专利名称：高速磁浮列车的间隙位移传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高速磁浮列车的间隙位移传感器，具体地说，涉及用于测量高速悬浮列车中悬浮电磁模块与定子轨道之间间隙位移的电涡流传感器。
背景技术：
高速磁浮列车成为解决快速物流、人流的一种行之有效的交通手段。为了确保车辆稳定地悬浮于一定间隙，间隙位移传感器必须能够及时有效地将车辆的悬浮间隙信息传递给控制系统。而常导吸浮型的高速磁浮列车是一种同步直线电机的结构，这种磁浮列车的运行轨道就是一种嵌有三相线圈的长定子，如图1所示，间隙传感器嵌入安装于悬浮电磁铁上，测量线圈表面面对的测量表面为齿槽的形式。当磁浮列车工作时，悬浮电磁铁在励磁电流的作用下产生Y向的悬浮吸力，而定子轨道中的交流电产生行波磁场，拖动悬浮电磁铁沿轨道向前移动，因此，该种间隙位移传感器的磁场环境比较复杂，悬浮磁场、行波磁场、发电磁场等多种磁场共存，并且传感器随电磁铁沿轨道移动时，它所面对的测量表面是交替变化齿槽面，并不是通常的平面形式的测量表面，所以-般的间隙传感器应用在该场合，齿槽表面变化必然导致输出信号的波动，同时结构上也不能适应特殊测量环境的要求，无法提供给悬浮控制系统有效的位移信息，因此一般的间隙传感器不能适应高速磁浮列车系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高速磁浮列车的间隙位移传感器，以解决一般的电涡流位移传感器不能适应高速磁浮列车系统的技术问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下一种高速磁浮列车的间隙位移传感器，嵌于电磁铁模块上，将列车的悬浮间隙信息传递给控制系统；该传感器包括铝制外壳，面向高速磁浮列车的轨道面开口；检测线圈，其为中空的平面形式；检测电路，与检测线圈相连。
所述检测电路包括相连的振荡回路和检波整流电路。
所述振荡回路对检测线圈施加高频振荡电流。
所述检测线圈和检测电路各为两个。
所述两个检测电路通向一比较输出单元。
所述检测电路和比较输出单元之间设有前置放大电路。
所述振荡电路为调频调幅结构振荡电路，其振荡频率大致为2兆。
采用上述高速磁浮列车的间隙位移传感器，能有效避免齿槽形状表面对输出的影响，同时能够适应复杂磁场环境的影响，测量范围满足高速磁浮列车系统的需要，故障冗余能力好。
图1为间隙位移传感器安装位置及被测导轨表面的示意图；图2为本发明的间隙位移传感器测量线圈的外观图；图3为本发明的间隙位移传感器的结构模块原理图；图4为本发明的间隙位移传感器的振荡电路图。
图中标号说明1-齿面2-定子轨道3-槽面4-电磁铁5-传感器安放位置6-检波整流电路接口具体实施方式
下面根据图1至图4，给出本发明一个较好实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
如图1所示，其中标号1表示齿面，标号2表示定子轨道，标号3表示槽面，标号4表示电磁铁，标号5表示传感器安放位置。根据测量轨道表面包括齿面1、槽面3的齿槽形状，设计测量线圈，为了避免齿槽对测量结果的影响，必须使测量线圈振荡发射的磁场在轨道表面均匀分布，这样，当测量线圈沿轨道x向运动而y向间隙位移保持不变时，齿槽形状变化经磁场耦合进入测量信号输出能够保持为恒定值，所以可以消除齿槽形状对测量结果的影响，最终传感器的输出信号为一波动误差小的稳定信号；传感器位于的磁场环境比较复杂，主要有电磁铁线圈的励磁磁场，行波磁场，以及可能的发电磁场，传感器的外壳采用铝制，仅仅是面向轨道面开口，这样可以将励磁磁场屏蔽，推进的行波的频率相对较低，传感器的振荡频率很高，线圈为中空的平面形式，行波磁场耦合量少，输出干扰小。图2为本发明的间隙位移传感器测量线圈的外观图。图3为间隙位移传感器的结构模块原理图，振荡回路在测量线圈中施加高频振荡电流，此时线圈周围空间产生高频磁场，位于磁场中的被测导体就会产生涡流，电涡流也将产生交变磁场，两者磁场方向相反，最终使测量线圈的等效阻抗发生变化，振荡信号的幅值与频率发生变化，利用检波电路提取振荡信号的幅值变化，就可建立幅值与测量距离之间的关系，为提高可靠性，采用了双线圈冗余结构，即应用两套结构相同的电路，同时也可以消除行波磁场的共模影响。检波电路后接有前置放大电路，前置放大电路后为比较输出单元。为了兼顾测量范围和灵敏度，传感器采用如图4所示的调频调幅结构振荡电路，振荡频率为2M左右。其中标号6表示检波整流电路接口。
由于线圈的安排方式可以实现测量磁场在被测轨道表面均匀分布，齿槽形状的影响可以被遏制，传感器抗齿槽效应的能力得到有效提高，有效测量范围可以达到40mm，齿槽影响小于±0.8mm，干扰影响小，采用双线圈的结构，提高传感器的故障冗余能力。
实际使用中，线圈、振荡电路以及铝制外壳安装于一体，最终嵌于电磁铁模块上，随车辆一起沿轨道面运行。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。
权利要求
1.一种高速磁浮列车的间隙位移传感器，嵌于电磁铁模块上，将列车的悬浮间隙信息传递给控制系统；该传感器包括铝制外壳，面向高速磁浮列车的轨道面开口；检测线圈，其为中空的平面形式；检测电路，与检测线圈相连。
2.如权利要求1所述的高速磁浮列车的间隙位移传感器，其特征在于，所述检测电路包括相连的振荡电路和检波整流电路。
3.如权利要求2所述的高速磁浮列车的间隙位移传感器，其特征在于，所述振荡电路对检测线圈施加高频振荡电流。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的高速磁浮列车的间隙位移传感器，其特征在于，所述检测线圈和检测电路各为两个。
5.如权利要求4所述的高速磁浮列车的间隙位移传感器，其特征在于，所述两个检测电路通向一比较输出单元。
6.如权利要求5所述的高速磁浮列车的间隙位移传感器，其特征在于，所述检测电路和比较输出单元之间设有前置放大电路。
7.如权利要求2所述的高速磁浮列车的间隙位移传感器，其特征在于，所述振荡电路为调频调幅结构振荡电路，其振荡频率大致为2兆。
全文摘要
本发明公开了一种高速磁浮列车的间隙位移传感器，嵌于电磁铁模块上，将列车的悬浮间隙信息传递给控制系统；该传感器包括铝制外壳，面向高速磁浮列车的轨道面开口；检测线圈，其为中空的平面形式；检测电路，与检测线圈相连。采用上述高速磁浮列车的间隙位移传感器，能有效避免齿槽形状表面对输出的影响，同时能够适应复杂磁场环境的影响，测量范围满足高速磁浮列车系统的需要，故障冗余能力好。
文档编号G01B7/14GK1584491SQ20041002463
公开日2005年2月23日 申请日期2004年5月25日 优先权日2004年5月25日
发明者常文森, 吴祥明, 吴峻, 龙志强, 李璐, 樊树江, 李云钢, 佘龙华 申请人:上海磁浮交通工程技术研究中心, 中国人民解放军国防科学技术大学