专利名称:聚磁差动无源磁电式道口报警装置的制作方法
本实用新型涉及一种铁路道口报警装置，特别是一种以聚磁差动无源传感器为检知器的铁路道口报警装置。
我国现有的铁路道口信号DX1型、DX2型、DXF型均需有专用电源供电，使用时受到条件限制，工程施工量大，成本高。DXF型道口信号虽然采用太阳能电源，但只适用于太阳能丰富地区(如新疆)和非电化及非自动闭塞区段作单线双向或复线单向的区间道口使用。(铁道部科技情报所出版85～4专题情报资料《铁路公路平交道口的安全与防护》第14～18页)国际上道口报警装置中，用磁电式传感器来检测车轮信息的有静磁控制式和动磁控制式两种。前者不能适应车辆蛇行的特点，易受干扰，后者不仅易受干扰，受使用条件限制且价格昂贵。(铁道部科技情报所出版80～16专题情报资料《国外驼峰调车场基础设备》第29～30页)本实用新型的任务是要提供一种以聚磁差动无源磁电传感器为车轮信息检知器的道口报警装置。它具备了永磁式传感器的优点，克服了易受干扰和使用条件受限制的缺点，且价格便宜。
本实用新型的任务是由聚磁差动无源磁电传感器、自动报警器和告警显示三部份来完成的。
聚磁无源磁电传感器由铁芯、线圈、聚磁体、磁铁、外壳等部分组成。铁芯外套线圈垂直固定在聚磁体一侧，磁铁密贴在聚磁体的另一侧，当有铁磁物质接近时，造成磁场重新分布，此时出现聚磁效应，使单位时间里感应得到的电动势大为增加，在不显著影响输出电压的前提下，尽可能少绕线圈并用增加线径的做法降低输出阻抗，增加输出功率。此种聚磁无源磁电传感器可用于自动控制系统。
聚磁差动无源磁电传感器是由两个上述的聚磁无源磁电传感器组成的。即两个完全相同的铁芯，外套两个完全对称，反向连接的线圈，双磁头通过由软铁材料制成的聚磁体与磁铁的一极密贴。当有干扰铁磁物质或其他电磁干扰作用于传感器时，虽然产生聚磁效应或感应电压，但由于线圈反相连接，对任何同相干扰其差动输出为0，这就消除了外界感应的影响。当列车来时，并列设置的两个线圈先后受到感应，由于不同相，轮缘吸引聚磁效应的结果，一个线圈感应出负脉冲－E1，另一个线圈感应出正脉冲＋E2，差动输出为E＝E2－(－E1)＝E2＋E1输出为推挽迭加，比单一线圈聚磁输出更佳。对于同一传感器，当车轮在上方运动方向不同时，可以输出具有不同特征的波形，以此判别列车运动方向。
自动报警器由输入抗干扰、逻辑判行、车尾取消、动态循环自检及故障分类告警电路组成。
输入抗干扰电路的任务一是防雷、抗冲击电流、缓冲隔离；二是放大信号；三是对放大的信号整形，滤除干扰后送可逆计数器；四是区分工作信息还是自试信息；五是监测磁头和传输电缆断线、混线故障。
逻辑判行电路的任务一是完成可逆计数、进行逻辑判行运算；二是剔除由于强烈干扰而造成的偶然的错误计数；三是清除人为的误动干扰。
车尾取消电路的任务是在列车尾部通过道口后自动取消报警。
动态循环自检及故障分类告警电路的任务一是产生类同于列车接近的自试脉冲，供循环自检用；二是判别故障类别，实现故障导向安全。
告警显示电路的任务是根据故障类别发出不同程式告警，自动报警器面板上以发光二极管作为显示，有上、下行接近显示各1个；上、下行跟踪接近显示各1个；故障告警显示1个；交直流指示灯1个，共7个。
本实用新型与工务、电务现行设备互不干扰，自成系统，安装方便。本实用新型采用聚磁差动无源传感器为车轮信息检知器；采用逐轮判别方式和时控、鉴宽、容错等抗干扰技术以及三级防雷、双检知冗余、动态循环自检和故障导向安全等措施，使报警装置安全、可靠、使用不受条件限制也可用于电化区段。
电路采用微功耗电子器件，采用交、直流两用电源，故耗电少，能适用于无交流电源或交流电源不稳定地区，本实用新型符合铁道部(83)电字248号文所规定的技术条件。
以下将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
图1是本实用新型的聚磁无源磁电传感器的剖视图。
图2是本实用新型的聚磁无源磁电传感器顶视图。
图3是本实用新型的聚磁差动无源磁电传感器的剖视图。
图4是本实用新型的聚磁差动无源磁电传感器顶视图。
图5是本实用新型的电原理方框图。
参照图1，一个聚磁体〔5〕与铁芯〔1〕固定垂直位置，线圈〔3〕套在铁芯〔1〕的外面，且不与铁芯〔1〕和聚磁体〔5〕相接触。将磁铁〔6〕的一端与聚磁体〔5〕相接，另一端固定在底板〔8〕上。聚磁体〔5〕最好用软铁，可采用A3钢。为防止聚磁时发生饱和现象，其厚度不小于8mm，橡套线头上套上塑料套管，剥开线头把线放进底板〔8〕孔中并折弯，扎紧。罩上罩壳，浇注环氧树脂。参照图3，一个聚磁体〔5〕与铁芯〔1〕、〔2〕固定垂直平行位置，线圈〔3〕、〔4〕分别套在铁芯〔1〕、〔2〕和聚磁体〔5〕相接触。将二块磁铁〔6〕、〔10〕同极并列放在一起，其一端与聚磁体〔5〕相接，另一端固定在底板〔8〕上。聚磁体〔5〕面积为130×80mm，高度为15～25mm，此时表面磁场强度可达到饱和值的75～95％，聚磁体〔5〕最好用软铁，用硅钢片效果虽好，但成本太高，为降低成本，可采用A3钢。为防止聚磁时发生饱和现象，其厚度不得小于8mm。铁芯〔1〕、〔2〕长20～40mm，宽30～50mm，采用铁氧体类硬磁性材料，考虑到轮缘蛇行运动，铁芯〔1〕、〔2〕的横径不宜过分减小，纵径可适当减小。线圈〔3〕、〔4〕用线径为0.15～0.21mm的漆包线绕制6000～12000匝而成，线圈〔3〕、〔4〕反相连接后，测量二线阻抗为1000～2000Ω，引出的另二端与橡套线〔7〕二线相接。外套〔9〕采用黄铜、不锈钢等高电阻率材料，也可采用铝壳或尼龙外套，以达到保护和减少涡流损失的作用，底板〔8〕用5～10mm的钢板或其他强度较好的材料以作固定托架用。全部另件用环氧树脂等粘接剂逐层粘固，注入固化剂，固化成整体。
参照图5，框图1为列车接近信息检知器。
输入抗干扰电路由框图2、3、4、5组成。框图2为防雷接口，设有3TF、2TF型防雷器件。框图3为前置放大电路和抗干扰电路，并兼作检知器及信号输送电缆的断、混线故障监测用。框图4、5对正、负半周信号分通道放大，其中框图4放大正信号，框图5放大负信号。
逻辑判行电路由框图6、7组成。框图6为可逆计数器(或双向移位寄存器)，进行逻辑判行运算，结果由框图7的译码器输出，当逻辑和＋2时触发报警，当逻辑和为－2时，自动取消再行等待，实现逐轮判别，框图7的延时式容错电路延时0.5秒可以自动剔除由于强烈干扰而造成的偶然的错误计数，时效为0.8秒的限时电路可以消除人为的误动干扰。
告警显示电路由框图8、9组成。框图8为告警信息寄存器和列车跟踪告警信息寄存器，框图9为音响告警和灯光告警装置。
车尾取消电路由框图10、11、12组成。框图10对列车过道口信息进行检知取样，框图11为防雷接口，框图12为车尾取消电路，采用延时等待的办法，等待列车最后一个轮对通过取样传感器后发出取消信息，现按实际使用情况，标定等待时间为5秒。
上述框图(1至12)内容构成上行判行报警，其电路均在第一块插件板上。框图13为第二块插件板，其结构与第一块插件板相同，用作下行判行报警。
动态循环自检及故障分类告警电路由框图14、15组成。框图14为自试信号发生器，框图15为故障判别电路。框图14所产生的自试脉冲供输入抗干扰电路作循环自检用，通过整个工作途径后启动报警执行单元，即为一次自检成功。若自检失败或者不按时进行自检，由框图15组成的故障判别电路即刻判为通道(包括自试脉冲部分)故障，通过框图9发出音响和灯光告警。故障判别电路可发出包括通道故障、传感器或电缆断、混线、备用电池电压不足等不同程式告警。当前两类故障时，除发出告警外，同时故障继电器自动落下，对外输出故障告警触点开断信息，实现故障导向安全。
框图14、15及电源稳压装置均在第三块插件板上。
本实用新型使用条件环境温度－20℃～＋55℃相对湿度＜80％电源交流150V～240V电源直流12V功 耗＜5W
权利要求
1.一种由检知器、自动报警部件组成的道口报警装置，其特征是车轮信息检知器由磁铁(6)、(10)的一端与聚磁体(5)的一侧密贴相接，聚磁体(5)的另一侧与外套线圈(3)、(4)的铁芯(1)、(2)呈垂直状密贴相接的二个相同的传感器和外壳(9)、橡套线(7)、底板(8)组成。
2.按权利要求
1规定的道口报警装置，其特征是由磁铁(6)的一端与聚磁体(5)的一侧密贴相接，聚磁体(5)的另一侧与外套线圈(3)的铁芯(1)呈垂直状密贴相接和外壳(9)、橡套线(7)、底板(8)组成的单个传感器也可作检知器用。
3.按权利要求
1规定的道口报警装置，其特征是车轮信息检知器的线圈(3)与(4)完全对称，反相连接，呈差动输出。
4.按权利要求
1规定的道口报警装置，其特征是线圈(3)、(4)的线径为0.15～0.21mm的漆包线绕制6000～12000匝制成。
5.按权利要求
1规定的道口报警装置，其特征是聚磁体(5)由软铁类材料制成，厚度不小于8mm。
6.按权利要求
1规定的道口报警装置，其特征是用微电子器件组成逐轮判行电路。
7.按权利要求
1规定的道口报警装置，其特征是采用动态循环自检电路。
专利摘要
一种聚磁差动无源磁电式道口报警装置。它以聚磁差动无源传感器为车轮信息检知器，采用逻辑判行完成逐轮判别并设有自动循环自检及故障分类告警电路，本实用新型成本低，抗干扰性强，采用交、直流电源，适用于无源或电源不稳定地区，也适用于电化区段。聚磁无源传感器适用于各种自动控制系统。
文档编号G01D5/22GK86204067SQ86204067
公开日1987年8月5日 申请日期1986年9月8日
发明者张玉林, 李连喜, 骆伯勉, 翟光远, 陈卫群, 张楚南, 张金生 申请人:上海铁路局杭州分局导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan