专利名称：用于铁路调车监控系统的无源地面感应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁路调车监控系统的地面调车信号检测装置，特别涉及一种用于铁路调车监控系统的无源地面感应器。
背景技术：
目前，列车运行监控记录装置在全路机务系统已广泛采用，极大地提高了机车运行的安全系数。实现了铁路运输的高效、快速、安全的宗旨。但目前在调车作业过程以及机车出入库中，因受车站场内的轨道电路条件的限制，无法使地面调车信号与机车列车运行监控记录装置连锁实行安全控制，成为铁路有关部门安全生产方面亟待解决的问题。在调车作业时，主要是靠调车员确认地面调车信号。一旦作业人员操作失误，容易造成“冲、挤、 脱”等事故的发生。同样，每当机车单机进行调车作业或出入库时，要依靠机车乘务员了望地面调车信号，常常由于机车乘务员的疏忽或由于天气等外界条件的干扰，不能正确辨别机车信号。由于机车冒进信号，造成行车事故或重大事故的情况时有发生。造成很大损失， 也影响了运输工作的正常进行。如何将地面调车信号传送到机车上，并对机车进行控制。是目前的难点问题。当前我国铁路正线实现了通过轨道接收方式实现机车信号显示。但由于车站、货场线路复杂， 无法实现通过轨道接收方式实现机车信号显示。如实现站内电码化技术，将需要对车站的信号设备进行大量的改造，无论工程量还是投资都是很可观的，在目前条件下无法实现。因此，要解决上述问题，必须改进或重新设计铁路调车监控系统地面调车信号检测装置，这已经成为本技术领域的课题。
发明内容
本发明的目的就是为克服现有技术的不足，针对现有技术难题，提供一种铁路调车监控系统地面调车信号检测装置，即无源地面感应器，使调车监控系统在不改变线路信号的前提下，通过特定的无源地面感应器将调车信号传送到机车车载通信设备上，调车信号送入列车运行监控记录装置，通过列车运行监控记录装置发出相应的指令，实现对机车的控制。本发明是通过这样的技术方案实现的用于铁路调车监控系统的无源地面感应器，包括整机电路，其特征在于整机电路由2个整流滤波电路、2个继电器、3个射频电路组成；
整流滤波电路A的输入端与电流互感器Ll连接；其输出端与继电器Jl线圈连接； 整流滤波电路B的输入端与电流互感器L2连接；其输出端与继电器J2线圈连接； 射频电路1、射频电路2和射频电路3的电路结构相同，射频电路由ID卡存储芯片及 LC振荡电路连接构成；其中射频电路1、射频电路2中的LC振荡回路分别串接在继电器Jl 和继电器J2的常开触点上；
射频电路3中的LC振荡回路与继电器Jl的常闭触点、继电器J2的常闭触点串接在一起；
3个所述射频电路中ID卡存储芯片可直接并接在LC振荡电路的电容两端，利用继电器的常开或常闭触点切断LC的振荡回路来控制射频电路的工作；
或者，3个所述射频电路中ID卡存储芯片经继电器Jl和继电器J2的常闭触点或常开触点后并接在LC振荡电路的电容两端，利用继电器的常开或常闭触点切断电容到ID卡存储芯片的供电线路来控制射频电路的工作。上述两种方法均可实现用继电器控制射频电路的通断。本发明的有益效果铁路调车监控系统是在不改变线路信号的前提下，通过特定的无源地面感应器将调车信号传送到机车上，送入列车运行监控记录装置，通过列车运行监控记录装置发出相应的指令，实现对机车的控制。本发明工程量小、投资少、见效快。在无源的地面信号感应器及机车上的感应器上，既不改变线路信号，又能将信号准确无误地传到机车上，所以，使监控系统装置能达到稳定、可靠的工作。由于地面感应器工作无需供电，仅需用套在信号灯灯丝电路的互感器来感应信号状态的变化，地面信号设备没有直接的电气连接，因此对地面信号连锁设备和调车信号不产生任何影响，不会改变设备的结构、 性能、技术指标。地面感应器不主动发射电磁波，对环境无电磁污染。
图1、无源地面感应器结构框图A ； 图2、无源地面感应器结构框图B。
具体实施例方式为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述
如图1和图2所示，无源地面感应器，整机电路由2个整流滤波电路、2个继电器、3个射频电路组成；
整流滤波电路A的输入端与电流互感器Ll连接；其输出端与继电器Jl线圈连接； 整流滤波电路B的输入端与电流互感器L2连接；其输出端与继电器J2线圈连接； 3个射频电路结构相同，所述射频电路由ID卡存储芯片及LC振荡电路连接构成；其
中，
射频电路1中的LC振荡电路串接在继电器Jl的常开触点上； 射频电路2中的LC振荡电路串接在继电器J2的常开触点上； 射频电路3中的LC振荡电路与继电器Jl的常闭触点、继电器J2的常闭触点串接在一
起；
3个射频电路中ID卡存储芯片可直接并接在LC振荡电路的电容两端；或ID卡存储芯片经串联继电器Jl或继电器J2的常开或常闭触点后并接在LC振荡电路的电容两端。
上述两种方法均可实现用继电器控制射频电路的通断。无源地面信号感应器的3个射频电路分别表示蓝灯、白灯、无灯(信号故障)，另外在没有信号机的线路上，通过特定的编码可代表土挡、无源限速点等，3个射频电路表示的内容均可在其各自的ID卡存储芯片的编码中体现出来。另外再通过电流互感器、继电器等器件来控制各射频电路的通断，实现信号灯状态的信息传递。图1所示的连接方式是利用继电器的常开或常闭触点切断射频电路的LC的振荡回路来控制射频电路的工作，
图2所示的连接方式是用继电器的常开或常闭触点切断电容到ID卡存储芯片的供电线路来控制射频电路的工作
本发明的关键技术是用继电器的常开或常闭触点控制射频电路的通断。射频电路有一个由LC组成的125Khz振荡回路，电路参数要求非常严格，在电路中串入其他元器件对电路的影响非常大。会使振荡电路的振荡频率发生变化，如频率变化超出允许范围就读不到射频电路中ID卡存储芯片的数据。继电器的型号以及连线的长度对此都有影响。所以在前期对电路进行了大量实验，对接入的继电器型号选择，接线的长度等。最终我们选择了 AQW614.AK74
两种型号的继电器。这两种继电器功耗小、体积小。触点的接触电阻小，完全满足电路的要求。电流互感器Ll和电流互感器L2是分别感应蓝灯和白灯的灯丝电流，当蓝灯或白灯亮时，继电器Jl或继电器J2吸合，常开触点闭合、常闭触电断开，此时相应的射频电路接通。当机车上的感应器接近地面感应器时，机车上的感应器发出的125Khz频率信号与无源地面感应器发生电磁耦合，使无源地面感应器的LC谐振电路产生振荡电流，为地面感应器的ID卡存储芯片供电，，并将地面射频电路ID卡存储芯片中的信息码传送到机车上的感应
ο如果当蓝灯或白灯都不亮时，即信号机有故障时，射频电路3线路接通。当机车通过时接收到的是射频电路3的信息(故障信息)。电流互感器是本发明的第2个关键技术，电流互感器是感应灯丝电流的器件，但目前铁路信号灯均使用的是发光二极管作为信号机的光源，信号机的输入电压为AC220V， 电流为130mA，电流互感器感应如此小的电流难度非常大，而且电流互感器二次侧还要带动至少3个继电器工作。所以对互感器的结构、铁芯材料、线圈匝数等进行了大量的实验。最后确定铁芯采用纳米技术实现了技术的突破。保证了系统的要求，目前一个互感器能驱动 4个继电器的正常工作。本发明利用双向无线电射频技术，完成地面信号的数码识别，既不改变线路信号， 又能将信号准确无误地传到机车上，所以，使监控系统能达到稳定、可靠的工作。地面调车信号状态的采集过程将信号机点灯单元的电源线从电流互感器的中心孔中穿过。当信号灯亮时，此时电流互感器二次侧的输出信号，驱动地面感应器的微型继电器工作，切换不同的谐振电路(即兰、白灯和信号故障)。地面感应器可放置在距地面信号机 1 一 100米处，根据不同情况可调整此距离。同时还可在此距离内放置多个地面感应器，用电缆将电流互感器二次侧输出与地面感应器相连。当机车上的感应器接近地面感应器时发生电磁耦合，使地面感应器的谐振电路产生振荡电流，为地面感应器的ID卡存储芯片供电，使其发出相应的字符串。同时机车上的感应器接受相应的字符串，由铁路调车监控主机将其信息处理后，经485 (或CAN)通讯口传送到原有的机车监控装置进行监控。本发明将数字射频技术应用在列车运行、铁路站场调车作业，将上述技术应用到调车信号的识别上，并将识别的信号准确无误的传送到列车运行监控记录装置。运用射频技术进行数据传输，地面设备设有一个LC谐振电路，其频率与机车上的感应器发射的频率相同，在机车感应器发射电磁波的激励下，LC谐振电路产生谐振，从而使电容两端产生电荷，当所积累的电荷达到2V以上时，此电容可作为电源为其存有地面调车信号识别码的ID卡存储芯片提供工作电压，将ID卡存储芯片的数据发射出去，此时机车上的感应器接收到此信息并通过微处理器进行相应的处理，并且判断出调车信号的状态传送到列车运行监控记录装置。根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。
权利要求
1.用于铁路调车监控系统的无源地面感应器，包括整机电路，其特征在于整机电路由2个整流滤波电路、2个继电器、3个射频电路组成；整流滤波电路A的输入端与电流互感器Ll连接；其输出端与继电器Jl线圈连接；整流滤波电路B的输入端与电流互感器L2 连接；其输出端与继电器J2线圈连接；射频电路1、射频电路2和射频电路3的电路结构相同，射频电路由ID卡存储芯片及LC振荡电路连接构成；其中射频电路1、射频电路2中的 LC振荡回路分别串接在继电器Jl和继电器J2的常开触点上；射频电路3中的LC振荡回路与继电器Jl的常闭触点、继电器J2的常闭触点串接在一起；3个所述射频电路中ID卡存储芯片可直接并接在LC振荡电路的电容两端，利用继电器的常开或常闭触点切断LC的振荡回路来控制射频电路的工作；或者，3个所述射频电路中ID卡存储芯片经继电器Jl和继电器J2的常闭触点或常开触点后并接在LC振荡电路的电容两端，利用继电器的常开或常闭触点切断电容到ID卡存储芯片的供电线路来控制射频电路的工作。
2.如权利要求1所述用于铁路调车监控系统的无源地面感应器，其特征在于射频电路1中的LC振荡电路串接在继电器Jl的常开触点上；射频电路2中的LC振荡电路串接在继电器J2的常开触点上；射频电路3中的LC振荡电路与继电器Jl的常闭触点、继电器J2 的常闭触点串接在一起。
全文摘要
本发明涉及用于铁路调车监控系统的无源地面感应器，整机电路由2个整流滤波电路、2个继电器、3个射频电路组成；射频电路由ID卡存储芯片及LC振荡电路连接构成；整流滤波电路A的输入端与电流互感器L1连接；其输出端与继电器J1线圈连接；整流滤波电路B的输入端与电流互感器L2连接；其输出端与继电器J2线圈连接；本发明在无源的地面信号感应器及机车的信号接收装置上，既不改变线路信号，又能将信号准确无误地传到机车信号接收设备上，使监控系统装置能达到稳定、可靠的工作，地面感应器不主动发射电磁波，对环境无电磁污染。
文档编号B61L1/02GK102556117SQ20111044164
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者纪书利 申请人:天津开发区文博电子有限公司