CN2175158Y - 电容式轨道传感器 - Google Patents
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Abstract
一种电容式轨道传感器，由车轮与钢轨踏面接触
形成一电极，又在钢轨表面钻孔，孔中装入两个绝缘
圆柱体，传感器的另一电极放在绝缘体之间，电极引
线由绝缘圆柱体的小孔中引出。利用平板电容器的
原理，当列车通过时，电容量发生变化，由此可检测列
车速度位置和列车数量，灵敏度极高，结构简单，适用
于矿山机车方面。
Description
本实用新型涉及一种电容式轨道传感器属于检测仪器的技术领域。
在铁路运输方面，常常需要检测列车位置，列车数量和列车运行速度，在安全运行和调度都是重要的信息，目前还缺乏精确、可靠的检测仪器，亟待改善。
本实用新型的目的是要提供一种电容式轨道传感器，它可以克服上述的缺点，利用本结构，可以把列车运行的机械量转换为电容量，由其变化来检测列车的位置、速度和列车数量。
本实用新型的目的是这样实现的，在钢轨踏面上钻孔，将电容式轨道传感器的电极粘合在两块绝缘园柱体之间，接好电极引线，引线和电极接触之处密封好，防止轨道短路或受潮湿影响其工作性能，钢轨和车轮形成另一个电极，本传感器的基本原理是一平板式电容器，两个电极相互覆盖的有效面积发生变化，电容量也变化，由此可以检测出列车位置数量以及速度。
图1为轨道传感器的结构图。
图2为轨道传感器的框图。
图3为轨道传感器的电气原理图。
兹结合附图对电容式轨道传感器的结构详细叙述。
由图1，车轮（1）与钢轨（2）在钢轨踏面（7）处互相接触，形成电极（8）在钢轨踏面（7）上钻孔，孔中装入绝缘园柱体（3）和（4），两园柱体（3）、（4）之间是粘合传感器的电极（5），绝缘体（4）另有小孔，电极（5）的引线（6）由孔引出。
图2是传感器的原理框图。
其中：
9——电容式轨道传感器
10——电容频率转换电路
11——低通滤波器电路
12——功率放大输出电路
轨道传感器（9）也是一个可变电容C1，电容频率转换电路（10）由2个运算放大器A1、A2以及电阻R1、R2、R3组成，低通滤波电路（11）由运算放大器A3电容C2、C3，电阻R4、R5、R6组成一功率放大输出电路（12）由运算放大器A4，电阻R7、R8、R9、R10以及一个发光二极管D1和三极管BG1组成的光耦（GO）所构成。
图3是电容式轨道传感器电气原理图。
可变电容器C1的一端与电阻R1一端共同接到运算放大器（A2）的负端输入端，电容器C1的另一端又与运算放大器（A2）的输出端和电阻R4相接，电容器C1又与电阻R3的一端相接，电阻R2的一端与电阻R1的另一端共接于运算放大器A1的输出端，电阻R2和R3的一端又共接于运算放大器A1的正端输入端，运算放大器A1的负端输入端以及运算放大器A2的正端输入端均接地，电阻R4的另一端与电阻R6相接又与电容C3分接而接于运算放大器A3的负端输入端，电阻R5和电容C2相接，电阻R4分接后接地，电阻R5的另一端与电容C3分接后接到运算放大器A3的输出端，A3的正端输入端也接地，运算放大器（A3）的输出端又通过电阻R7与电阻R8分接于运算放大器（A4）的负端输入端，运算放大器A4的正端输入端通过电阻R9相接后接地，A4的输出端与电阻R4一端分接，又串接一电阻R10，连接于发光二极管D1的正端，其负端接地，光耦（GO）的三极管（BG1）接收二极管（D1）的光，其集电极和发射极各接一个输出端（13）、（14）其工作原理是传感器把列车运动的机械量转换为电容量，传感器是一个平板式电容器，其电容量为C＝εA／δ。
其中：
C——电容
δ——两平极板间的距离（m）
A——两平行极板相互覆盖的有效面积（m3）
ε——极板间介质的介电常数（F·m－1）
当轨道上无列车车轮时，有效面积A很小，所以电容量C也很小，反之A和C的数值均增大。由此可测定列车位置，数量和速度。
图3中运算放大器A1、A2电阻R1、R2、R3组成一电容频率转换电路（10）其输出频率为f＝RZ／4R1R3C1。其中电容C1是变量，其余均是常量，当轨道上无列车车轮时，C1很小，而运算放大器A1、A2输出高频信号f1，反之，就输出低频信号f2。
运算放大器A3组成一低通滤波器（11）只允许低频f2通过。运算放大器A4和光耦（GO）组成一功率放大输出电路（12），低频f2经过放大以后由光耦（GO）输出。
与现有技术相比，电容式轨道传感器具有下列优点：
1.结构简单，检测结果精确，灵敏度高。
2.适用于环境条件较差的矿山铁路运输场所。
Claims (2)
1、一种电容式轨道传感器，其特征在于车轮(1)与钢轨(2)在钢轨踏面(7)处互相接触，组成电极(8)，在钢轨踏面(7)上钻孔，孔中装入绝缘园柱(3)和(4)，传感器的另电极粘合在园柱体(3)、(4)之间，其引线(6)由绝缘体(4)的孔中引出。
2、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于传感器的2个电极（8）、（5）形成一平板电容器C1，其一端与电阻R1连接于运算放大器（A2）的负端输入端，电容器C1的另一端与远放大器A2的输出端和电阻（R4）相接，电容器C1又与电阻R3一端相接，电阻R2的一端与电阻R1另一端分接于运算放大器（A1）的输出端，电阻（R2）和（R3）一端共接于运算放大器（A1）的正端输入端，其负端输入端和运算放大器（A2）的正端输入端均接地，电阻（R4）另一端与电阻（R6）相接，又与电容C3分接，而接于运算放大器A3的负端输入端，电阻R5和电容C2相接和A3的负端输入端、电阻R5和电容C2相接和电阻（R4）分接后接地，电阻（R5）的另一端与电容C3分接后接于运算放大器（A3）输出端，其正端输入端也接地，运算放大器A3的输出端又通过电阻R7与R8分接于运算放大器（A4）的负端输入端，其正端输入端又通过电阻R7后再接地，（A4）的输出端与电阻R4分接，又串接一电阻R10而连接于二极管（D1）正端，光耦（GO）的发射极和集电极均连接一输出端（13）、（14）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 93212620 CN2175158Y (zh) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 电容式轨道传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 93212620 CN2175158Y (zh) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 电容式轨道传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2175158Y true CN2175158Y (zh) | 1994-08-24 |
Family
ID=33793913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 93212620 Expired - Fee Related CN2175158Y (zh) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 电容式轨道传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2175158Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2305533A3 (en) * | 2004-07-16 | 2012-04-18 | Lynxrail Corporation | Apparatus for detecting hunting and angle of attack of a rail vehicle wheelset |
-
1993
- 1993-05-18 CN CN 93212620 patent/CN2175158Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2305533A3 (en) * | 2004-07-16 | 2012-04-18 | Lynxrail Corporation | Apparatus for detecting hunting and angle of attack of a rail vehicle wheelset |
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