专利名称：列车车轮传感器的制作方法
技术领域：
列车车轮传感器是探测列车轮轴信息的专用传感器，它的作用是把在铁路轨道上运行的列车轮轴信息转换成电信号输出，用于铁路列车轮轴信息的采集。
目前我国广泛使用的列车车轮传感器(有的叫轨道传感器、电磁踏板等)，都是采用磁电式结构的传感器。如北京铁路局科研所专利申请号为87209827的《磁电式轨道传感器》，基本原理是沿袭铁道科学研究院1963年研制的线圈式磁电结构。其主要构件是在一个磁钢上绕制一个具有数千匝数的线圈。这种磁电式传感器由于存在以下缺点而限制了它的广泛应用(1)在电气化铁路区段受强电流的干扰而不能正常工作；(2)由于输出电信号与列车速度成正比，故列车低速时电信号非常微弱，甚至无法正常工作；(3)抗震动性能差，经常产生误动作；(4)较为笨重。
这里提供一种新型的采用霍尔集成电路元件的列车车轮传感器，目的在于克服上述磁电式传感器的不足。这种传感器不使用传统的磁钢线圈式结构，它是由永磁体和霍尔集成电路元件构成。在一个非导磁材料制成的外壳中，放置一块永磁体，永磁体上放一块霍尔集成电路元件，元件的三只脚线分别与屏敝电缆的两根芯线和地线相连。屏敝电缆通过外壳底部中间的圆孔引出。为了牢固起见，以上各部件均用环氧树脂粘牢。外壳帽由螺纹与外壳相连接，其内底面与元件的表面以密贴为适度，不要拧的过紧，也不要留有间隙。
霍尔集成电路元件是由霍尔元件和具有线性放大特性放大电路构成的，霍尔集成电路元件列车车轮传感器的实质是取消传统的磁钢线圈结构，而将磁场通过霍尔集成电路元件直接转换成电信号后放大输出。工作原理如下当向霍尔集成电路元件接通电源供电以后(电压为8－12V)，在外界磁场为零时，其原始输出电压标准值为3.6V。如果是霍尔集成电路元件的正面受永磁体的N极磁场作用时，其输出电压随磁场强度的增加而上升；反之，改变作用磁场的极性，或者改变元件的正反面，其输出电压则随磁场强度的增加而下降。选定一个固定的永磁体，按一定方式和霍尔集成电路元件粘合后，元件就有一个新的输出标准电压值。这个电压值就是霍尔集成电路元件列车车轮传感器的标准输出电压。当有列车经过传感器时，由于车轮对永磁体的感应，永磁体的磁场强度有一个瞬时的增强，使得霍尔集成电路元件的输出电压也发生相应的上升或下降。当车轮通过以后，输出电压又恢复原值。由此可知，每当有一个车轮经过传感器时，都有一个脉冲信号输出，其值与车速无关，而车轮踏面与传感器表面之间的间隙大小，对输出电压脉冲信号的幅值有一定影响。间隙越小，输出电压脉冲信号幅值越大。
霍尔集成电路元件列车车轮传感器由它的工作原理可知，其输出电压脉冲信号幅值不受车速的影响，因此不论车速高低，都能准确地工作；由于它的结构没有线圈，因此可以不受电气化铁路区段强电流干扰和不受列车震动干扰的影响；由于霍尔集成电路元件甚小，仅有6×5×2mm，永磁体和外壳均可做的很小，使整个传感器小巧轻便。
附
图1为霍尔集成电路元件列车车轮传感器结构示意剖面图。图中∮＝25mm，∮1＝15mm，h＝44mm，h1＝18mm。外壳1与永磁体2之间的间隙没有严格要求，以能容易放入永磁体2和电缆5为宜。
附图2为霍尔集成电路元件的三只脚线与屏敝电缆芯线的连接示意图。图中3为霍尔集成电路元件，正面向上。6为正电源线，7为输出线，8为地线(也就是电缆的屏敝线)。
本实用新型提供的列车车轮传感器，其结构见附
图1，外壳1采用黄铜圆形体，直径∮＝25mm，高h＝44mm。永磁体2选用∮1＝15mm，h1＝18mm的圆形铝镍钴合金永磁体，N极向上。霍尔集成电路元件3的正面向上，背面与N极粘合。这种结构等于是霍尔集成电路元件的正面受S极磁场的作用，于是输出电压是下降。霍尔集成电路元件在不受磁场作用时的标准输出电压为3.6V，选用的永磁体的磁场强度可使元件的标准输出电压下降0.6V，从而得到3.0V的标准输出电压。霍尔集成电路元件3的三只脚线与屏敝电缆5的连接见附图2，左脚线与正电源线6相连，中间脚线与输出线7相连，右脚线与地线8相连。结构各部件用环氧树脂粘合牢固。传感器用卡具卡在钢轨外侧，调整传感器的高度，使其顶面低于轨顶面以下2－4mm，即可准确无误地工作。当有车轮经过传感器时，由于永磁体磁场强度的瞬时增强，霍尔集成电路元件将有一个峰一峰值约0.2－0.4V的负脉冲信号输出。其波形曲线近似于正弦曲线的下半周曲线。这个脉冲信号经电缆线传送至计算机进行处理。
权利要求1.用于探测列车轮轴信息的列车车轮传感器，其特征是它是由永磁体和霍尔集成电路元件构成，在一个非导磁材料制成的外壳1中，放置一块永磁体2，永磁体2上放一块霍尔集成电路元件3，元件3的三只脚线分别与屏敝电缆5的两根芯线6、7和地线8相连，电缆5通过外壳1底部中间的圆孔9引出。
2.根据权利要求1所描述的列车车轮传感器，其特征是霍尔集成电路元件是由霍尔元件和具有线性放大特性放大电路构成的霍尔集成电路元件。
专利摘要一种用于探测列车轮轴信息的列车车轮传感器、它取消了现有传感器传统的磁钢丝圈结构，采用永磁体和霍尔集成电路元件结构。在一个非导磁材料制成的外壳中，放置一块铝镍钴永磁体，永磁体上放一块霍尔集成电路元件，元件的3只脚线由电缆引出外壳体。这种结构的传感器由于没有线圈，克服了目前广泛使用的磁电式传感器的诸多缺点，具有不受电气化铁路区段强电流干扰、不受列车震动干扰、低速性能好、小巧轻便等优点。
文档编号B61K9/00GK2063496SQ9020162
公开日1990年10月10日 申请日期1990年2月14日 优先权日1990年2月14日
发明者吴静泉 申请人:郑州铁路局武汉科学技术研究所