[發明專利]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

• 申請號: 202110180009.5
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112629397B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 胡忠忠;鄭良廣;羅茹丹;呂陽;劉瑛
• 申請（專利權）人: 寧波中車時代傳感技術有限公司
• 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行處理后得到間隙信號和齒槽信號；

自診斷模塊，用于根據所述間隙信號、齒槽信號和加速度值進行故障診斷，并得到故障信號標志位的狀態信息；

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

診斷輸出模塊，用于根據故障信號標志位狀態通過預設輸出編碼格式輸出對應的信號波形給控制器；

所述自診斷模塊包括：

第一計算單元，用于根據齒槽信號、間隙信號分別計算齒槽信號周期和實時間隙值；

加速度判斷單元，用于根據加速度計測量的加速度值判斷列車豎直方向的加速度是否發生變化；

間隙信號判斷單元，用于根據計算獲得的實時間隙值計算間隙值的平均值，并判斷間隙平均值是否發生變化，并得到對應的判斷結果；

同頻判斷單元，用于計算間隙值的平均值與實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，并得到對應的判斷結果；

信號標志位設置單元，用于根據間隙信號判斷單元和同頻判斷單元的判斷結果設置對應的信號標志位值，并生成故障信號標志位的狀態信息。

2.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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線信號；

濾波與信號調理電路，用于將幅值包絡線信號進行濾波和信號放大調理，得到間隙信號。

6.根據權利要求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線信號；

濾波與信號調理電路，用于將兩路幅值包絡線信號分別進行濾波和信號放大調理；

減法器電路，用于將濾波和信號放大調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，基于權利要求1～6任一項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、根據齒槽信號計算齒槽信號的信號周期；

S2、根據間隙信號計算實時間隙值；

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

S4、若加速度未發生變化，則根據實時間隙值計算間隙值的平均值；

S5、判斷間隙值的平均值是否發生變化，若發生變化，則設置對應的信號標志位值為第一預設值，并返回步驟S1；

S6、若間隙值的平均值未發生變化，則計算間隙值的平均值與實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，則設置對應的信號標志位值為第二預設值，并返回步驟S1；

若否，設置對應的信號標志位值為第一預設值，并返回步驟S1。