[發明專利]一種車載測速裝置

無效

• 申請號: 201310076976.2
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103207392A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 沈拓;歐冬秀;袁志鵬;韋樂香
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01S11/14
• 分類號: G01S11/14
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于測量儀器技術領域，涉及一種速度測量裝置。

背景技術

軌道交通運行控制領域中需要對列車運行速度進行準確測量，確保列車運行安全。目前，軌道交通列車車載的速度測量主要通過安裝在列車轉向架的光電脈沖式轉速傳感器實現。光電脈沖式轉速傳感器通過傳動軸連接到列車輪軸，當列車輪軸旋轉時，帶動轉速傳感器同步旋轉。轉速傳感器內部有一圓盤，沿半徑方向均勻蝕刻若干條細縫，圓盤一側安裝紅外線發射管，另一側裝有紅外線接收管。當傳感器輪軸旋轉時，圓盤及其細縫不斷地遮斷和通過紅外線，紅外線接收管不斷產生光電脈沖信號。該脈沖信號的頻率和傳感器轉速（列車車輪）存在確定關系，因此在測出光電脈沖信號的頻率后，可以結合車輪直徑計算出當前列車速度。

由于光電脈沖式轉速傳感器必須通過傳動軸和列車轉向架輪軸直接連接，而轉向架是列車運行安全的關鍵部位，對其進行任何改動都需要經過嚴格的安全論證和風險評估，安裝過程復雜。列車在長期運營過程中不斷磨損，車輪直徑逐漸變小，直接導致列車速度測量誤差增大，因此必須定期精確測量車輪直徑，以修正測速誤差，導致維護工作量增大。另外，光電脈沖式轉速傳感器的測速精度不易保證。列車在雪天特別在加速階段，容易發生空轉情況，即車輪/轉速傳感器在旋轉而列車并不向前運動，形成較大的測速誤差；在制動階段，容易發生滑行情況，即車輪/轉速傳感器被閥瓦抱死而停止轉動，但列車由于慣性仍然在沿軌道向前滑行，也形成較大的測速誤差。

經過專利檢索，發現申請號為200920065102.6的專利提出了一種抗干擾光電轉速傳感器，通過轉速傳感器獲得轉速從而計算出列車速度的方案。該專利屬于對傳統光電轉速傳感器的局部改進，沒能從根本上消除安裝復雜和維護工作量大的缺點。

申請號為99205558.X的專利提出了一種高智能鐵路列車測速儀，利用設置在鋼軌外側的兩個傳感器接收信號來測量列車速度的地面測速儀。該專利描述一種安裝在地面的測速裝置，不能應用在車載環境。

可見，上述現有技術均不能較好地符合前述的使用需求場景。因此，如何設計一種能夠滿足上述需求的適用于地鐵列車的車載速度測量裝置成為一個待解決的難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于在列車上安裝的，無需和車輪輪軸發生聯系的車速測量裝置。

為了達到上述目的，本發明的解決術方案是：

一種車載測速裝置，包括控制單元、空氣室、以及位于所述空氣室內兩端并分別與所述控制單元相連的聲發射單元和聲接收單元；所述空氣室為內部空氣與外部大氣相通的容器；所述聲發射單元發射聲信號；所述聲接收單元接收所述聲發射單元發射的信號；所述控制單元控制所述聲發射單元發射聲信號，接收所述聲接收單元的信息，通過比較行車時所述聲發射單元發射信號到所述聲接收單元接收到所述信號的時間與靜止時所需時間來計算列車的運行速度。

所述空氣室為一個帶孔長方體容器。

所述空氣室內部的聲波傳播方向與軌道線路的走向重合。

所述聲接收單元具有窄帶接收特征，僅接收特定頻率范圍的聲信號，并濾除其他頻率的聲干擾信號。

所述聲接收單元包括聲電換能器、帶通濾波環節和放大環節。

所述聲發射單元通過脈沖信號驅動發射特定頻率的信號。

所述聲接收單元接收到所述聲發射單元發射的特定頻率的聲信號時輸出有效信號至所述控制單元，沒有接收到時輸出無效信號到所述控制單元。

所述裝置還包括與所述控制單元相連的時鐘單元，為所述控制單元提供高精度的計時脈沖信號。

所述裝置還包括與所述控制單元相連的溫度測量單元，為所述控制單元提供溫度數據并以此為校準聲速的參數。

根據所述溫度數據校準聲速的公式為：

v_聲＝331·3+0·606×T

其中，v_聲為校準后的聲速，單位為米/秒；T為所述帶孔空氣室當前的溫度，單位為攝氏度。

由于采用上述方案，本發明的有益效果是：與現有技術相比，本發明的車載測速裝置可直接測量列車運行速度；消除傳統光電脈沖式測速裝置因列車輪徑變化、列車打滑和空轉等導致的測速誤差；同時由于該裝置不與列車轉向架接觸，也無旋轉的機械零件，因此安裝方便且可靠性高。

附圖說明

圖1本發明實施例中車載測速裝置的結構示意圖；

圖2本發明實施例中車載測速裝置的帶孔空氣室的安裝示意圖；

圖3本發明實施例中車載測速裝置所在列車上行運行與下行運行的對照示意圖；