專利名稱：有源車輪傳感器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于傳感器，特別是涉及一種變衰耗雙置式有源車輪傳感器。
背景技術(shù)：
車輪傳感器的種類很多，主要分為有源和無源兩類。無源的有機械式車輪傳感器，永磁感應式車輪傳感器，機械式車輪傳感器是利用輪緣或踏面壓下傳動機構(gòu)，使接點或微動開關(guān)閉合，輸出車輪信號，其原理簡單，但機械傳動可靠性差，車輪通過時振動、沖擊、磨耗等都會影響它的壽命。永磁式車輪傳感器由磁鐵和纏繞在它上面的感應線圈所組成，當車輪輪緣通過永磁式車輪傳感器的磁場時，磁阻減少，磁通量發(fā)生變化，在傳感器鐵芯內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢，電動勢大小取決于磁通變化率，即取決于車輪運動的速度，當車速低于3km/h以下時，輸出很?。划斳囁贋?km/h時，沒有信號輸出，因此該車輪傳感器不能反映低速車的信號。有源車輪傳感器有變偶合式車輪傳感器、變衰耗雙置式車輪傳感器等；變偶合式車輪傳感器有發(fā)送線圈和接收線圈，當車輪通過時，原磁場空隙的磁阻改變，使發(fā)送線圈與接收線圈的偶合發(fā)生變化從而產(chǎn)生車輪信號，該傳感器設備復雜，成本高，不適合廣泛推廣；變衰耗雙置式車輪傳感器特性雖好，但因其結(jié)構(gòu)限制，需要在鋼軌上打孔，使施工、安裝、調(diào)節(jié)困難，封裝結(jié)構(gòu)抗沖擊能力差，環(huán)境溫度適應差。
本實用新型的目的是提供一種有源車輪傳感器，它具有工作可靠，故障自檢，安裝方便，成本低的特點。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的有源車輪傳感器，包括一個外殼、傳感頭及電路板，所述的外殼的底部有一引出線孔，所述的電路板置于外殼的下部，所述的傳感頭置于外殼的頂部。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點在變衰耗雙置式車輪傳感器的基礎上提供一種可靠高，性能優(yōu)良，低成本，安裝調(diào)節(jié)方便，適用不同用戶的需求。對0～60km/h速度通過的車輪能可靠地檢測，特別是對0～3km/h速度通過的車輪能可靠地檢測、準確記錄車輪通過傳感器的時刻，并實現(xiàn)傳感器的故障自檢。


圖1是根據(jù)本實用新型提出的有源車輪傳感器的電氣原理框圖；圖2是根據(jù)本實用新型提出的有源車輪傳感器的電路原理圖；圖3是根據(jù)本實用新型提出的有源車輪傳感器的信號特性圖；圖4是本實用新型提出的有源車輪傳感器的正面剖視圖；圖5和圖6是根據(jù)本實用新型提出的有源車輪傳感器的安裝狀態(tài)示意圖；具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細描述本實用新型的實施例。
如圖4所示，有源車輪傳感器，包括一個外殼4、傳感頭1及電路板2，傳感頭1由鐵氧體磁芯和線圈組成，電路板2安裝所有電路器件，所述的外殼4的底部有一引出線孔3，所述的電路板2置于外殼4的下部，所述的傳感頭1置于外殼4的頂部，其頂部是圓形工程塑料防護罩。所述的傳感器6頂部為正方形，側(cè)面為長方形，有兩個長出來的安裝孔，底部有信號引出孔和信號引出電纜。內(nèi)部電路由工作點補償和振蕩電路，振蕩電路連接到取樣電路，取樣電路的輸出經(jīng)減幅放大及恒流控制電路、濾波電路、防雷電路連接輸出電纜。
如圖2所示，感應線圈L1的線圈繞組N1一端連接到三極管U1的發(fā)射極和電容器C2，另一端連接到電阻R1、R2和電容C3，繞組N2并聯(lián)電容C1，一端連接到三極管U1的基極，另一端連接到三極管U2的基極和集電極，三極管U2的集電極同時連接到電阻R7的一端，電阻R7的另一端連接電源。三極管U1的集電極接電源，三極管U2的發(fā)射極串接電阻R6接輸出端，三極管U4的基極與三極管U3的集電極相連接并連接到電容器C4、電阻R3的一端，電容器C4的另一端接輸出端，電阻R3的另一端接電源，電阻R2串聯(lián)電阻R4、R5，電阻R4、R5的接點連接三極管U3的基極，電阻R1的另一端、電阻R5的另一端分別與輸出端相連，二極管U5和電容C6并接在電源端與輸出端之間。
本實用新型提出的車輪傳感器基于變衰耗原理，傳感頭1內(nèi)有一振蕩信號，在傳感器6與鋼軌8之間形成一固定磁場，當車輪通過該磁場時，車輪吸收了磁場的能量，磁場發(fā)生變化，振蕩器輸出信號減小?；谶@種原理的車輪傳感器能可靠地感知0～3km/h速度通過的低速車。所述車輪傳感器工作頻率選擇在40khz左右，電路滯后不明顯，因此能可靠地感知0～60km/h速度通過的車輪。所述車輪傳感器輸出波形為負極性矩形脈沖，其前沿代表車輪進入傳感器的瞬間，后沿代表車輪離開傳感器的瞬間，控制傳感頭的磁滯特性，使其起振與停振的距離差盡可能靠近，根據(jù)前后沿的時刻，取其平均值，即為車輪中心通過傳感器中心的精確定時。本實用新型提出的車輪傳感器是兩線制，通過傳感器的信號電流在0.5～3.6mA之間變化，傳感器發(fā)生斷路故障時傳感器的斷路電流小于0.2mA，傳感器發(fā)生短路故障時，傳感器短路電流大于6mA。因此可以測傳感器的輸出電流，實現(xiàn)傳感器輸出正常信號或故障信號的檢測，即實現(xiàn)了傳感器的在線故障檢測。
如圖2所示，本實用新型提出的車輪傳感器電路包括振蕩電路、工作點補償電路、取樣電路、減幅放大及恒流控制電路、濾波電路和防雷電路。L1為感應線圈，它與C1、U1、C2組成了反饋振蕩電路，產(chǎn)生約40KHz的振蕩信號，振蕩頻率可用C1調(diào)節(jié)。R1為振蕩回路的負載。R2、R4、R5為振蕩信號取樣電路。U3、U4同R3、C4、C3一起完成信號幅度檢測、放大及可變恒流控制功能。U2同R6、R7組成U1工作點補償電路，使U1的工作點不受傳感器開關(guān)信號的影響。C6為濾波電容。U5是為吸收外界雷電感應，保護傳感器電路所加的瞬態(tài)電壓抑制二極管。改變?nèi)与妷杭纯蓪崿F(xiàn)傳感器檢測距離的調(diào)節(jié)。由于傳感器輸出信號為電流信號，在后續(xù)的信號提取電路中，用電壓取樣電路將電流信號轉(zhuǎn)換電壓信號，用該電壓值的大小判斷車輪信號的有無，或傳感器是否故障。
如圖5、6所示，本實用新型提出的車輪傳感器安裝在線路內(nèi)側(cè)，采用鋼軌扣件5安裝方式，便于調(diào)節(jié)傳感器6的位置。用鋼軌扣件5的兩個部分分別從軌底兩側(cè)卡住，用長螺栓將其卡牢，再將安裝支架7與鋼軌扣件5用兩條螺栓連接，之間的安裝孔為長孔，便于調(diào)節(jié)傳感器6的高度，安裝支架7和鋼軌扣件5由鋁合金制造，在安裝支架7上有兩個與傳感器6對應的安裝孔，安裝孔設計為長孔，便于調(diào)節(jié)傳感器與鋼軌之間的距離，使傳感器適應不同的軌型。
權(quán)利要求1.有源車輪傳感器，包括一個外殼(4)、傳感頭(1)及電路板(2)，其特征是所述的外殼(4)的底部有一引出線孔(3)，所述的電路板(2)置于外殼(4)的下部，所述的傳感頭(1)置于外殼(4)的頂部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源車輪傳感器，其特征是所述的傳感器(6)頂部為正方形，側(cè)面為長方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源車輪傳感器，其特征是所述傳感器的電路為感應線圈的第一線圈繞組(N1)的一端連接到第一三極管(U1)的發(fā)射極和第二電容(C2)，另一端連接到第一、第二電阻(R1、R2)和第三電容(C3)，第二繞組(N2)并聯(lián)第一電容(C1)，一端連接到第一三極管(U1)的基極，另一端連接到第二三極管(U2)的基極和集電極，第二三極管(U2)的集電極同時連接到第七電阻(R7)的一端，第七電阻(R7)的另一端接電源，第一三極管(U1)的集電極接電源，第二三極管(U2)的發(fā)射極串接第六電阻(R6)接輸出端，第四三極管(U4)的基極與第三三極管(U3)的集電極相連接并連接到第四電容器(C4)、第三電阻(R3)的一端，第四電容器(C4)的另一端接輸出端，第三電阻(R3)的另一端接電源，第二電阻(R2)串接底四、第五電阻(R4、R5)，第四、第五電阻)的接點連接第三三極管(U3)的基極，第一電阻(R1)的另一端、第五電阻(R5)的另一端分別與輸出端相連，二極管(U5)和第六電容(C6)并接在電源端與輸出端之間。
專利摘要有源車輪傳感器,包括一個外殼(4)、傳感頭(1)及電路板(2),其特征是:所述的外殼(4)的底部有一引出線孔(3),所述的電路板(2)置于外殼(4)的下部,所述的傳感頭(1)置于外殼(4)的頂部。本實用新型具有工作可靠,故障自檢,安裝方便,成本低的特點。
文檔編號G01D5/12GK2501025SQ0125884
公開日2002年7月17日 申請日期2001年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月29日
發(fā)明者張福信 申請人:鐵道部科學研究院通信信號研究所