器、比较器和信号采集器。信号采集器的第一输入端连接在信号处理器的输入端与列车车感器的输出端之间，第一输出端连接比较器的正相输入端，第二输入端连接信号处理器的输出端，第二输出端连接比较器的反相输入端。列车车感器的输入端连接信号采集器，并向信号采集器输出高低电平信号，信号采集器会根据列车车感器传输的信号相应的对外输出预告信号或强迫信号。信号采集器将信号处理器输入端和输出端的信号采集，并传输给比较器。通过比较器对输入端的信号和输出端的信号进行比对，若采集到输入端的信号，而未采集到输出端的信号，即比较器的正相输入端的电压高于反相输入端的电压，则表明信号处理器存在故障，比较器输出高电平信号。

附图说明

通过附图中所示的本申请的优选实施例的更具体说明，本申请的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1为一个实施例中过分相装置的第一示意性结构框图；

图2为一个实施例中过分相装置的第二示意性结构框图；

图3为一个实施例中过分相装置的第三示意性结构框图；

图4为一个实施例中过分相装置的第四示意性结构框图；

图5为一个实施例中过分相装置的第五示意性结构框图；

图6为一个实施例中过分相装置的第六示意性结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“输出端”、“输出端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及 /或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种过分相装置，包括：

列车车感器10；

信号处理器20，信号处理器的输入端连接列车车感器；

比较器30；

信号采集器40；信号采集器40的第一输入端连接在信号处理器20的输入端与列车车感器10的输出端之间，第一输出端连接比较器30的正相输入端，第二输入端连接信号处理器20的输出端，第二输出端连接比较器30的反相输入端。

其中，列车车感器用于接收地面顶点设备即地面感应器的磁感应信号。

具体地，列车车感器设于机车上，机车行进方向上设有地面感应器，通过地面感应器标志出分相区的位置。一般而言，分相区前方放置有两个地面感应器，分别为第一感应器和第二感应器。当机车行驶时，机车上的列车车感器受第一地面感应器激发，向信号处理器传输第一高电平信号，正常情况下，信号处理器接收到第一高电平信号时，在信号处理器的输出端输出预告信号。需要说明的是，信号处理器接收到第一高电平信号对外输出预告信号为信号处理器固有功能。

信号采集器采集信号处理器输入端及输出端的信号，并向比较器传输。具体地，信号采集器通过第一输出端向比较器的正相输入端传输第一高电平信号，通过第二输出端向比较器的反相输入端传输信号处理器输出的信号。在信号处理器处于故障状态，即不能发出预告信号。预告信号为第二高电平信号，则比较器的正相输入端为高电平，反相输入端为低电平；比较器的输出端输出高电平。通过比较器输出端的高/低电平的判断，即可得到过分相装置中信号处理器是否故障。同理，当列车车感器被第二地面感应器激发时，信号处理器接收到第三高电平信号时，也应该输出强迫信号，即第四高电平信号。通过比较器的输出端输出的信号，即可得到过分相装置是否故障。

比较器的输出端可以连接机车上控制终端，进而给驾驶员提示过分相装置存在问题；也可以连接报警装置，从而在过分相装置存在故障的情况下，进行报警。报警装置可以包括蜂鸣器、电铃等，在此不做具体限定。

优选地，信号采集器可以包括两个信号采集电路，即第一信号采集电路和第二信号采集电路。分别通过第一信号采集电路和第二信号采集电路对信号处理器输入端和输出端的信号进行采集。

在一个具体示例中，列车车感器的输出端也可以连接一个监测设备。监测设备包括信号采集设备及比较器；信号采集设备的输入端连接比较器的反相输入端，第二比较器的正向输入端输入固定电压。固定电压值根据具体列车车感器传输的电平信号的电平而定。若列车车感器存在故障，则列车车感器不能对信号处理器输出高电平信号，则第二比较器根据输入端的电压比较，输出高电平信号。在第二比较器输出端可以连接机车上控制终端，进而给驾驶员提示过分相装置存在问题；也可以连接报警装置，从而在过分相装置存在故障的情况下，进行报警。报警装置可以包括蜂鸣器、电铃等，在此不做具体限定。

本实施例提供的过分相装置，包括列车车感器、信号处理器、比较器和信号采集器。信号采集器的第一输入端连接在信号处理器的输入端与列车车感器的输出端之间，第一输出端连接比较器的正相输入端，第二输入端连接信号处理器的输出端，第二输出端连接比较器的反相输入端。列车车感器的输入端连接信号采集器，并向信号采集器输出高低电平信号，信号采集器会根据列车车感器传输的信号相应的对外输出预告信号或强迫信号。信号采集器将信号处理器输入端和输出端的信号采集，并传输给比较器。通过比较器对输入端的信号和输出端的信号进行比对，若采集到输入端的信号，而未采集到输出端的信号，即比较器的正相输入端的电压高于反相输入端的电压，则表明信号处理器存在故障，比较器输出高电平信号。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种过分相装置，包括：

列车车感器10；

信号处理器20，信号处理器的输入端连接列车车感器；

比较器30；

其中，信号采集器40包括第一信号采集电路410和第二信号采集电路420；

第一信号采集电路410的第一输入端连接信号处理器20的输入端，第一输出端连接比较器30的正相输入端；第二信号采集电路420的第二输入端连接信号处理器20的输出端，第二输出端连接比较器30的反相输入端。

具体地，信号采集器包括两个信号采集电路，即第一信号采集电路和第二信号采集电路。分别通过第一信号采集电路和第二信号采集电路对信号处理器输入端和输出端的信号进行采集。需要说明的是，信号采集电路可以为本领域任意一种信号采集电路，在此不做具体限定。

本实施例提供的过分相装置，通过第一信号采集电路和第二信号采集电路对信号处理器的输入端和输出端进行信号采集，相较于多通道信号采集器而言，避免了信号传输的互相影响，提高了故障报错的可靠性。

在一个实施例中，如图3所示，第一信号采集电路包括第一模数转换电路 411和延时电路413；第二信号采集电路包括第二模数转换电路421；

第一模数转换电路411的一端连接信号处理器的输入端，另一端通过延时电路411连接比较器的正相输入端；第二模数转换电路421的一端连接信号处理器的输入端，另一端连接比较器的反相输入端。

具体地，延时电路可以为本领域任意一种延时电路。在一个具体示例中，延时电路包括电容、差分运算放大器、第一NMOS管、第一PMOS管、第二 PMOS管和电流镜结构，差分运算放大器的负输入端连接第一PMOS管的栅极并作为延时电路的输入端，其正输入端连接第一NMOS管、第一PMOS管和第二PMOS管的漏极以及第二PMOS管的栅极并产生延时电路的输出信号，输出端连接第一NMOS管的栅极并通过电容后接地GND；第一NMOS管的源极接地GND；第一PMOS管和第二PMOS管的源极连接电源电压VDD；电流镜结构用于将延时电路的输出信号按照1:1的比例复制并输出。

第一模数转换电路将信号处理器输入端的信号转换成数字信号，然后经过延时电路发送给比较器的正相输入端。第二模数转换电路将信号处理器输出端的信号住哪换成数字信号，然后发送给比较器的反相输入端。需要说明的是，第一模数转换电路和第二模数转换电路可以为本领域任意一种模数转换电路，在此不做具体限定。优选地，第一模数转换电路与第二模数转换电路的电路拓扑图相同。

本实施通过延时电路，使得比较器的正相输入端和反向输入端能够同时接收到信号输入，提高比较器输出信号的可靠性。

在其中一个实施例中，如图4所示，第一信号采集电路还包括第一信号放大器415；第二信号采集电路还包括第二信号放大器423；

第一信号放大器415分别连接第一模数转换电路411和延时电路413；第二信号放大器423的一端连接第二模数转换电路421，另一端连接比较器的反相输入端。

具体而言，通过第一信号放大器和第二信号放大器对采集的信号进行放大。本实施例通过在第一信号采集电路和第二信号采集电路中采用信号放大器，对于检测信噪比很低的微弱信号，有较好的效果。

具体地，滤波电路可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电信号，或消除一个特定频率后的电信号。采用第一滤波电路和第二滤波电路，可以对干扰信号进行去除，从而得到列车车感器传输的目标信号。需要说明的是，滤波电路可以为本领域任意一种滤波电路，在此不做限定。

通过采用滤波器，提高了信号获取的准确度，进一步地提高了过分相装置的故障报错的准确度。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种过分相装置，包括：

列车车感器10；

信号处理器20，信号处理器的输入端连接列车车感器；

比较器30；

还包括报警设备50；

报警设备50连接比较器30的输出端。

具体地，报警设备可以为本领域任意一种报警设备，在此不做具体限定。在其中一个实施例中，报警设备包括蜂鸣器、警示灯和电铃的任意一种或任意组合。

本实施例提供的过分相装置故障时，比较器输出高电平信号，报警设备接收到高电平信号时，触发并报警。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种过分相装置，包括：

列车车感器10；

信号处理器20，信号处理器的输入端连接列车车感器；

比较器30；

还包括存储器60；

存储器60连接信号采集器40。

具体地，信号采集器将采集到的信号存储在存储器中，以便需要时进行调用查看。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种过分相装置，其特征在于，包括：

列车车感器；

信号处理器，所述信号处理器的输入端连接所述列车车感器；

比较器；

信号采集器；所述信号采集器的第一输入端连接在所述信号处理器的输入端与所述列车车感器的输出端之间，第一输出端连接所述比较器的正相输入端，第二输入端连接所述信号处理器的输出端，第二输出端连接所述比较器的反相输入端。

2.根据权利要求1所述的过分相装置，其特征在于，所述信号采集器包括第一信号采集电路和第二信号采集电路；

所述第一信号采集电路的第一输入端连接所述信号处理器的输入端，第一输出端连接所述比较器的正相输入端；所述第二信号采集电路的第二输入端连接所述信号处理器的输出端，第二输出端连接所述比较器的反相输入端。

3.根据权利要求2所述的过分相装置，其特征在于，所述第一信号采集电路包括第一模数转换电路和延时电路；所述第二信号采集电路包括第二模数转换电路；

所述第一模数转换电路的一端连接所述信号处理器的输入端，另一端通过所述延时电路连接所述比较器的正相输入端；所述第二模数转换电路的一端连接所述信号处理器的输入端，另一端连接所述比较器的反相输入端。

4.根据权利要求3所述的过分相装置，其特征在于，所述第一信号采集电路还包括第一信号放大器；所述第二信号采集电路还包括第二信号放大器；

所述第一信号放大器分别连接所述第一模数转换电路和所述延时电路；所述第二信号放大器的一端连接所述第二模数转换电路，另一端连接所述比较器的反相输入端。

5.根据权利要求3或4所述的过分相装置，其特征在于，所述第一信号采集电路还包括第一滤波电路；所述第二信号采集电路还包括第二滤波电路；

所述第一滤波电路的一端连接所述信号处理器的输入端，另一端连接所述第一模数转换电路；所述第二滤波电路的一端连接所述信号处理器的输出端，另一端连接所述第二模数转换电路。

6.根据权利要求1所述的过分相装置，其特征在于，还包括报警设备；

所述报警设备连接所述比较器的输出端。

7.根据权利要求6所述的过分相装置，其特征在于，所述报警设备包括蜂鸣器、警示灯和电铃的任意一种或任意组合。

8.根据权利要求1所述的过分相装置，其特征在于，所述比较器为LM211电压比较器。

9.根据权利要求1所述的过分相装置，其特征在于，还包括存储器；

所述存储器连接所述信号采集器。

10.一种过分相系统，其特征在于，包括远程终端，以及如权利要求1至9任一项所述的过分相装置；

所述比较器的输出端连接所述远程终端。