专利名称：阻抗联结器的制作方法
技术领域：
本发明阻抗联结器涉及电路联结器，特别是一种地铁运行监控系统用的阻抗联结器。
为改善都市的交通，地铁建设已愈来愈受到人们的青睐，然而由于地铁的车体大部份时间是在掩闭的地下轨道上运行，其运行状况难以用地面上铁路运行监控的方法来进行监控，根据地铁单轨双向行驶的特点，为避免掉头行驶车辆与进场车辆交会时可能发生的碰撞以及车辆在行驶途中因前一车辆停驶而引起后面车辆与其相撞的安全事故的发生，地铁的中心监控室必须随时掌握地铁运行状况，并作出正确无误的调度。为保证控制室与车辆间的及时、准确与车辆间信息传递，现有的自动控制系统中，关键的部件之一是一组称为阻抗联结器的音频耦合装置。
现有的较为先进的阻抗联结器，有美国GRS公司生产的产品，它是由4个调谐回路的磁环线圈构成，一通过牵引大电流的大铜棒，穿过磁环线圈，磁环线圈的芯体由铁、镍、钼等金属粉末压制而成，用合成环氧树脂封装在固定的塑料盒内，整个联结器对直流牵引电流和非调谐频率都呈固有的低阻抗，面对所需的各种信号，在调谐电路的二端都呈现高阻抗，具有良好的电性能和工作稳定性，其频率受工作环境的影响较小。但由于其外壳形状复杂，由工程塑料注塑而成，模具制作成本高，周期长加上大型磁环的压制条件苛刻、加工工艺复杂，制作成本亦极高。又由于其必须在大电流下运作，损耗较大，更换率较高，影响地铁运行的总成本。
本发明的目的，是要提供一种能满足地铁运行状况监控要求，且制造成本较低的阻抗联结器。
本发明是这样实现的，阻抗联结器，包括壳体、置于壳体内的4个调谐回路磁环线圈，磁环线圈中心穿有一圈通过大电流的铜棒，铜棒两端穿出壳体两侧，通过电缆与地铁钢轨相接，壳体一侧有一可将其初级电感与信号控制室相接的同轴接口，壳体由PVC塑料板焊接而成，磁环线圈的芯体带有气隙，由超微晶软磁合金薄带卷绕而成，调谐回路中的电容器是上海无线电六厂生产的具负温度系数的CBB22型金属化聚丙烯电容器。
本发明的优点是，由于外壳由PVC塑料板焊接而成，制作工艺简单，周期短，产品绝缘性好，机械强度高，外表也较美观，成本只有进口产品外壳费的十分之一；磁环由于选用具有优良性能的超微晶软磁合金薄带卷绕而成，便于按技术设计要求加工制作，产品具有高的Q值，频率随温度的漂移小，抗大电流的冲击性能好，完全能满足地铁使用的要求，而且总体成本可大大降低。
以下附图和实施例，将对本发明的技术特征作进一步说明
图1是本发明的内部结构剖面图。
图2是本发明的电原理示意图。
图面编号1-1…………大铜棒1-2…………信号输入同轴头1-3…………外壳1-4…………电容器1-5…………印刷板1-6…………磁环线圈2-1…………环形磁芯(磁环)2-2…………谐振回路
2-3…………电缆连线2-4…………轨道绕组2-5…………钢轨2-6…………轨道电路发送器2-7…………轨道电路接收器实施例如图1、2所示，阻抗联结器，包括壳体1-3、置于壳体内1-3内的4个调谐回路磁环线圈1-6，磁环线圈中心穿有一圈通过大电流的铜棒1-1，铜棒1-1两端穿出壳体1-3两侧，通过电缆1-7与地铁钢轨1-8相接，壳体1-3一侧有一同轴接头1-2，联结器的初级电感通过该同轴接头1-2、接线盒和对接电缆与监控室相接，壳体1-3由PVC塑料板焊接而成，磁环线圈1-6的磁环2-1带有气隙，由上海钢铁研究所最新研制成功的具有良好的综合磁性能、高频特性、温度及环境稳定性的非晶、超微晶软磁合金薄带卷绕切割而成；调谐回路中的电容器是上海无线电六厂生产的具负温度系数的CBB22型金属化聚丙烯电容器，有自愈特性，电性能好、损耗小、电容量随温度变化小交流性能特别好。阻抗联结器的制造方法，包括(1)带气隙磁环线圈的制造将具有超微晶软磁薄膜带材，通过按设计尺寸卷绕成环状一热处理——在漆中浸泡，取出固化——按设定尺寸切割——填气隙——切面胶合涂抹环氧——包绝缘带——绕制线圈——绝缘浸渍——干燥等常规工序制得成品，待用；(2)将所得磁环线圈逐个与耐压630V的电容器组成调谐电路，将其调谐至所需频率后，用硫化硅橡胶灌封；(3)将(1)(2)所得的4个调谐回路磁环线圈按一定次序排列穿套于一粗铜棒上，安装于用PVC板塑焊而成的壳体中，并使铜棒两端穿出壳体，待全部特性测试合格后，将其用环氧树脂密封，即得本发明阻抗联结器。
本发明阻抗联结器，经测试，和美国产品的比较一，频率、幅度特性测试信号发生器从联结器的″同轴头″处输入不同频率的正弦波信号，电压幅度值是1.5V，而在铜棒的二端点就能测得感应的相同频率的电压幅值信号，对所需的谐振频率就能得到较大的电压，而对非谐振频率，即得到较小的电压，其实测数据如下f(KHV) 1.5 2.0 2.152.252.4 2.552.6252.8 3.1 3.7v(mv)1645100230364311526418f(KHV) 4.0 4.24.2754.45.0 8.0 9.59.6510.5 12 14v(mv)50130 16595 1921140170 80 40 24以上实测数据与美国产品的实测数据完全一致。
二，阻抗联结器的温度—峰值电压的频率漂移测试抗联结器是一个无源四端网络，为了输出较大的信号，就必须提高调谐回路磁环线圈的Q值，也就是以最低的损耗(较小的频率漂移)把控制室传来的信号耦合到铜棒上去，而地铁用阻抗联接器由于安装在钢轨的中央，长期工作在野外，这样整个联结器中的所有元器件必须耐高温和低温，也就是说阻抗联结器的所有特性随温度变化要尽可能小。经测试，本发明产品在-40～85℃，相对湿度55％，大气压101.4KPa环境条件下的性能，就车内信号2250Hz，TWC信号9650Hz，接收信号2625Hz，发送信号4275Hz与美国产品的比较如下
由上述测试结果可见，本发明产品因温度引起的频率漂移，远远小于美国产品的技术指标，在实际使用时，由于整组磁环用环氧树脂密封，又用负温度系数的塑料电容器搭配，因此温度引起的频率漂移肯定将会更低。
三，磁环的大电流测试阻抗联结器的电压是在二根铜棒上输出的，铜棒直径为30mm，根据计算得知，铜棒允许通过的最大直流为1500A，二根铜棒上的直流电流方向相反，电流所产生的磁场也相反，因而直流对磁环的影响互相抵销，对磁环不会产生饱和作用。在实际运行中，由于车辆拐弯，轨道长度，性能等不一致因素，这样流过二根铜棒的电流大小就会有差异，必然会使磁环产生饱和，故改善抗大电流的冲击的性能是十分有意义的。
由于美国产品未提供详细的测试数据，本发明经与美国磁环在绕制线圈数相同，采用相同电感量和电容量组成相同的谐振频率的条件下，在铜棒上通过100A的直流电，然后在磁环的次级线圈二端看其电压的相对变化情况，从测试中可以看到，不通电流时，在二个磁环的次级线圈上均量得150V的电压，通过100A电流后，本发明的磁环测得为131V，而美国磁环上测得为126V，表明本发明的磁环比美国磁环能承受更大的电流冲击。
权利要求
1，一种阻抗联结器，包括壳体、置于壳体内的4个调谐回路磁环线圈，磁环线圈中心穿有一圈通过大电流的铜棒，铜棒两端，穿出壳体两侧，通过电缆与地铁钢轨相接，壳体一侧有一可将其初级电感与信号控制室相接的同轴接口，其特征在于，壳体由PVC塑板焊接而成，磁环线圈的芯体带有气隙，由超微晶软磁合金薄膜卷绕而成。
2，根据权利要求1所述的阻抗联结器，其特征在于，调谐回路中的电容器具负温度系数的金属化聚丙烯电容器。
全文摘要
本发明阻抗联结器涉及电路联结器。包括置于PVC壳体内的4个调谐回路磁环线圈,该磁环线圈的芯体带有气隙,由超微晶软磁合金薄膜卷绕而成,其中心穿套一通过大电流的铜棒,铜棒两端,穿出壳体两侧可通过电缆与地铁钢轨相接,壳体一侧有一可将其初级电感与信号控制室相接的同轴接口,调谐回路中的电容器具负温度系数。本发明经测试表明其各项技术指标全部达到已有技术水平,某些指标,如磁环抗大电流性能等还优于已有技术,且造价较低。
文档编号B61L1/00GK1370705SQ0110537
公开日2002年9月25日 申请日期2001年2月21日 优先权日2001年2月21日
发明者张永发 申请人:张永发