專利名稱：鐵路車輛車輪傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及傳感器，具體涉及一種專用于鐵路運(yùn)行車輛輪軸信號(hào)采集的傳感 器。
背景技術(shù)：
鐵路車輛車輪傳感器是鐵路車輛THDS紅外線軸溫探測(cè)系統(tǒng)、TFDS貨車運(yùn)行故障 動(dòng)態(tài)圖像檢測(cè)系統(tǒng)、TPDS貨車運(yùn)行狀態(tài)地面安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、TADS貨車滾動(dòng)軸承早期故障軌 邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)、AEI車號(hào)識(shí)別系統(tǒng)等軌邊設(shè)備中，卡在鋼軌內(nèi)側(cè)的關(guān)鍵部件。與本實(shí)用新 型最接近的現(xiàn)有技術(shù)是本公司的實(shí)用新型專利ZL99241341.9，本實(shí)用新型是在該專利基 礎(chǔ)上的改進(jìn)和補(bǔ)充。專利ZL99241341.9公開了一種鐵路新型車輪傳感器(原名稱為"車輛 軸位傳感器")，適用于任何條件和環(huán)境的鐵路區(qū)段運(yùn)行。外殼為金屬鋁，主體結(jié)構(gòu)為倒T形 磁性體， 一組兩個(gè)感應(yīng)線圈，繞制方向與鐵路電力線干擾感生磁場(chǎng)方向平行，理論上干擾磁 場(chǎng)影響降低為零；磁性體磁路相對(duì)閉合，增加了傳感器觸發(fā)靈敏度，提高了使用壽命。傳感 器用防水電氣插座電氣連接，保證了各種使用環(huán)境下絕緣強(qiáng)度。列車探測(cè)區(qū)域內(nèi)每個(gè)測(cè)試 點(diǎn)只需安裝一個(gè)該對(duì)比文件所述的傳感器，即可保證前述各個(gè)鐵路車輛地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正 常運(yùn)行，原材料質(zhì)量高、運(yùn)用成本低、維護(hù)成本低、提高了使用壽命、抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)試準(zhǔn) 確。 專利ZL99241341. 9的不足是使用了鋁質(zhì)外殼，鋁外殼有如下不足(1)絕緣性差。 由于鋁有良好的導(dǎo)電性，該傳感器是卡在鋼軌內(nèi)側(cè)工作的，遇到雷雨天氣，傳感器會(huì)因雷燒 壞；(2)抗溫度沖擊性差。鋁有良好的導(dǎo)熱性，一年四季溫差很大，特別是在北方，大的溫差 會(huì)導(dǎo)致鋁外殼老化、開裂，潮氣就會(huì)進(jìn)入傳感器內(nèi)，使測(cè)試靈敏度下降，影響測(cè)試結(jié)果；(3) 抗腐蝕性差。這使長(zhǎng)期在野外服役的傳感器壽命相對(duì)降低；(4)抗電氣干擾能力差。該傳 感器是在電器區(qū)域內(nèi)工作，抗電氣干擾能力差會(huì)導(dǎo)致傳感器測(cè)試出現(xiàn)誤差，進(jìn)而影響前述 各個(gè)鐵路車輛地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的探測(cè)結(jié)果。(5)、強(qiáng)度低，抗震動(dòng)性差。鋁外殼軟，強(qiáng)度低，傳 感器長(zhǎng)期工作在鋼軌內(nèi)側(cè)，列車通過時(shí)震動(dòng)很大，而強(qiáng)度低、抗震性差的屬性使傳感器產(chǎn)生 測(cè)試誤差，最終影響列車安全。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種絕緣性好、抗溫度 沖擊性高、抗腐蝕性強(qiáng)、抗電氣干擾能力強(qiáng)、抗震性強(qiáng)、強(qiáng)度高、壽命更長(zhǎng)和性能更穩(wěn)定的鐵 路車輛車輪傳感器。 為實(shí)現(xiàn)此目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案 —種鐵路車輛車輪傳感器，包括外殼；一組兩個(gè)套在倒T形磁性體托架上的感應(yīng) 線圈，串接后與外殼上的電氣部件進(jìn)行電氣連接，所述的電氣連接采用固定在外殼上的防
水電氣插座實(shí)現(xiàn)，2個(gè)感應(yīng)線圈繞制方向平行放置，繞制方向與鐵路電力線干擾感生磁場(chǎng)方 向平行；倒T形磁性體的豎直中段主體為長(zhǎng)方體形或圓柱形永久磁體，其特征是，所述外殼
3為絕緣材料。 所述絕緣材料使用工程塑料；所述感應(yīng)線圈串接后與外殼上的電氣部件進(jìn)行的電
氣連接由電纜穿過固定在外殼上的尼龍快速接頭實(shí)現(xiàn)。 —種鐵路車輛車輪傳感器，包括外殼，磁性體托架，感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈引出線與
外殼上的電氣部件進(jìn)行電氣連接，所述的電氣連接采用固定在外殼上的防水電氣插座實(shí)
現(xiàn)，感應(yīng)線圈安裝在磁性體托架上，其繞制方向與鐵路電力線干擾感生磁場(chǎng)方向平行，其特
征是，所述外殼為絕緣材料，所述感應(yīng)線圈為雙極性單線圈，所述磁性體托架為類U形。 所述絕緣材料使用工程塑料；所述感應(yīng)線圈引出線與外殼上的電氣部件進(jìn)行的電
氣連接由電纜穿過固定在外殼上的尼龍快速接頭實(shí)現(xiàn)；所述磁性體托架的類U形底部為導(dǎo)
磁的鐵磁性物質(zhì)，兩側(cè)邊為永磁體。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有如下實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步外殼采用絕緣材料，其絕 緣性好、抗溫度沖擊性高、抗腐蝕性強(qiáng)、抗電氣干擾能力強(qiáng)，抗振動(dòng)性好，強(qiáng)度高，在雷電天 氣、溫差變化大、大氣及腐蝕性氛圍中、工作區(qū)域內(nèi)電氣干擾的情況下及列車通過時(shí)強(qiáng)烈震 動(dòng)情況下，均能保證外殼的高強(qiáng)度及性能穩(wěn)定，不被任何可能的因素破壞，保證了外殼的質(zhì) 量，進(jìn)而保證了鐵路新型車輪傳感器的質(zhì)量，使其使用壽命更長(zhǎng)，性能更穩(wěn)定，最終保證了 前述各個(gè)鐵路車輛地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的探測(cè)結(jié)果。 本實(shí)用新型同一個(gè)思路下的另一個(gè)技術(shù)方案采用安裝在類U形的磁性體托架 上，繞制方向與鐵路電力線干擾感生磁場(chǎng)方向平行的雙極性單線圈。該技術(shù)方案的原理及 總思路與現(xiàn)有技術(shù)相同，提供的鐵路新型車輪傳感器既有現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)外殼采用 絕緣材料，又使其具有上述分析的絕緣材料外殼帶來的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步。

圖1是本實(shí)用新型雙線圈技術(shù)方案在運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)的安裝示圖。 圖2是雙線圈技術(shù)方案最佳實(shí)施例的縱向?qū)嶓w剖面及其在鋼軌上的實(shí)體安裝位 置圖(安裝架未畫出)。 圖3是雙極性單線圈安裝在類U形磁性體托架上的示意圖。 圖4為雙極性單線圈傳感器使用狀態(tài)安裝示意圖。 圖中所示 1.鋼軌頂端面；2.鋼軌體；3.防水電氣插座或尼龍快速接頭引出電纜線；4.絕緣
材料外殼；5、6為線圈尼龍骨架；7、8為感應(yīng)線圈；9.絕緣材料底蓋扳；10.長(zhǎng)方體或圓柱形 永磁體；11.倒T形軛鐵；12.單感應(yīng)線圈；13.類U形磁性體托架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及最佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)描述。 本實(shí)用新型的運(yùn)行列車軸位傳感器是無源器件，核心就是磁性體托架和安裝在磁 性體托架上、繞制方向與鐵路電力線干擾感生磁場(chǎng)方向平行的感應(yīng)線圈，在有效磁場(chǎng)中，由 感應(yīng)電壓公式<formula>formula see original document page 5</formula> <formula>formula see original document page 5</formula>[0021] 其中n為感應(yīng)線圈匝數(shù)，①為穿過n匝線圈的磁通量。當(dāng)運(yùn)行列車的車輪輪緣壓
過卡在鋼軌內(nèi)側(cè)的傳感器頂端時(shí)，t將隨列車運(yùn)行速度而異，產(chǎn)生一個(gè)跨度較大的變化
量，從而在傳感器防水電氣插座或通過尼龍快速接頭引出電纜線輸出端口上產(chǎn)生一個(gè)各個(gè) 鐵路車輛地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所需要的控制電壓。 圖1所示任何條件下的列車紅外線軸溫探測(cè)區(qū)城內(nèi)，一組三個(gè)探測(cè)點(diǎn)的示例
No. 1、 No. 2、 No. 3，每個(gè)探測(cè)點(diǎn)只需裝設(shè)本實(shí)用新型提供的傳感器1個(gè)，即可保證該系統(tǒng)正
常運(yùn)用。在列車機(jī)頭駛過后，No. l立即預(yù)告列車到達(dá)，啟動(dòng)該系統(tǒng)開機(jī)，并進(jìn)行系統(tǒng)自檢、
遙測(cè)、通信聯(lián)絡(luò)溝通和校驗(yàn)。 No. 2和No. 3的作用有四個(gè) 1、提供該系統(tǒng)探測(cè)器相應(yīng)動(dòng)作啟閉信號(hào)； 2、提供通過列車總軸數(shù)信號(hào)和車輛軸距信號(hào)以及速度、方向、輛數(shù)等綜合信號(hào)； 3、列車通過后，定時(shí)關(guān)閉該系統(tǒng)； 4、當(dāng)逆向列車通過時(shí)，向系統(tǒng)送出鎖閉信號(hào)。 其他探測(cè)系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)計(jì)，按要求配備相應(yīng)數(shù)量傳感器。 圖2中，標(biāo)記1為鋼軌頂端面，2為鋼軌體，由圖可以看出，本實(shí)用新型安裝在鋼軌 內(nèi)側(cè)。倒T形磁性體托架由長(zhǎng)方體或圓柱體磁體10與倒T形軛鐵11粘接而成。感應(yīng)線圈 7、8繞在長(zhǎng)方體形、中空骨架5、6上，然后套在倒T形磁性體托架的底部橫條上；線圈相互 串聯(lián)后，其余的兩個(gè)出頭分別與緊固在絕緣材料外殼4側(cè)面或背面的防水電氣插座或通過 尼龍快速接頭引出電纜線3相應(yīng)端子電氣連接。裝配完畢后，再用嚴(yán)格工藝規(guī)范的環(huán)氧樹 脂澆灌方法將傳感器外殼4內(nèi)腔整體灌封，最后，將絕緣材料底蓋扳9與其外殼合上，并且 保持嚴(yán)格的電氣連接，形成一個(gè)真正的隔離腔體。 在實(shí)際操作中，絕緣材料外殼4及其絕緣材料底蓋扳9，磁性體托架10、11以及線 圈骨架5、6，全都由模具制作，線圈7、8則由機(jī)器繞制。保證了嚴(yán)格的一致性電氣參數(shù)和工 藝穩(wěn)定性。 圖3和圖4是同一個(gè)思路下的雙極性單線圈12安裝在類U形磁性體托架13上的 示意圖及傳感器使用狀態(tài)示意圖。由圖中可以看出雙極性，即N極和S極，類U形磁性體托 架13底部為導(dǎo)磁的鐵磁性物質(zhì)，兩側(cè)邊為永磁體，單感應(yīng)線圈12繞在線圈尼龍骨架5上， 然后安裝在類U形磁性體托架13內(nèi)，單感應(yīng)線圈12的繞制方向與鐵路電力線干擾感生磁 場(chǎng)方向平行，安裝后的引出線與絕緣外殼4側(cè)面或背面的防水電氣插座或通過尼龍快速接 頭引出電纜線的連接及裝配后的相關(guān)工序均與單極性雙線圈技術(shù)方案相同，各個(gè)元器件的 制作方法和過程也與單極性雙線圈相同。 本實(shí)用新型同一個(gè)思路下的2個(gè)技術(shù)方案外殼均采用工程塑料，也可采用其他具 有相同性能和特征的絕緣材料。 上面以最佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型同一個(gè)思路下的2個(gè)技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)及功能、特 點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)描述，本領(lǐng)域熟悉的技術(shù)人員在本實(shí)用新型技術(shù)方案的原理和思路基礎(chǔ)上進(jìn)行的多種調(diào)整、變更和修改，均在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi),
權(quán)利要求一種鐵路車輛車輪傳感器，包括外殼；一組兩個(gè)套在倒T形磁性體托架上的感應(yīng)線圈，串接后與外殼上的電氣部件進(jìn)行電氣連接，所述的電氣連接采用固定在外殼上的防水電氣插座實(shí)現(xiàn)，2個(gè)感應(yīng)線圈繞制方向平行放置，繞制方向與鐵路電力線干擾感生磁場(chǎng)方向平行；倒T形磁性體的豎直中段主體為長(zhǎng)方體形或圓柱形永久磁體，其特征是，所述外殼為絕緣材料。
2. 如權(quán)利要求1所述的鐵路車輛車輪傳感器，其特征是，所述絕緣材料使用工程塑料。
3. 如權(quán)利要求1所述的鐵路車輛車輪傳感器，其特征是，所述感應(yīng)線圈串接后與外殼 上的電氣部件進(jìn)行的電氣連接由電纜穿過固定在外殼上的尼龍快速接頭實(shí)現(xiàn)。
4. 鐵路車輛車輪傳感器，包括外殼，磁性體托架，感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈引出線與外殼上 的電氣部件進(jìn)行電氣連接，所述的電氣連接采用固定在外殼上的防水電氣插座實(shí)現(xiàn)，感應(yīng) 線圈安裝在磁性體托架上，其繞制方向與鐵路電力線干擾感生磁場(chǎng)方向平行，其特征是，所 述外殼為絕緣材料，所述感應(yīng)線圈為雙極性單線圈，所述磁性體托架為類U形。
5. 如權(quán)利要求4所述的鐵路車輛車輪傳感器，其特征是，所述絕緣材料使用工程塑料。
6. 如權(quán)利要求4所述的鐵路車輛車輪傳感器，其特征是，所述感應(yīng)線圈引出線與外殼 上的電氣部件進(jìn)行的電氣連接由電纜穿過固定在外殼上的尼龍快速接頭實(shí)現(xiàn)。
7. 如權(quán)利要求4所述的鐵路車輛車輪傳感器，其特征是，所述磁性體托架的類U形底部 為導(dǎo)磁的鐵磁性物質(zhì)，兩側(cè)邊為永磁體。
專利摘要一種專用于鐵路運(yùn)行車輛輪軸信號(hào)采集的傳感器，外殼為絕緣材料，主要構(gòu)件為磁性體托架和安裝在磁性體托架上、繞制方向與鐵路電力線干擾感生磁場(chǎng)方向平行的感應(yīng)線圈，一種采用單極性雙線圈安裝在倒T型托架上，另一種采用雙極性單線圈安裝在類U型托架上。兩種方案的引出線均與固定在外殼上的防水電氣插座電氣連接或通過尼龍快速接頭直接引出。本實(shí)用新型原材料質(zhì)量高、維護(hù)成本低、使用壽命長(zhǎng)、測(cè)試準(zhǔn)確、強(qiáng)度高、絕緣性好、抗震性好、抗溫度沖擊性高、抗腐蝕性強(qiáng)、抗電氣干擾能力強(qiáng)。適合于各種環(huán)境下鐵路運(yùn)行車輛輪軸信號(hào)的采集。
文檔編號(hào)B61K9/04GK201457411SQ20092008183
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者陳子康 申請(qǐng)人:陳子康