一种用于跨座式单轨的一体式传感器的制作方法

1.本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种用于跨座式单轨的一体式传感器。


背景技术：

2.在跨座式单轨系统中，因车轮都采用橡胶轮，只有稳定轮上的安全轮为金属，可直接供电磁传感器进行检测。
3.在现有技术中主要是在稳定轮上下两侧分别安装发送和接收传感器对稳定轮进行检测，然后实现列车定位，而列车运行过程中，由于空车、满载、走行轮爆胎、走行轮脱胶、架构着陆及车辆本身晃动等多工况下，稳定轮上下移动幅度较大，要求发送和接收传感器间距较大，同时传感器离受电弓近，易受干扰，传感器设备稳定性受到诸多限制，轨道旁还需电子检测单元，跨座式单轨多为高架，使用维护不方便。
4.针对现有技术的不足，本发明提出一种用于跨座式单轨的一体式传感器。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有跨座式单轨系统中传感器不稳定的技术问题，提出来一种用于跨座式单轨的一体式传感器。
6.本发明的技术方案为：一种用于跨座式单轨的一体式传感器，包括传感器、传感器尾缆、固定支架和被探物，其中：
7.传感器通过固定支架安装在跨座式单轨梁侧面，传感器尾缆一端与传感器连接，一端与处理设备进行连接，所述被探物固定在列车车体上，且所述被探物与所述传感器在垂直面平行，所述被探物与所述传感器均位于列车车体和跨座式单轨梁围绕形成的空间内。
8.进一步地，所述传感器靠近被探物的一面设置有励磁线圈和第一感应线圈和第二感应线圈，所述励磁线圈的侧面与传感器靠近被探物的一面处于同一面，所述第一感应线圈和第二感应线圈的端面与传感器靠近被探物的一面处于同一面，所述第一感应线圈和第二感应线圈在励磁线圈两侧为对称设置。
9.进一步地，所述励磁线圈为直径0.7mm的漆包线缠绕在直径为25mm，长度为60mm的磁芯上组成，其中所述励磁线圈的匝数为50匝。
10.进一步地，所述所述第一感应线圈和第二感应线圈均为直径0.3mm的漆包线绕制而成的空心线圈，每一个感应线圈的直径均为25mm，长度均为40mm，匝数均为350匝。
11.进一步地，所述传感器内部还设有处理电路，所述处理电路上具体包括第一电路单元、第二电路单元、第三电路单元、供电单元和输出单元，其中：
12.所述输出单元包括依次连接的告警电路、输出放大电路和隔离输出电路；
13.所述第一电路单元包括依次连接的第一选频电路、第一鉴相电路、第一鉴幅电路和第一逻辑处理电路，所述第一电路单元还包括第一灵敏度调节电路，所述第一逻辑处理电路分别与所述第一灵敏度调节电路和输出放大电路连接，所述第一选频电路与所述第一
感应线圈连接；
14.所述第二电路单元包括依次连接的第二选频电路、第二鉴相电路、第二鉴幅电路和第二逻辑处理电路，所述第二电路单元还包括第二灵敏度调节电路，所述第二逻辑处理电路分别与所述第二灵敏度调节电路和所述输出放大电路连接，所述第二选频电路与所述第二感应线圈连接；
15.所述第三电路单元包括依次连接的发送振荡电路、发送放大电路和发送谐振电路，所述发送谐振电路与所述励磁线圈连接。
16.与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
17.(1)本发明包括传感器、传感器尾缆、固定支架和被探物，其中：传感器通过固定支架安装在跨座式单轨梁侧面，传感器尾缆一端与传感器连接，一端与处理设备进行连接，所述被探物固定在列车车体上，且所述被探物与所述传感器在垂直面平行，所述被探物与所述传感器均位于列车车体和跨座式单轨梁围绕形成的空间内，本发明结构简单，使用维护方便，探测距离长。
18.(2)本发明将励磁线圈、第一感应线圈和第二感应线圈及其他电路集成在一起，便于现场使用和维护。
19.(3)本发明同时具有鉴相和鉴幅功能，能最大限度地提高传感器的检测距离和最大的动态检测距离。
20.(4)本发明中具有告警电路，可在故障发生前提前告知维护人员对传感器进行检查与更换，提高传感器的可靠性与可维护性。
附图说明
21.图1所示为本发明实施例提供的一种用于跨座式单轨的一体式传感器的结构示意图；
22.图2所示为本发明实施例中处理电路的结构示意图；
23.图3所示为传感器和被探物的结构示意图；
24.图4所示为传感器的横截面的结构示意图；
25.图中，1、传感器；2、固定支架；3、传感器尾缆；4、被探物；5、列车车体；6、跨座式单轨梁；7、励磁线圈；8、第二感应线圈；9、处理电路；10、第一感应线圈。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.本技术提出了一种用于跨座式单轨的一体式传感器，如图1所示为本技术实施例提出的用于跨座式单轨的一体式传感器的结构示意图，本发明包括传感器1、传感器尾缆3、固定支架2和被探物4，其中：
28.传感器1通过固定支架2安装在跨座式单轨梁6侧面，传感器尾缆3一端与传感器1连接，一端与处理设备进行连接，所述被探物4固定在列车车体5上，且所述被探物4与所述
传感器1在垂直面平行，所述被探物4与所述传感器1均位于列车车体5和跨座式单轨梁6围绕形成的空间内。
29.在本技术实施例中，如图3和图4所示，所述传感器1靠近被探物4的一面设置有励磁线圈7和第一感应线圈10和第二感应线圈8，所述励磁线圈7的侧面与传感器1靠近被探物4的一面处于同一面，所述第一感应线圈10和第二感应线圈8的端面与传感器1靠近被探物4的一面处于同一面，所述第一感应线圈10和第二感应线圈8在励磁线圈7两侧为对称设置。
30.在本技术实施例中，所述励磁线圈7为直径0.7mm的漆包线缠绕在直径为25mm，长度为60mm的磁芯上组成，其中所述励磁线圈7的匝数为50匝。
31.在本技术实施例中，所述第一感应线圈和第二感应线圈均为直径0.3mm的漆包线绕制而成的空心线圈，每一个感应线圈的直径均为25mm，长度均为40mm，匝数均为350匝。
32.在具体应用场景中，传感器1的励磁线圈7是由直径为0.7mm的漆包线绕制在直径为25mm，长度为60mm的磁芯上组成，一共绕制50匝。传感器1的第一感应线圈10与第二感应线圈8均是由0.3mm的漆包线绕制而成的空心线圈，空心线圈的直径为25mm，长度为40mm，一共绕制350匝。第一感应线圈10与第二感应线圈8对称布置在励磁线圈7两边，中心距离150mm，且第一感应线圈10、第二感应线圈8、励磁线圈7的中心线相差20mm。
33.在本技术实施例中，所述传感器内部还设有处理电路9，所述处理电路9上具体包括第一电路单元、第二电路单元、第三电路单元、供电单元和输出单元，其中：
34.所述输出单元包括依次连接的告警电路、输出放大电路和隔离输出电路；
35.所述第一电路单元包括依次连接的第一选频电路、第一鉴相电路、第一鉴幅电路和第一逻辑处理电路，所述第一电路单元还包括第一灵敏度调节电路，所述第一逻辑处理电路分别与所述第一灵敏度调节电路和输出放大电路连接，所述第一选频电路与所述第一感应线圈10连接；
36.所述第二电路单元包括依次连接的第二选频电路、第二鉴相电路、第二鉴幅电路和第二逻辑处理电路，所述第二电路单元还包括第二灵敏度调节电路，所述第二逻辑处理电路分别与所述第二灵敏度调节电路和所述输出放大电路连接，所述第二选频电路与所述第二感应线圈8连接；
37.所述第三电路单元包括依次连接的发送振荡电路、发送放大电路和发送谐振电路，所述发送谐振电路与所述励磁线圈7连接。
38.在具体应用场景中，如图2所示本技术处理电路9的结构示意图，发送振荡电路产生30khz的正弦波交流信号，通过发送放大电路放大输出后，发送谐振电路与励磁线圈7共同组成谐振电路谐振于30khz的信号，励磁线圈7产生30khz的磁场信号，由于励磁线圈7中通的是正弦波信号，那么在励磁线圈7周围会有时变的电场激发的时变磁场，通过空气耦合的方式，会在感应线圈中形成时变的磁场，感应线圈包括第一感应线圈10和第二感应线圈8，而感应线圈中时变的磁场会在感应线圈中产生时变的感应电动势，感应电动势也是正弦波信号，而且频率和励磁线圈7中通的正弦波信号的频率相同，在无车时感应线圈中感应电动势的相位和幅值会保持稳定，当被探测物4经过传感器1时，感应线圈中的磁场分布和无车时相比较会有所改变，从而使感应线圈中产生的感应电动势的幅值会有所下降或相位发生翻转，以此来区别是否有车轮经过传感器1。感应线圈中感应电动势信号经过选频电路进行选频后，通过信号放大电路进行放大，然后通过鉴相电路、鉴幅电路对接收到的信号进行
相位及幅度判断，并通过逻辑处理电路控制输出fsk信号，并将fsk信号通过放大与隔离后通过传感器尾缆输出给后续设备进行计轴处理，当无被探测物经过传感器时有对应fsk信号，当有被探测物体经过传感器时无对应fsk信号输出。
39.另外还有供电电路对传感器进行供电，信号输出与供电均是通过传感器尾缆3进行工作提供。
40.告警电路用于监测传感器内部电路的供电状态、发送电路状态、接收电路状态，当出现异常时，及时输出告警信息。
41.灵敏度调节电路可根据使用场景的不同调节传感器接收的灵敏度，增强本传感器的适应性，当使用场景中，被探测物4离传感器1较近的应用场景，通过调节降低传感器1的接收灵敏度，可在有效检测被探测物4的情况下，避免其他车体金属部件对传感器1造成干扰。当使用场景中，被探测物4离传感器1较远的应用场景，通过调节增高传感器1的接收灵敏度，可有效的检测到被探测物4。
42.传感器1在励磁线圈4两边对称的设置了两个感应线圈及其处理电路，此种布局方式，一可以区分列车运行方向，二可以通过列车运行时的时序与干扰时序不同，区分出干扰。
43.鉴相电路与鉴幅电路，能最大限度的提高传感器1的检测距离及最大的动态检测距离，当被探测物4从传感器1远端向传感器1靠近时，感应线圈感应到的信号先是相位不变，接收幅度变小，当被探测物4继续靠近传感器1时，感应线圈感应到的信号接收幅度变小接近于0，然后接收幅度开始变大，但相位发生翻转。所以通过鉴相与鉴幅电路的组合应用，可以最大限度的提高传感器1的检测距离及最大的动态检测距离。
44.通过输出放大电路、隔离输出电路将第一逻辑处理电路控制输出5060hz的fsk信号、第二逻辑处理电路控制输出4150hz的fsk信号及告警电路控制输出的2500hz的fsk信号放大并隔离通过传感器尾缆3中的一对信号线传输给后续设备进行计轴处理。
45.本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。