[發明專利]用于標準動車組三軸平穩舒適檢測的加速度傳感器裝置

在審

• 申請號: 201711081597.7
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107703330A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 王耀
• 申請（專利權）人: 南京高華科技股份有限公司
• 主分類號: G01P15/125
• 分類號: G01P15/125
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙)32238
• 代理人: 吳靜安,吳揚帆

技術領域

本發明涉及傳感器領域，具體涉及一種用于標準動車組三軸平穩舒適檢測的加速度傳感器裝置。

背景技術

對于高鐵運行的穩定性，我們可以從三個指標來考察。第一個指標是縱向穩定性，包括列車起停時、加減速時、勻速運行時的平穩性；第二個指標是橫向穩定性，主要反應列車的左右搖擺；第三個指標是垂向穩定性，主要是反應列車的上下顛簸。

第一個指標，縱向穩定性，涉及到兩個概念。第一個概念是加速度（減速度），反映的是速度變化的快慢；第二概念叫加加速度（減減速度），反應的是加速度（減速度）變化的快慢。前一個的單位是米/秒2，后一個單位是米/秒3。

而能夠反映高速列車縱向平穩性的指標，就是加加速度或者減減速度，當然列車勻速運行時這個值肯定比較小，能夠反映出列車縱向平穩性水平的就是在列車起步時或者停站時。

第二個指標，橫向穩定性，橫向穩定性也就是左右晃動。在這個指標上，中國的高鐵列車控制得也非常嚴格。還是以CRH380A型高速動車組為例，在列車以時速300公里運行時，要求客室中部的橫向最大加速度只有0.42米/秒2。

第三個指標，垂向穩定性，垂向穩定性，也就是上下顛簸。

對于列車的縱向平穩性，起決定作用的，首當其沖的是列車，但是對于列車橫向與垂向穩定性，起決定作用的卻是高鐵線路。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，提供了一種用于標準動車組三軸平穩舒適檢測的加速度傳感器裝置，具體由以下技術方案實現：

所述用于標準動車組三軸平穩舒適檢測的加速度傳感器裝置，與監控主機通信連接，包括三維加速度傳感器、信號電纜、電纜連接器、接頭以及電纜護套管，所述三維加速度傳感器通過電纜連接器與信號電纜的一端通信連接，所述信號電纜的外周設置所述電纜護套管，所述信號電纜的另一端通過接頭與監控主機通信連接。

所述用于標準動車組三軸平穩舒適檢測的加速度傳感器裝置的進一步設計在于，所述三維加速度傳感器包括外殼、殼蓋、AB硅膠、設有通孔的半封閉內殼以及線路板，所述內殼設于所述外殼內，所述線路板設于內殼中與信號電纜通信連接，所述線路板由PCB底板、PCB側板組件以及PCB頂板組成，PCB底板水平地固定于外殼上且PCB底板上設有Z軸加速度芯片，PCB側板組件由三塊PCB板組成，分別為設有X軸加速度芯片的第一PCB側板、設有Y軸加速度芯片的第二PCB側板以及設有將三路電壓信號轉為電流信號的第三PCB側板，所述第一PCB側板、第二PCB側板以及第三PCB側板設置于PCB底板與PCB頂板之間且均垂直于PCB底板與PCB頂板，第二PCB側板與第三PCB側板垂直于第一PCB側板設置，內腔內灌入所述AB硅膠。

所述用于標準動車組三軸平穩舒適檢測的加速度傳感器裝置的進一步設計在于，所述內殼通過尼龍螺柱和螺栓及環氧板將PCB板組件和外殼進行隔離，所述PCB底板通過黑環氧樹脂與殼體進行固定，X軸加速度芯片通過水平柱泡調整芯片的水平，PCB側板與PCB底板通過直角鋼尺調整姿態以確保彼此之間的垂直正交。

所述用于標準動車組三軸平穩舒適檢測的加速度傳感器裝置的進一步設計在于，PCB底板上還設有：

AD采樣轉換電路，分別接收三軸加速度芯片采集的模擬信號，并轉化為三路數字信號輸出；

微處理器，通過反矩陣算法對三路數字信號正交垂直特性做出修正，并根據一階濾波算法，對頻率響應做出補償；

自檢檢測電路，接收處理器通過繼電器給的切換信號，根據切換信號控制自檢檢測電路內部電子開關的切換并作用于微處理器中斷口，最終輸出自檢電流信號。

所述用于標準動車組三軸平穩舒適檢測的加速度傳感器裝置的進一步設計在于，第三PCB側板上設有DA電流源，根據微處理輸出的控制信號，輸出所述數字信號對應線性電流。

所述用于標準動車組三軸平穩舒適檢測的加速度傳感器裝置的進一步設計在于，所述PCB頂板上設有電源防護及變換電路，所述電源防護及變換電路包含防反接單元、抗浪涌器件、低壓差線性穩壓變換器、慢熔斷限流保險絲，所述慢熔斷限流保險絲、抗浪涌器件、低壓差線性穩壓變換器以及防反接單元依次電連接；所述抗浪涌器件包括熱敏電阻、第一電感以及穩壓二極管，所述熱敏電阻、第一電感以及穩壓二極管相互兩兩連接；所述低壓差線性穩壓變換器包括第二電感、電容以及第三電感，所述第二電感、電容以及第三電感依次串接；所述防反接單元為二極管。