[發(fā)明專利]一種三探頭分時檢測中低速磁浮列車間隙傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510738227.0
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN105333810A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靖永志;張昆侖;王瀅;董金文;劉國清;郭小舟;何飛;廖海軍
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01B7/14
• 分類號: G01B7/14
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁浮列車懸浮間隙非接觸式傳感器。

背景技術(shù)

磁浮列車安全運行需要非接觸地實時檢測列車電磁鐵與軌道之間懸浮間隙，中低速磁浮列車的軌道為“F型”軌道，在各種線路情況下相鄰軌道交接處保留有1～4cm的縫隙。磁浮車常用間隙傳感器多是基于電渦流原理實現(xiàn)測量的，當(dāng)電渦流懸浮間隙傳感器在F軌檢測面上平行移動時，當(dāng)檢測線圈移動至軌道接縫處時，其輸出值將明顯變化，產(chǎn)生垂向間隙值的測量誤差，因此一般磁浮列車氣隙檢測至少需要兩個保持一定距離的兩個檢測線圈，使一個線圈受接縫影響時，另一個線圈仍然能夠檢測到正確的間隙值。同時為保證磁浮列車的高度可靠和安全性能，采用三套探頭使即使有一個探頭失效時，仍能使懸浮控制器得到正確的間隙值。

現(xiàn)有中低速磁浮列車懸浮間隙測量多采用非接觸位移傳感器(間隙傳感器)，需要三個探頭線圈同時工作，雖然線圈之間保持一定間隔距離，但線圈之間的空間磁場干擾仍然存在，因此任何一個探頭的檢測結(jié)果均受另兩個線圈工作狀態(tài)的影響，其檢測精度和準(zhǔn)確度都受到影響。

現(xiàn)在技術(shù)的主要不足就是三個線圈正常工作時，彼此之間存在電磁干擾，而當(dāng)某一路線圈工作狀態(tài)突變時，其它兩路的檢測結(jié)果也會受到影響，因此其測量精度低，可靠性差，無法滿足磁浮車在運行時進(jìn)行實時精確控制以確保懸浮間隙高精度可調(diào)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種三探頭分時檢測中低速磁浮列車間隙傳感器，該傳感器能夠精確檢測列車懸浮間隙值，三線圈之間無空間磁場干擾，任意一個探頭線圈不受其它兩個探頭線圈工作情況影響。

本發(fā)明為實現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是：

一種三探頭分時檢測中低速磁浮列車間隙傳感器，包括與車體上高頻信號源相連的可控高頻開關(guān)，與可控高頻開關(guān)相連的探頭線圈、與探頭線圈連接的信號檢測電路。傳感器由三個完全一樣的探頭組成；每個探頭包含一個檢測線圈，三個探頭中心在一條直線上，任意相鄰兩線圈中心之間距離都為D，且每個線圈的大小和繞向相同；每個檢測線圈輸入端分別連接到三個可控高頻開關(guān)(K1、K2和K3)；三個高頻開關(guān)分別與高頻信號源(S1、S2和S3)相聯(lián)；每個檢測線圈的輸出端分別與相互獨立的信號檢測電路(PS1、PS2和PS3)相連；可控高頻開關(guān)和信號檢測電路同時還與產(chǎn)生使三個探頭分時工作的時序控制器(T)相連。

每個高頻信號源經(jīng)過相應(yīng)的可控高頻開關(guān)與相應(yīng)的檢測線圈相連，三個高頻信號源(S1、S2和S3)相互獨立，其頻率可以相同也可以不同。每個檢測線圈大小相同、繞向相同，三個線圈的中點在一條直線上，線圈之間交錯無空間重疊，任意兩相鄰線圈中心點相距相同為D。三個可控開關(guān)(K1、K2和K3)由時序控制器(T)控制，任意時間段內(nèi)只有一個開關(guān)閉合。三個信號檢測電路(PS1、PS2和PS3)也受由時序控制器(T)控制，只有在相應(yīng)開關(guān)閉合時信號檢測電路才對相應(yīng)信號進(jìn)行檢測,三個探頭分時檢測三個獨立的間隙值。任意一個探頭線圈不受其它兩個探頭線圈工作情況影響，三個信號檢測電路(PS1、PS2和PS3)的輸出之間互相獨立。

這樣，三個檢測線圈的工作狀態(tài)受到三個可控高頻開關(guān)的控制，對過時序控制器發(fā)出的邏輯電平即可使三個線圈分時工作，當(dāng)時序控制器(T)發(fā)出邏輯電平，使可探開關(guān)K1閉合t時間，而在此時間段內(nèi)K2和K3斷開時，檢測線圈L1受高頻信號源S1的激勵，正常工作，其信息檢測電路也受到時序控制器的邏輯電平控制正常工作，從而此路信號輸出當(dāng)前檢測值。而此時由于開關(guān)K2和K3未閉合，因此檢測線圈L2和L3開路，工作線圈L1無法在開路的L2和L3線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此L2和L3線圈不會影響L1線圈工作磁場的空間分布，同時L2和L3線圈在開路未工作時也不會對外空間產(chǎn)生磁場干擾。此時通道2和通道3輸出上一周期的檢測值。同理，當(dāng)K2閉合而K1和K3斷開及K3閉合而K1和K2斷開時各線圈的工作狀態(tài)相似。因此三個探頭分時檢測間隙值，輸出獨立的互相無干擾的三路間隙值。

由于渦流傳感器的工作頻率可以設(shè)置在2MHz以上,而懸浮控制器的工作頻率不超過20KHz，由此可見激勵源的工作頻率是最終所需要有效間隙信號的100倍以上，因此適當(dāng)設(shè)置高頻開關(guān)的導(dǎo)通周期，即可使三路檢測結(jié)果均能滿足懸浮控制器的信號調(diào)節(jié)要求。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

一、各路間隙測量的檢測線圈之間沒有磁場耦合干擾，提高了間隙信號的檢測精度；