车轮传感器
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到一种 车轮 传感器 ,它包括一个底座,一个与该底座相配合的 外壳 ,外壳外表面呈现向前后下倾的倾斜表面,在上述对应的倾斜表面内设有双置式传感头,两传感头电气构造相同。本实用新型由于采用基于变衰耗原理的设计,双置式布置传感头,对以0～60km/h速度通过 车轮传感器 的车轮能可靠检测,特别是对以0～3km/h速度通过的车轮亦能可靠地检测,并且能正确判断车轮运动方向、准确记录车轮通过传感器的时刻,它具有工作可靠, 感知 范围广的特点。，下面是车轮传感器专利的具体信息内容。
1.一种车轮传感器，包括一个底座，一个与该底座相配合的外壳，其 特征在于：所述外壳的外型为长方型，在底座上设有一个引出线孔，外壳外 表面呈现向前后下倾α角的梯度，构成两个对称的倾斜表面，在上述对应的 倾斜表面内设有双置式传感头，两传感头电气构造相同，其电路为工作点补 偿电路连接到反馈振荡电路，反馈振荡电路连接到取样电路，取样电路的输 出经减幅放大及恒流控制电路、滤波电路、防雷电路连接到输出端子。
2.根据权利要求1所述的车轮传感器，其特征在于：其中α角为5° ～7°。
3.根据权利要求1所述的车轮传感器，其特征在于：所述传感器的电 路为感应线圈的第一线圈绕组(N1)的一端连接到第一三极管(U1)的 发射极和第二电容器(C2)，另一端连接到第一、第二电阻(R1、R2) 和第三电容(C3)，第二绕组(N2)并联第一电容(C1)，一端连接 到第一三极管(U1)的基极，另一端连接到第二三极管(U2)的基极和 集电极，第二三极管(U2)的集电极同时连接到第七电阻(R7)的一端， 第七电阻(R7)的另一端接电源，第一三极管(U1)的集电极接电源， 第二三极管(U2)的发射极串接第六电阻(R6)接输出端，第四三极管 (U4)的基极与第三三极管(U3)的集电极相连接并连接到第四电容器 (C4)、第三电阻(R3)的一端，第四电容器(C4)的另一端接输出 端，第三电阻(R3)的另一端接电源，第二电阻(R2)串接第四、第五 电阻(R4、R5)，第四、第五电阻(R4、R5)的接点连接第三三极 管(U3)的基极，第一电阻(R1)的另一端、第五电阻(R5)的另一 端分别与输出端相连，二极管(U5)和第六电容(C6)并接在电源端与 输出端之间。
本实用新型涉及到一种传感器，尤其是一种车轮传感器。
车轮传感器的种类很多，有机械式车轮传感器，永磁感应式车轮传感器， 变耦合式车轮传感器，电子轨头开关等，机械式车轮传感器是利用轮缘或踏 面压下传动机构，使接点或微动开关闭合，输出车轮信号，其原理简单，但 机械传动可靠性差，车轮通过时振动、冲击、磨耗等都会影响它的寿命。永 磁式车轮传感器由磁芯和缠绕在它上面的感应线圈所组成，当车轮轮缘通过 永磁式车轮传感器的磁场时，磁阻减小，磁通量发生变化，在传感器铁芯内 产生感生电动势E＝-ω·dφ/dt。电动势E取决于磁通变化率，即取 决于车轮运动的速度，当车速在3km/h以下时，输出很小；当车速为0 km/h时，没有信号输出。因此该车轮传感器不能反映低速车的情况。变 耦合式车轮传感器一般都有发送线圈和接收线圈，当车轮通过时，原磁场空 气隙的磁阻改变，使发送线圈与接收线圈的耦合发生变化从而产生轮信号， 这种传感器无判断车轮运动方向的功能，车轮通过传感器的时间也不能精确 判断。电子轨头开关是利用变衰耗原理的金属接近开关，安装在轨头φ38 mm的孔内，采用补焊加强块的方法，克服因轨头钻孔而减弱钢轨强度，其 优点在于能正确判断车轮的通过，不受轨头、踏面、轮缘磨耗的影响，并能 准确记录车轮通过传感器的时刻，但它需在轨头打孔，需焊接补强块，施工 很不方便。
本实用新型的目的在于提供一种克服上述缺陷，对以0～60km/h 速度通过车轮传感器的车轮能可靠地检测，特别是对以0～3km/h速度 通过的车轮亦能可靠地检测，同时能正确判断车轮运动方向、准确记录车轮 通过传感器的时刻，并实现传感器的故障自检，即具有测速、判向、定时、 自检功能的车轮传感器。
为了实现上述目的，本实用新型包括一个底座，一个与该底座相配合的 外壳，外壳的外型为长方型，在底座上设有一个引出线孔，外壳外表面呈现 向前后下倾α角的梯度，构成两个对称的倾斜表面，在上述对应的倾斜表面 内设有双置式传感头，两传感头电气构造相同，其电路为工作点补偿电路连 接到反馈振荡电路，反馈振荡电路连接到取样电路，取样电路的输出经减幅 放大及恒流控制电路、滤波电路、防雷电路连接到输出端子。
本实用新型提出的车轮传感器，由于采用基于变衰耗原理的设计，双置 式布置传感头，能可靠地感知以0～60km/h速度，特别是以0～3k m/h速度通过的车轮也能可靠地感知，并且可根据两个传感头信号的出现 顺序实现判向，根据两信号出现的时刻，取其平均值可实现定时，同时具有 故障自检、工作可靠、感知范围广的特点。
附图说明：
图1是根据本实用新型提出的车轮传感器的正面剖视图；
图2是根据本实用新型提出的车轮传感器的电气原理框图；
图3是根据本实用新型提出的车轮传感器的电路原理图；
图4是根据本实用新型提出的车轮传感器的一种安装使用状态示意图；
图5是根据本实用新型提出的车轮传感器的另一种安装使用状态示意图。
现对照附图说明本实用新型的最佳实施例。
如图所示，本实用新型提出的车轮传感器包括一个底座3，一个与该底 座3相配合的外壳2，外壳2的外型为长方型，在底座上设有一个引出线孔， 外壳2外表面呈现向前后下倾α角的梯度，构成两个对称的倾斜表面，在上 述对应的倾斜表面内设有双置式传感头1，两传感头1的电气构造相同，其 电路为工作点补偿电路连接到反馈振荡电路，反馈振荡电路连接到取样电路， 取样电路的输出经减幅放大及恒流控制电路、滤波电路、防雷电路连接到输 出端子。
感应线圈L1的线圈绕组N1一端连接到三极管U1的发射极和电容器 C2，另一端连接到电阻R1、R2和电容C3，绕组N2并联电容C1， 一端连接到三极管U1的基极，另一端连接到三极管U2的基极和集电极， 三极管U2的集电极同时连接到电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电源， 三极管U1的集电极接电源，三极管U2的发射极串接电阻R6接输出端， 三极管U4的基极与三极管U3的集电极相连接并连接到电容器C4、电阻 R3的一端，电容器C4的另一端接输出端，电阻R3的另一端接电源，电 阻R2串接电阻R4、R5，电阻R4、R5的接点连接三极管U3的基极， 电阻R1的另一端、电阻R5的另一端分别与输出端相连，二极管U5和电 容C6并接在电源端与输出端之间。
本实用新型提出的车轮传感器采用双置式，即在一个封装内装有两个传 感头，它们彼此独立，相距一定距离，根据需要既可同时工作，也可只使用 其中之一。所述车轮传感器基于变衰耗原理，传感头内有一振荡信号，在传 感器与钢轨之间形成一固定磁场，当车轮通过该磁场时，车轮吸收了磁场的 能量，磁场发生变化，振荡器输出信号减小。基于这种原理的车轮传感器， 能可靠地感知0～3km/h速度通过的低速车。所述车轮传感器工作频率 选择在40khz左右，电路滞后不甚明显，因此能可靠地感知0～60k m/h速度通过的车轮。所述车轮传感器输出波形为负极性矩形脉冲，其前 沿代表车轮进入传感器的瞬间，后沿代表轮离开传感器的瞬间，控制传感头 的磁滞特性，使其起振与停振的距离差近可能靠近，根据前后沿的时刻，取 其平均值，即为车轮中心通过传感器中心的精确定时。为实现判向，一个传 感器内封装两个传感头，根据两个信号出现的先后顺序可实现判向。本实用 新型提出的车轮传感器是两线制，通过传感器的信号电流在0.5～3.6 mA之间变化。传感器发生断路故障时传感器的断路电流小于0.2mA， 传感器发生短路故障时，传感器短路电流大于6mA。因此，可检测传感器 的输出电流值，实现对传感器输出正常信号或故障信号的检测，即实现了传 感器故障自检。
本实用新型提出的车轮传感器电路包括反馈振荡电路、工作点补偿电路、 取样电路、减幅放大及恒流控制电路、滤波电路和防雷电路。L1为感应圈， 它与C1、U1、C2组成了反馈振荡电路，产生约40khz的振荡信号， 振荡频率可用C1调节。R1为振荡回路的负载。R2、R4、R5为振荡 信号取样电路。U3、U4同R3、C4、C3一起完成信号幅度检测、放 大及可变恒流控制功能。U2同R6、R7组成U1工作点补偿电路，使U 1的工作点不受传感器开关信号的影响。C6为滤波电容。U5是为吸收外 界雷电感应，保护传感器电路所加的瞬态电压抑制二级管。改变取样电压即 可实现传感器检测距离的调节。由于传感器输出信号为电流信号，在后续的 信号提取电路中，用电阻RL将电流信号转换为电压信号，用该电压值的大 小判断车轮信号的有无，或传感器是否故障。
为了提高传感器的灵敏度，增大有效作用距离，采用如图1所示的传感 器外型结构。其两个独立的传感头1组成双置式车轮传感器5，每个传感头 由各自独立的线圈及电路组成，两个感应线圈的中心点距离的选择原则是： 为实现判向，要求同一车轮在两个感应头上的信号既有重叠，又必须有一定 的分离度，根据两个信号出现的先后次序实现判向。两个信号的重叠部分用 于判断是否为同一车轮。为使两个传感头的磁场不互相影响，同时使两个信 号的分离度增大，两个传感头在封装时向外侧倾斜一定的角度α，大约5° ～7°，既传感器表面并非一平面而是有一倾角α。如图4、5所示，本实 用新型提出的传感器5安装在钢轨11内侧，可采用两种安装方式：扣件安 装方式和螺栓安装方式。扣件安装方式(如图4所示)是用扣件9的两个部 分分别从轨底两侧卡住，用一条长螺栓8将其卡牢。在传感器5与扣件9的 接触面，设置了两个螺孔，在扣件9与传感器5的接触面上，设计了两个长 孔，通过安装螺栓7将传感器5与扣件9相固接。扣件7上的长孔，便于调 节传感器的水平位置，传感器5的高度可通过垫片6调节。另一种是螺栓安 装方式(如图5所示)，为实现螺栓安装，传感器5的底座3设计为L形状， 使其能与轨腰接触。传感器5的底座3上设有两个螺孔。在轨腰中央区，间 隔一水平距离各钻一个孔，用两螺栓10固定车轮传感器5。在传感器的底 座3上有两对高度相差的孔，用以调整传感器的安装高度。与以往车轮传感 器相比，该传感器能反映0～60km/h速度通过的车轮，克服了以往低 速车测不出来的情况；能正确测量车轮中心通过传感器中心的时刻，准确定 时；能根据两路信号输出先后顺序不同实现对车轮运动方向的判向；检测输 出信号值的大小也可实现故障自检。
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