车轮传感器
阅读：133发布：2020-05-11
专利汇可以提供车轮传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种 车轮 传感器 。当前使用的 车轮传感器 一般是无源传感器。车轮传感器，其组成包括：磁敏传感器，所述的磁敏传感器将感应线圈绕在U型的永磁 铁 氧 体上，所述的磁敏传感器置于 永磁体 所产生的 磁场 中，磁敏传感器根据磁场变化所产生的微弱模拟 信号 根据电连接依次通过 相位 调整 电路 、与所述的相位调整电路连接的 差分 放大器 、与所述的 差分放大器 连接的相位调整电路、与所述的相位调整电路连接的功率放大电路、与所述的功率放大电路连接的信号保护电路。本实用新型可用于轨道车辆车轮检测、计轴、计辆及车辆通过速度测量。，下面是车轮传感器专利的具体信息内容。
车轮传感器
[0001] 技术领域：
[0003] 背景技术：
[0004] 在轨道车辆检测、监测设备领域，当前使用的车轮传感器一般是无源传感器。感应线圈处于永磁铁氧体恒定的磁场中，当车轮经过时，永磁铁氧体恒定的磁场被扰动，导致感应线圈的磁通量产生变化，在线圈中产生感应电动势，即在感应线圈的输出端形成电压信号输出。
[0005] 无源车轮传感器在车轮接近、到达及离开的过程中，在线圈的两端产生的车轮经过信号类似单周期的正弦信号，感应信号的幅值大小取决于车轮通过的速度，车轮通过的速度越快，线圈中的磁通量变化的越快，感应线圈产生的感应电动势越高，输出的感应信号的幅值也就越大；车轮通过的速度越慢，线圈中的磁通量变化的也就越慢，感应线圈中产生的感应电动势也就越低，输出的感应信号的幅值也就越低。
[0006] 无源车轮传感器输出的感应信号取决于车轮通过的速度，当车轮通过的速度低于3km/h时，无源车轮传感器产生的感应信号的幅值非常小，信号接收端已经无法从噪声中提取车轮通过的信号。由于无源车轮传感器的工作原理为电磁感应原理，导致无源车轮传感器的抗干扰能力差，轨边的电力电缆、变电所、钢轨信号电流甚至在接车时都导致无缘车轮传感器的输出噪声很高，增加了车轮通过时感应信号的提取难度。无源车轮传感器内的永磁铁氧体的场强高达4000多高斯，安装时极易出现碰撞铁件、伤手、吸附铁渣等现象，增加了安装难度。
[0007] 发明内容：
[0008] 本实用新型的目的是提供一种车轮传感器，该车轮传感器能在0~360km/h时可靠地送出车轮经过信号，该车轮传感器结构简单、灵敏度高，并且环境适应能力、抗干扰能力强，尤其对于交流-直流-交流方式驱动机车、电力机车的抗干扰性优越。
[0009] 本实用新型目的是这样实现的：
[0010] 一种车轮传感器，磁敏传感器，所述的磁敏传感器将感应线圈绕在U型的永磁铁氧体上，所述的磁敏传感器置于永磁体所产生的磁场中，磁敏传感器根据磁场变化所产生的微弱模拟信号根据电连接依次通过相位调整电路、与所述的相位调整电路连接的差分放大器、与所述的差分放大器连接的相位调整电路、与所述的相位调整电路连接的功率放大电路、与所述的功率放大电路连接的信号保护电路。
[0011] 所述的车轮传感器，永磁体具有N极和S极，永磁体产生的磁力线方向与磁敏传感器的敏感方向垂直，所述的信号保护电路位于PCB 板上，PCB板放置在非铁磁材料制作的外壳中，使用防冻密封填充剂密封固定。
[0012] 有益效果：
[0013] 1.本实用新型与现有无源车轮传感器相比，置于偏置磁场中的磁敏传感器具有高灵敏度。没有车轮经过时，磁敏传感器处于稳定磁场中；当车轮经过时，永磁体产生的偏置磁场被铁磁物质构成的车轮扰动产生变化，磁敏传感器检测到这种变化后输出微弱的电信号，这种电信号被后续的信号调理电路整形放大后输出；磁敏传感器的高灵敏度和快速响应时间使得本实用新型能在0~360km/h时可靠的送出车轮经过信号，并且结构简单、环境适应能力强。
[0014] 2.本实用新型与现有无源车轮传感器相比，提供偏置磁场的永磁体的磁场强度仅几百高斯，因此便于现场的安装维护。
[0015] 3.本实用新型与现有无源车轮传感器相比，没有绕在永磁体上的线圈；与现有有源车轮传感器相比，采用永磁体产生的偏置磁场作为检测信号，因此抗干扰能力大大增强。
[0017] 附图1是本实用新型的电路框图。
[0018] 附图2是本实用新型设置在轨道上的、按本实用新型的车轮传感器的第一种实施例的剖面示意图。
[0019] 附图3是本实用新型设在在轨道上的、带两个传感器用以测量车辆通过速度的、按本实用新型的车轮传感器的第二种实施形式的立体侧视图。
[0020] 具体实施方式：
[0021] 实施例1：
[0022] 一种车轮传感器，其组成包括：所述的磁敏传感器4将感应线圈绕在U型的永磁铁氧体上，所述的磁敏传感器置于永磁体所产生的磁场中，磁敏传感器根据磁场变化所产生的微弱模拟信号根据电连接依次通过相位调整电路5、与所述的相位调整电路连接的差分放大器6、与所述的差分放大器连接的相位调整电路7、与所述的相位调整电路连接的功率放大电路8、与所述的功率放大电路连接的信号保护电路9。
[0023] 输出信号10，所述的磁敏传感器、永磁体、磁敏传感器、相位调整电路1、差分放大器、相位调整电路2、功率放大电路，信号保护电路放置在PCB 1板上，PCB板放置在非铁磁材料制作的外壳3中，然后使用防冻密封填充剂2密封，磁敏传感器置于永磁体所产生的磁场中，磁敏传感器根据磁场变化所产生的微弱模拟信号按电连接依次通过相位调整电路1、差分放大器、相位调整电路2、功率放大电路、信号保护电路。
[0024] 实施例2：
[0025] 实施例1所述的车轮传感器，永磁体是钕铁硼磁钢，具有N极和S极。
[0026] 永磁体产生的磁力线方向与磁敏传感器的敏感方向近似垂直，永磁体具有N极和S极，永磁体产生的磁力线方向与磁敏传感器的敏感方向垂直，所述的信号保护电路位于PCB 板上，PCB板放置在非铁磁材料制作的外壳中，使用防冻密封填充剂密封固定。
[0027] 实施例3：
[0028] 实施例1或2所述的车轮传感器，永磁体用于提供偏置磁场，磁敏传感器用于检测偏置磁场的变化。磁敏传感器的敏感方向与偏置磁场的磁力线方向近似垂直，差分放大器、相位调整电路1、相位调整电路2、功率放大电路和信号保护电路用于车轮信号的整形输出，当没有车轮经过时，磁敏传感器处在永磁体提供的稳定的偏置磁场中；当有车轮经过时，铁磁物质构成的车路扰动偏置磁场，磁敏传感器检测到偏置磁场的变化后，将这种变换转换为微弱的电信号输出，后续的处理电路对该信号进行整形放大后输出，车轮离开后，偏置磁场又恢复为稳定状态，磁敏传感器的高灵敏度和快速响应时间使得本实用新型能在0~360km/h时可靠的送出车轮经过信号，并且结构简单、环境适应能力强。
[0029] 实施例5：
[0030] 图2是按本实用新型的车轮传感器，设置在轨道上的剖面图，安装时，按本实用新型的车轮传感器应安装在轨道车辆车轮轮缘的下方，并尽量靠近车轮轮缘，图2中PCB 上放置有永磁体、磁敏传感器、相位调整电路1、差分放大器、相位调整电路2、功率放大电路、信号保护电路；防冻密封填充胶，非铁磁材料制作的外壳，图3是按本实用新型的车轮传感器同时设置两个在轨道上的剖面图，两个按本实用新型的车轮传感器按固定的距离s安装在轨道内侧，当车轮依次经过两个按本实用新型的车轮传感器时，第一个和第二个传感器送出信号的时刻分别为t1、t2，则通过下面的公式可以计算车轮通过速度：
[0031] V = (t2-t1)/s
[0032] 按图3设在轨道上的两个车轮传感器为防止受到长期的震动导致s的变化，两个车轮传感器可以共同安装在同一个车轮传感器载具上，作为本实例的另一种实施方式，保证了两个传感器的距离恒定，也保证了车辆通过速度测量的准确性。
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