一种用于高速列车的车速测量系统以及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高速列车领域，具体地，涉及一种用于高速列车的车速测量系统以及 方法。
【背景技术】
[0002] 监测高速列车的车速对于铁路运输系统的安全稳定运行意义重大。高速列车速度 的监测直接影响着铁路运输系统的调度、高速列车的速度控制等。当高速列车的车轮出现 滑行时，尤其是当列车高速制动或铁路出现湿滑工况时，车轮与列车轨道之间会出现相对 滑动。由于轮轴没有转动，现有的传感器容易造成高速列车的车速的误判，给高速列车的安 全稳定运行带来一定的影响。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种用于高速列车的车速测量系统以及方法。其中，所述系 统通过在高速列车底部安装电涡流传感器来得到高速列车通过轨道板的时间，结合预先设 定的轨道板的宽度，能够得到高速列车的实时速度，克服了传统测量方法中测速不准确的 问题。
[0004] 为了实现上述目的，本发明提供一种用于高速列车的车速测量系统。所述系统包 括：传感器，安装于所述高速列车的底部，用于在所述高速列车运行的情况下通过测量高速 列车轨道板内的钢筋网与所述电涡流传感器的探头之间的静态和/或动态的相对位移变 化输出电压波形；以及计算机，与所述传感器连接，用于根据所接收的电压波形得到所述高 速列车通过轨道板的时间，并根据所述高速列车通过轨道板的时间和预先设定的轨道板的 宽度计算得到所述高速列车的运行速度。
[0005] 优选地，所述计算机根据以下公式计算得到所述高速列车的运行速度：
其中，L为预先设定的轨道板的宽度，T为所述高速列车通过轨道板的时间，V为所述高速 列车的运行速度。
[0006] 优选地，所述传感器包括电涡流传感器。
[0007] 优选地，所述轨道板内设置有钢筋网。
[0008] 优选地，所述系统还包括：显示器，与所述计算机连接，用于显示所述高速列车的 运行速度。
[0009] 相应地，本发明还提供一种用于高速列车的车速测量方法。所述方法包括：接收传 感器输出的电压波形；根据所接收的电压波形得到所述高速列车通过轨道板的时间；以及 根据所述高速列车通过轨道板的时间和预先设定的轨道板的宽度计算得到所述高速列车 的运行速度。
[0010] 优选地，所述计算机根据以下公式计算得到所述高速列车的运行速度
其中，L为预先设定的轨道板的宽度，T为所述高速列车通过轨道板的时间，V为所述高速 列车的运行速度。
[0011] 优选地，所述传感器为电涡流传感器。
[0012] 通过上述技术方案，在高速列车底部安装传感器，并通过传感器输出波形以得到 高速列车通过轨道板的时间，然后根据高速列车通过轨道板的时间和预先设定的轨道板 的宽度计算得到高速列车的运行速度，解决了传统测量方法中车轮滑动时测速不准确的问 题。
【附图说明】
[0013] 图1是本发明提供的用于高速列车的车速测量系统的【具体实施方式】的结构示意 图；
[0014] 图2是高速列车轨道中轨道板的结构示意图；
[0015] 图3是本发明提供的用于高速列车的车速测量系统的电涡流传感器输出的电压 波形图；以及
[0016] 图4是本发明提供的用于高速列车的车速测量方法的流程图。
[0017] 附图标记说明
[0018] 10高速列车 20 钢轨 30 电涡流传感器
[0019] 40计算机 50 显示器 60 钢筋网
[0020] 70轨道板
【具体实施方式】
[0021] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0022] 通常当列车高速制动或铁路出现湿滑工况时，车轮与列车轨道之间会出现相对滑 动。由于轮轴没有转动，现有安装在轮轴的传感器容易造成列车车速的误判，给高速列车的 安全稳定运行带来一定的影响。因此，本发明特提供一种用于高速列车的车速测量系统。
[0023] 图1是本发明提供的用于高速列车的车速测量系统的【具体实施方式】的结构示意 图。如图1所示，本发明提供的用于高速列车的车速测量系统包括：传感器，安装于所述高 速列车10的底部，用于在所述高速列车运行的情况下通过测量高速列车轨道板内的钢筋 网与所述电涡流传感器的探头之间的静态和/或动态的相对位移变化输出电压波形；以及 计算机40,与所述传感器30连接，用于根据所接收的电压波形得到所述高速列车通过轨道 板的时间，并根据所述高速列车通过轨道板的时间和预先设定的轨道板的宽度计算得到所 述高速列车的运行速度。藉此，能够实时地测量高速列车的运行速度，解决了传统测量方法 中车轮滑动时测速不准确的问题。
[0024] 在具体的实施方式中，所述传感器为电涡流传感器30。
[0025] 在具体地实施方式中，所述系统还包括：显示器50,与所述计算机40连接，用于显 示所述高速列车的运行速度。藉此，可实时地显示高速列车的运行速度，便于工作人员查看 高速列车的运行速度。
[0026] 其中，电涡流传感器30包括探头线圈、延伸电缆以及前置器。所述前置器包括振 荡器、检测电路以及放大器。电涡流传感器的具体工作原理为：
[0027] 前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头线圈中产生交变的 磁场。当被测金属体靠近这一磁场时，则在此金属体表面产生呈涡旋状的感应电流。与 此同时，该电涡流场也产生一个方向与探头线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使 探头线圈高频电流的幅度和相位得到改变（探头线圈的有效阻抗），这一变化与金属体磁 导率、电导率、探头线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及探头线圈到金属导体表面的 距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各向同性，则探头线圈和 金属导体的物理性质可由金属导体的电导率6、磁导率I、尺寸因子T、头部体线圈与金 属导体表面的距离D、电流强度I和频率co参数来描述，则探头线圈特征阻抗可用Z= F(T，I，6，D,I，《)函数来表示。通常我们能做到控制T，I，6，I，《这几个参数在一 定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性 的，其函数特征为〃S"型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。于此，通过前置器电子线 路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即探头线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流 的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化。