[發(fā)明專利]一種自診斷的高速磁懸浮列車間隙傳感器及自診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110180009.5
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112629397B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡忠忠;鄭良廣;羅茹丹;呂陽;劉瑛
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波中車時代傳感技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01B7/14
• 分類號: G01B7/14;G01D21/02
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 龍洋

1.一種自診斷的高速磁懸浮列車間隙傳感器，其特征在于，包括：

高頻信號源；

探頭線圈模塊，與所述高頻信號源連接；

信號處理模塊，與所述探頭線圈模塊連接，所述信號處理模塊用于將探頭線圈模塊采集的交流信號進(jìn)行處理后得到間隙信號和齒槽信號；

自診斷模塊，用于根據(jù)所述間隙信號、齒槽信號和加速度值進(jìn)行故障診斷，并得到故障信號標(biāo)志位的狀態(tài)信息；

加速度計(jì)，與自診斷模塊連接，用于對列車豎直方向的加速度進(jìn)行測量，并將測量得到的加速度值發(fā)送給自診斷模塊；

診斷輸出模塊，用于根據(jù)故障信號標(biāo)志位狀態(tài)通過預(yù)設(shè)輸出編碼格式輸出對應(yīng)的信號波形給控制器；

所述自診斷模塊包括：

第一計(jì)算單元，用于根據(jù)齒槽信號、間隙信號分別計(jì)算齒槽信號周期和實(shí)時間隙值；

加速度判斷單元，用于根據(jù)加速度計(jì)測量的加速度值判斷列車豎直方向的加速度是否發(fā)生變化；

間隙信號判斷單元，用于根據(jù)計(jì)算獲得的實(shí)時間隙值計(jì)算間隙值的平均值，并判斷間隙平均值是否發(fā)生變化，并得到對應(yīng)的判斷結(jié)果；

同頻判斷單元，用于計(jì)算間隙值的平均值與實(shí)時間隙值之間的差值，并判斷兩者的差值與所述齒槽信號周期是否為相同頻率，并得到對應(yīng)的判斷結(jié)果；

信號標(biāo)志位設(shè)置單元，用于根據(jù)間隙信號判斷單元和同頻判斷單元的判斷結(jié)果設(shè)置對應(yīng)的信號標(biāo)志位值，并生成故障信號標(biāo)志位的狀態(tài)信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自診斷的高速磁懸浮列車間隙傳感器，其特征在于，所述探頭線圈模塊包括間隙探頭線圈模組和速度探頭線圈模組；

所述間隙探頭線圈模組包括間隙探頭線圈L1和間隙探頭線圈L2，所述間隙探頭線圈L1和間隙探頭線圈L2之間平行設(shè)置，并且所述間隙探頭線圈L1與高頻信號源S1連接，所述間隙探頭線圈L2與高頻信號源S2連接；

所述速度探頭線圈模組包括速度探頭線圈L3和速度探頭線圈L4，所述速度探頭線圈L3和所述速度探頭線圈L4之間平行設(shè)置，并且所述速度探頭線圈L3和所述速度探頭線圈L4都與高頻信號源S3連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自診斷的高速磁懸浮列車間隙傳感器，其特征在于，所述信號處理模塊包括第一信號處理電路和第二信號處理電路；

所述第一信號處理電路與所述間隙探頭線圈模組連接，所述第二信號處理電路與所述速度探頭線圈模組連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自診斷的高速磁懸浮列車間隙傳感器，其特征在于，所述第一信號處理電路包括信號處理電路P1和信號處理電路P2；

所述信號處理電路P1與所述間隙探頭線圈L1連接，所述信號處理電路P2與所述間隙探頭線圈L2連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自診斷的高速磁懸浮列車間隙傳感器，其特征在于，所述信號處理電路P1和所述信號處理電路P2都包含有：

檢波電路，用于提取所述間隙探頭線圈模組采集的交流信號的幅值包絡(luò)線信號；

濾波與信號調(diào)理電路，用于將幅值包絡(luò)線信號進(jìn)行濾波和信號放大調(diào)理，得到間隙信號。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自診斷的高速磁懸浮列車間隙傳感器，其特征在于，所述速度探頭線圈L3和所述速度探頭線圈L4都與所述第二信號處理電路連接；

所述第二信號處理電路包括：

檢波電路，用于分別提取所述速度探頭線圈L3和所述速度探頭線圈L4采集的交流信號的幅值包絡(luò)線信號；

濾波與信號調(diào)理電路，用于將兩路幅值包絡(luò)線信號分別進(jìn)行濾波和信號放大調(diào)理；

減法器電路，用于將濾波和信號放大調(diào)理后的兩路信號做差，得到齒槽信號。

7.一種自診斷的高速磁懸浮列車間隙傳感器的自診斷方法，基于權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的一種自診斷的高速磁懸浮列車間隙傳感器，其特征在于，包括步驟：

S1、根據(jù)齒槽信號計(jì)算齒槽信號的信號周期；

S2、根據(jù)間隙信號計(jì)算實(shí)時間隙值；

S3、根據(jù)加速度計(jì)測量的加速度值判斷列車豎直方向的加速度是否發(fā)生變化；若是，則返回步驟S1；

S4、若加速度未發(fā)生變化，則根據(jù)實(shí)時間隙值計(jì)算間隙值的平均值；

S5、判斷間隙值的平均值是否發(fā)生變化，若發(fā)生變化，則設(shè)置對應(yīng)的信號標(biāo)志位值為第一預(yù)設(shè)值，并返回步驟S1；

S6、若間隙值的平均值未發(fā)生變化，則計(jì)算間隙值的平均值與實(shí)時間隙值之間的差值，并判斷兩者的差值與所述齒槽信號周期是否為相同頻率；

若是，則設(shè)置對應(yīng)的信號標(biāo)志位值為第二預(yù)設(shè)值，并返回步驟S1；

若否，設(shè)置對應(yīng)的信號標(biāo)志位值為第一預(yù)設(shè)值，并返回步驟S1。