专利名称：用于轨道式运输车辆的磁钢检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车辆检测领域，具体涉及一种现代物流生产和交通运输管理过程 中用于轨道式运输车辆的磁钢检测装置。
背景技术：
在现代物流生产、仓储管理过程中，往往采用车辆调运大型部件入库、出库和生产 转运。传统管理模式是操作工在地面操作工人的配合下直接操作调运设备进行装卸，地面 人员事后记录和管理库房中物料及车辆信息。这种人工或半人工管理方法，工作数据繁杂、 劳动强度很大，工作效率不高而且容易导致人为事故的出现。因此，传统仓储业向现代物流 转换，应考虑如何提升货物收、发、管的自动化和智能化水平，现代物联网的出现正是顺应 这一技术发展的产物，物联网技术实质上就是传感网络技术，它利用射频识别(RFID)等技 术通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享，即通过在物品上嵌入电子 标签、条形码等能够存储物体信息的标识，通过无线网络等方式将其即时发送到后台信息 处理系统，而各大信息系统可互联形成一个庞大的网络，从而达到对物品进行实时跟踪、监 控等智能化管理的目的。但是，RFID技术是物联网技术有效推广和普及的瓶颈。目前，基 于RFID的车辆检测系统主要存在以下问题(1)可靠性问题。首先，受天线辐射、周围金属分布、铁路机车与周围环境的强干扰 噪声等因素影响，RFID读写器难以100%地保证所收集标签数据的完整性；其次，标签脱落 和失效、安装在轨道上的天线被异物遮掩等，将直接导致读写器读写失败；再次，系统的整 合以及技术本身的成熟度也是影响RFID车辆识别可靠性的重要因素。(2)RFID车辆识别产品成本高，价格昂贵。
实用新型内容本实用新型针对上述现有技术的缺点，提供一种可实现车辆判向、测速、判辆，可 靠性高、抗干扰性强、成本低的用于轨道式运输车辆的磁钢检测装置。本实用新型采用的技术方案为一种用于轨道式运输车辆的磁钢检测装置，它包 括传感单元和处理单元，所述传感单元包括至少两个沿着轨道方向依次设置于钢轨一侧的 检测磁钢，所述检测磁钢在检测到车辆的车轮经过时输出检测信号给处理单元，所述处理 单元根据传感单元输出的检测信号获取经过车辆的运动方向、速度和经过车辆的数量。作为本实用新型的进一步改进所述传感单元还包括至少一个校验磁钢，所述校 验磁钢在检测到车辆的车轮经过时输出检测信号给处理单元，每个校验磁钢与一个检测 磁钢构成一组，同组中的校验磁钢和检测磁钢对应设置于轨道或者钢轨的两侧，所述处理 单元根据对应设置的检测磁钢和校验磁钢是否同时输出检测信号来判断检测信号的准确 性；所述传感单元通过信号转换单元与处理单元相连，所述信号转换单元将所述检测 磁钢和校验磁钢输出的检测信号进行转换和光电隔离后输出至处理单元。[0009]本实用新型具有下述优点本实用新型包括至少两个沿着轨道方向依次设置于钢 轨一侧的检测磁钢，处理单元可以根据传感单元输出的至少两个检测信号获取经过车辆的 运动方向、速度和经过车辆的数量，具有抗干扰性强、成本低、可靠性好的优点；处理单元根 据对应设置的检测磁钢和校验磁钢是否同时输出检测信号来判断检测信号的准确性，抗干 扰能力强；信号转换单元通过信号电压转换和光电耦合，可以进一步提高本实用新型的抗 干扰能力。
图1为本实用新型实施例的框架结构示意图；图2为本实用新型实施例中车轮传感器单元的结构示意图；图3为本实用新型实施例的信号转换单元的电路原理示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实施例中的用于轨道式运输车辆的磁钢检测装置包括传感 单元1和处理单元2，传感单元1包括三个沿着轨道方向依次设置于钢轨3 —侧的检测磁 钢11，检测磁钢11在检测到车辆的车轮经过时输出检测信号给处理单元2，处理单元2根 据传感单元1输出的三个检测信号获取经过车辆的运动方向、速度和经过车辆的数量。本实施例中，检测磁钢11分别为检测磁钢11A、1 IB和11C，检测磁钢IlA和IlB之 间的距离D为40cm，检测磁钢IlB和IlC之间的距离E为40cm，传感单元1还包括一个校 验磁钢12，校验磁钢12在检测到车辆的车轮经过时输出检测信号给处理单元2，校验磁钢 12与检测磁钢IlC作为一组，校验磁钢12与检测磁钢IlC对应设置于钢轨3的两侧，处理 单元2根据对应设置的检测磁钢IlC和校验磁钢12是否同时输出检测信号来判断检测信 号的准确性，如果检测磁钢IlC和校验磁钢12未同时输出检测信号，处理单元2就将输入 的信号视为干扰不做响应。由于永磁型传感器线圈匝数多、电感量大、干扰信号强，导致信 噪比下降，而且在长期震动环境下，永磁会逐渐发生退磁现象甚至失效，且在列车时速低于 8公里/小时条件下会出现脉冲丢失现象，从而缩短和限制了传感器的使用寿命，因此本实 施例中检测磁钢11A、11B、11C和校验磁钢12均采用哈尔滨永嘉科技发展有限公司生产的 铁路专用车轮传感器YJ-I型有源磁钢，它很好地解决了灵敏度和抗干扰的矛盾，延长了使 用寿命，且适合低速行驶列车的识别，每经过一个车轮，相应磁钢就输出一个标准的方波。如图3所示，本实施例中传感单元1通过信号转换单元21与处理单元2相连，信 号转换单元21主要由光电耦合芯片TLP621-4组成，检测磁钢11A、11B、IlC的输出端口分 别与信号转换单元21的输入端口 INI、IN2和IN3相连，校验磁钢12的输出端口与信号转 换单元21的输入端口 IN4相连，信号转换单元21将检测磁钢11A、11B、11C和校验磁钢12 输出的TTL电平矩形方波形式的检测信号转换成+24V的方波信号并进行光电隔离后分别 从0UT1、0UT2、0UT3和0UT4端口输出至处理单元2。信号转换单元21的0UT1、0UT2、0UT3 和0UT4端口分别与处理单元2的输入端口 10.0、10. 1、10. 2和10. 3相连，本实施例中的 处理单元2采用PLC和上位机实现。传感单元1、信号转换单元21、处理单元2分别由电源 单元4提供电源，电源单元4采用中国航天科工集团长峰朝阳电源公司生产的4NIC-X24电 源，输入 AC220V士 10% /50Hz，输出 +24V/1A 和 +12V/0. 5A 电源。[0016]处理单元2是本实用新型的核心，PLC与上位机联络的时间为一个扫描周期，本实 施例中扫描周期设置为300ms。由于检测磁钢IlC和校验磁钢12的信号是同步的，因此统 一计为检测磁钢IlC的信号。处理单元2将车轮经过检测磁钢11A、11B、11C时所发出的检 测信号分别标定为1、2、3 ；而依时间顺序，处理单元2在一个扫描周期内收到的三个检测信 号依次标定为Ni、N2、N3，处理单元2通过计数值C来计算经过车轮的数量，车轮正向或者 反向分别经过检测磁钢11A、1 IBUlC—次，计数值C自动加1或者减1，然后处理单元2根 据输入的检测信号分别进行滤波处理、判向处理、测速处理和判辆处理滤波处理如果一个扫描周期内，检测磁钢IlAUlB和IlC中某个有检测信号输 出，而其它均无检测信号输出，则不满足条件，则清空Nl、N2、N3。判向处理当车辆正向行驶出库或者反向行驶入库时，检测磁钢IlAUlB和IlC输 出的检测信号如下表两列所示。 其中第一位对应检测磁钢11Α，第二位对应检测磁钢11Β，第三位对应检测磁钢 11C，该表仅仅为车辆单侧的一个车轮经过时的磁钢输出，此后经过的车轮都是上述数据的 重复。根据处理单元2对检测信号的标定结合上表可知000代表车轮没有与任何检测磁 钢相对，100代表车轮与检测磁钢IlA相对，处理单元2收到检测信号后标定为1 ；010代表 车轮与检测磁钢IlB相对，处理单元2收到检测信号后标定为2 ；001代表车轮与检测磁钢IlC相对，处理单元2收到检测信号后标定为3。当处理单元2在一个扫描周期内所依次收 到的检测信号满足N1 = 1、N2 = 2、N3 = 3时，则可以判断车轮是依次经过检测磁钢11A、 11B、11C，即可判定为车辆正向出库；当处理单元2在一个扫描周期内依次收到的检测信号 满足N1 = 3、N2 = 2、N3 = 1时，则可以判断车轮是依次经过检测磁钢11C、11B、11A，即可 判定为车辆反向入库。测速 处理通过计算任意两个检测磁钢依次响应车轮输出的方波的时间间隔t和 两个检测磁钢之间的距离S，再通过ν = S/t即可计算出车辆的运动速度V。本实施例中， 如果检测磁钢1IA发出检测信号到检测磁钢1IB发出检测信号的时间间隔为t，而检测磁钢 IlAUlB之间的距离D为0. 4m，所以车辆的当前运动速度ν = 0. 4/t。判辆处理在具体实例中，如果车辆车厢单侧有4个车轮，当计数值C为4时则表 明通过了一个车厢；如果车辆车头的单侧是6个车轮，当计数值C为6时则表明通过了一个 车辆车头。因此，获取计数值C后结合车辆单侧的车轮总数就可以获知经过车辆的数量。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于 上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指 出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和 润饰，例如增加检测磁钢11和校验磁钢12的个数，或者将检测磁钢11和校验磁钢12置于 轨道的外侧，或者将处理单元2采用其他控制元件实现，又或者传感单元1通过对车辆车轴 计数来等等，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种用于轨道式运输车辆的磁钢检测装置，其特征在于它包括传感单元(1)和处理单元(2)，所述传感单元(1)包括至少两个沿着轨道方向依次设置于钢轨(3)一侧的检测磁钢(11)，所述检测磁钢(11)在检测到车辆的车轮经过时输出检测信号给处理单元(2)，所述处理单元(2)根据传感单元(1)输出的检测信号获取经过车辆的运动方向、速度和经过车辆的数量。
2.根据权利要求1所述的用于轨道式运输车辆的磁钢检测装置，其特征在于所述传 感单元(1)还包括至少一个校验磁钢(12)，所述校验磁钢(12)在检测到车辆的车轮经过 时输出检测信号给处理单元(2)，每个校验磁钢(12)与一个检测磁钢(11)构成一组，同组 中的校验磁钢(12)和检测磁钢(11)对应设置于轨道或者钢轨(3)的两侧，所述处理单元 (2)根据对应设置的检测磁钢(11)和校验磁钢(12)是否同时输出检测信号来判断检测信 号的准确性。
3.根据权利要求2所述的用于轨道式运输车辆的磁钢检测装置，其特征在于所述传 感单元(1)通过信号转换单元(21)与处理单元(2)相连，所述信号转换单元(21)将所述检 测磁钢(11)和校验磁钢(12)输出的检测信号进行转换和光电隔离后输出至处理单元(2)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于轨道式运输车辆的磁钢检测装置，它包括传感单元(1)和处理单元(2)，所述传感单元(1)包括至少两个沿着轨道方向依次设置于钢轨(3)一侧的检测磁钢(11)，所述检测磁钢(11)在检测到车辆的车轮经过时输出检测信号给处理单元(2)，所述处理单元(2)根据传感单元(1)输出的检测信号获取经过车辆的运动方向、速度和经过车辆的数量。本实用新型可实现车辆判向、测速、判辆，具有可靠性高、抗干扰性强、成本低的优点。
文档编号G01P3/66GK201633749SQ20102019855
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者周晓辉, 杨志和, 粟向军, 陈勇波, 陈新, 陈进 申请人:岳阳千盟电子有限公司