CN217181036U - 一种贴轨式直流轨道电流传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种贴轨式直流轨道电流传感器，具体应用于传感器技术领域，其中传感器结构包括：第一铁芯、第二铁芯、第三铁芯、第四铁芯、第五铁芯、霍尔模块及信号处理模块；所述第一铁芯依次与所述第二铁芯及所述第三铁芯连接，所述第三铁芯通过转轴与所述第四铁芯活动连接，所述第四铁芯与所述第五铁芯连接，所述第一铁芯通过连接线与所述第五铁芯连接，且所述第一铁芯、所述第二铁芯、所述第三铁芯、所述第四铁芯及所述第五铁芯形成包围所述待测钢轨的半包结构；所述霍尔模块的输入端与所述第五铁芯连接，输出端与所述信号处理模块连接；本实用新型可提高测试精度。

Description

一种贴轨式直流轨道电流传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，更具体的说是涉及一种贴轨式直流轨道电流传感器。

背景技术

目前，国内直流供电的轨道交通线路，对于线路对外泄露的直流杂散电流程度都十分重视。很多测试场合都需要直接对轨道上的直流电流进行检测，以便于进行轨道上电流分布和泄散量的分析。

但是，但是以往技术条件中受限于直流测试传感器的结构形式和轨条全部焊接在一起的背景，无法在轨道上安装市场已经存在的硬性环状直流电流传感器。

目前对于轨条上的电流测量主要依靠间接换算方法获取，即测试出一定长度L轨条的纵向电阻，然后测试出该长度L轨条在行车或有电流激励情况下的纵向压降，利用欧姆定律I＝U/R得到轨条上的电流，然而上述方法主要存在测试精度较低且影响后续铁轨的行车。

因此，如何提供一种能够解决上述问题的贴轨式直流轨道电流传感器是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种贴轨式直流轨道电流传感器，不需要环抱套入整个轨条横截面的直流电流传感器，避免当前现有电流传感器无法安装，或是测试误差分布太过离散的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种贴轨式直流轨道电流传感器，安装于待测钢轨上，具体包括：第一铁芯、第二铁芯、第三铁芯、第四铁芯、第五铁芯、霍尔模块及信号处理模块；

所述第一铁芯依次与所述第二铁芯及所述第三铁芯连接，所述第三铁芯通过转轴与所述第四铁芯活动连接，所述第四铁芯与所述第五铁芯连接，所述第一铁芯通过连接线与所述第五铁芯连接，且所述第一铁芯、所述第二铁芯、所述第三铁芯、所述第四铁芯及所述第五铁芯形成用于包围所述待测钢轨的半包结构；

所述霍尔模块的输入端与所述第五铁芯连接，所述霍尔模块的输出端与所述信号处理模块连接。

优选的，所述信号处理模块包括：放大单元、驱动单元、信号采集单元及传感器自检单元；

所述霍尔模块与所述放大单元电性连接，所述驱动单元与所述放大单元及所述第一铁芯电性连接，所述信号采集单元与所述第五铁芯连接，所述传感器自检单元与所述信号采集单元电性连接。

优选的，所述信号处理模块还包括依次连接的数据补偿单元、信号输出驱动单元及信号输出接口，且所述数据补偿单元与所述信号采集单元电性连接。

优选的，所述信号处理模块还包括声光显示单元及供电单元，所述声光显示单元及所述供电单元均与所述传感器自检单元电性连接。

优选的，还包括：紧固杆，所述紧固杆与所述第四铁芯可拆卸连接。

优选的，所述第一铁芯、所述第二铁芯、所述第三铁芯、所述第四铁芯及所述第五铁芯均缠绕有线圈。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种贴轨式直流轨道电流传感器，主要包括以下优点：

1)通过第一铁芯、第二铁芯、第三铁芯、第四铁芯、第五铁芯形成的半包围贴合式结构，可以使电流传感器直接在轨道下方安装，完成电流测量的同时，不影响轨道上方的车辆运行；

2)通过将轨道中部与第一铁芯、第五铁芯的表面贴合后，形成一个半闭环磁芯结构，最终构成闭式霍尔电路，从而使传统开式霍尔电流传感器转化为半闭式霍尔电路结构，进一步通过电路单元中针对该结构的补偿修正工作，完成轨道电流的测试的同时避免间接测试中各测试参数多次测量带来的测试误差累积和测试结果离散问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种贴轨式直流轨道电流传感器的整体结构示意图；

图2为本实用新型提供的信号处理模块的结构原理框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见附图1-2所示，本实用新型实施例公开了一种贴轨式直流轨道电流传感器，安装于待测钢轨11上，包括：第一铁芯1、第二铁芯2、第三铁芯3、第四铁芯4、第五铁芯5、霍尔模块6及信号处理模块7；

第一铁芯1依次与第二铁芯2及第三铁芯3连接，第三铁芯3通过转轴与第四铁芯4活动连接，第四铁芯4与第五铁芯5连接，第一铁芯1通过连接线与第五铁芯5连接，且第一铁芯1、第二铁芯2、第三铁芯3、第四铁芯4及第五铁芯5形成用于包围待测钢轨11的半包结构；

霍尔模块6的输入端与第五铁芯5连接，霍尔模块6的输出端与信号处理模块7连接。

在一个具体的实施例中，信号处理模块7包括：放大单元71、驱动单元72、信号采集单元73及传感器自检单元74，

霍尔模块6与放大单元71电性连接，驱动单元72与放大单元71及第一铁芯1电性连接，信号采集单元73与第五铁芯5连接，传感器自检单元74与信号采集单元73电性连接。

在一个具体的实施例中，信号处理模块7还包括依次连接的数据补偿单元77、信号输出驱动单元78及信号输出接口79，且数据补偿单元77与信号采集单元73电性连接。

在一个具体的实施例中，信号处理模块7还包括声光显示单元75及供电单元76，声光显示单元75及供电单元76均与传感器自检单元74电性连接。

在一个具体的实施例中，还包括：紧固杆8，紧固杆8与第四铁芯4可拆卸连接。

在一个具体的实施例中，第一铁芯1、第二铁芯2、第三铁芯3、第四铁芯4及第五铁芯5均缠绕有线圈。

具体的，上述电学模块均采用本领域公知常识手段。

进一步，本实用新型实施例还提供一种利用上述实施例任一项的贴轨式直流轨道电流传感器的使用方法，包括以下步骤：

S1：对待测钢轨11的表面进行处理，打开第三铁芯3、第四铁芯4并将传感器整体安装在待测钢轨11的底部，并利用传感器自检单元74进行自检，当状态正常时进行测试；

利用传感器自检单元74对传感器自身状态进行检测判断，如是否出现短路、内置单元模块无法正常工作、信号无法正常输出等情况；如果出现异常，通过声光显示进行警示，对传感器及时更换调整；如果状态正常，则通过声光显示绿色闪灯，提示状态正常，将传感器信号输出接口连接至测试设备准备测试；

S2：当待测钢轨11上流过直流电流时，霍尔模块6感应出磁场变化并输出对应的电变化信号；

S3：放大单元71接收到霍尔模块6输出的电信号后，结合驱动单元72对电变化信号进行放大输出，传送至第一铁芯1及第五铁芯5中产生反相磁场，直至起到零磁流量的平衡状态；

传送至第一铁芯1及第五铁芯5中产生反相磁场，补偿了待测轨条电流在线圈中产生的磁场，直至起到零磁流量的平衡状态；当轨道电流发生任何变化时，平衡都会被破坏，霍尔模块再次有信号输出，多次重复上述过程，最后再次实现平衡。

S4：测量达到平衡状态时第五铁芯5的输出信号并传送至信号采集单元73，信号采集单元73将采集数据转送至数据补偿单元77，对输出信号处理，同时结合信号输出驱动单元78对输出信号进行放大，转化为与待测轨道电流相等的电流信号；

S5：将转换后的电流信号通过信号输出接口79传送至测试设备，由测试设备进行采集。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种贴轨式直流轨道电流传感器，安装于待测钢轨(11)上，其特征在于，包括：第一铁芯(1)、第二铁芯(2)、第三铁芯(3)、第四铁芯(4)、第五铁芯(5)、霍尔模块(6)及信号处理模块(7)；

所述第一铁芯(1)依次与所述第二铁芯(2)及所述第三铁芯(3)连接，所述第三铁芯(3)通过转轴与所述第四铁芯(4)活动连接，所述第四铁芯(4)与所述第五铁芯(5)连接，所述第一铁芯(1)通过连接线与所述第五铁芯(5)连接，且所述第一铁芯(1)、所述第二铁芯(2)、所述第三铁芯(3)、所述第四铁芯(4)及所述第五铁芯(5)形成用于包围所述待测钢轨(11)的半包结构；

所述霍尔模块(6)的输入端与所述第五铁芯(5)连接，所述霍尔模块(6)的输出端与所述信号处理模块(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种贴轨式直流轨道电流传感器，其特征在于，所述信号处理模块(7)包括：放大单元(71)、驱动单元(72)、信号采集单元(73)及传感器自检单元(74)，

所述霍尔模块(6)与所述放大单元(71)电性连接，所述驱动单元(72)与所述放大单元(71)及所述第一铁芯(1)电性连接，所述信号采集单元(73)与所述第五铁芯(5)连接，所述传感器自检单元(74)与所述信号采集单元(73)电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种贴轨式直流轨道电流传感器，其特征在于，所述信号处理模块(7)还包括依次连接的数据补偿单元(77)、信号输出驱动单元(78)及信号输出接口(79)，且所述数据补偿单元(77)与所述信号采集单元(73)电性连接。

4.根据权利要求2所述的一种贴轨式直流轨道电流传感器，其特征在于，所述信号处理模块(7)还包括声光显示单元(75)及供电单元(76)，所述声光显示单元(75)及所述供电单元(76)均与所述传感器自检单元(74)电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种贴轨式直流轨道电流传感器，其特征在于，还包括：紧固杆(8)，所述紧固杆(8)与所述第四铁芯(4)可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的一种贴轨式直流轨道电流传感器，其特征在于，所述第一铁芯(1)、所述第二铁芯(2)、所述第三铁芯(3)、所述第四铁芯(4)及所述第五铁芯(5)均缠绕有线圈。

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