[發明專利]一種軌道交通用光纖式速度傳感器

無效

• 申請號: 201310378180.2
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103439526A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 倪大成;趙呈銳;王飛;張燕亮;董鵬程;萬仁強;陳增賢;李軍偉
• 申請（專利權）人: 寧波南車時代傳感技術有限公司
• 主分類號: G01P3/36
• 分類號: G01P3/36
• 代理公司: 寧波天一專利代理有限公司 33207
• 代理人: 徐良江

技術領域

本發明涉及一種光纖式速度傳感器。

背景技術

軌道交通行業需要對機車的速度進行測量，測量結果是列車控制、剎車、列車監控等系統的關鍵控制參數。該參數測量不準，輕則造成列車運行發生晚點等現象，重則可能因速度過快造成出軌等事故。

機車速度測量分為絕對速度測量和轉速測量。絕對速度測量一般采用雷達式、光學式等非接觸式傳感器來測量機車相對地面的速度，轉速測量一般采用霍爾式、磁電式和光電式等傳感器測量電機、齒輪、車軸等部位的轉速。

光電式轉速傳感器安裝于各種類型機車軸端，為機車提供運行速度及運動方向，是機車安全運行的重要組成部分。此傳感器輸入軸與被測輪軸相連接，被測輪軸帶動傳感器輸入軸旋轉，被測輪軸轉速與輸入軸轉速相等，利用光電模塊的光電效應，產生與車輪轉速成比例的電脈沖信號，從而實現測速的功能。這種傳感器具有結構簡單、可靠性高、測量精度高等優點，因此被廣泛使用。

但光電式轉速傳感器目前廣泛采用光敏元件或光電編碼器進行信號的發射和接收，利用光柵片對光路的遮斷來輸出電脈沖信號，機車控制系統根據輸出脈沖的頻率來計算轉速。該類傳感器存在以下幾個缺點：

1、電力機車的軸端有時會因接地不良而出現高壓電，從而導致整個傳感器內部為一個高電壓環境，特別是金屬光柵片表面也會帶有高電壓，而由于光電式傳感器的光敏元件或光電編碼器與金屬光柵片之間距離較近，會被高壓電擊穿，燒壞傳感器；雖然部分光電傳感器通過增大光敏元件與光柵片之間的距離來提高傳感器的耐壓等級，但仍無法根除隱患。

2、光電式傳感器的輸出信號通過電纜傳輸，傳輸過程中會受到電磁干擾的影響，從而發生誤脈沖等現象。

3、由于傳感器內部體積的限制，光電式傳感器輸出信號通道數較少，目前市場上最多也只有六通道的傳感器，這樣客戶在需要較多信號通道時只能加裝更多的傳感器，增加了系統體積和成本。

4、光電傳感器中的相位差是通過手工調整來控制，較為費時費力，有研究將兩路信號集成在一個光模塊中，但由于機械結構內部的反射等原因，兩路信號之間存在干擾現象。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有光電式傳感器的上述不足而提供種一種軌道交通用光纖式速度傳感器，使其能更安全地測量。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：

軌道交通用光纖式速度傳感器，其特征在于：包括轉速傳遞機構、光柵片、光纖測速模塊、光纖、電路盒、光源、光探測器、測量電路、信號電纜，光柵片安裝在轉速傳遞機構的軸上，光纖測速模塊安裝在轉速傳遞機構的內部，并和光柵片相配合，能夠使兩根光纖之間的光發生耦合，并使光柵片的光柵孔處于光纖耦合通道上，對耦合通道的通斷進行調制，光纖用來連接光纖測速模塊和電路盒，能夠將電路盒中光源發出的光傳遞到光纖測速模塊中，也能夠將光纖模塊中的被調制光傳遞給電路盒中的光探測器，電路盒用來容納光源、光探測器和測量電路，測量電路用來驅動光源，并將光探測器輸出的信號轉換成方波脈寬信號，然后通過信號電纜輸出。

與現有技術相比，本發明的優點在于：1、由于光纖是非導體，不會被電擊穿，而傳感器的電路部分放置在遠離測量現場的遠端，不會受到高電壓的影響，可解決光電轉速傳感器的耐高壓問題。在此類產品上首次使用光纖來作為測量單元和信號傳輸途徑。

2、由于光纖中傳輸的是光信號，完全不受電磁干擾的影響，可解決光電轉速傳感器的電磁干擾問題。

3、由于光纖的傳輸距離較遠，在測量現場無需測量電路，光纖的體積也較為纖小，可以在一個傳感器中實現更多的測量通道。

4、由于光纖較為纖細，其出射光的角度也在一定的范圍之內，故很容易實現兩路光信號之間的隔離，可解決兩路信號之間相位差需要手工調整的問題。

附圖說明

圖1是本發明實施例軌道交通用光纖式速度傳感器的結構示意圖。

圖2是本發明實施例光纖測速模塊一實施例的結構示意圖。

圖3是本發明實施例光纖測速模塊另一實施例的結構示意圖。

圖4是本發明實施例光纖測速模塊又一實施例的結構示意圖。

圖5是本發明實施例光纖測速模塊又一實施例的結構示意圖。

圖6是本發明實施例光纖測速模塊又一實施例的結構示意圖。

圖7是本發明實施例光纖測速模塊又一實施例的結構示意圖。

圖8是本發明實施例光纖測速模塊又一實施例的結構示意圖。

具體實施方式