专利名称：一种用于铁道车辆检测的长距离电涡流位移传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电涡流位移传感器，特别是涉及用于铁路车辆检测的长距离电涡流位移传感器。
基础制动装置是指铁路车辆施行制动时的一套杠杆施力机构。当列车制动时，制动缸内的压缩空气推动制动缸杆向前运动，然后通过一套杠杆机构带动制动梁两端的闸瓦向车轮施加磨擦力，从而实现列车制动。
基础制动装置各杠杆间全部采用轴销方式连接，由于车辆运行时产生的振动，以及运行途中异物打击或发生金属疲劳断裂等因素，杠杆间联接用的轴或杠杆本身有时会发生断裂、窜出、配件丢失等问题，造成杠杆联接失效，制动作用失常，使制动杠杆下垂至轨面附近，侵入车辆限界，引发重大车辆事故。另一种情况是当闸瓦扦丢失造成闸瓦脱落或闸瓦全部磨耗后未及时更换闸瓦，列车制动过程中，制动梁两侧或一侧的闸瓦托直接压向车轮，产生闸瓦托的磨损，极易使制动梁端轴脱离转向架滑槽，造成制动梁脱落，虽然制动梁上设有安全链，但由于车辆高速运行，极易引发列车车轮压在制动梁上造成车辆脱轨或颠覆的重大事故。上述列车运行故障是车辆部门经常发生的惯性事故，是车辆安全的关键问题。
目前，有一种被称为“限界检查器”的设备用于机械化驼峰车辆的进入检查。该检查器主要是由与限界尺寸相同的档板与复位装置组成。当有超限车辆通过时与档板相撞，启动报警装置报警。但该检查器由于使用了档板，车速太快时容易由档板引发车辆事故，同时机械检测灵敏度不高，不能准确测定脱落件的高度，限制了该种检查器在正线上使用的可能。另一种非接触式位置测量传感器目前有多种类型，如光电式位移传感器、超声波位移传感器等。光电式和超声波式目前已有现成的传感器可供使用，其检测距离及精度均可以满足对垂下品检测的需要，但此类型传感器主要问题是必须成对使用，传感器对环境要求高，其表面灰尘或雨水等会使测量尺寸发生很大变化，检测频率响应不能适应高速列车。当列车经过时带起的塑料袋、石子等都可能使传感器误动，发生误报警。安装在轨道中央的档板或光电头均高出轨面，一旦发生安装问题或与脱落杠杆相撞时，对车辆产生冲击易引发新的车辆事故。此外，电涡流式传感国内生产的最大检测距离为10mm，国外最大距离为50mm，难以满足使用要求。
本实用新型的目的是提供一种用于铁道车辆检测长距离电涡流位移传感器，以实现无接触远距离检测，而且只对金属件敏感，其检测距离和精度不受环境影响。
本实用新型的目的是这样实现的一种用于铁道车辆检测的长距离电涡流位移传感器，包括线圈L和可变电容C以及检测电路，所述的位移传感器为电涡流位移传感器(7)，线圈L的外圈周长为1.6-3米。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点1)实现非接触长距离线性测量，由于将线圈L的外圈周长加长，从而提高检测高度，达到测量250mm以上距离的目的。可以实现非接触测量，避免了使用档板等设备对运行车辆造成的安全隐患，对运行车辆不产生任何干扰。由于能够精确测量垂吊件最下部距轨面的实际距离，极大减少了错判和漏判的发生。这主要是由于车辆走行部比较复杂，车型、车种、转向架型号不同，轮对由于磨耗大小不同，空重车弹簧压缩振动情况不同，所以各车辆悬吊件相对于轨面的垂直高度不是一个固定的值，有一个很大的变化范围，有个别车辆垂吊件虽然接近或少量超越限界，但并不是由于故障引起，而是由于轮径尺寸太小或超载等原因造成，出现这种情况该系统就可以通过对四条轮对垂吊高度参数的比较消除错判。
2)电涡流式传感器只对金属材料等导磁物体敏感，因此灰尘、雨水等对传感器性能无任何影响，而且由于采用整体封装，强度高，延长传感器使用寿命，极大的优于光电式和超声波式传感器。
3)可满足现场环境温度的变化，在传感器内部采用了温度补偿措施，不同温度下测量参数变化较小。
4)具有较强的抗干扰能力，不受外界电磁杂波的干扰，信号调制放大等电路全部集成在传感器内部，传感器输出为标准的采集卡可以接受的直流信号，所以能够保证信号的长距离直接传输。
5)传感器检测频率可满足列车高速运行中的检测需要。
6)具有良好的兼容性，现有的红外线轴温探测系统在全路各主要干线上已基本成网，只要在轴温探测工业控制机中插入电涡流传感器信号采集卡，并和线路中安装的涡流传感器相联，对现有软件增加垂下品探测的部分，即可实现两套系统的资源共享，节约可观的基建投资和设备投资，创造最佳的经济效益。
图1为本实用新型长距离电涡流位移传感器电路原理图；图2为本实用新型长距离电涡流位移传感器安装示意图。
以下结合附图详细描述本实用新型的实施例。
铁道车辆垂下品检测系统是由工业控制机、长距离电涡流位移传感器、磁电式车轮信号传感器、信号采集卡、电源盒、打印机及联接电缆等组成。
1)长距离电涡流位移传感器，采用电涡流传感器技术原理(见
图1)，调整部分参数以使检测距离提高，该传感器由线圈L和可变电容C组成的共振电路2、晶体振荡电路1、信号放大电路3、检波电路4和滤波电路5组成。晶体振荡电路1产生振荡信号，调整电路2中的电感和电容使LC电路的共振频率与晶振频率相同，达到共振，再经过放大电路3、检波电路4、滤波电路5，使输出U0为和共振产生的峰值电压相同的直流电压信号。
当被测金属体6接近涡流传感器线圈L时，由于电涡流效应，线圈L的电感值发生变化，使共振信号幅度降低，从而降低了输出电压值U0，这样就使输出电压U0与金属体和线圈L的距离产生对应，距离越近，线圈电感值变化越大，共振信号幅度越低，输出电压U0越小。通过测量U0的值，就可以达到测量金属体与传感器线圈距离的目的，将线圈L的外圈周长加大，从而提高检测高度，为达到测量250mm以上的距离的目的，线圈L的外圈周长必须达到1.6-3米，最佳长度为1.9-2.2米。
将该传感器安装在轨道中央(见图2)，该传感器上面与轨枕面相平，按照重轨计算该传感器表面低于轨面185mm左右。根据铁道车限界尺寸要求，只要传感器检测高度达到高于轨面90mm即可将超出限界的配件距轨面的准确尺寸测量出来。就是说传感器检测高度应当大于或等于275mm。
2)轴位、车位统计系统，该系统由磁电式车轮信号传感器和信号采集卡组成，这一套系统已经广泛地应用在红外线轴温探测系统中，是一套十分成熟的技术，在安装该套系统时，注意磁电式传感器与电涡流位移传感器之间的相对位置关系，因为垂下品探测位置在两条轮对之间。
3)数据采集处理系统，通过A/D信号采集卡，可将电涡流位移传感器传输过来的电压信号经A/D转换变为计算机可处理的数字信号。通过工业控制机编程和数字处理，可以得到全列车每一辆车的每一个转向架的垂下品距轨面位置参数，通过软件处理，对超过车辆限界或进入危险距离的车辆打印出来，通知列检工作人员进行重点关注处理或报警停车，进而防止发生列车事故。
4)其它辅助配件有位移传感器专用电源、信号传输电缆、传感器联接件、测试调试工具等。位移传感器所用电源要求使用高精度纯净电源，以稳定输出信号。传感器用传输电缆与传感器相配套，不同长度的电缆与输出信号有一定关系，因此电缆长度应为相应的标准尺寸。
一种用于铁道车辆检测的长距离电涡流位移传感器，包括线圈L和可变电容C以及检测电路，所述的位移传感器为电涡流位移传感器7，线圈L的外圈周长为1.6-3米，其最佳长度为1.9-2.2米。
权利要求1.一种用于铁道车辆检测的长距离电涡流位移传感器，包括线圈L和可变电容C以及检测电路，其特征是所述的位移传感器为电涡流位移传感器(7)，线圈L的外圈周长为1.6-3米。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征是所述的线圈L最佳为1.9-2.2米。
专利摘要一种用于铁道车辆检测的长距离电涡流位移传感器,包括线圈L和可变电容C以及检测电路,所述的位移传感器为电涡流位移传感器(7),线圈L的外圈周长为1.6—3米。本实用新型可以实现无接触远距离检测,而且只对金属件敏感,其检测距离和精度不受环境影响。
文档编号B61K9/00GK2410206SQ00209738
公开日2000年12月13日 申请日期2000年4月21日 优先权日2000年4月21日
发明者曹亮, 刘建平, 曹勇 申请人:曹亮